1
Kata Pengantar
Puji Syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik. Kami juga berterimakasih kepada Ibu Guru bidang studi Biologi , Ibu Yuniari Pujiastuti,S.Si atas tugas yang telah diberikan kepada kami.
Dalam Tugas ini , kami dari Kelompok 3 membahas mengenai zat makanan yaitu , PROTEIN. Seperti yang kita ketahui , protein adalah bagian yang penting diperlukan dalam tubuh kita. Dalam makalah ini , kami akan membahas mengenai pengertian protein , penemuan protein , cara kerja protein didalam tubuh , kelebihan dan fungsi protein , serta sumber protein.
Kami mengetahui bahwa makalah kami ini tidaklah sempurna , oleh karena itu kami meminta maaf apabila terdapat kesalahan mengenai isi makalah yang kami bahas maupun kesalahan dalam pengetikan. Kami juga berharap makalah ini dapat memberikan keuntungan bagi para pembaca ini. Sekian dan terima kasih.
Batam , Januari 2012
Kelompok 3
2
Daftar Isi
Cover ... i
Kata Pengantar ... ii
Daftar Isi ... iii
Pengertian Protein ... 1
Struktur Kimia Protein ... 2
Penemuan Protein ... 4 Metabolisme Protein ... 6 Sumber Protein ... 8 Fungsi Protein ... 10 Kata Penutup ... 11 iii
3
Pengertian Protein
Setiap sel yang hidup tersusun oleh protein. Protein merupakan bagian yang penting didalam plasma sel. Selain sebagai komponen pokok , protein juga tersedia sebagai cadangan makanan, misalnya pada biji – bijian. Pada hewan dan manusia , protein tidak dapat disimpan sebagai cadangan makanan.
Protein merupakan senyawa polimer organik yang berasal dari monomer asam amino yang mempunyai ikatan peptida. Istilah protein berasal dari bahasa Yunani “protos” yang memiliki arti “yang paling utama”.
Protein memiliki peran yang sangat penting pada fungsi dan struktur seluruh sel makhluk hidup.
Hal ini dikarenakan molekul protein memiliki kandungan Karbon , Hidrogen , Oksigen dan Nitrogen. Kadang – kadang juga ada protein yang mengandung Sulfur dan Fosfor.
Ada analogi antara susunan polisakarida dan susunan protein. Satu molekul polisakarida terdiri atas monosakarida , sedangkan satu molekul protein terdiri dari beberapa asam amino.
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan
polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.
Beberapa makanan yang dapat menjadi sumber protein adalah: daging, telur, ikan, susu, biji-bijian, kentang, kacang, dan polong-polongan.
Jenis Kelamin Usia (Tahun) Tinggi Badan (cm) Rata - Rata Protein Per Hari (g)
Pria 13-15 150 64
16-19 160 66
Wanita 13-15 153 51
16-19 162 154
4
Struktur Kimia Protein
Protein adalah suatu senyawa organik yang tersusun oleh unsur – unsur C , H , O , N , dan kadang – kadang juga mengandung unsur P dan belerang (S) . Komponen dasar dari senyawa protein adalah asam amino . Dr.Rose membedakan asam amino ke dalam tiga golongan ,
yaitu asam amino esensial , semiesensial , dan asam amino nonesensial. Asam Amino Esensial
Asam amino esensial adalah asam amino yang harus didatangkan dari luar tubuh manusia karena sel – sel tubuh tidak dapat mensintesisnya. Asam – Asam amino tersebut sebagian besar hanya dapat disintesis di dalam sel – sel tumbuhan , sebab untuk sintesisnya
diperlukan senyawa nitrat anorganik. Ada 8 asam amino esensial untuk orang dewasa , dan ada 10 asam amino esensial untuk anak – anak.
Asam Amino Semiesensial
Asam Amino Semiesensial adalah asam amino yang dapat menghemat pemakaian beberapa asam amino esensial. Contohnya , sistein dapat menghemat pemakaian metionin. Definisi semiesensial dapat juga diartikan asam amino yang dapat mencukupi untuk proses pertumbuhan orang dewasa , tetapi tidak mencukupi untuk proses
pertumbuhan anak – anak. Asam Amino Nonesensial
Asam amino nonesensial adalah asam amino yang dapat disintesis di dalam tubuh manusia dengan bahan baku asam amino lainnya. Macam asam amino dapat dilihat pada Tabel dibawah ini. Sebenernya , jumlah asam amino tidak hanya 20 macam. Akan tetapi asam amino yang merupakan penyusun protein yang diperlukan tubuh berjumlah 20 macam sebagaimana yang tercantum di dalam Tabel dibawah ini.
Asam Amino Esensial Asam Amino Semiesensial Asam Amino Nonesensial
Isoleusin Arginin* Alanin
Leusin Histidin* Asparagin
Lisin Sistein Asam Aspartat
Metionin Glisin Asam glutamat
Fenilalanin Serin Glutamin
Treonin Tirosin Prolin
Valin
Triptofan
Secara kimiawi , protein adalah ikatan asam – asam amino yang membentuk rantai panjang . Ikatan ini disebut Ikatan Peptida ( -CONH-) . Oleh karena protein disusun oleh banyak asam
amino yang membentuk suatu rantai , maka protein disebut juga sebagai polipeptida . Satu
5 sebuah rantai panjang yang tersusun oleh ratusan asam amino. Polipeptida disintesis di salam ribosom. Setelah disintesis , polipeptida mengalami “pematangan” menjadi protein yang lebih kompleks.
6
Penemuan Protein
Kata "protein" diciptakan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838. 150 tahun sebelumnya, telah ada konsep sebuah "substansi hewan" yang sedikit variannya berguna untuk membuat (berperan dalam membangun) otot, kulit, dan darah. Yang dalam setiap bentuk substansi awalnya diyakini bersifat lengket. Tapi itu berubah menjadi keras ketika dipanaskan dan menjadi berbau busuk ketika disimpan di tempat yang lembab dengan kondisi hangat dan akan
menguapkan uap alkali. Hal ini kontras dengan sifat-sifat pati, gula dan tumbuhan yang berubah menjadi asam ketika disimpan di daerah yang lembab dan hangat.
Pada 1728, ilmuwan Italia Jacopo Beccari mengumumkan bahwa ia telah menemukan adanya bahan dengan semua karakteristik dari "substansi hewan" dalam tepung terigu putih. Ketika ia membasahi tepung untuk membuat bola adonan, kemudian dicuci dan meremasnya di dalam air, hasilnya, partikel-partikel halus tepung putih tercuci. Yang tersisa adalah pelet lengket gluten, yang asal-usulnya tidak diketahui, yang mungkin berasal dari hewan di alam. Beccari
menyimpulkan bahwa kehadiran bagian ini yang merupakan "substansi hewan" membuat gandum bergizi. Tepung terigu, secara keseluruhan, tidak menunjukkan sifat-sifat hewan karena jumlah yang lebih besar dari pati yang menyebabkan reaksi gluten tersebut.
Kemudian pada abad kedelapan belas, dengan pengembangan ilmu kimia baru, penemuan unsur-unsur baru, dan amonia, yang merupakan "alkali stabil" telah ditunjukkan untuk menjadi suatu senyawa nitrogen dan hidrogen. Gluten juga diteliti mengandung nitrogen, yang sama dengan jaringan hewan, sedangkan pati, lemak, dan gula tidak.
Pada awalnya ia berpikir bahwa proses pencernaan dan nutrisi hewan harus terdiri dari kombinasi dari nutrisi dalam makanan nabati yang mengandung nitrogen. Secara khusus, tampak bahwa teori ini mungkin dapat menjelaskan proses pencernaan yang lambat dan perut sebagai tempat penyimpanan yang besar pada hewan pemamah biak. Namun, pekerjaan lebih lanjut di Prancis membuat gagasan ini tidak dapat dibenarkan.
Pertama, François Magendie melaporkan pada 1816 bahwa anjing gagal bertahan hidup selama lebih dari beberapa minggu dengan makanan seperti lemak dan gula yang tidak mengandung nitrogen. Kemudian, di tahun 1830-an, Jean Boussingault menunjukkan bahwa adanya nitrogen dalam jerami dan kentang yang dimakan oleh seekor sapi cukup untuk menyeimbangkan jumlah nitrogen dalam susu yang dikeluarkan bersama dengan pengeluaran nitrogen sehari-harinya. Maka dari itu, nitrogen tidak dapat dipastikan hanya terdapat pada hewan. Tetapi karena pentingnya nitrogen dalam gizi, Boussingault menyimpulkan bahwa makanan yang berasal dari tumbuhan harus dinilai dalam hal kadar nitrogen relatif mereka. Dengan demikian, ia percaya bahwa kacang kering, mengandung sekitar dua kali kandungan nitrogen biji-bijian, dan pastinya 2 kali lipat dari nilai gizinya.
Pada saat itu, pekerjaan lebih lanjut pada komposisi tumbuhan telah menunjukkan bahwa meskipun mereka semua yang mengandung senyawa nitrogen, sebagian besar dari mereka, tidak
7 seperti gluten gandum, yang larut dalam air, yang juga dapat dipicu oleh panas atau asam. Pada 1838, Gerritt Mulder, seorang dokter Belanda dan juga peneliti di bidang kimia , menggagaskan sebuah pernyataan bahwa semua "zat hewan" yang dia telah diteliti memiliki rumus dasar yang sama, yaitu 40 atom karbon, 62 hidrogen, 10 nitrogen dan 12 oksigen, yang dapat dinyatakan lebih sederhana sebagai C40H62N10O12. Perbedaan sifat-sifatnya hanya disebabkan oleh jumlah atom sulfur dan/atau fosfor yang berbeda di antara macam-macam “zat hewan” tersebut. Dia mengirim makalahnya ke orang yang berpangaruh dalam ilmu kimia di Swedia, Jacob Berzelius, yang yang telah meneliti dan menjawab bahwa ini adalah penemuan yang paling penting dari "substansi fundamental atau utama dari gizi hewan" dan bahwa zat ini patut disebut "protein" yang berasal dari kata Proteus (dewa Yunani), protos yang berarti paling utama.
Emil Fisher (1852-1919), seorang ahli kimia yang berkebangsaan Jerman , pada tahun 1902
menemukan bahwa protein adalah senyawa majemuk yang dapat dirombak menjadi molekul molekul yang lebih sederhana yang disebut asam amino. Sebaliknya , asam amino yang terdapat
dalam tubuh dapat disusun kembali menjadi senyawa protein.
Peneitian penting tentang protein selanjutnya dibuat oleh James B. Sumner pada tahun 1926 dengan menunjukkan bahwa enzim dapat diisolasi dan dikristalisasi.
Pada tahun 1955 Sir Frederick Sanger menentukan urutan asam amino lengkap bahwa protein pertama - insulin. Ini adalah yang pertama membuktikan bahwa semua protein memiliki struktur tertentu.
Pada tahun 1958 struktur 3 dimensi hemoglobin dan mioglobin diselesaikan oleh Max Perutz dan Sir John Cowdery Kendrew, berturutan. Struktur ini dipecahkan dengan analisis difraksi sinar-X.
8
Metabolisme Protein
Selama proses pencernaan , protein yang terkandung dalam makanan akan dipecah menjadi asam – asam amino supaya dapat diangkut ke seluruh tubuh. Ada sekitar 20 macam asam amino yang diperlukan untuk menyusun protein. Dari asam amino yang dibutuhkan tersebut , ada 8 asam amino yang harus didatangkan dari luar tubuh menjadi makanan yang kita makan. Kedelapan asam amino ini disebut asam amino esensial , yang kini isoleusin , leusin , lisin , metionin , fenilalanin , treonin , triptofan dan valin. Asam amino lainnya yang dapat dibuat sendiri oleh tubuh di sebut asam amino non – esensial.
Protein diserap tubuh dalam bentuk asam amino. Asam amino tersebut merupakan hasil pembongkaran protein oleh enzim tertentu. Penyerapan asam amino terjadi di dalam usus halus dan berlangsung secara osmosis. Selain itu terdapat pula protein yang masuk ke dalam usus melalui pinositosis atau fagositosis.
Jumlah protein yang dibutuhkan oleh manusia dalam berbagai umur adalah sebagai berikut :
Bayi : 2 – 2.4 gram/kg berat badan/hari Usia 6 bulan s/d 15 tahun : 1.5 gram/kg berat badan/hari Laki-laki dewasa : 0.5 – 0.8 gram/kg berat badan/hari Wanita dewasa : 0.3 – 0.7 gram/kg berat badan/hari
Data tersebut menunjukkan bahwa kebutuhan bayi terhadap protein lebih besar daripada orang dewasa. Kelebihan protein tidak dapat disimpan di dalam tubuh. Kelebihan protein akan dirombak di dalam sel-sel hati menjadi senyawa yang mengandung unsur N, seperti NH3 (ammonia) dan NH4OH (ammonium hidroksida), dan senyawa yang tidak mengandung unsur N. Senyawa yang mengandung unsur N akan disintesis menjadi urea, sedangkan senyawa yang tidak mengandung unsur N akan mengalami sintesis ulang (resintesis) menjadi bahan baku karbohidrat dan lemak sehingga dapat dioksidasi di dalam tubuh. Secara sederhana, proses pembentukan urea dapat dilihat seperti skema berikut:
NH3 + ornitin sitrulin NH3 + sitrulin arginin
arginin + arginase ornitin + urea
Proses pembentukan urea tersebut berlangsung di dalam hati, karena hanya sel-sel hati yang dapat menghasilkan enzim arginase. Urea yang telah terbentuk akan diangkat bersama zat-zat sisa lainnya menuju ginjal untuk selanjutnya dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urin.
Jika jumlah nitrogen yang terkandung di dalam urin sama dengan jumlah nitrogen yang terkandung dalam protein makanan yang kita makan, dikatakan bahwa orang yang bersangkutan
9 berada dalam keseimbangan nitrogen . Pada kondisi normal , jika protein yang kita makan
berlebih , kelebihan asam amino akan mengambil deaminasi , sehingga ekskresi urea juga akan
meningkat. Hal itu merupakan mekanisme untuk mempertahankan keseimbangan nitrogen. Keseimbangan nitrogen dapat menjadi negatif apabila pengeluaran urea lebih besar daripada pemasukan protein , dan dapat menjadi positif apabila pengeluaran urea lebih kecil dari
pemasukan protein. Faktor penyebab keseimbangan nitrogen negatif adalah kekurangan hormon insulin , kwashiorkor , dan peningkatan sekresi hormon katabolik dari korteks adrenal. Faktor penyebab keseimbangan nitrogen positi adalah masa pertumbuhan , masa penyembuhan dari penyakit , dan pemberian hormon testeosteron.
10
Sumber Protein
Kebutuhan tubuh manusia terhadap asam amino esensial dapat dipenuhi dari protein yang terkandung di dalam makanan yang dimakan. Protein yang terkandung di dalam tubuh hewan disebut protein hewani dan yang terkandung didalam bagian tumbuhan disebut protein nabati
. Bahan – Bahan makanan yang mengandung protein nabati adalah biji kacang – kacangan , gandum , kelapa , dan beberapa jenis sayuran seperti daun melinjo.
1. Berdasarkan sumbernya, protein dapat digolongkan atas 2 bagian yaitu: Protein hewani : merupakan protein yang berasal dari pangan hewani,
seperti daging susu, telur, dan ikan. Protein ini mempunyai bentuk struktur menyerupai struktur asam amino dalam tubuh manusia, dan susunan asam amino-nya lebih komplit, dan nilai cerna relatif lebih baik daripada protein nabati. Protein ini sangat sangat penting artinya pada pembentukan jaringan dan sel-sel
otak saat janin masih berusia dua bulan sampai anak berusia dua tahun. Oleh sebab itu para ibu yang sedang hamail dianjurkan untuk mengkonsumsi makanan yang bergizi terutama yang banyak mengandung protein hewani.
Protein nabati : merupakan protein yang bersumber dari tumbuhan
seperti; padi-padian, sayur-sayuran, kacang-kacangan dan buahbuahan. Protein ini mutunya tidak sebaik bila dibandingkan dengan
protein hewani, sebagai contoh; gandum kekurangan asam amino
11 lysine, nasi kekurangan lysine dan thrionine, jagung kekurangan
tryptophan dan lysine sedangkan kacang-kacangan kekurangan tryptohan dan lysine sedangkan kacang-kacangan kekurangan methionine. Oleh sebab itu perlu ada suplemen/sumbangan dari pangan hewani dan keanekaragaman bahan pangan untuk melengkapi kekurngan tersebut agar pembentukan protein dalam tubuh dapat terjadi secara sempurna.
2. Berdasarkan macam asam amino yang menyusun polipeptida , protein dapat digolongkan menjadi 3 , yaitu protein sempurna , protein kurang sempurna , dan protein tidak
sempurna.
Protein Sempurna
Protein sempurna adalah protein yang mengandung asam – asam amino esensial lengkap , baik macam maupun jumlahnya. Contohnya kasein pada susu dan albumin pada putih telur. Pada umumnya protein hewani adalah protein sempurna.
Protein Kurang Sempurna
Protein kurang sempurna adalah protein yang mengandung asam amino esensial lengkap , tetapi beberapa di antaranya jumlahnya sedikit. Protein ini tidak dapat mencukupi untuk kebutuhan pertumbuhan, tetapi hanya dapat mempertahankan kehidupan jaringan yang sudah ada. Contohnya protein legumin pada kacang – kacangan dan gliadin pada
gandum.
Protein Tidak Sempurna
Protein tidak sempurna adalah protein yang tidak mengandung atau sangat sedikit mengandung asam amino esensial. Protein ini tidak dapat mencukupi untuk
pertumbuhan dan mempertahankan kehidupan jaringan yang sudah ada. Contohnya
12
Fungsi Protein
Kelebihan protein tidak dapat disimpan dalam tubuh. Protein dan senyawa yang mengandung N akan dikeluarkan (diekskresi) melalui ginjal. Fungsi utama proteind alam tubuh adalah sebagai zat pembangun , pembentuk sel yang baru ( pada reproduksi dan pertumbuhan) dan pengganti sel sel yang rusak. Selain itu protein juga bermanfaat untuk pembentukan senyawa lain (lemak , antibodi , karbohidrat , enzim , dan hormon) , menjaga keseimbangan asam dan basa , serta mempertahankan viskositas (kekentalan) darah.
Protein pembangun tubuh disebut protein struktural , misalnya sebagai enzim , antibodi , dan
hormon. Protein yang berfungsi sebagai enzim , antibodi , atau hormon dikenal sebagai protein fungsional.
Protein struktural pada umumnya bersenyawa dengan zat lain di dalam tubuh makhluk hidup. Contoh protein struktural antara lain nukleoprotein yang terdapat di dalam inti sel dan
lipoprotein yang terdapat di dalam mebran sel. Ada juga protein yang tidak bersenyawa dengan
komponen struktur tubuh, tetapi terdapat sebagai cadangan zat di dalam sel – sel makhluk hidup. Contoh proterin seperti ini adalah protein pada sel telur ayam , burung , kura – kura , dan penyu.
Semua jenis protein yang kita makan akan dicerna di dalam saluran pencernaan menjadi zat yang siap serap di usus halus , yaitu berupa asam amino – asam amino. Asam amino – asam amino yang dihasilkan dari proses pencernaan makanan berperan sangat penting didalam tubuh untuk :
- Sintesis protein , yang digunakan untuk menyusun sel –sel baru untuk pertumbuhan dan memperbaiki sel – sel tubuh yang rusak
- Sintersis protein , yang sdigunakan untuk bahan baku enzim dan hormon
- Sintesis asam – asam amino nonesensial melalui proses transaminasi. Transaminasi
adalah proses sintesis asam amino dari asam amino yang lain.
- Sintesis protein , yang digunakan untuk membentuk antibodi , yaitu protein yang berguna melawan zat – zat asing yang masuk ke dalam tubuh.
- Menghasilkan energi , jika zat makanan penghasil energi utama (karbohidrat dan lemak ) tidak mencukupi.
Kekurangan protein didalam tubuh dapat mengakibatkan beberapa penyakit , seperti
kwashiorkor , anemia , radang kulit , dan busung lapar , yang disebut hongeroedem
karena terjadi edema ( pembengkakkan organ karena kandungan cairan yang berlebihan pada
13
