PROTEIN GO MY BABYYYYYYYYYY A. Pengertian dan Fungsi
Kata protein berasal dari protos atau proteos yang berarti pertama atau utama.
Protein adalah polimer yang tersusun dari asam amino. Protein merupakan komponen penting atau komponen utama sel hewan dan manusia. (Wahyudiati et al., n.d.).
Protein memiliki peran krusial dalam organisme, termasuk sebagai katalis dari reaksi metabolism, replica DNA, bereaksi pada stimuli, membentuk struktur dan transport molekul. Protein terbentuk dari rantai panjang asam amino, dan rantai asam amino ini menentukan struktur dan fungsi dari protein. Memahami hubungan antara urutan asam amino dan fungsi protein memiliki implikasi yang signifikan dalam ilmu scientific seperti mengidentifikasi eror dalam reaksi biologis dan memperbaiki mekanisme sintesis protein (Perveen1 & Weeds2, 2024)
Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh sesudah air. Seperlima bagian tubuh protein, separuhnya ada di dalam otot, seperlima di dalam tulang dan tulang rawan, sepersepuluh didalam kulit, dan selebihnya didalam jaringan lain, dan cairan tubuh. Semua enzim, berbagai hormon, pengangkut zat- zat gizi dan darah, matriks intra seluler dan sebagainya adalah protein. Disamping itu asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai prekursor sebagian besar koenzim, hormon, asam nukleat, dan molekul-molekul yang essensial untuk kehidupan.
(Wahyudiati et al., n.d.)
Ada 20 jenis asam amino yang dapat dikombinasikan untuk menyusun protein.
Selain morfologinya, fungsi proteinpun sangat beragam, mulai dari mempertahankan bentuk sel sebagai sitoskeleton, sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi biokimia pada sel, sebagai monitor yang dapat merubah bentuk dan aktivitasnya sebagai respon terhadap sinyal metabolik serta reseptor pada transduksi sinyal dan disekresikan sebagai ligan dalam komunikasi seluler.(Purnamawati, 2023)
+DIBUKU LEHNINGER HAL 138-140
B. Asam amino 1. Pengertian
Asam amino adalah asam alkanoat yang mengandung gugus amino. Ke-20 macam asam amino pembentuk protein memiliki kesamaan struktur (kecuali prolin) yaitu gugus karboksilat dan amino terikat pada atom C yang sama yaitu pada atom C- α. Perbedaan satu asam amino dengan asam amino yang lain terletak pada rantai sampingnya (gugus R), yang bervariasi dalam struktur, ukuran, dan muatan listriknya.
Variasi sifat gugus R menentukan kelarutan asam amino dalam air. (simamora, 2015)
Rantai sisi yang bermuatan dapat membentuk ikatan ion sedangkan rantai sisi yang bersifat polar dapat membentuk ikatan hidrogen. Pada rantai sisi yang hidrofobik dapat terjadi interaksi ikatan lemah yang disebut ikatan van der Waals.
Kebanyakan ikatan yang terbentuk pada rantai sisi ini bersifat non kovalen dan hanya residu sistein yang mampu membentuk ikatan kovalen.(Purnamawati, 2023)
2. Jenis – jenis (essensial, non essensial)
Asam amino memiliki dua gugus fungsi yaitu – NH2 dan – COOH. Pada keadaan zwitter ion, biasanya gugus tersebut dalam keadaan NH4+ dan – COO-.
Kecuali prolin, 20 jenis asam amino pembentuk protein memiliki gugus karboksil bebas dan gugus amino bebas tidak tersubstitusi yang terikat pada atom karbon α sehingga dinamakan dengan α-asam amino. Berdasarkan strukturnya, 20 jenis asam amino pembentuk protein, 19 diantaranya merupakan amina primer dan 1 amina
sekunder (prolin). Selain itu, 19 asam amino memiliki C kiral dan 1 akiral (glisin).
(Simamora, 2015).
Asam amino esensial merupakan asam amino yang tidak dapat diproduksi oleh tubuh manusia secra mandiri dalam jumlah yang cukup, sehingga harus diperoleh dari sumber luar seperti makanan. Contoh dari asam amino essen sial adalah sebagai berikut,(Aýun et al., 2023)
1. Lisina 2. Leusin 3. Valin 4. Treionin 5. Metionin 6. Fenilalanin 7. Treonin 8. Triptofan 9. Valin
Sedangkan untuk asam amino non essensial adlah asam amino yang dapat diprosuksi dalam tubuh manusia secara mandiri. Contohnya, alanin, arginin, asparagin, asam aspartate, glutamin, serin, glisin, sistein, asam glutamate, glutamin, prolin, tirosin (Aýun et al., 2023).
C. Klasifikasi protein 1. Sifat kelarutan
Menurut kelarutannya, protein globular dapat digolongkan menjadi beberapa kelas, yaitu albumin, globulin, glutelin, prolamin, histon, dan protamin (Muchtadi, 2019)
(Muchtadi, 2019)
Protein susu (sapi) terdiri dari kasein (fosfoprotein) sebanyak kurang lebih 78% dari berat totalnya, serta protein serum susu (sekitar 17%) yang terdiri dari beta-
lakto-globulin (8,5%), alfa-laktalbumin (5,1%), globulin imun (1,7%) dan serum albumin. Sekitar 5% merupakan senyawa yang mengandung nitrogen, tetapi bukan protein (non-protein nitrogen), seperti peptide dan asam amino. (Wu, 2009)
Protein telur dibedakan atas putih dan kuning telur. Protein putih telur terdiri dari sedikitnya delapan macam protein yang berbeda dengan sifat khusus masing-masing (ovalbumin, kon-albumin, ovomukoid, lisozim, flavoprotein, apoprotein, ovo-inhibitor, dan avidin). Putih telur mengandung sekitar 10 - 11%
protein berdasarkan berat basah (sekitar 83% berdasarkan berat kering). Jenis-jenis protein yang terdapat dalam kuning telur, yaitu livetin, fosvitin, dan lipoprotein.
Protein kuning telur mengandung sejumlah lipid (fosfolipid, misalnya lesitin) yang berikatan membentuk suatu lipoprotein. Karena adanya lesitin maka kuning telur dapat membentuk emulsi (campuran air dengan minyak)(Muchtadi, 2019)
2. Bentuk struktur
Struktur primer suatu protein adalah urutan linear asam amino yang disatukan oleh ikatan peptide yang mencakup Lokasi setiap ikatan disulfide. Tidak terjadi percabangan rantai. Daerah di dalam rantai peptide dapat membentuk struktur regular, berulang, dan local yang terjadi akibat adanya ikatan hydrogen antara atom – atom ikatan peptide. Daerah tersebut dikenal dengan struktur sekunder mencakup alfa heliks, dan beta sheet, loop. Struktur tersier menggambarkan pengaturan ruang residu asam amino yang berjauhan dalam urutan linier dan pola ikatan – ikatan disulfide.
Merupakan konformasi tiga dimensi keseluruhannya. Istilah struktur tersier mengacupada hubungan spasial antar unsur struktur skunder. Struktur kuartener menggambarkan pengaturan subunit protein dalam ruang. Dalam protein multimeric ini, masing – masing rantai polipeptida disebut protomer atay subunit. (Sari, 2007).
D. Kelarutan pengendapan protein (fokus logam berat)
Logam berat seperti Cu (tembaga), Pb (timbal), Zn (seng), dan Fe (besi) dapat mempengaruhi kelarutan dan pengendapan protein. Logam berat cenderung berikatan dengan gugus fungsional pada rantai samping asam amino (seperti tiol dari sistin, imidazol dari histidin, dan karboksil dari asam glutamat) atau dengan gugus amida dari ikatan peptida. Interaksi ini dapat mengganggu struktur tiga dimensi protein, mengubah kelarutan dan kemampuan protein untuk berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya.
Ketika penambahan logam berat, protein dapat mengalami denaturasi ireversibel dengan adanya logam berat seperti Cu2+, atau Pb2+ sehingga mudah mengendap. (Johnson et al., 2020).
Logam berat dapat menyebabkan protein membentuk endapan atau presipitat karena interaksi yang kuat antara ion logam dan protein. Presipitasi protein ini sering kali terjadi karena perubahan pH, suhu, atau konsentrasi ion logam dalam larutan. (Shaw, 2003)
Beberapa logam berat dapat menginaktivasi enzim dengan mengikat pada situs aktif atau struktur kofaktor enzim, mengganggu fungsi katalitik dan mengubah sifat protein. Logam berat tertentu dapat mempercepat stres oksidatif pada protein dengan mempromosikan pembentukan spesies oksigen reaktif (ROS), yang dapat merusak struktur protein dan mengubah fungsinya.(Valko et al., 2015)
E. Reaksi warna pada protein 1. Reaksi biuret
Reaksi biuret melibatkan penambahan larutan CuSO₄ (tembaga(II) sulfat) dalam kondisi basa (dengan natrium hidroksida). Tembaga akan berikatan dengan ikatan peptida yang membentuk kompleks ungu, di mana intensitas warna ungu ini sebanding dengan jumlah ikatan peptida (protein) yang ada. warna ungu disebabkan terbentuknya senyawa kompleks tembaga-natrium-biuret.(Monika, 2021a).
2. Reaksi millon
Warna merah yang muncul merupakan hasil dari kompleks merkuri-fenol yang stabil.
Tirosin yang telah dioksidasi kemudian bereaksi dengan ion merkuri (Hg² ), yang⁺ mengarah pada pembentukan kompleks yang memberikan warna merah. Warna merah ini akan lebih keluar jika dipanaskan lagi. (Lehninger et al., 2008)
F. Prinsip pengujian 1. Reaksi biuret
Reaksi biuret deteksi ikatan peptida (–CO–NH–) dalam protein dengan menggunakan ion tembaga(II) (Cu² ) dalam suasana basa. Reaksi ini terjadi karena adanya interaksi⁺ antara ion Cu² dengan ikatan peptida yang terdapat dalam molekul protein. Hasil⁺ dari interaksi ini adalah pembentukan kompleks koordinasi antara ion Cu² dan dua⁺ atau lebih ikatan peptida, yang menyebabkan perubahan warna pada larutan (Monika, 2021a)
2. Reaksi millon
Reaksi Millon bergantung pada interaksi antara ion logam berat (mercury) dalam asam nitrat (HNO₃) dengan gugus fenol (-OH) dari tirosin yang terdapat pada protein. Dalam reaksi ini, protein terlebih dahulu dioksidasi oleh asam nitrat yang menghasilkan nitroderivat dari gugus fenol pada tirosin. Setelah proses oksidasi, ion
merkuri (Hg² ) kemudian bereaksi dengan derivat ini untuk membentuk kompleks⁺ yang memberikan warna merah karakteristik. Reaksi ini hanya positif pada protein yang mengandung tirosin karena tirosin memiliki gugus fenol yang spesifik (Monika, 2021b)
Aýun, Q., Mursyid, M., Khairina Hanum Hasibuan, A., Juliana Nendissa, S., Yulianti Naulina, R., Yunita, E., Syahril Samsi, A., Noviantari, A., Hidayati Pratiwi, R., Nendissa, D. M., Kusmiati, M., Zahran, I., & Abidin, Z.
(2023). PENGANTAR ILMU BIOKIMIA. www.penerbitwidina.com
Johnson, D., Watters, J., harlos, K., & Kadirvelraj, R. (2020). Impact of heavy metal contamination on protein solubility and precipitation. EnvironmentalChemistryLetters, 18, 865–880.
Lehninger, A., Nelson, D., & Cox, M. (2008). Principles of Biochemistry (5th ed.). Freeman.
Monika, A. (2021a). Uji Biuret Biuret test. 1–6. https://www.researchgate.net/publication/356471348 Monika, A. (2021b). Uji Millon Millon Test. 1–6. https://www.researchgate.net/publication/356218279 Muchtadi, D. (2019). NUTRIFIKASI PROTEIN. 1.
Perveen1, H., & Weeds2, J. (2024). Protein sequence classification using natural language processing techniques. 1–27. https://doi.org/10.1101/2024.08.23.609306
Purnamawati. (2023). MEKANISME KERJA PROTEIN DALAM MENDUKUNG FUNGSI SEL. protein.
Sari, M. I. (2007). Struktur Protein.
Shaw, C. (2003). Heavy metal interactions with proteins: Binding, toxicity, and remediation. ChemicalReviews, 2, 183–193.
Simamora, adelina. (2015). Modul Asam Amino, Peptida dan Protein (1st ed.). UKRIDA.
simamora, adelina S. Si. , mS. (2015). asam amino, peptida, dan protein (Vol. 3).
Valko, M., Morris, H., & Cronin, M. (2015). Metals, toxicity and oxidative stress. Currentmedicinalchemistry, 12, 1161–1208.
Wahyudiati, D., Dwi Wahyudiati, Mp., & Biokimia, Mp. (n.d.). DASAR-DASAR KEPENDIDIKAN MIPA.
Wu, G. (2009). Amino acids : metabolism, Functions, and Nutrition. Aminoacid, 37(aminoacids), 1–17.
