Protein

Kata Kunci: asam amino, gugus karboksilat, senyawa organik, senyawa protein

Ditulis oleh Zulfikar pada 21-11-2010

Protein merupakan komponen utama dalam sel hidup yang memegang peranan penting dalam proses kehidupan. Protein berperan dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Protein dalam bentuk enzim beperan sebagai katalis dalam bermacam-macam proses biokimia. Sebagai alat transport, yaitu protein hemoglobin mengikat dan mengangkut oksigen dalam bentuk (Hb-O) ke seluruh bagian tubuh.

Protein juga berfungsi sebagai pelindung, seperti antibodi yang terbentuk jika tubuh kemasukan zat asing, serta sebagai sistem kendali dalam bentuk hormon,

Protein pembangun misalnya glikoprotein terdapat dalam dinding sel, keratin yang terdapat pada kulit, kuku dan rambut. Sebagai komponen penyimpanan dalam biji-bijian. Protein juga merupakan sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino.

Dalam tinjauan kimia protein adalah senyawa organik yang kompleks berbobot molekul tinggi berupa polimer dengan monomer asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan sulfur serta Posfor. Untuk pembahasan protein kita kaji terlebih dahulu monomer penyusun protein yaitu asam amino.

Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksilat (COOH) dan amina (NH2) yang terikat pada satu atom karbon (Cɲ) yang sama, atom ini juga umumnya merupakan C asimetris. Secara rinci struktur asam amino dibangun oleh sebuah atom C yang mengikat empat gugus yaitu; gugus amina (NH2), gugus karboksilat (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa R. Gugus ini yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya, coba perhatikan Gambar 14.19.            

Gambar 14.19. Molekul asam amino, gugus penyusun serta bentuk ionnya

Gugus karboksilat menyebabkan asam amino bersifat asam gugus amina bersifat basa. Dalam larutan, asam amino bersifat amfoter, sebagai asam pada media basa dan menjadi basa pada suasana asam. Hal ini dikarenakan protonasi, gugus amina menjadi –[NH3+] dan gugus karboksilat menjadi ion –[COO-], sehingga asam amino memiliki dua muatan dan disebut dengan zwitter-ion (Bagan 14.20).

Gambar 14.20. Molekul Asam amino sebagai asam dan sebagai basa

Keberadaan C asimetrik menjadi pusat kiral dan molekul asam amino memiliki isomer optik yang umumnya diberi notasi dextro (D) dan levo (L), ingat pembahasan isomer optik pada karbohidrat, struktur kedua isomer dapat ditunjukan oleh alanin, perhatikan Gambar 14.21.

Gambar 14.21 Isomer optik asam amino dari senyawa alanin

Penggolongan Asam amino didasari pada sifat dan struktur gugus sisa (R), seperti gugus R yang bersifat asam, basa, gugus R yang mengandung belerang atau hidroksil, R sebagai senyawa aromatik, alifatik dan yang siklik. Namun penggolongan yang umum dipergunakan adalah sifat polaritas dari gugus R.

1.                  Asam amino dengan R yang bersifat non polar. Gugus R dalam golongan asam amino merupakan senyawa hidrokarbon, dengan karakteristik hidrofobik. Golongan ini terdiri dari lima senyawa asam amino yang memilliki gugus R alifatik yaitu alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolin, sedangkan gugus R yang mempunyai struktur aromatik meliputi fenil alanin dan triptopan, serta satu molekul yang mengandung belerang yaitu methionin. Golongan ini memiliki struktur seperti pada Bagan 14.22.

2.                  Asam amino dengan R polar tapi tidak bermuatan, asam amino ini bersifat polar, dan hidrofilik atau lebih mudah larut dalam air dibandingkan dengan asam amino jenis pertama. Golongan ini memiliki gugus fungsional yang membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Beberapa asam amino yang masuk dalam golongan ini adalah; glisin, serin, treonin, sistein, tirosin, asparagin dan glutamin. Senyawa dalam kelompok ini ditampilkan oleh Bagan 14.23.

3.                  Asam amino dengan gugus R yang bermuatan negatif, kelompok ini hanya terdiri dari dua asam amino yang memiliki gugus bermuatan total negatif, yaitu asam aspartat dan asam glutamat. Kedua molekul ini memiliki gugus tambahan yang bermuatan negatif yaitu gugus karboksilat. Asam amino ini disajakan pada Bagan 14.24, pada halaman berikut.

4.                  Asam amino dengan gugus R bermuatan positif. Lisin merupakan asam amino yang masuk dalam golongan ini, akan memiliki muatan total positif pada pH 14. Sedangkan arginin mengandung gugus guanidine yang bermuatan positif dan histidin mengandung gugus imidazol yang sedikit mengion. Kelompok asam amino ini memiliki struktur seperti pada Gambar 14.25.

Bagan 14.22. Asam amino dengan gugus R non-polar

Bagan 14.23. Gugus R asam amino yang bersifat polar

Bagan 14.24. Asam amino dengan gugus R yang bermuatan total negatif

Gambar 14.25. Asam amino dengan gugus R yang bermuatan total positif

Dalam tubuh manusia terdapat beberapa asam amino yang tidak disintesa dalam tubuh yaitu asam amino esensial. Kebutuhan akan asam amino ini di dapat dari makanan. Ada sepuluh macam amino esensial yaitu Arginin, (Arg), Histidin (His), Isoleusin (Ile), Leusin (Leu), Lisin (Lys), Methionin (Met), Phenilalanin (Phe), Threonin (Thr), Triptofan (Trp) dan Valin (Val).

Asam amino esensial dapat diperoleh dari makanan seperti telur, daging, susu. Hampir seluruh protein tersedia dalam susu, beberapa biji-bijian dan sayuran mengandung protein yang tidak lengkap, mengkombinasikan makanan sangat baik, dalam Tabel 14.3, terdapat beberapa sumber protein yang dapat dijadikan rujukan.

Tabel 14.3. Kandungan asam amino esensial dalam sumber makanan