RANGKUMAN PROTEIN
1. Definisi menurut Biokimia
Protein adalah suatu polimer asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida dan dihasilkan melalui
proses penerjemahan kode genetik.
Ikatan peptida
Gugus amina
Gugus asam karboksilat
Asam amino
2. Keragaman dari Protein
Protein memiliki urutan tingkat (hierarki) struktur, yaitu: struktur primer, struktur sekunder, struktur
tersier dan struktur kuartener.
a. Struktur primer adalah urutan asam amino
penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan
peptida.
b dan c Struktur sekunder adalah rangkaian asam
amino berulang pada protein yang distabilkan oleh
ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen terjadi antara Okarboksil dan N-amino dari ikatan peptida.
d. Struktur tersier adalah bentuk tiga dimensi
gabungan dari satu atau beraneka ragam struktur
sekunder. Merupakan satu rantai asam amino
(polipeptida) yang mengalami pelipatan.
e. Struktur kuartener adalah suatu komplek simetri
yang merupakan bentuk interaksi lebih dari satu
rantai asam amino (polipeptida) secara non- kovalen.
Tidak semua protein memiliki struktur kuartener.
Beberapa jenis struktur sekunder protein:
1. Heliks α, merupakan jenis struktur sekunder protein
yang mana rantai peptida nya mengulung seperti
sulur, berputar ke kanan.
2. Heliks kolagen, merupakan heliks yang berputar
ke kiri. Ditemukan pada kolagen yang merupakan
komponen matriks jaringan ikat.
1
3.
Struktur lembar bergelombang, bentuknya
seperti lembaran kertas yang dilipat-lipat secara teratur.
Ikatan hidrogen hanya terbentuk antara rantai-rantai yang
berdampingan. Antiparallel, bila kedua rantai peptida
berada dalam arah yang berlawanan. Pararel, bila kedua
rantai peptida berjalan searah.
4. Lembaran β, struktur yang terbentuk bila
rantai peptida berubah arah. Keempat rantai
asam amino diatur sedemikian rupa sehingga
arah jalan yang seharusnya dari rantai peptida
diputar 180o ke arah yang berlawanan. Ada
dua tipe dari lembaran β yang mungkin terjadi,
yaitu tipe I dan tipe II. Keduanya distabilkan
oleh ikatan hidrogen antara rantai 1 dan 4.
Struktur tersier dari protein ada 2 jenis, yaitu:
1. Protein Struktural. Berbentuk serabut. Protein ini berfungsi memberi bentuk ekstraseluler (sitosekleton)
dan pendukung fungsi mekanis sel. Sebagian besar protein stuktural tersusun oleh struktur sekunder protein.
Protein Struktural
sutera.
Penyurusn
Keratin α. Komponen penyusun Kolagen. Tersusun atas 3 heliks Fibrion
utamanya adalah fibroin merupakan
utamanya adalah heliks α. kolagen yang terpisah.
struktur lembaran bergelombang.
Filament intermediet merupakan
bentuk dari keratin α.
2. Protein Globular. Berbentuk seperti bola (globular) dan merupakan jenis protein yang larut. Hampir semua
jenis protein globular terdiri atas sejumlah heliks α dan lembaran β yang melipat menjadi struktur yang
rapat dan terstabilisasi oleh ikatan polar dan non polar. Bentuk 3 dimensi protein globular merupakan hasil
interaksi sisi rantai-rantai asam amino penyusunnya. Rantai asam amino hidrofobik biasanya terbungkus
menjadi bagian dalam protein globular, sedangkan rantai amino hidrofiliknya membungkus di bagian luar
yang terekspos air. Oleh karena itu, protein globular bersifat sangat larut.
Gambar di samping menunjukkan struktur 3 dimensi
polipeptida penyusun protein globular yang terdiri atas heliks
α dan lembar β dalam bentuk rapat.
Protein globular memiliki beberapa fungsi, yaitu
sebagai katalis, regulator, sinyal selular, transporter dan lainlain. Contoh protein globular adalah insulin dan hemoglobin.
2
3. Hubungan Keragaman Protein dan Fungsi
Protein struktural dan protein globular merupakan bentuk fungsional dari protein. Fungsi protein dalam
sel menurut pada bentuknya. Berikut merupakan fungsi protein:
Fungsi
Keterangan
Protein struktural bertanggung jawab terhadap stabilitas
1. Membentuk dan mempertahankan
mekanik dari organ dan jaringan. Misal kolagen dan histon.
struktur
Protein transpor yang terkenal adalah hemoglogin dari
2. Transpor
eritosit. Contoh lain yaitu albumin serum berperan
mengakut asam lemak bebas dan bilirubin. Kanal ion untuk
mengatur traspor ion melalui membran.
Dapat berupa protein struktural misalnya fibrinogen
3. Perlindungan dan pertahanan
maupun globular seperti immunoglobulin.
Misalnya insulin (dalam bentuk protein globular) dan
4. Pengendali dan pengatur
reseptor insulin (dalam bentuk protein struktural).
Misalnya enzim laktat dehydrogenase.
5. Katalisator
Misalnya aktin-miosin yang bertanggung jawab pada
6. Pergerakan
kontraksi otot.
Protein otot dapat membentuk cadangan makanan yang
7. Penyimpanan
ddapat dimobilisasi dalam keadaan darurat.
4. Hubungan Keragaman dengan Struktur dan Komposisi serta Urutan Asam Amino
Asam amino adalah komponen penyusun protein. Pada dasarnya yang menentukan keragaman dan
fungsi dari suatu protein adalah susunan asam amino pembentuknya. Perubahan asam amino pada struktur
primer baik jenis maupun susunannya akan mengakibatkan perubahan struktur sekunder, tersier dan
kuartenernya.
Dari seluruh asam amino yang terdapat di alam, sebanyak 20 asam amino biasa dijumpai pada protein
karena 20 asam amino tersebut mempunyai kode genetik (asam amino proteinogen). Proses pembentukannya
dilakukan melalui mekanisme sintesis protein di dalam sel. Sedangkan kebanyakan asam amino terbentuk
melalui perubahan enzimatik dari bentuk proteinogen atau melalui modifikasi paska penerjemahan (post
translation).
5.
Ciri-ciri Asam Amino Pembentuk Protein dan Beberapa Jenisnya
Semua asam amino kecuali glisin pada atom C-2 (Cα) terikat empat
gugus yang berbeda yaitu: gugus -karboksilat, gugus amina, sebuah atom H
dan sebuah rantai samping R yang berbeda-beda antara satu asam amino
dengan asam amino lainnya.
Penamaan suatu asam amino dilakukan berdasarkan rantai samping R
yang diikat. Sedang pengelompokan asam amino dapat dilakukan berdasarkan
struktur rantai samping R dan sifat polaritasnya. Terdapat 7 kelas struktur asam amino: alifatik, mengadung
sulfur, aromatik, netral, asam, basa dan asam imino. Alifatik memiliki rantai samping yang tidak mengandung
hetero-atom (N, O atau S). Kriteria yang terpenting adalah rantai samping asam amino ini bersifat nonpolar.
3
Terdapat kelas yang bersifat nonpolar tetapi asam aminonya mengandung sulfur yaitu metionin dan sistein.
Aromatik mempunyai struktur cincin yang distabilkan secara mesomerik pada rantai samping. Asam amino
yang netral mengandung gugus hidroksil atau gugus asam karbonat amida. Gugus karboksil dari rantai
samping asam amino yang bersifat asam seperti asam aspartat dan asam glutamat. Sementara yang bersifat
basa seperti lisin dan arginin. Asam imino merupakan interaksi antara rantai samping, atom C-2 (Cα) dan
gugus amino yang membentuk suatu cincin segi lima.
Asam amino akan saling berikatan membentuk suatu peptida atau
protein. Ikatan peptida akan menjadi penghubung antar asam
amino. Pada proses pembentukan ikatan peptida terjadi reaksi
dehidrasi (pelepasan H2O).
Berdasarkan jumlah asam amino penyusunnya, rantai asam amino
dibagi menjadi:
1) Peptida, terdiri dari asam amino yang jumlahnya kurang dari 50.
2) Protein, terdiri dari asam amino yang jumlahnya lebih dari 50.
Biasanya protein terdiri dari 100 – 10000 asam amino.
6. Fenomena terjadinya pH dan Pengertian Suhu Optimum serta Konsekuensi bagi Organisme Hidup
Faktor lingkungan yang sangat penting mempertahankan struktur 3 dimensi protein diantaranya adalah
pH, suhu dan ikatan kimia. Protein akan keruh saat berada pada pH isoelektiknya, yaitu ketika muatan ion
positif dan ion negatif sama. Setiap protein memiliki fungsi biologis tertentu pada pH isoelektiknya. Pada
lingkungan terlalu asam atau basa, protein dapat kehilangan konformasi alamiahnya dan mengalami
perubahan fungsi. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem buffer untuk memperkecil pengaruh perubahan
asam atau basa terhadap protein.
Suhu optimum adalah suhu dimana protein dapat berfungsi maksimal. Peningkatan suhu yang terlalu
tinggi dapat meningkatkan energi kinetik dan menyebabkan molekul penyusun protein bergerak sangat
cepat sehingga mengacaukan ikatan molekul. Pemanasan dapat membuat protein terdenaturasi.
4