Protein

PROTEIN

Protein merupakan polipeptida alami. Makromolekul ini sangat berbeda-beda sifat fisiknya, mulai dari enzim yang larut dalam air sampai keratin yang tak larut seperti rambut dan tanduk. Protein memiliki berbagai fungsi biologis yang berbeda-beda pula, yaiu sebagai: katalis enzim, transport dan penyimpanan,  Fungsi mekanik, pergerakan, pelindung, proses informasi . fungsi-fungsi protein ini berkaitan dengan struktur protein yang masing-masing dapat melakukan ikatan spesifik dengan molekul-molekul tertentu. Misalnya hemoglobin mengikat oksigen, antobodi mengikat molekul asing tertentu, enzim mengikat molekul substrau tertentu.

Sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung pada jumlah dan jenis asam aminonya. Berat molekul protein sangat besar sehingga bila protein dilarutkan dalam air akan membentuk suatu dispersi koloidal. Molekul protein tidak dapat melalui membran semipermiabel, tetapi masingmasing dapat menimbulkan tegangan pada membran tersebut.

Ada protein yang larut dalam air, dan ada pula yang tidak larut dalam air, tetapi semua protein tidak larut dalam pelarut lemak seperti etil eter. Bila dalam suatu larutan protein ditambahkan garam, maka daya larut protein akan berkurang, akibatnya protein mengendap. Prinsip ini digunakan untuk memisahkan protein dari larutannya. Proses pemisahan protein seperti ini disebut salting out. Garam-garam logam berat dan asam-asam mineral kuat ternyata baik digunakan untuk mengendapkan protein.

Penyusun utama protein adalah urutan berulang dari satu atom nitrogen dan dua atom karbon. Protein tersusun atas beberapa asam amino melalui ikatan peptida. Perhatikan struktur molekul protein berikut ini.

Secara teoritik dari 20 jenis asam amino yang ada di alam dapat dibentuk protein dengan jenis yang tidak terbatas. Namun diperkirakan hanya sekitar 2.000 jenis protein yang terdapat di alam. Para ahli pangan sangat tertarik pada protein, karena struktur dan sifatnya yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Struktur protein dapat dibagi menjadi sebagai berikut.

1) Struktur Primer

Susunan linier asam amino dalam protein merupakan struktur primer. Susunan tersebut merupakan suatu rangkaian unik dari asam amino yang menentukan sifat dasar dari berbagai protein dan secara umum menentukan bentuk struktur sekunder dan tersier.

2) Struktur Sekunder

Kekuatan menarik di antara asam amino dalam rangkaian protein menyebabkan struktur utama membelit, melingkar, dan melipat diri sendiri. Bentuk-bentuk yang dihasilkan dapat spriral, heliks, dan lembaran. Bentuk ini dinamakan struktur sekunder. Dalam kenyataannya struktur protein biasanya merupakan polipeptida yang terlipat-lipat dalam bentuk tiga dimensi dengan cabang-cabang rantai polipeptidanya tersusun saling berdekatan.

3) Struktur Tersier

Kebanyakan protein mempunyai beberapa macam struktur sekunder yang berbeda. Jika digabungkan, secara keseluruhan membentuk struktur tersier protein.

Bagian bentuk-bentuk sekunder ini dihubungkan dengan ikatan hidrogen, ikatan garam, interaksi hidrofobik, dan ikatan disulfida. Ikatan disulfida merupakan ikatan yang terkuat dalam mempertahankan struktur tersier protein. Ikatan hidrofobik terjadi antara ikatan-ikatan nonpolar dari molekul-molekul, sedang ikatan-ikatan garam tidak begitu penting peranannya terhadap struktur tersier molekul. Ikatan garam mempunyai kecenderungan bereaksi dengan ion-ion di sekitar molekul.

4) Struktur Kuartener

Struktur primer, sekunder, dan tersier umumnya hanya melibatkan satu rantai polipeptida. Akan tetapi bila struktur ini melibatkan beberapa polipeptida dalam membentuk suatu protein, maka disebut struktur kuartener. Pada umumnya ikatan-ikatan yang terjadi sampai terbentuknya protein sama dengan ikatan-ikatan yang terjadi pada struktur tersier.

Protein dapat digolongkan berdasarkan berikut ini.

1) Struktur Susunan Molekul

Berdasarkan struktur susunan molekul, protein dibagi menjadi protein fibriler/skleroprotein dan protein globuler/sferoprotein. Protein fibriler/skleroprotein adalah protein yang berbentuk serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarutpelarut encer, baik larutan garam, asam, basa, ataupun alkohol. Berat molekulnya yang besar belum dapat ditentukan dengan pasti dan sukar dimurnikan. Susunan molekulnya terdiri dari rantai molekul yang panjang sejajar dengan rantai utama, tidak membentuk kristal dan bila rantai ditarik memanjang, dapat kembali pada keadaan semula. Kegunaan protein ini terutama hanya untuk membentuk struktur bahan dan jaringan.

Kadang-kadang protein ini disebut albuminoid dan sklerin. Contoh protein fibriler adalah kolagen yang terdapat pada tulang rawan, miosin pada otot keratin pada rambut, dan fibrin pada gumpalan darah. Protein globuler/sferoprotein yaitu protein yang berbentuk bola. Protein ini banyak terdapat pada bahan pangan seperti susu, telur, dan daging. Protein ini larut dalam garam dan asam encer; lebih mudah berubah di bawah pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam, dan basa dibandingkan protein fibriler. Protein ini mudah terdenaturasi, yaitu perubahan susunan molekul yang diikuti dengan perubahan sifat fisik dan fisiologinya seperti yang dialami oleh enzim dan hormon.

2) Kelarutan

Berdasarkan kelarutannya, protein globuler dapat dibagi dalam beberapa kelompok, yaitu albumin, globulin, glutelin, prolamin, histon, dan protamin. Albumin, larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas. Contohnya albumin telur, albumin serum, dan laktalbumin dalam susu. Globulin, tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam encer, dan mengendap dalam larutan garam konsentrasi tinggi (salting out). Contoh globulin adalah miosinogen dalam otot, ovoglobulin dalam kuning telur, amandin dari buah almonds, legumin dalam kacang-kacangan.

Glutelin, tidak larut dalam pelarut netral tetapi larut dalam asam/basa encer. Contohnya glutelin dalam gandum dan oriznin dalam beras. Prolamin atau gliadin, larut dalam alkohol 70 – 80% dan tak larut dalam air maupun alkohol absolut. Contohnya gliadin dalam gandum, hordain dalam barley, dan zein dalam jagung.

Histon, larut dalam air dan tidak larut dalam amonia encer. Histon dapat mengendap dalam pelarut protein lainnya. Histon yang terkoagulasi karena pemanasan dapat larut lagi dalam larutan asam encer. Contohnya globin dalam hemoglobin.

Protamin, protein paling sederhana dibanding proteinprotein lain, tetapi lebih kompleks daripada pepton dan peptida. Protein ini larut dalam air dan tidak terkoagulasi oleh panas. Larutan protamin encer dapat mengandung protein lain, bersifat basa kuat, dan dengan asam kuat membentuk garam kuat. Contohnya salmin dalam ikan salmon, klupein pada ikan herring, skombrin (scombrin) pada ikan mackarel dan spirinin (cyprinin) pada ikan karper.

3) Adanya Senyawa Lain pada Protein

Berdasarkan keberadaan senyawa lain pada protein, maka protein dibagi menjadi protein konjugasi dan protein sederhana. Protein konjugasi yaitu protein yang mengandung senyawa lain yang nonprotein.Contohnya hemoglobin darah. Protein pada heme yaitu suatu senyawaan besi kompleks berwarna merah. Protein sederhana yaitu protein yang hanya mengandung senyawa protein.

4) Tingkat Degradasi

Protein dapat dibedakan menurut tingkat degradasinya. Degradasi merupakan tingkat permulaan denaturasi.

a)  Protein alami adalah protein dalam sel.

b)  Turunan protein yang merupakan hasil degradasi protein.

Pada tingkat permulaan denaturasi, dapat dibedakan menjadi protein turunan primer (protein dan meta-protein) dan protein turunan sekunder (proteosa, pepton, dan peptida). Protein turunan primer merupakan hasil hidrolisis yang ringan, sedangkan protein turunan sekunder adalah hasil hidrolisis yang berat. Protein adalah hasil hidrolisis oleh air, asam encer, atau enzim, yang bersifat tidak larut. Contohnya adalah miosan dan endestan.

Metaprotein merupakan hasil hidrolisis lebih lanjut oleh asam dan alkali dalam asam serta alkali encer tetapi tidak larut dalam larutan garam netral. Contohnya adalah asam albuminat dan alkali albuminat. Proteosa bersifat larut dalam air dan tidak terkoagulasi oleh panas. Diendapkan oleh larutan (NH4)2SO4 jenuh.

Pepton juga larut dalam air, tidak terkoagulasikan oleh panas, dan tidak mengalami salting out dengan amonium sulfat, tetapi mengendap oleh pereaksi alkohol seperti asam fosfotungstat.

Peptida merupakan gabungan dua atau lebih asam amino yang terikat melalui ikatan peptida.