Protein dan Manfaatnya

DEFINISI PROTEIN 

Protein ditemukan oleh Jns Jakob Berzelius pada tahun 1838, tetapi istilah "protein" diperkenalkan oleh Mulder pada tahun 1830. Kata "protein" berasal dari bahasa Yunani "Protos", yang berarti "yang paling utama". Protein merupakan senyawa organik kompleks dengan bobot molekul tinggi, yang terdiri dari rantai asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. 

Molekul protein mengandung unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan kadang-kadang sulfur serta fosfor. Protein hadir dalam semua sel hidup, membentuk sekitar 50% dari berat kering sel, dan memiliki berbagai fungsi penting, termasuk sebagai pembangun struktur, biokatalis, hormon, sumber energi, penyangga racun, pengatur pH, dan pembawa sifat turunan dari generasi ke generasi.

Protein memainkan peran penting dalam struktur dan fungsi seluruh makhluk hidup dan virus. Sebagian besar protein berperan sebagai enzim atau subunit enzim, yang terlibat dalam katalisis reaksi kimia. Jenis protein lainnya berfungsi secara struktural atau mekanis, seperti protein yang membentuk tulang dan sendi. 

Protein juga terlibat dalam sistem kekebalan tubuh sebagai antibodi, serta dalam fungsi kontrol hormonal, penyimpanan nutrisi (misalnya dalam biji), dan transportasi zat-zat penting. Sebagai sumber gizi, protein memberikan asam amino bagi organisme yang tidak dapat mensintesisnya sendiri (heterotrof). Oleh karena itu, protein memiliki peran krusial dalam mendukung kesehatan dan kehidupan makhluk hidup.

STRUKTUR PROTEIN

Protein terbentuk dari rangkaian asam amino yang memiliki karakteristik struktur yang unik bagi setiap proteinnya. Dikarenakan variasi kimiawi dari asam-asam amino yang menyusunnya, protein membentuk ikatan peptida, bahkan dalam beberapa kasus, ikatan sulfida. Selanjutnya, protein mengalami lipatan-lipatan yang menghasilkan berbagai macam struktur. Struktur protein meliputi struktur primer, struktur sekunder, strukturtersier, dan struktur kuartener.

Gambar 2: Struktur ProteinSumber:depositphotos.com

1. Struktur Primer 

Sebuah protein terbentuk dari rantai polipeptida yang terdiri dari berbagai asam amino dan dihubungkan oleh ikatan peptida. Ikatan ini terjadi antara unsur-unsur utama seperti karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Bahkan dengan perbedaan satu asam amino saja, misalnya dalam protein A dan B, struktur keduanya dianggap berbeda. Ini menegaskan bahwa setiap perubahan dalam urutan asam amino memiliki dampak signifikan terhadap struktur protein.

2. Struktur Sekunder Protein

Struktur sekunder protein muncul melalui interaksi antarmolekul asam amino dalam protein. Interaksi ini terjadi antara atom oksigen dan hidrogen dari molekul yang berbeda, membentuk struktur seperti -helix atau -sheet. Ikatan hidrogen antara gugus amina dan atom hidrogen pada rantai samping asam amino penting dalam pembentukan struktur tersebut.

3. Struktur Tersier Protein

Struktur tersier protein merupakan gabungan dari berbagai struktur sekunder, seperti -helix dan -sheet. Jika suatu protein terdiri dari kombinasi struktur tersebut, maka diklasifikasikan sebagai struktur tersier. Interaksi antara berbagai bagian struktur sekunder ini penting dalam membentuk konformasi tiga dimensi dari protein.

4. Struktur Kuartener Protein

Struktur kuartener protein menunjukkan bahwa molekul protein tidak hanya dalam satu rantai, tetapi terdiri dari beberapa rantai. Interaksi ikatan hidrogen dan sulfida bisa terjadi tidak hanya dalam satu rantai, tetapi juga antar rantai. Struktur ini memiliki peran penting dalam aktivitas biologis protein. Namun, struktur ini rentan terhadap perubahan akibat pemanasan atau paparan zat asam atau basa, yang dapat menyebabkan denaturasi protein.

REAKSI KIMIA PROTEIN 

1. Reaksi Xantho-Protein 

Tambahkan dengan hati-hati larutan asam nitrat pekat ke dalam larutan protein. Setelah tercampur akan terbentuk endapan putih yang dapat berubah menjadi kuning jika dipanaskan. Reaksi yang terjadi adalah nitrasi inti benzena yang terkandung dalam molekul protein. Oleh karena itu, reaksi ini positif untuk protein yang mengandung tirosin, fenilalanin, dan triptofan.

2. Reaksi Hopkins-Cole 

Triptofan dapat dikondensasikan dengan beberapa aldehida menggunakan asam kuat untuk membentuk senyawa berwarna. Larutan protein yang mengandung triptofan dapat direaksikan dengan pereaksi Hopkins-Scole yang mengandung asam glikosil. Reagen ini terdiri dari asam oksalat dan bubuk magnesium yang dilarutkan dalam air.

3. Reaksi Millon

Reaktan Millon adalah larutan asam nitrat dari merkuri dan merkuri nitrat. Ketika reagen ini ditambahkan ke larutan protein, terbentuk endapan putih, yang dapat berubah menjadi merah jika dipanaskan. Biasanya, reaksi ini positif untuk non-fenol, karena mengarah pada pembentukan senyawa merkuri dengan gugus hidroksifenil berwarna. Protein yang mengandung tirosin  memberikan hasil positif.

4. Reaksi Nitroprusida 

Natrium nitroprusida dalam larutan amonia menghasilkan warna merah pada protein dengan gugus -SH bebas. Oleh karena itu, protein yang mengandung sistein dapat memberikan hasil yang positif. Kelompok -S-S- pada sistin juga dapat  memberikan hasil positif bila direduksi terlebih dahulu.

5. Reaksi Sakaguchi 

Reaktan yang digunakan adalah naftol dan natrium hipobromit. Pada dasarnya, reaksi ini memberikan hasil positif bila terdapat gugus guanidin. Oleh karena itu, protein yang mengandung aggrinin atau aggrinin menghasilkan warna merah.

FUNGSI PROTEIN 

Sebagai enzim

Hampir semua reaksi biologis, dari reaksi yang sangat sederhana seperti reaksi transpor karbon dioksida hingga reaksi yang sangat kompleks seperti replikasi kromosom, dipercepat atau dibantu oleh senyawa makromolekul spesifik yang disebut enzim. Protein memainkan peran penting dalam perubahan kimia dalam sistem biologis.

Peralatan transportasi dan penyimpanan

Banyak molekul dan beberapa ion dengan MB kecil  dapat diangkut atau dipindahkan oleh protein tertentu. Misalnya, hemoglobin mengangkut oksigen ke sel darah merah, dan mioglobin mengangkut oksigen ke otot.

Pengendalian gerakan

Komponen utama daging adalah protein. Pergerakan otot terjadi ketika dua molekul protein meluncur melewati satu sama lain.

Penopang mekanis

Kekuatan dan daya tarik kulit dan tulang disebabkan oleh adanya kolagen, suatu protein berbentuk oval yang mudah membentuk serat.

Pertahanan atau Imunitas Tubuh

Pertahanan tubuh biasanya berbentuk antibodi. Antibodi merupakan protein khusus yang dapat mengenali dan menempel atau mengikat zat asing seperti virus, bakteri, dan sel asing lainnya yang masuk ke dalam tubuh.

Media perambatan impuls saraf

Protein dengan fungsi ini biasanya berbentuk reseptor. Misalnya rhodopsin yang merupakan protein yang berfungsi sebagai reseptor  warna atau cahaya pada sel mata.

Pengendalian Pertumbuhan

Protein ini berperan sebagai reseptor (pada bakteri) yang dapat mempengaruhi fungsi beberapa bagian DNA yang mengatur sifat dan sifat suatu zat.

Pertumbuhan dan pemeliharaan

Fungsi protein terlibat dalam pertumbuhan dan pemeliharaan, karena beberapa protein tubuh berbentuk hormon pertumbuhan. Melalui proses sintesis dan degradasi protein, pertumbuhan dan pemeliharaan sel dan jaringan tubuh yang rusak terus dikelola dengan baik oleh protein tubuh.

Pembentukan ikatan tubuh yang penting

Hormon dan enzim dalam tubuh merupakan bentuk ikatan dalam tubuh yang berperan sebagai katalis atau menunjang perubahan biokimia dalam tubuh. Mengonsumsi cukup protein membantu ikatan ini  berfungsi dengan baik.

Penyesuaian keseimbangan air

Cairan dalam tubuh manusia dipisahkan oleh membran sel. Membran sel ini, dengan bantuan protein, bertanggung jawab untuk menjaga homeostasis cairan tubuh itu sendiri. Salah satu masalah akibat kekurangan protein adalah munculnya edema pada area tubuh tertentu.

Netralitas tubuh

Sebagian besar jaringan tubuh memerlukan pH netral untuk menjalankan fungsinya, dan protein dapat merespons asam dan basa dalam tubuh untuk mempertahankan pH konstan.

Pembentukan antibodi

Kekuatan sistem imun tubuh sangat bergantung pada pembentukan antibodi dalam tubuh. Dan kemampuan tubuh untuk memproduksi antibodi ini terutama bergantung pada kadar protein dalam tubuh. Karena protein tubuh Anda sendirilah yang dapat menghasilkan enzim yang membantu pembentukan antibodi tersebut.

Pengangkutan unsur hara

Protein juga berperan sangat penting dalam pengangkutan sari makanan di dalam tubuh, karena sebagian besar zat gizi dalam tubuh hanya dapat diangkut melalui protein.

KESIMPULAN 

Protein merupakan senyawa organik kompleks dengan bobot molekul tinggi, terdiri dari rantai asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Struktur protein mencakup struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener, yang menentukan fungsi dan aktivitas biologisnya. Reaksi kimia tertentu seperti Xantho-Protein, Hopkins-Cole, Millon, Nitroprusida, dan Sakaguchi dapat digunakan untuk mengidentifikasi komponen tertentu dalam protein. Fungsi penting protein dalam sistem biologis, mulai dari peran sebagai enzim dalam percepatan reaksi biokimia, hingga fungsi sebagai peralatan transportasi, pengendali gerakan, penopang mekanis, pertahanan tubuh, pengendalian pertumbuhan, hingga penyesuaian keseimbangan air dan netralitas tubuh.

REFERENSI

Ana dan Titin. 2005. "Dasar-Dasar Biokimia". Jakarta: UI Press

Wulandari dkk. 2018. "PROTEIN". Universitas Sriwijaya

Lestari AR, dkk. 2023. "Integrasi Metabolisme Protein Berdasarkan Al-Qur'an Dan Hadis".

                  Journey: Journal of Development and Reseacrh in Education. No 1 Vol 3 (11-17)