PROTEIN ALAM YANG BERMANFAAT

(ASAM AMINO DAN PROTEIN)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa penyusun panjatkan kehadirat Tuhan YME

atas rahmat kesehatan yang dianugrahkan-Nya, sehingga penyusunan Makalah

Protein alam yang bermanfaat (asam Amino dan Protein) dapat terselesaikan. Tak

lupa pula kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah

mengarahkan penyusunan makalah ini sehingga dapat terselesaikan sebagaimana

mestinya. Ucapan terima kasih juga terulur pada teman-teman kelompok yang

telah menyumbangkan tenaga, pikiran, dan biaya sehingga penyusunan makalah

ini dapat terselesaikan tepat pada waktu yang telah ditentukan.

Kami menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan makalah ini masih

disertai banyak kekurangan. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, kami

mengharapkan saran dan kritik dari pembaca agar revisi selanjutnya dapat

menjadi lebih baik. Atas segala sumbangan pemikiran pembaca, kami

mengucapkan banyak terima kasih, semoga Allah SWT menjadikannya sebagai

amal ibadah dan diterima di sisi-Nya. Amin.

Kendari, Maret 2014

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .......................................................................................i

DAFTAR ISI ......................................................................................................ii

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang .......................................................................................1

B. Rumusan Masalah ..................................................................................2

BAB II. PEMBAHASAN

A. Pengertian Protein ..................................................................................3

B. Struktur Primer Protein ..........................................................................4

C. Hubungan Struktur Primer dengan Fungsi Protein ................................5

D. Struktur sekunder dan Tersier (Keratin dan Kalogen) ...........................6

E. Struktur keratin ujung N dan ujung C ....................................................10

BAB III. KESIMPULAN ...................................................................................11

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................12

BAB I

PENDAHULUAN

a . Latar Belakang

Setelah human genome project dinyatakan tuntas, maka era teknologi

DNA akan beralih ke era baru., yaitu teknologi protein. Lebih dari 100.000

protein yang berbeda terdapat dalam tubuh manusia sehingga penentuan struktur

dan fungsinya akan merupakan pekerjaan raksasa abad ini.. mereka telah

membangun pusat penelitian bioscience, seperti RIKEN, yang memiliki fasilitas

lengkap dan mutakhir. NMR terbesar didunia merupakan slah satu instrumen yang

terdapat di RIKEN. Dari hasil penelitian ini diharapkan akan diperoleh informasi

mengenai struktur dan fungsi protein manusia yang nentinya akan bermanfaat

bagi dunia kedokteran, farmasi, biologi, dll.

Di dalam setiap sel yang hidup, protein merupaan bagian yang sangat

penting. Pada sebagian besar jaringan tubuh, protein merupakan komponen

terbesar setelah air. Kekurangan proteindalam waktu lama dapat mengganggu

berbagai proses dalam tubuh dan menurunkan daya tahan tubuh terhadap

penyakit.

Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein

lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang

membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan

(imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen

penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu

sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang

tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).

Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida,

lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain

itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam

biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.

Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik

yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan

bagi translasi yang dilakukan ribosom.[1] Sampai tahap ini, protein masih

"mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme

pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.

b . Masalah yang dikaji

1. Bagaimana struktur primer dari protein ?

2. Bagaimana hubungan struktur primer dan fungsi protein ?

3. Bagaimana struktur sekunder dan tersier dari protein termasuk keratin dan

kalogen ?

4. Bagaimana struktur keratin dengan ujung N dan ujung C ?

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Protein

Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling

utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang

merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu

sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen,

oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting

dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.

Menurut Aiko (2011), protein adalah salah satu bio-makromolekul yang

penting peranannya dalam makhluk hidup. Fungsi dari protein itu sendiri secara

garis besar dapat dibagi dalam dua kelompok besar yaitu sebagai bahan struktural

dan sebagai mesin yang bekerja pada tingkat molekular. Apabila tulang dan kitin

adalah beton maka protein struktural adalah dinding batu-batanya. Beberapa

protein struktural, fibrous protein, berfungsi sebagai pelindung, sebagai contoh a

dan b- keratin yang terdapat pada kulit, rambut, dan kuku. Sedangkan protein

struktural lain ada juga yang berfungsi sebagai perekat, seperti kolagen.

Di dalam tubuh manusia terjadi suatu siklus protein, artinya protein di

pecah menjadi komponen-komponen yang lebih kecil yaitu asam amino dan atau

peprida. Terjadi juga sintesis protein baru untuk mengganti yang lama.

Asam amino merupakan golongan senyawa hidrokarbon yang

mengandung gugus karboksil (-COOH) dan satu gugus amina (-NH2). Asam

amino dalam protein disebut juga asam alfa amino, karena gugus amino terikat

pada atom C alfa (yaitu atom karbon yang terikat langsung pada gugus karboksil).

Gugus karboksil (-COOH) memberikan sifat asam dan gugus amina (-NH2)

memberikan sifat basa.

Gugus -R pada setiap asam amino berperan dalam menentukan struktur,

kelarutan, dan fungsi biologis protein. Ada dua jenis gugus -R, yaitu:

1. Gugus Nonpolar: merupakan hidrokarbon dan bersifat hidrofobik

(menolak air atau tidak larut dalam air).

2. Gugus Polar: mengandung gugus seperti -NH2, -OH, -COOH, yang

bersifat hidrofilik (larut dalam air).

Asam amino dapat dibedakan menjadi asam amino esensial dan asam

amino nonesensial.

Asam amino esensial: asam amino yang tidak dapat disintesis dalam tubuh

(harus disuplai dari luar). Yang termasuk asam amino esensial adalah Histidin,

arginin, valin, leusin, isoleusin, treonin, triptofan, metionin, fenilalanin, dan

lisin.

Asam amino nonesensial: asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh. Yang

termasuk asam amino nonesensial adalah glisin, alanin, serin, glutamin, tirosin,

prolin, asparagin, aspartat, sistein, asam glutamat.

Asam amino memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

1. Bersifat amfoter, yaitu memiliki gugus asam dan gugus basa.

2. Bersifat optis aktif, kecuali glisin. Sifat optis aktif yaitu, karena asam

amino minimal memiliki satu atom karbon asimetris yaitu atom karbon

alfa.

3. Dapat membentuk ion zwitter yaitu ion ganda atau bermuatan positif

maupun negatif, dalam air atau dalam lingkungan dengan pH netral.

B. Struktur Primer Protein

Protein mempunyai struktur yang spesifik dan kompleks. Struktur protein

memegang peranan penting dalam menentukan aktivitas biologisnya. Protein

tidak hanya bervariasi dalam jumlah dan urutan asam amino, tetapi juga dalam

alur rantai peptidanya. Rantai itu mungkin lurus, membelok, memutar, melilit dan

melipat dalam tiga dimensi.

Struktur primer protein mengacu pada urutan asam amino linier dari rantai

polipeptida. Struktur primer disebabkan oleh ikatan kovalen atau peptida, yang

dibuat selama proses biosintesis protein atau disebut dengan proses translasi.

Kedua ujung rantai polipeptida yang disebut sebagai ujung karboksil (C-terminal)

dan ujung amino (N-terminal) berdasarkan sifat dari gugus bebas. Perhitungan

residu selalu dimulai pada akhir N-terminal (gugus amino, -NH2), yang

merupakan akhir dimana gugus amino tidak terlibat dalam ikatan peptida. Struktur

primer protein ditentukan oleh gen yang berhubungan dengan protein. Sebuah

urutan tertentu dari nukleotida dalam DNA ditranskripsi menjadi mRNA, yang

dibaca oleh ribosom dalam proses yang disebut translasi. Urutan protein dapat

ditentukan dengan metode seperti degradasi Edman.

C. Hubungan struktur primer dan fungsi protein

Protein merupakan molekul pekerja yang dimiliki oleh sel. Protein dapat

berupa protein struktural yang berperan dalam pembentukan struktur sel ataupun

protein fungsional. Contoh protein struktur diantaranya kolagen, keratin elastin

dan protein ribosom. Protein yang berperan mengkatalisa beragam reaksi kimia,

atau enzim contohnya piruvat kinase. Protein yang berfungsi dalam motilitas

misalnya adalah tubulin, flagelin, dan aktin. Fibronektin dan cadherin berfungsi

sebagai anchoring.

Protein yang berperan dalam kontraksi adalah aktin dan miosin. Protein

yang berperan dalam transport diantaranya adalah hemoglobin, transferin, dan

porin. Hormon berperan dalam proses sinyaling, misalnya adalah insulin,

glukagon, dan FSH. Protein untuk penyimpanan makanan misalnya albumin telur.

Reseptor permukaan sel diantaranya adalah reseptor insulin, faktor pertumbuhan

sel syaraf dan reseptor asetilkolin. Protein inti misalnya histon dan faktor

translasi. Protein jenis lain meliputi repressor (contohnya protein LacI), aktivator

(CAP = catabolite antivator protein), neurotransmitter (endorfins, dll),

imunoglobulin (antibodi), komplemen, faktor hemostatik (trombin), self-

recognition (Major Histocompatability [MHC] antigen), transduksi energi

(sitokrom), toksin atau racun, dan hemostatis (albumin serum, globulin).

D. Struktur Sekunder dan Tersier (Keratin dan kolagen)

1. Struktur sekunder

Struktur yang dipersatukan oleh ikatan-ikatan hidrogen yang mempunyai

polaritas tinggi pada gugus C=O dan N-H di dalam tiap ikatan peptida,

menjadikan ikatan tersebut sangat kuat, juga memungkinkan terbentuknya

sejumlah ikatan hidrogen di antara asam-asam amino pada jarak tertentu.

Dua tipe struktur sekunder yang umum, yaitu:

α-heliks

Rantai polipeptida membentuk heliks (spiral) putar kanan dengan 3,6 asam

amino per putaran sebagai akibat terjadinya ikatan hidrogen antara gugus N-H

pada suatu residu asam amino (n) dan gugus C=O pada asam amino yang berjarak

tiga residu dengannya (n+3). Struktur a-heliks banyak dijumpai terutama pada

protein-protein globuler.

β-sheet

Struktur ini terbentuk karena gugus N-H dan C=O pada suatu rantai

polipeptida dihubungkan oleh ikatan hidrogen dengan gugus-gugus yang

komplementer pada rantai polipeptida lainnya. Jadi, gugus N-H berikatan dengan

C=O dan gugus C=O berikatan dengan N-H sehingga kedua rantai polipeptida

tersebut membentuk struktur seperti lembaran dengan rantai samping (R)

mengarah ke atas dan ke bawah lembaran. Jika kedua rantai polipeptida

mempunyai arah yang sama, misalnya dari ujung N ke ujung C, maka

lembarannya dikatakan bersifat paralel. Sebaliknya, jika kedua rantai polipeptida

mempunyai arah berlawanan, maka lembarannya dikatakan bersifat antiparalel.

Lembaran b merupakan struktur yang sangat kuat dan banyak dijumpai pada

protein-protein struktural, misalnya fibroin sutera.

2. Struktur Tersier

Struktur tersier dari suatu protein adalah lapisan yang tumpang tindih di

atas pola struktur sekunder yang terdiri atas pemutarbalikan tak beraturan dari

ikatan antara rantai samping (gugus R) berbagai asam amino. Struktur ini

merupakan konformasi tiga dimensi yang mengacu pada hubungan spasial antar

struktur sekunder. Struktur ini distabilkan oleh empat macam ikatan, yakni ikatan

hidrogen, ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan hidrofobik. Dalam struktur ini,

ikatan hidrofobik sangat penting bagi protein. Asam amino yang memiliki sifat

hidrofobik akan berikatan di bagian dalam protein globuler yang tidak berikatan

dengan air, sementara asam amino yang bersifat hodrofilik secara umum akan

berada di sisi permukaan luar yang berikatan dengan air di sekelilingnya.

3. Keratin

Keratin adalah protein yang tidak reaktif secara kimiawi dan tahan lama

secara mekanik, terdapat dalam semua vertebrata tingkaat tinggi. Protein ini

adalah komponen dasar dari lapisan luar epidermal dan anggota badan yang

berkaitan seperti rambut, tanduk, kuku, dan bulu. Keratin diklasifikasikan sebagai

a-keratin yang terdaat dalam mamalia, dan b-keratin yang terdapat dalam burung

dan reptil. Studi mikroskopik elektronik menunjukkan bahwa rambut, yang

tersusun utamanya dari a-keratin, terdiri dari struktur hierarki.

Rambut biasanya mempunyai diameter 20 mm dan terdiri dari sel mati,

dimana tiap-tiapnya mengandung mikrofibril (2000 Amstrong dalam diameter)

yang terorientasi secara paralel terhadap serabut rambut. Makrofibril tersusun dari

mikrofibril (80 Amstrong dalam diameter) yang tertumpuk bersama oleh matriks

protein amorfus yang kaya akan kandungan sulfur. A-keratin kaya akan residu

Cus, yang cross-link secara sejajar dengan ikatan peprida. Hal ini berguna untuk

kelarutan dan ketahannya terhadap regangan, dua dari sifat biologis utama suatu

a-keratin diklasifikasikan sebagai : keras” atau “lunak” berdasarkan pada apakah

kandungan sulfurnya tinggi atau rendah. Keratin keras seperti rambut, tanduk, dan

kuku adalah lebih lembut dari keratin lunak, seperti kulit dan belulang, karena

ikatan disulfidanya dapat melawan gaya yang cenderung akan

mendeformasikannya . ikatan disulfidanya dipotong, serabut a-keratin dapat

diregangkan dua kali panjang dari panjang awalnya dengan memberikan panas

lembab. Dalam proses ini, analisis X-ray mengindikasikan bahwa struktur heliks a

memanjang dengan pengaturan kembali yang seiring dari ikatan hidrogen untuk

membentuk lembaran plat-b, b-keratin, seperti bulu, mempunyai pola X-ray dalam

keadaan normalnya.

4. Kolagen

Kolagen membentuk 25% total protein mamalia yang menggambarkan

keanekaragaman struktur jaringan yang menandai struktur sekunder protein

fibrosa vertebrata.

Kolagen terdapat pada:

a. Tendon: struktur yang sangat asimetris dengan kekuatan melawan regangan

yang tinggi.

b. Kulit: membentuk serabut yang terpintal, longgar, dan fleksibel.

c. Gigi dan kulit: mengandung suatu polimer kalsium fosfat.

d. Kornea mata

Struktur sekunder yang stabil sangat penting untuk menghindari kelainan

biosintesis dan maturasi tropokolagen.

Contoh:

Defesiensi vitamin C berat: enzim prolil dan lisil hidroksilase menjadi

inaktif sehingga tropokolagen tidak membentuk ikatan silang kovalen. Secara

klinis disebut Penyakit Scorbut dengan gambaran klinik berupa pendarahan gusi,

kesembuhan luka yang jelek hingga dapat menyebabkan kematian.

Defisiensi tembaga dalam diet yang berperan pada pembentukan enzim

lisil hidroksilase. Secara klinis disebut Penyakit Menkes dengan gambaran klinis

berupa rambut keriting dan kusut (Kinky hair), retardasi pertumbuhan.

Gangguan pada gen pengkode kolagen sehingga biosintesis kolagen

terganggu dapat menyebabkan Osteogenesis imperfekta.

Defek gen yang mengkode α-prokolagen, prokolgen N-peptidase atau lisil

hidroksilase, menyebabkan Sindroma Ehler Danlos dengan gambaran klinis

berupa sendi mobile dan abnormalitas kulit.

E. Struktur keratin ujung N dan ujung C

Sebuah rantai polipeptida adalah rantai asam amino (residu) dihubungkan

oleh ikatan kimia. Setiap asam amino terdiri dari bagian tulang punggung yang

hadir di semua jenis asam amino. Urutan molekul selalu nitrogen-karbon-karbon.

Karbon tengah memiliki gugus samping yang melekat padanya. Kelompok sisi

unik untuk setiap jenis residu dan memberikan masing-masing asam amino

namanya. Contohnya adalah valin, prolin, dan glutamat.

Rantai polipeptida memiliki dua ujung. Awal dari polipeptida disebut

ujung amino (ujung-N). Ini memiliki nama tersebut karena molekul pada akhir

adalah nitrogen. Akhir polipeptida disebut ujung karboksi (ujung-C). Ini memiliki

nama tersebut karena molekul pada akhir adalah karbon. Penghitungan residu

selalu dimulai pada ujung-N.

ujung c dan n protein

DNA mengkode struktur primer protein. Proses menciptakan protein dari

DNA disebut Sentral Dogma. Dalam proses ini gen (urutan tertentu nukleotida)

pertama kali ditranskripsi menjadi mRNA. Tidak seperti DNA, mRNA dapat

meninggalkan nukleus dan masuk ke sitoplasma. Setelah di sitoplasma, mRNA

dibaca oleh ribosom dalam proses yang disebut translasi. Ketika protein

diterjemahkan dari mRNA, itu diciptakan dari ujung-N untuk ujung-C. Selain itu,

urutan protein adalah unik untuk protein itu. Urutan juga mendefinisikan struktur

dan fungsi protein.

BAB III

KESIMPULAN

Dari makalah ini,maka pennulis dapat menarik beberapa kesimpulan yaitu:

1. Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang

merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan

satu sama lain dengan ikatan peptida.

2. Asam amino merupakan golongan senyawa hidrokarbon yang mengandung

gugus karboksil (-COOH) dan satu gugus amina (-NH2).

3. Struktur primer protein mengacu pada urutan asam amino linier dari rantai

polipeptida. Struktur primer disebabkan oleh ikatan kovalen atau peptida, yang

dibuat selama proses biosintesis protein atau disebut dengan proses translasi.

4. Struktur yang dipersatukan oleh ikatan-ikatan hidrogen yang mempunyai

polaritas tinggi pada gugus C=O dan N-H di dalam tiap ikatan peptida,

menjadikan ikatan tersebut sangat kuat, juga memungkinkan terbentuknya

sejumlah ikatan hidrogen di antara asam-asam amino pada jarak tertentu.

5. Struktur tersier dari suatu protein adalah lapisan yang tumpang tindih di atas

pola struktur sekunder yang terdiri atas pemutarbalikan tak beraturan dari

ikatan antara rantai samping (gugus R) berbagai asam amino.

6. Keratin adalah protein yang tidak reaktif secara kimiawi dan tahan lama secara

mekanik, terdapat dalam semua vertebrata tingkaat tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Gaffar, Shabarni. 2007. Buku ajar Bioteknologi Molekul. Bandung.

http://biology-community.blogspot.com/2012/09/struktur-dan-fungsi-protein.html,

tanggal akses 02 April 2014

http://id.wikipedia.org/wiki/Protein tanggal akses 02 April 2014

http://www.sridianti.com/fungsi-protein-bagi-tubuh.html tanggal akses 02 April

2014

TUGAS

KIMIA ORGANIK

MAKALAH TENTANG PROTEIN ALAM YANG BERMANFAAT

(ASAM AMINO DAN PROTEIN)

OLEH:

KELOMPOK VI:

ASRIANTO MANDURA (A1C4 10 064)

SITI SYARIANI (A1C4 10)

RESKIANI EMBATAU (A1C4 12 046)

ASRIFA (A1C4 12 022)

MAHFUZ ASIRI (A1C4 12 0)

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2014