Pertemuan 12: Reaksi-Reaksi Spesifik Pada Protein

      Protein berperan penting dalam pembentukan struktur, fungsi, regulasi sel-sel makhluk hidup dan virus. Protein juga bekerja sebagai neurotransmiter dan pembawa oksigen dalam darah (hemoglobin). Protein juga berguna sebagai sumber energi tubuh.

  

 Protein merupakan salah satu biomolekul raksasa, selain polisakarida , lipid , dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama semua makhluk hidup. Pada manusia protein menyumbang dari 20% berat total tubuh. Protein ibaratnya seperti sebuah mesin, mesin yang menjaga dan menjalankan fungsi tubuh semua makhluk hidup, Tubuh manusia terdiri dari sekitar 100 trilyun sel masing-masing sel memiliki fungsi yang spesifik. Setiap sel memiliki ribuan protein berbeda, yang bersama-sama membuat sel melakukan tugasnya. 

     Di dalam sel makhluk hidup, protein menjadi senyawa yang paling penting dikarenakan protein adalah bagaian esensial penting dari sebuah protoplasma. Sedangkan dalam sel hewan, protein memiliki peranan yang penting juga sebagai dinding sel. Protein merupakan polimer asam amino didalam ikatan peptida. 

 Ikatan peptide terjadi karena adanya pengambilan OH dari gugus karboksilat dengan H dari gugus amino. Polipeptida merupakan sebutan bagi ikatan peptida dalam jumlah banyak. Polimer kondensasi adalah proses terjadinya penguran zat dalam hal ini yaitu air yang diakibatkan adanya polimerisasi.

Jika digolongkan maka protein bisa dibedakan menjadi dua macam golongan, yaitu:

a) Protein sederhana yaitu protein dimana dalam hidrolisis akan diperoleh bentuk asam asam amino.

b) Protein kompleks merupakan protein dimana pada proses hidrolisis akan menghasilkan asam amino beserta zat lain.

Sebagai contoh:

Kromoprotein → protein+zat warna (hemoglobin)

Fosfoprotein → protein+asam fosfat (kasein)

Glikoprotein → protein+karbohidrat

Lipoprotein → protein+lemak

Adanya pengaruh enzim, asam, serta basa merupakan salah satu pengaruh terjadinya hidrolisis protein.

STRUKTUR PROTEIN

    Struktur protein dapat dikelompokkan menjadi empat golongan, yaitu struktur primer, sekunder, tersier, dan kuarterner. Struktur primer adalah struktur linear dari rantai protein. Dalam struktur ini tidak terjadi antaraksi, baik dengan rantai protein yang lain maupun di antara asam amino dalam rantai protein itu sendiri.

Struktur sekunder adalah struktur dua dimensi dari protein. Pada struktur ini terjadi lipatan (folding) beraturan, seperti α–heliks dan β–sheet, akibat adanya ikatan hidrogen di antara gugus-gugus polar dari asam amino dalam rantai protein.

Struktur tersier merupakan struktur tiga dimensi sederhana dari rantai protein. Dalam struktur ini, selain terjadi folding membentuk struktur α–heliks dan β–sheet, juga terjadi antaraksi van der Waals dan antaraksi gugus nonpolar yang mendorong terjadi lipatan.

Struktur tertinggi dari protein adalah struktur kuarterner. Dalam struktur ini, protein membentuk molekul kompleks, tidak terbatas hanya pada satu rantai protein, tetapi beberapa rantai protein bergabung membentuk seperti bola.

    Jadi, pada struktur kuartener molekul protein di samping memiliki ikatan hidrogen, gaya van der Waals, dan antaraksi gugus nonpolar, juga terjadi antaraksi antar rantai protein baik melalui antaraksi polar, nonpolar, maupun van der Waals. Contoh dari struktur ini adalah molekul Hemoglobin, tersusun dari empat subunit rantai protein.

  Protein merupakan senyawa biokimia yang tersusun dari satu atau lebih polipeptida dan memiliki bentuk globular atau fibrous. Polipeptida sendiri merupakan suatu polimer dari asam amino yang terbentuk dari ikatan  peptida. Sebagian besar asam amino penyusun protein adalah L-α-asam amino. Untuk mempermudah dalam memahami struktur protein, kita bagi pembahasan sesuai tingkatan, mulai dari ukuran paling kecil. Secara tingkatan, struktur protein dibagi menjadi empat, yakni primer, sekunder, tersier, dan kuartener.

Asam Amino

    Asam amino merupakan asam organik yang memiliki gugus amina, hal ini dapat terlihat jelas dari namanya, asam (berarti memiliki gugus COOH) dan amino (berarti memiliki gugus amina, NH2). Secara umum, struktur asam amino terdiri dari satu gugus karboksilat, satu buah atom Cα, satu buah gugus amina, dan satu buah gugus -R. Karena memiliki atom Cα, maka asam amino memiliki dua buah isomer, yakni isomer L dan isomer D. Dalam senyawa protein, sangat jarang sekali ditemukan adanya asam amino dengan konfigurasi D, kebanyakan adalah L.

Isomer asam amino

Gugus -R pada asam amino seharusnya bisa apa saja, namun pada asam amino penyusun protein, hanya terdapat 20 jenis gugus -R yang banyak ditemukan. Karena terdapat 20 variasi gugus -R, maka jenis asam amino yang banyak ditemukan sebagai penyusun protein ada 20, sesuai dengan gugus -R. 20 jenis asam amino itu sendiri dapat dikelompokkan sesuai dengan sifat dan struktur gugus -R. Pengelompokkan tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Sekarang kita sudah mengetahui struktur 20 asam amino pembentuk protein, lalu bagaimana asam amino tersebut berikatan?

Ikatan Peptida

 Dalam menyusun protein, asam amino pembentuk protein membentuk ikatan peptida dengan asam amino lainnya. Ikatan peptida adalah ikatan yang terbentuk antara atom C karboksilat asam amino dengan atom N amina dari asam amino lainnya. Pada prosesnya, reaksi ini melepaskan sebuah molekul H2O.

Reaksi pembentukan ikatan peptida

Hasil reaksi diatas adalah dipeptida, karena terbentuk dari dua asam amino. Bagaimanapun dipeptida masih memiliki gugus karboksilat dan amina, sehingga reaksi pembentukan ikatan peptida masih dapat terus terjadi. Dipeptida dapat bereaksi dengan asam amino atau dipeptida lainnya membentuk oligopeptida. Oligopeptida pun masih bisa terus bereaksi dengan asam amino atau oligopeptida lainnya, pada akhirnya terbentuklah protein. Lepasnya gugus -OH asam karboksilat dan -H amin pada proses pembentukan ikatan peptida menyebabkan struktur asam amino pada oligopeptida atau protein tidak lagi lengkap sebagai asam amino. Oleh karena itu, kata paling tepat untuk menyebutkannya adalah "residu asam amino".

PERMASALAHAN :

1. Dalam menyusun protein, asam amino pembentuk protein membentuk ikatan peptida dengan asam amino lainnya. Coba anda jelaskan apa itu ikatan peptide dan bagaimana ikatan peptide dapat terbentuk…

2. Mengapa pada protein struktur tertingginya adalah struktur kuarterner…

3. Apa yang dimaksud dengan residu asam amino, dan pada keadaan bagaimana residu asam amino dapat terbentuk…