PROTEIN

Protein merupakan komponen utama dalam sel hidup yang memegang peranan penting dalam proses kehidupan. Protein berperan dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Protein dalam bentuk enzim beperan sebagai katalis dalam bermacam-macam proses biokimia. Sebagai alat transport, yaitu protein hemoglobin mengikat dan mengangkut oksigen dalam bentuk (Hb-O) ke seluruh bagian tubuh.

Protein juga berfungsi sebagai pelindung, seperti antibodi yang terbentuk jika tubuh kemasukan zat asing, serta sebagai sistem kendali dalam bentuk hormon,

Protein pembangun misalnya glikoprotein terdapat dalam dinding sel, keratin yang terdapat pada kulit, kuku dan rambut. Sebagai komponen penyimpanan dalam biji-bijian. Protein juga merupakan sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino.

Dalam tinjauan kimia protein adalah senyawa organik yang kompleks berbobot molekul tinggi berupa polimer dengan monomer asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan sulfur serta Posfor. Untuk pembahasan protein kita kaji terlebih dahulu monomer penyusun protein yaitu asam amino.

Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksilat (COOH) dan amina (NH2) yang terikat pada satu atom karbon (Cɲ) yang sama, atom ini juga umumnya merupakan C asimetris. Secara rinci struktur asam amino dibangun oleh sebuah atom C yang mengikat empat gugus yaitu; gugus amina (NH2), gugus karboksilat (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa R. Gugus ini yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya, coba perhatikan Gambar 14.19.

gambar 14.19

Gambar 14.19. Molekul asam amino, gugus penyusun serta bentuk ionnya

Gugus karboksilat menyebabkan asam amino bersifat asam gugus amina bersifat basa. Dalam larutan, asam amino bersifat amfoter, sebagai asam pada media basa dan menjadi basa pada suasana asam. Hal ini dikarenakan protonasi, gugus amina menjadi –[NH3+] dan gugus karboksilat menjadi ion –[COO-], sehingga asam amino memiliki dua muatan dan disebut dengan zwitter-ion (Bagan 14.20).

gambar 14.20

Gambar 14.20. Molekul Asam amino sebagai asam dan sebagai basa

Keberadaan C asimetrik menjadi pusat kiral dan molekul asam amino memiliki isomer optik yang umumnya diberi notasi dextro (D) dan levo (L), ingat pembahasan isomer optik pada karbohidrat, struktur kedua isomer dapat ditunjukan oleh alanin, perhatikan Gambar 14.21.

gambar 14.21

Gambar 14.21 Isomer optik asam amino dari senyawa alanin

Penggolongan Asam amino didasari pada sifat dan struktur gugus sisa (R), seperti gugus R yang bersifat asam, basa, gugus R yang mengandung belerang atau hidroksil, R sebagai senyawa aromatik, alifatik dan yang siklik. Namun penggolongan yang umum dipergunakan adalah sifat polaritas dari gugus R.

  1. Asam amino dengan R yang bersifat non polar. Gugus R dalam golongan asam amino merupakan senyawa hidrokarbon, dengan karakteristik hidrofobik. Golongan ini terdiri dari lima senyawa asam amino yang memilliki gugus R alifatik yaitu alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolin, sedangkan gugus R yang mempunyai struktur aromatik meliputi fenil alanin dan triptopan, serta satu molekul yang mengandung belerang yaitu methionin. Golongan ini memiliki struktur seperti pada Bagan 14.22.
  2. Asam amino dengan R polar tapi tidak bermuatan, asam amino ini bersifat polar, dan hidrofilik atau lebih mudah larut dalam air dibandingkan dengan asam amino jenis pertama. Golongan ini memiliki gugus fungsional yang membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Beberapa asam amino yang masuk dalam golongan ini adalah; glisin, serin, treonin, sistein, tirosin, asparagin dan glutamin. Senyawa dalam kelompok ini ditampilkan oleh Bagan 14.23.
  3. Asam amino dengan gugus R yang bermuatan negatif, kelompok ini hanya terdiri dari dua asam amino yang memiliki gugus bermuatan total negatif, yaitu asam aspartat dan asam glutamat. Kedua molekul ini memiliki gugus tambahan yang bermuatan negatif yaitu gugus karboksilat. Asam amino ini disajakan pada Bagan 14.24, pada halaman berikut.
  4. Asam amino dengan gugus R bermuatan positif. Lisin merupakan asam amino yang masuk dalam golongan ini, akan memiliki muatan total positif pada pH 14. Sedangkan arginin mengandung gugus guanidine yang bermuatan positif dan histidin mengandung gugus imidazol yang sedikit mengion. Kelompok asam amino ini memiliki struktur seperti pada Gambar 14.25.

gambar 14.22

Bagan 14.22. Asam amino dengan gugus R non-polar

gambar 14.23

Bagan 14.23. Gugus R asam amino yang bersifat polar

gambar 14.24

Bagan 14.24. Asam amino dengan gugus R yang bermuatan total negatif

gambar 14.25

Gambar 14.25. Asam amino dengan gugus R yang bermuatan total positif

Dalam tubuh manusia terdapat beberapa asam amino yang tidak disintesa dalam tubuh yaitu asam amino esensial. Kebutuhan akan asam amino ini di dapat dari makanan. Ada sepuluh macam amino esensial yaitu Arginin, (Arg), Histidin (His), Isoleusin (Ile), Leusin (Leu), Lisin (Lys), Methionin (Met), Phenilalanin (Phe), Threonin (Thr), Triptofan (Trp) dan Valin (Val).

Asam amino esensial dapat diperoleh dari makanan seperti telur, daging, susu. Hampir seluruh protein tersedia dalam susu, beberapa biji-bijian dan sayuran mengandung protein yang tidak lengkap, mengkombinasikan makanan sangat baik, dalam Tabel 14.3, terdapat beberapa sumber protein yang dapat dijadikan rujukan.

Tabel 14.3. Kandungan asam amino esensial dalam sumber makanan

tabel 14.3

KARBOHIDRAT

Karbohidrat merupakan molekul yang banyak terdapat di alam. Pembentukan karbohidrat melalui proses fotosintesis dan merupakan sumber energi hayati dari hasil konversi energi matahari ke dalam bentuk energi kimia. Karbohidrat selain sebagai sumber utama energi organisme hidup, juga merupakan sumber karbon untuk sintesis biomolekul dan sebagai bentuk energi polimerik.

Karbohidrat berasal dari hidrat suatu karbon dengan rumus empiris Cx(H2O)y, merupakan polihidroksi-aldehid (-C=O) polihidroksi–keton (-C-C=O(COH) dan turunannya lihat Gambar 14.3.

gambar 14.3

Gambar 14.3. Karbohidrat dan Gugus fungsional yang ada dalam karbohidrat

Karbohidrat yang dibangun oleh polihdroksi dan gugus aldehid disebut dengan aldosa, sedangkan yang disusun oleh polihidroksi dan gugus keton dikenal dengan ketosa.

artikel 5

Molekul karbohidrat yang paling sederhana adalah polihidroksi aldehida dan polihidroksi keton yang empunyai tiga hingga enam atom karbon. Atom C memiliki kerangka tetrahedral yang membentuk sudut 105,9oC menyebabkan molekul karbohidrat cukup sulit berbentuk rantai lurus. Berdasarkan kerangka tetrahedral inilah, molekul polihidroksi ini lebih stabil dalam struktur siklik perhatikan Bagan 14.4.

bagan 14.4

Bagan 14.4. Rantai lurus dan bentuk siklik dari karbohidrat

Karbohidrat sederhana dibangun oleh 5 (lima) atom C disebut dengan pentosa. Sedangkan yang dibangun oleh 6 (enam) atom C dikenal dengan heksosa.

Selain dibentuk oleh sejumlah atom C yang mengandung gugus polihidroksi, strukturnya karbohidrat semakin kompleks dengan adanya atom karbon asimetri, yaitu atom karbon yang mengikat empat atom atau molekul yang berbeda pada struktur tetrahedralnya. Kehadiran C asimetri menyebabkan molekul karbohidrat bersifat optik aktif, yaitu mampu memutar bidang cahaya terpolarisasi. Pada karbohidrat juga dijumpai keisomeran optik, molekul-molekul yang komposisinya identik tetapi berbeda orientasinya dalam ruang dan keaktifan optiknya.

Karbohidrat yang paling sederhana ditemukan di alam mengandung tiga atom C disebut triosa. Jika dengan gugus aldehida dinamakan aldotriosa (HOCH2-CHOH-CHO) dan dan dengan gugus keton disebut dengan ketotriosa (HOCH2-CO-CH2OH).

Karbohidrat dapat berupa monosakarida atau gula sederhana atau berupa gabungan dari monosakarida yang dapat membentuk polisakarida dengan beberapa unit sampai beberapa ribu unit monosakarida. Atas dasar jumlah rantai monomernya maka karbohidrat dapat digolongkan menjadi tiga yaitu monosakarida, Oligosakarida dan polisakarida, lihat Gambar 14.5. Sebagai sumber energi utama bagi tubuh manusia, karbohidrat menyediakan energi sebesar 4 kalori atau 17 kilojoule per-gramnya.

bagan 14.5

Gambar 14.5. Klasifikasi karbohidrat

Pemecahan karbohidrat menghasilkan mono dan disakarida, terutama glukosa. Melalui proses glikolisis, glukosa segera terlibat dalam produksi adenosin tri phospat (ATP), pembawa energi sel.
Jenis-jenis Karbohidrat:
1.    Monosakarida

Monosakarida biasa dikenal dengan heksosa, karena terdiri atas 6 cincin karbon.Ada tiga jenis heksosa yang dikenal dalam ilmu gizi, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiganya memiliki jenis dan jumlah atom yang sama. Perbedaannya adalah terletak pada cara penyusunan atomnya. Perbedaan inilah yang menyebabkan adanya perbedaan dalam tingkat kemanisan dan daya larutnya. Berikut ini yang termasuk ke dalam jenis karbohidrat monosakarida :

Glukosa
Glukosa dinamakan juga dekstrosa.Glukosa di alam terdapat dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan dengan fruktosa berada dalam madu.Glukosa dapat digunakan untuk diet tinggi energi.
Fruktosa
Fruktosa atau levulosa, adalah gula paling manis. Fruktosa terdapat pada madu, buah, nektar bunga, dan juga sayur.Sepertiga dari gula madu terdiri atas fruktosa.Fruktosa juga banyak terkandung dalam sirup jagung yang banyak digunakan dalam proses pembuatan minuman ringan yang banyak dijual.
Galaktosa
Tidak seperti glukosa dan fruktosa yang dapat dengan mudah dijumpai secara bebas di alam, galaktosa dapat ditemukan didalam tubuh sebagai hasil pencernaan dari laktosa.

2.    Disakarida

Dalam disakarida dikenal ada empat jenis, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan trehalosa.

Sukrosa atau sakarosa
Sukrosa atau sakarosa dikenal juga dengan nama gula tebu atau gula bit. Gula pasir yang mengandung 99% sukrosa dibuat dari kedua macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Sukrosa dapat juga ditemukan dalam buah, sayuran, dan madu.
Maltosa
Maltosa terbuntuk dalam setiap pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan berkecambah, sedangkan didalam usus manusia terjadi pada saat pencernaan pati.Maltosa pecah menjadi dua unit glukosa.
Laktosa
Laktosa (gula susu) hanya terdapat pada susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan galaktosa. Laktosa adalah gula yang memiliki rasa paling tidak manis dan sangat susah untuk larut dibanding sakarida lainnya.
Trehalosa
Trehalosa dikenal sebagai gula jamur karena sebanyak 15% bagian kering dari jamur terdiri atas trehalosa, terdapat pula dalam serangga.

3.    Oligosakarida

Oligosakarida terdiri atas dua hingga sepuluh polimer monosakarida.Oligosakarida dapat dijumpai pada biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s