MAKALAH BIOKIMIA : PROTEIN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.      Latar Belakang

Protein adalah makromolekul yang paling banyak ditemukan di dalam sel makhluk hidup dan merupakan 50 persen atau lebih dari berat kering sel. Protein memiliki jumlah yang sangat bervariasi yang mulai dari struktur maupun fungsinya. Peranan protein diantaranya sebagai katalisator, pendukung, cadangan, sistem imun, alat gerak, sistem transpor, dan respon kimiawi. Protein-protein tersebut merupakan hasil ekspresi dari informasi genetik masing-masing suatu organisme tak terkecuali pada bakteri (Campbell et al., 2009; Lehninger et al., 2004). Protein dan gen memiliki hubungan yang sangat dekat dimana kode genetik berupa DNA dienkripsi dalam bentuk kromosom yang selanjutnya kode genetik tersebut ditranslasikan menjadi protein melalui serangkain mekanisme yang melibatkan RNA dan ribosom (Vo-Dinh, 2005).

Asam amino merupakan unit pembangun Protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O, dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan Asam amino yang terdapat di alam hanya 20 Asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein. Tidak semua Asam amino terdapat di dalam molekul Protein, karena memiliki tugas lain. Sama halnya dengan proses metabolisme pada komponen lain, pada metabolisme Protein dan Asam amino juga terjadi anabolisme dan katabolisme yang juga membutuhkan peranan enzim. Sehingga kita harus tahu bagaimana proses metabolisme dari Protein dan Asam amino. Maka dari itu penulis menyusun makalah ini yang di dalamnya penulis berusaha memaparkan dan menjelaskan secara rinci, bagaimana proses metabolisme Protein dan Asam amino. Sehingga para pembaca dapat memahami secara jelas proses metabolisme Protein dan Asam amino.

1.2.      Tujuan Penyusunan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penyusunan makalah ini antara lain sebagai berikut :

1.      Untuk menjelaskan pengertian, sejarah penemuan, struktur molekul, sifat, fungsi, sumber, dan klasifikasi dari Protein dan Asam amino.

2.      Untuk menjelaskan bagaimana proses metabolisme Protein dan Asam amino di dalam tubuh.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.      Kajian tentang Protein

2.1.1    Pengertian Protein

Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer Asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Kebanyakan Protein merupakan enzim atau subunit enzim.

2.1.2        Sejarah Penemuan Protein

Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838. Namun yang memperkenalkan istilah protein adalah Mulder, pada tahun 1830. Protein berasal dari bahasa Yunani yaitu Protos yang berarti “yang paling utama”.

2.1.3        Struktur Molekul Protein

Molekul Protein mengandung karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N) dan kadang kala sulfur (S) serta fosfor (P).

2.1.4        Ciri – Ciri Protein

Protein diperkenalkan sebagai molekul makro pemberi keterangan, karena urutan asam amino dari protein tertentu mencerminkan keterangan genetik yang terkandung dalam urutan basa dari bagian yang bersangkutan dalam DNA yang mengarahkan biosintesis protein.

Tiap jenis protein ditandai ciri-cirinya oleh:

1.  Susunan kimia yang khas
Setiap protein individual merupakan senyawa murni.

2. Bobot molekular yang khas
Semua molekul dalam suatu contoh tertentu dari protein murni mempunyai bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang besar maka protein mudah sekali mengalami perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.

3. Urutan asam amino yang khas
Urutan asam amino dari protein tertentu adalah terinci secara genetik. Akan tetapi, perubahan-perubahan kecil dalam urutan asam amino dari protein tertentu (Page, D.S. 1997)

2.1.5    Sifat – Sifat Protein

Protein mempunyai sifat-sifat yaitu :

1.        Ionisasi

Yaitu apabila protein larut di dalam air akan membentuk ion positif dan ion negatif.

2.        Denaturasi

Yaitu perubahan konformasi serta posisi protein sehingga aktivitasnya berkurang atau kemampuannya menunjang aktivitas organ tertentu dalam tubuh hilang sehingga tubuh mengalami keracunan.

3.        Viskositas

Yaitu tahanan yang timbul oleh adanya gesekan antara molekul di dalam zat cair yang mengalir.

4.        Kristalisasi

       Yaitu proses yang sering dilakukan dengan jalan penambahan garam ammonium sulfat atau NaCl pada larutan dengan pengaturan PH pada titik isoelektriknya.

5.        Sistem koloid

Yaitu sistem yang heterogen terdiri atas dua fase yaitu partikel kecil yang terdispersi dari medium pendispersi atau pelarutnya.

Sifat- sifat suatu protein ditentukan oleh :

1.         Macam asam amino yang terdapat dalam molekul protein.

2.         Jumlah tiap macam asam amino itu.

3.         Susunan asam amino dalam tiap molekul protein (Sediaoetama, 1991).

2.1.6        Fungsi dan Manfaat Protein

Menurut Aminah (2005) yang mengutip dari Marsetyo dan Kartasapoetra fungsi protein di dalam tubuh yaitu :

A.       Protein sebagai Zat Pembangun

Maksud zat pembangun di sini adalah bahwa protein itu merupakan bahan pembentuk berbagai jaringan tubuh baru, dimana proses pembentukan jaringan baru selalu terjadi di dalam tubuh, antara lain:

1.    Pada masa pertumbuhan

Proses ini terjadi mulai dari lahir sampai menjadi dewasa muda. Dalam masa ini proses pembentukan jaringan terjadi secara besar- besaran.

2.    Dalam masa hamil

Di dalam tubuh wanita yang sedang hamil terjadi pembentukan jaringan–jaringan baru dari janin yang sedang dikandungnya. Pembentukan jaringan baru pada waktu hamil terjadi lebih cepat di pertengahan kehamilan.

3.    Penggantian jaringan–jaringan yang rusak dan dirombak

Pada waktu orang sakit keras atau pada berbagai penyakit menahun terlihat orang menjadi kurus disebabkan banyak jaringannya yang rusak.

4.    Waktu latihan–latihan dan olah raga terjadi pula pembentukan jaringan baru, terutama jaringan otot.

B.       Protein sebagai Zat Pengatur

Protein termasuk pula kedalam golongan zat pengatur, karena protein ikut pula mengatur berbagai proses tubuh, baik secara langsung maupun tidak langsung sebagai bahan pembentuk zat–zat yang mengatur berbagai proses tubuh.

C.       Protein sebagai Pemberi Tenaga

Para peneliti telah menemukan bahwa komposisi protein mengandung unsur karbon, dengan demikian maka jelas protein dapat berfungsi sebagai sumber energi pula. Dalam keadaan tersedianya karbohidrat tidak mencukupi, maka untuk menyediakan energi sejumlah karbon yang terkandung dalam protein akan dimanfaatkan seperlunya sehingga berlangsung pembakaran dan sejumlah protein lainnya digunakan memenuhi fungsi yang sebenarnya yaitu untuk pembentukan jaringan.

Selain itu, manfaat protein bagi tubuh kita sangatlah banyak. Protein sangat mempengaruhi proses pertumbuhan tubuh kita. Diantara manfaat protein tersebut adalah sebagai berikut:

§   Sebagai enzim. Protein memiliki peranan yang besar untuk mempercepat reaksi biologis.

§   Sebagai alat pengangkut dan penyimpan. Protein yang terkandung dalam hemoglobin dapat mengangkut oksigen dalam eritrosit. Protein yang terkandung dalam mioglobin dapat mengangkut oksigen dalam otot.

§   Untuk penunjang mekanis. Salah satu protein berbentuk serabut yang disebut kolagen memiliki fungsi untuk menjaga kekuatan dan daya tahan tulang dan kulit.

§   Sebagai pertahanan tubuh atau imunisasi Pertahanan tubuh. Protein ini biasa digunakan dalam bentuk antibodi.

§   Sebagai media perambatan impuls syaraf.

§   Sebagai Pengendalian pertumbuhan.

2.1.7        Jenis – Jenis Protein

·           Kolagen, protein struktur yang diperlukan untuk membentuk kulit, tulang dan ikatan tisu.

·           Antibodi, protein sistem pertahanan yang melindungi badan daripada serangan penyakit.

·           Dismutase superoxide, protein yang membersihkan darah kita.

·           Ovulbumin, protein simpanan yang memelihara badan.

·           Hemoglobin, protein yang berfungsi sebagai pembawa oksigen.

·           Toksin, protein racun yang digunakan untuk membunuh kuman.

·           Insulin, protein hormon yang mengawal aras glukosa dalam darah.

·           Tripsin, protein yang mencernakan makanan protein.

2.1.8    Sumber Protein

Pengelompokan Protein dapat dibedakan menurut sumbernya yaitu :

A.       Protein Hewani

Yaitu sumber protein yang berasal dari hewan.

Contohnya : Daging, ikan, ayam, udang, susu dll.

B.       Protein Nabati

Yaitu sumber protein yang berasal dari tumbuhan.

Contohnya : suku polong – polongan, kentang, tempe, tahu, dll.

2.1.9        Klasifikasi Protein

Penggolongan protein dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain:
1.    Berdasarkan Struktur Molekulnya

                   Protein yang tersusun dari rantai asam amino akan memiliki berbagai macam struktur khas pada masing-masing protein. Karena protein disusun oleh asam amino yang berbeda secara kimiawinya, maka suatu protein akan terangkai melalui ikatan peptida dan bahkan terkadang dihubungkan oleh ikatan sulfida. Selanjutnya protein bisa mengalami pelipatan-pelipatan membentuk struktur yang bermacam-macam. Adapun struktur protein meliputi struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier, dan struktur kuartener :

A.  Struktur Primer

             Merupakan struktur yang sederhana dengan urutan-urutan asam amino yang tersusun secara linear yang mirip seperti tatanan huruf dalam sebuah kata dan tidak terjadi percabangan rantai. Struktur primer terbentuk melalui ikatan antara gugus α–amino dengan gugus α–karboksil. Ikatan tersebut dinamakan ikatan peptida atau ikatan amida (Berg et al., 2006; Lodish et al., 2003). Struktur ini dapat menentukan urutan suatu asam amino dari suatu polipeptida (Voet & Judith, 2009). 

Gambar 1. Struktur primer dari protein (Campbell et al., 2009).

B.   Struktur Sekunder

Merupakan kombinasi antara struktur primer yang linear  distabilkan oleh ikatan hidrogen antara gugus =CO dan =NH di sepanjang tulang belakang polipeptida. Salah satu contoh struktur sekunder adalah α-heliks dan β-pleated. Struktur ini memiliki segmen-segmen dalam polipeptida  yang terlilit atau terlipat secara berulang. (Campbell et al., 2009; Conn, 2008).

                                           

Gambar 2. Struktur sekunder α-heliks                 Gambar 3. Struktur sekunder β-pleated

Struktur α-heliks terbentuk antara masing-masing atom oksigen karbonil pada suatu ikatan peptida dengan hidrogen yang melekat ke gugus amida pada suatu ikatan peptida empat residu asam amino di sepanjang rantai polipeptida (Murray et al, 2009). Pada struktur sekunder β-pleated terbentuk melalui ikatan hidrogen antara daerah linear rantai polipeptida.

C.   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 (Murray et al, 2009; Lehninger et al, 2004).

Gambar 4. Bentuk struktur tersier dari protein denitrificans cytochrome C550 pada bakteri Paracoccus denitrificans (Timkovich and Dickerson, 1976).

D.  Struktur Kuartener

                 Adalah gambaran dari pengaturan sub-unit atau promoter protein dalam ruang. Struktur ini memiliki dua atau lebih dari sub-unit protein dengan struktur tersier yang akan membentuk protein kompleks yang fungsional. ikatan yang berperan dalam struktur ini adalah ikatan nonkovalen, yakni interaksi elektrostatis, hidrogen, dan hidrofobik. Protein dengan struktur kuarterner sering disebut juga dengan protein multimerik. Jika protein yang tersusun dari dua sub-unit disebut dengan protein dimerik dan jika tersusun dari empat sub-unit disebut dengan protein tetramerik (Lodish et al., 2003; Murray et al, 2009).

Gambar 5. Struktur kuartener

2.    Berdasarkan Bentuk dan Sifat Fisik
A.   Protein globular

                        Terdiri dari polipeptida yang bergabung satu sama lain (berlipat rapat) membentuk bulat padat. Misalnya enzim, albumin, globulin, protamin. Protein ini larut dalam air, asam, basa, dan etanol.

B.   Protein serabut (fibrous protein)

Terdiri dari peptida berantai panjang dan berupa serat-serat yang tersusun memanjang, dan memberikan peran struktural atau pelindung. Misalnya fibroin pada sutera dan keratin pada rambut dan bulu domba. Protein ini tidak larut dalam air, asam, basa, maupun etanol.

3.        Berdasarkan Fungsi Biologi

            Tabel 1. Fungsi dari protein secara terperinci adalah sebagai berikut :

Fungsi	Jenis	Contoh
Katalitik	Enzim	Katalase pepsin
Struktural	Protein struktural	Kolagen, elastin, keratin
Motil (mekanik)	Protein kontraktil	Aktin, Myosin
Penyimpanan	Protein angkutan	Kasein (susu), ovalbumin (telur), feritin (penyimpan besi)
Pengangkutan	Protein angkutan	Albumin serum (asam lemak) hemoglobin (oksigen)
Pengatur	Protein hormon enzim pengatur	Insulin Fosfofruktokinasa
Perlindungan	Antibodi Protein penggumpal	Imun globulin Trombin, fibrinogen
Tanggap toksik	Protein toksin	Toksin bisa ular, toksin bakteri (bortulisme, difteri)

4.    Berdasarkan Daya Larutnya

·       Albumin. Larut air, mengendap dengan garam konsentrasi tinggi. Misalnya albumin telur dan albumin serum.

·       Globulin Glutelin. Tidak larut dalam larutan netral, larut asam dan basa encer. Glutenin (gandum), orizenin (padi).

·       Gliadin (prolamin). Larut etanol 70-80%, tidak larut air dan etanol 100%. Gliadin/gandum, zein/jagung.

·       Histon. Bersifat basa, cenderung berikatan dengan asam nukleat di dalam sel. Globin bereaksi dengan heme (senyawa asam menjadi hemoglobin). Tidak larut air, garam encer dan pekat (jenuh 30-50%). Misalnya globulin serum dan globulin telur.

·       Protamin. Larut dalam air dan bersifat basa, dapat berikatan dengan asam nukleat menjadi nukleoprotamin (sperma ikan). Contohnya salmin.

5.    Protein Majemuk
Adalah protein yang mengandung senyawa bukan hanya protein. Di antaranya adalah sebagai berikut :

·       Fosfoprotein, yaitu protein yang mengandung fosfor. Misalnya kasein pada susu, dan vitelin pada kuning telur.

·       Kromoprotein yaitu protein berpigmen. Misalnya asam askorbat oksidase mengandung Cu.

·       Protein Koenzim. Misalnya NAD⁺, FMN, FAD dan NADP⁺.

·       Lipoprotein, yaitu protein yang mengandung asam lemak, lesitin.

·       Metaloprotein, yaitu protein yang mengandung unsur-unsur anorganik (Fe, Co, Mn, Zn, Cu, Mg dsb).

·       Glikoprotein, yaitu protein yang mengandung gugus prostetik karbohidrat. Misalnya musin (pada air liur), oskomukoid (pada tulang).

·       Nukleoprotein yaitu antara protein dan asam nukleat berhubungan (berikatan valensi sekunder). Misalnya pada jasad renik.

2.2              Kajian tentang Asam Amino

2.2.1.   Pengertian Asam Amino

Protein tersusun dari peptida-peptida sehingga membentuk suatu polimer yang disebut polipeptida. Setiap monomernya tersusun atas suatu asam amino. Asam Amino merupakan senyawa organik yang memiliki gugus fungsional Karboksil (-COOH) yang bersifat Asam dan Amina (biasanya –NH2) yang bersifat Basa.

2.2.2.   Struktur Molekul Asam Amino

Secara umum mempunyai struktur satu atom C yang mengikat empat gugus. Pada keempat pasangannya yang berbeda itu adalah gugus amino, gugus karboksil, atom hidrogen, dan berbagai gugus yang disimbolkan dengan huruf R. Gugus R disebut juga sebagai Rantai samping yang berbeda dengan gugus amino. (Campbell et al., 2009).

Gambar 6. Struktur umum asam amino (Lehninger et al., 2004).

2.2.3.   Jenis Asam Amino

Berdasarkan biosintesis Asam amino tebagi dua jenis Asam amino yaitu :

·            Asam Amino Essential

Adalah asam amino yang tidak dapat disintesis oleh tubuh dan berasal dari makanan yang kita makan. Asam Amino yang termasuk dalam asam amino essential adalah : Histidin, Isoleusin, Leusin, Lysin, Metionin, Fenilalanin, Treonin, Triftofan, Valin.

·            Asam Amino Nonessential

Adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh dan yang berasal dari tubuh. Asam Amino yang termasuk dalam asam amino nonessential adalah : Alanin, Arginin, Asparagin, Asam aspartat, Cysteine, Asam glutamat, Glutamine, Glycine, Proline, Serine, Tyrosine, Hydroxylysine, Hydroxyproline.

2.2.4.   Sumber Asam Amino

Asam amino dapat diperoleh dari :

1.        Protein dalam makanan

2.        Proses synthesa asam amino nonessential (transaminasi terhadap metabolite)

3.        Degradasi protein tubuh.

Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Degradasi ini merupakan proses kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus diganti (protein turnover). Contoh dari protein turnover, tercantum pada tabel berikut :

Tabel 2. Contoh protein turnover :

Protein	Turnover rate (waktu paruh)
Enzim Di dalam hati Di dalam plasma Hemoglobin Otot Kolagen	7-10 menit 10 hari 10 hari 120 hari 180 hari 1000 hari

2.2.4    Fungsi Asam Amino

1.    Membentuk protein yang dibutuhkan.

2.    Membentuk glukosa.

3.    Membentuk badan-badan keton, dll

4.    Menghasilkan energi.

5.    Membentuk molekul nonprotein (derivat asam amino).

Asam-asam amino juga menyediakan kebutuhan nitrogen untuk :

1.     Struktur basa nitrogen DNA dan RNA.

2.    Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin, sitokrom, enzim dll.

3.    Asetilkolin dan neurotransmitter lainnya.

4.    Hormon dan fosfolipid.

Selain menyediakan kebutuhan nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan sebagai sumber energi jika nitrogen dilepas.

2.2.5    Macam – Macam Asam Amino

Ada 20 macam asam amino, yang masing-masing ditentukan oleh jenis gugus R atau rantai samping dari asam amino. Jika gugus R berbeda maka jenis asam amino berbeda. Gugus R dari asam amino bervariasi dalam hal ukuran, bentuk, muatan, kapasitas pengikatan hidrogen serta reaktivitas kimia. Untuk selanjutnya, dapat dilihat nama – nama dari 20 macam asam amino pada Tabel 2.

Tabel 2. Nama-nama asam amino

No	Nama	Singkatan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	Alanin (alanine) Arginin (arginine) Asparagin  (asparagine) Asam aspartat (aspartic acid) Sistein (cystine) Glutamin (Glutamine) Asam glutamat (glutamic acid) Glisin (Glycine) Histidin (histidine) Isoleusin (isoleucine) Leusin (leucine) Lisin (Lysine) Metionin (methionine) Fenilalanin (phenilalanine) Prolin (proline) Serin (Serine) Treonin (Threonine) Triptofan (Tryptophan) Tirosin (tyrosine) Valin (valine)	Ala Arg Asn Asp Cys Gln Glu Gly His Ile Leu Lys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val

2.3      Kajian tentang Metabolisme Protein dan Asam Amino

2.3.1    Pembentukan Protein Atau Asam Amino

Metabolisme protein akan tersusun atas jumlah asam amino yang membentuk rangkaian sederhana dengan diikat oleh unsur kimiawi lainnya seperti peptida. Protein-protein tersebut akan membentuk semacam gugus amina dan gugus karboksil yang terjaring dalam darah. Jumlah peptida dalam protein sendiri sangat beragam ada yang mencapai 10 hingga 100 asam amino. Selain itu protein juga memiliki jenis sebagai hasil dari senyawa kimia yang berada pada tubuh kita misalnya ada unsur glikoprotein yang banyak mengandung karbohidrat, ada pula lipoprotein yang banyak mengandung lipid. Jika asam amino dalam metabolisme protein sudah lengkap terangkai maka akan memiliki fungsi tersendiri. Seperti membangun sel-sel yang rusak akibat kondisi tubuh yang tidak stabil, membentuk zat-zat pengatur yaitu enzim dan hormon serta membentuk zat inti untuk energi yang setara dengan 4,1 kalori.

2.3.2    Pengertian Metabolisme Protein

            Metabolisme adalah segala proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup. Proses metabolisme terbagi menjadi dua yaitu Anabolisme dan Katabolisme. Anabolisme adalah proses sintesis molekul kimia kecil menjadi besar yang membutuhkan energi (ATP), katabolisme adalah proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil yang melepaskan energi (ATP).

Metabolisme protein adalah metabolisme yang berasal dari asam amino yang sumbernya dari asam itu sendiri. Dalam total keseluruhan asam amino yang dihasilkan ada sekitar 85% yang berfungsi sebagai sintesis pada protein. Asam amino yang bertujuan sebagai metabolisme tersebut dapat kita jumpai pada protein yang kita makan setiap harinya. Protein tersebut berproses sebagai hasil dari degradasi protein di dalam tubuh. Proses semacam ini biasanya akan bersifat kontinyu atau berlanjut secara berkala. Asam amino pada protein itu sendiri terbagi atas dua unsur yaitu asam amino essensial dan asam amino non essensial. Dalam hal ini sumber protein yang berupa asam amino tersebut akan mengalami transport protein seperti protein akan berproses di usus halus yang nantinya akan masuk pada aliran darah kita. Ketika asam amino telah bercampur dalam darah maka asam tadi akan tersebar luas hingga keseluruh sel namun asam amino itu tentunya tidak akan terbuang sia-sia melainkan akan disimpan dalam sel-sel darah yang dibantu dengan enzim.

2.3.3    Proses Metabolisme Protein dan Asam amino

Proses metabolisme protein dimulai dari proses pencernaan di mulut sampai di usus halus, dilanjutkan dengan proses metabolisme asam amino. Yaitu sebagian besar zat makanan yang mengandung protein dipecahkan menjadi molekul-molekul yang lebih kecil terlebih dahulu sebelum diabsorpsi dari saluran pencernaan. Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk darah. Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan. Didalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim). Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein  Perubahan kimia dalam proses pencernaan dilakukan dengan bantuan enzim-enzim saluran pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis protein menjadi asam amino.

Protein dalam makanan dicerna dalam lambung dan usus, dan dikatabolisme menjadi asam amino yang diabsorbsi dan dibawa oleh darah. Asam amino dalam darah dibawa ke hati menjadi asam amino dalam hati (ekstra sel), kemudian asam amino tersebut ada yang disimpan dalam hati (intra sel) dan sebagian dibawa oleh darah ke jaringan-jaringan tubuh. Asam amino yang dibawa ke hati dikatakan ekstra sel karena sebagian asam amino dalam hati ini kemudian akan dibawa sebagian keluar dari sel atau menuju ke seluruh jaringan tubuh yang membutuhkan. Setelah masuk ke jaringan-jaringan tubuh asam amino ini akan masuk ke sel-sel tubuh (asam amino dalam sel). Dan sebagiannya lagi tetap didalam hati (intra sel) sebagai cadangan protein dalam tubuh, bila tubuh kekurangan protein maka asam amino ini diubah menjadi protein dan sebaliknya jika tubuh membutuhkan asam amino dari dalam tubuh maka protein dirombak kembali menjadi asam amino. Dan asam amino ini juga berfungsi membentuk senyawa N lain yang berfungsi untuk pembentukan sel-sel tubuh, senyawa nitrogen ini merupakan bagian utama dari semua protein, enzim, dan proses metabolik yang disertakan pada sintesa dan perpindahan energi.

Keseimbangan nitrogen tubuh dikatakan positif bila n masuk tubuh > n yg keluar dari tubuh berarti sintesis protein > katabolismenya, terjadi misalnya pada masa penyembuhan, masa pertumbuhan, dan masa hamil. Keseimbangan nitrogen yang negatif berarti katabolisme protein > sintesisnya, terjadi misalnya pada waktu kelaparan dan sakit. Keseimbangan nitrogen yang setimbang terdapat pada orang dewasa normal dan sehat. Bila ada kelebihan asam amino dari jumlah yang digunakan maka asam amino diubah menjadi asam keto. Proses perubahan tersebut terjadi dalam siklus asam sitrat. Atau diubah mejadi urea. Berikut proses perubahan asam amino menjadi asam keto dalam siklus sitrat. Asam amino yang dibuat dalam hati atau dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk digunakan. Proses anabolisme dan katabolisme terjadi dalam hati dan jaringan. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber yaitu:

         Absorbsi melalui dinding usus.

         Hasil katabolisme protein dalam sel.

         Hasil anabolisme asam amino dalam sel.

2.3.4    Penguraian Protein dalam Tubuh

Manusia melakukan pergantian protein tubuh sebanyak 1-2 % dari total protein tubuh, khususnya protein otot. Dari total asam amino yang dihasilkan  melalui proses tersebut sebanyak 75-80% digunakan kembali untuk sintesis  protein baru, sedangkan 20-25% sisanya akan membentuk Urea. Jika jumlah protein terus meningkat maka protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak. Pemecahan protein menjadi asam amino terjadi di hati dengan proses deaminasi atau transaminasi.

Deaminasi adalah proses pembuangan gugus amino dari asam amino dalam bentuk urea. Transaminasi adalah proses perubahan asam amino menjadi asam keto. Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein → zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs. Pemecahan protein dalam tubuh yaitu sebagai berikut :

1.         Transaminasi : alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamat

2.         Deaminasi : asam amino + NAD+ → asam keto + NH3.

Amonia (NH3) merupakan racun bagi tubuh yang dapat meracuni otak sehingga menjadi coma, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal, sehingga harus diubah dahulu jadi urea (di hati), agar dapat dibuang oleh ginjal. Namun jika hati ada kelainan (sakit) maka proses perubahan NH3 menjadi urea terganggu dan akan menimbulkan penumpukan NH3 dalam darah yang disebut uremia. Berikut siklus urea untuk pengeluaran NH3 dari dalam tubuh.

Asam amino yang berlebih akan diuraikan dan tidak disimpan. Untuk mempertahankan kesehatan, seorang dewasa membutuhkan 30-60 gram protein setiap hari. Mutu protein ditentukan dari kelengkapan asam aminonya, jika ada asam amino yang terserap melalui proses pencernaan dan penyerapan namun asam amino tersebut tidak dibutuhkan di dalam tubuh maka asam amino yang bersangkutan akan segera diuraikan menjadi urea. Karena itu kelebihan   konsumsi protein (asam amino) yang berlebih tidak akan memberikan manfaat  apapun. Dalam tubuh protein mengalami perubahan tertentu dengan kecepatan yang berbeda untuk tiap protein karena untuk tiap protein memiliki panjang dan urutan asam amino yang berbeda. Ada tiga kemungkinan mekanisme pengubahan protein yaitu :

1.      Sel mati, komponennya mengalami proses katabolisme dan dibentuk sel baru.

2.      Masing-masing protein mengalami proses katabolisme dan terjadi sintesis protein baru, tanpa ada sel mati.

3.      Protein dikeluarkan dari dalam sel, kemudian diganti dengan sintesis protein baru.

Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa Nitrogen yang lain, untuk mengganti N yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Adapun enzim yang berperan dalam penguraian protein adalah : Enzim Protease intrasel  berperan dalam menghidrolisis ikatan peptida internal protein sehingga terjadi pelepasan peptida yang kemudian akan diuraikan  menjadi  asam  amino  bebas oleh enzim peptidase. Enzim-enzim lain yang bertugas  menguraikan asam amino menjadi unit-unit asam amino adalah enzim endopeptidase, aminopeptidase dan karboksipeptidase.

2.3.5    Asam Amino dalam Darah

Banyaknya asam amino dalam darah tergantung pada keseimbangan antara pembentukan asam amino dan pengunaannya. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim yang bersangkutan. Enzim-enzim tersebut adalah pepsin, tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase, dipeptidase, dan tripeptidase. Dalam keadaan puasa (asam amino) dalam darah biasanya sekitar 3,5 – 5 mg / 100 ml darah. Dan akan meningkat segera setelah buka puasa sekitar 5-10 mg/ 100 ml darah. Kemudian turun kembali setelah 4-6 jam. Jumlah (asam amino) dalam jaringan kira-kira 5-10 kali lebih besar daripada dalam darah.

2.3.6        Kelainan Metabolisme Protein

Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat -zat yang diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya. Namun tidak selamanya asam amino dalam protein tersebut mengalami kelancaran dalam sistem kerjanya. Metabolisme asam amino bisa saja terganggu oleh beberapa hal seperti kreatin dan kreatinin yang mengalami posforilasi. Yang pada nantinya kreatin dalam urin terpecah atas posfokreatin. Dalam kasus yang normal hal ini bisa saja terjadi pada anak-anak, wanita hamil dan ibu melahirkan. Namun hal ini tidak dominan pada kaum pria, jika tidak dalam kondisi kelelahan berat. Efek yang dihasilkan misalnya merasa kelaparan yang sangat dan kelelahan setelah energi terkuras. Selain itu bisa menimbulkan asam urat, asam urat terdiri dari beberapa unsur senyawa yaitu nukleat. Asam ini akan terus difungsikan hingga menuju hati secara berlebih. Sehingga proses yang berlebihan tidak mampu memaksimalkan metabolisme protein. Kekurangan asam amino akan berakibat pada penurunan energi tubuh dan berdampak pada kelelahan, keadaan tersebut sangat jelas karena 85% protein tersusun atas asam amino. sedangkan manfaat protein bagi tubuh kita sangatlah banyak. Diantara manfaat protein tersebut adalah memberi tenaga (protein sparing efek), membentuk sel darah, pengaturan enzim, hormon, dan vitamin.

Gangguan metabolisme protein menyebabkan ketidakseimbangan zat-zat dalam tubuh. Protein merupakan sumber energi bagi tubuh. Salah satu penyakit akibat gangguan metabolisme protein dijelaskan dengan ditemukannya penyakit yang terjadi karena kekurangan protein. Kekurangan protein hampir selalu disertai dengan kekurangan energi. Hubungan antara kekurangan protein dan energi dapat terjadi karena protein merupakan salah satu sumber utama pengahasil energi. Jika dalam makanan yang kita makan kurang mengandung kurang mengandung energi maka tubuh akan mengambil protein lebih banyak untuk menjadi energi. Ini berarti protein dalam tubuh akan semakin berkurang. Penyakit yang terjadi karena kekurangan energi dan protein ini biasa disebut dengan penyakit Kurang Energi Protein (KEP).

Penyakit ini ditemukan pada anak-anak atau ibu hamil. Penyakit KEP ini juga dapat menyerang orang dewasa. Misalnya pada orang yang mengalami kelaparan dalam waktu yang lama atau menderita penyakit kronis. Namun pada umumnya penyakit terjadi pada anak-anak antara usia 2-5 tahun, ketika mereka berhenti minum ASI dan menerima makanan tambahan. Yang kurang mengandung protein atau tidak sama sekali. Ketika penyakit KEP ini menyerang seorang anak, maka akan mucul gejala-gejala seperti kekurangan energi (Marasmus ) dan kekurangan protein (Kwashiorkor).

Defisiensi protein terjadi pada pemasukan protein kurang → kekurangan kalori, asam amino, mineral, dan faktor lipotropik yang mengakibatkan pertumbuhan tubuh, pemeliharaan jaringan tubuh, dan pembentukkan zat anti dan serum protein akan terganggu. Penderita mudah terserang penyakit infeksi, perjalanan infeksi berat, luka sukar sembuh dan mudah terserang penyakit hati.

Penyakit karena kelebihan metabolisme protein tidak ditemukan secara langsung tapi kelebihan produksi protein dapat disebabkan karena gangguan kerja insulin. Seperti misalnya diabetes mellitus, dan diabetes insipidus.

1.       

BAB III

PENUTUP

3.1.      Kesimpulan

Protein adalah komponen penting atau utama bagi sel hewan atau manusia. Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Fungsi dari protein adalah sebagai zat utama pembentuk dan pertumbuhan tubuh, sedangkan asam amino sebagai komponen protein. Proses metabolisme protein dimulai dari proses pencernaan di mulut sampai di usus halus, dilanjutkan dengan proses metabolisme asam amino. Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk darah. Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan. Didalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim). Semua proses tersebut dibantu oleh enzim.

Jika jumlah protein terus meningkat maka protein sel dipecah jadi asam amino, yang terbagi menjadi dua proses; deaminasi atau transaminasi. Deaminasi; proses pembuangan gugus amino dari asam amino dalam bentuk urea. Transaminasi; proses perubahan asam amino menjadi asam keto. Banyaknya atau keadaan asam amino dalam darah tergantung pada keseimbangan antara pembentukan asam amino dan pengunaannya. Jika asam amino yang dibentuk banyak maka  asam amino yang terdapat dalam darah juga banyak. Penyakit yang ditimbulkan karena gangguan metabolisme protein adalah penyakit kurang energi dan protein, diabetes mellitus dan diabetes insipidus.

DAFTAR PUSTAKA

http://kesehatan.kompasiana.com/makanan/2012/12/31/perubahan-pada-metabolisme-protein-515152.html

http://www.diwarta.com/jenis-jenis-protein-serta-ciri-ciri-protein/811/

http://www.g-excess.com/34313/penggolongan-protein-dan-strukturnya/

http://www.psychologymania.com/2012/08/fungsi-protein-bagi-tubuh-manusia.html

http://nawa-shofa.blogspot.com/2012/03/sifat-sifat-protein.html

Share this post