Struktur, Fungsi, dan Reaksi Identifikasi Protein

Protein adalah polimer yang tersusun dari monomer yang biasa disebut asam amino. Protein tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan terkadang mengandung zat belerang (S) dan fosfor (P). Protein merupakan komponen utama makhluk hidup dan berperan penting dalam aktivitas sel. Protein mengatur aktivitas metabolisme, mengkatalisis reaksi-reaksi biokimia, dan menjaga keutuhan strukur sel. Protein terdapat dalam semua jaringan hidup sehingga disebut sebagai zat pembangun kehidupan.

Struktur Asam Amino

Asam amino adalah suatu polimer yang tersusun oleh beberapa asam amino. Polimer ini disebut juga poliamida. Asam-asam amino bergabung dengan berbagai cara membentuk hemoglobin, hormon, enzim, otot, rambut, kuku, dan kulit. Asam Amino merupakan senyawa karbon yang mengandung gugus karboksil ( – COOH) dan gugus amina ( – NH3). Rumus umum asam amino adalah sebagai berikut:
asam amino

 

Asam amino juga merupakan kelompok senyawa karbon yang terdiri atas karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Selain itu, juga terdapat dua asam amino yang mengandung belerang, yaitu sistein dan metionin. Struktur asam amino mirip dengan struktur monosakarida, perbedaannya terletak pada digantikannya gugus –OH yang terikat pada C kiral monosakarida dengan gugus amino (-NH3).

Seperti penamaan D- dan L- monosakarida, suatu asam amino digolongkan ke dalam D-asam amino jika gugus aminonya (-NH3) terletak di sebelah kanan atom karbon kiral (D=dekstro, artinya kanan). Sebaliknya, jika gugus aminonya terletak di sebelah kiri atom karbon kiral, maka asam amino tersebut termasuk ke dalam L-asam amino (L=levo, artinya kiri).

Baca juga:

Jenis-jenis Asam Amino

Sampai saat ini, dikenal 20 jenis asam amino yang umum terdapat dalam protein. Semua asam amino memiliki gugus fungsi sekurang-kurangnya
sebuah gugus amino (NH2) dan gugus karboksil (—COOH). Setiap asam amino mempunyai gugus R yang berbeda. Komposisi kimia dari gugus R yang khas menentukan sifat-sifat asam amino, seperti reaktivitas, muatan ion, dan hidrofobisitas relatif (sifat ketidaksukaan) terhadap air.

Asam amino dibagi ke dalam dua jenis atau kelompok yaitu:

  • Asam amino esensial dengan karakteristik tidak dapat disintesis dalam tubuh manusia. Terdiri dari: valin, leusin, isoleusin, treonin, lisin, metionin, fenilalanin, triptofan, histidin, dan arginin
  • Asam amino non esensial dengan karakteristik dapat disintesis oleh tubuh manusia. Terdiri dari: glisin, alanin, serin, asam glutamat, tirosin, sistein, dan prolin
asam amino

Asam Amino Essensial


asam amino

Asam Amino Non Essensial

Struktur Protein

Setiap protein terdiri atas satu atau lebih rantai polipeptida yang dapat membentuk empat struktur protein, yaitu struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener.

  • Struktur primer merupakan ikatan-ikatan peptida dari asam amino-asam amino pembentuk protein tersebut. Struktur pimer juga merupakan struktur linear yang di dalamnya tidak terjadi antaraksi, baik dengan rantai protein yang lain maupun di antara asam amino dalam rantai protein itu sendiri.
  • Struktur sekunder merupakan struktur protein yang menata kerangkanya. 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 penyempurna protein yang menyelimuti kerangka sehingga memberikan bentuk yang karakteristik. Dalam struktur ini, selain terjadi lipatan membentuk struktur α–heliks dan β–sheet, juga terjadi antaraksi van der Waals dan antaraksi gugus nonpolar yang mendorong terbentuknya lipatan
  • Struktur kuartener merupakan struktur yang melibatkan beberapa peptida sehingga terbentuk protein. Pada struktur kuartener molekul protein di samping memiliki ikatan hidrogen, gaya van der Waals, dan antaraksi gugus nonpolar, juga terjadi antaraksi antarrantai protein baik melalui antaraksi polar, nonpolar, maupun van der Waals.

Sifat-sifat Protein

Protein merupakan salah satu makromolekul penting bagi tubuh memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

  • Sukar larut dalam air karena molekulnya yang besar
  • Dapat mengalami koagulasi oleh pemanasan, penambahan asam atau basa
  • Bersifat amfoter karena membentuk zwitter ion
  • Dapat mengalami kerusakan (terdenaturasi) oleh pemanasan

Protein Konjugasi

Protein konjugasi adalah senyawa protein yang terikat dengan molekul lain selain protein. Protein konjugasi terdiri dari:

  • Nukleoprotein, protein terikat pada asam nukleat. Terdapat pada inti sel dan kecambah biji-bijian
  • Glikoprotein. protein terikat pada karbohidrat. Terdapat pada musin kelenjar ludah, hati, dan tendon
  • Fosfoprotein, protein terikat pada lipida. Terdapat pada serum darah, kuning telur, susu
  • Kromoprotein, protein mengikat pigmen atau ion logam. Misalnya hemoglobin

Fungsi Protein

Protein memiliki banyak fungsi yaitu sebagai berikut:

  • Komponen utama penyusun membran sel, seperti protein integral, protein perifer, dan glikoprotein.
  • Sebagai sumber energi, setiap gramnya akan menghasilkan 4,1 kkal.
  • Bahan dalam sintesis substansi penting seperti hormon, enzim, zat antibodi, dan organel sel lainnya.
  • Enzim, yaitu protein yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia dan biokimia di dalam atau di luar sel-sel hidup.
  • Imunoglobulin (zat antibodi), yaitu protein pelindung yang berperan penting dalam respon kekebalan makhluk hidup untuk menetralisasi zat-zat asing yang menyebabkan infeksi. Contohnya adalah interferon, dan trombin.
  • Sebagai senyawa buffer, yakni berperan menjaga stabilitas pH cairan tubuh dan sebagai zat larut dalam cairan tubuh, protein membantu dalam pemeliharaan tekanan osmotik dalam sekat-sekat rongga tubuh.
  • Hormon, adalah protein yang dihasilkan oleh kelenjar endoktrin tubuh atau sel-sel tertentu lainnya. Hormon berfungsi untuk mengatur dan merangsang beberapa proses dalam makhluk hidup, misalnya metabolisme. Contoh hormon protein antara lain adalah insulin, lipoprotein, dan prolaktin.
  • Mengatur dan melaksanakan metabolisme tubuh, seperti enzim, protein yang mengaktifkan dan berpartisipasi pada reaksi kimia kehidupan.
  • Protein transpor, yaitu protein yang berfungsi untuk memindahkan atau menyimpan beberapa senyawa kimia dan ion. Contohnya, hemoglobin yang berperan mengangkut oksigen ke seluruh tubuh.
  • Protein motor, yaitu protein yang berfungsi untuk mengubah energi kimia menjadi energi mekanik. Contohnya, aktin dan miosin.
  • Protein struktur, yaitu protein yang berfungsi untuk perbaikan, pertumbuhan, dan pemeliharaan struktur sel, jaringan, atau komponenkomponen biologis lainnya. Contohnya, kolagen, elastin, dan keratin.
  • Protein penyimpan, yaitu protein mengandung energi yang dapat dilepaskan pada proses metabolisme makhluk hidup. Contohnya, albumin.
  • Asam amino untuk mendeteksi sidik jari, dilakukan dengan cara
  • mereaksikan senyawa ninhidrin dengan asam amino dari protein pada sel kulit
  • yang meninggalkan bekas pada suatu permukaan benda berwarna ungu.

Reaksi Identifikasi Protein

#1 Uji Biuret

Uji Biuret digunakan untuk mengidentifikasi ada atau tidaknya kandungan protein dalam suatu bahan pangan. Uji ini bersifat umum untuk protein (polipeptida), tetapi tidak menunjukkan reaksi positif untuk asam amino dikarenakan pereaksi hanya bereaksi dengan ikatan peptida. Bahan pangan yang akan diuji, ditetesi larutan NaOH, kemudian diikuti tetesan larutan tembaga (II) sulfat (CuSO4) encer. Reaksi positif adanya protein akan memberikan warna ungu pada larutan.

#2 Uji Xantoproteat

Pereaksi Xantoproteat terdiri atas larutan asam nitrat pekat (HNO3) dan larutan NaOH pekat. Uji Xantoproteat digunakan untuk mengidentifikasi protein yang mengandung gugus fenil (cincin benzena). Jika suatu bahan pangan mengandung protein dengan gugus fenil dipanaskan dengan asam nitrat pekat, maka akan memberikan hasil positif berupa terbentuknya endapan berwarna kuning yang akan berubah menjadi jingga pada suasana basa (dengan penambahan NaOH).

#3 Uji Ninhidrin

Uji Ninhidrin digunakan untuk mengidentifikasi keberadaan protein dan asam amino dalam suatu bahan pangan. Pereaksi Ninhidrin mengubah asam amino terminal menjadi aldehida. Uji ini dilakukan dengan meneteskan larutan ninhidrin ke bahan uji, lalu memanaskannya selama beberapa menit. Reaksi positif ditunjukkan dengan terbentuknya warna ungu.

#4 Uji Belerang

Pereaksi untuk uji belerang adalah larutan timbal (II) asetat; Pb(C2H3O2)2. Uji ini diterapkan untuk mengetahui adanya unsur belerang (sulfur) dalam protein. Cara mengujinya dengan meneteskan larutan NaOH pekat (6 M) ke larutan bahan pangan yang akan diuji, lalu dipanaskan. Selanjutnya, ditambahkan beberapa tetes larutan timbal (II) asetat. Uji positif ditunjukkan dengan terbentuknya endapan hitam timbal (II) sulfida (PbS)

Referensi

  • Modul PKB Kimia SMA Kelompok Kompetensi I
  • Sumber lain

Leave a Reply