FUNGSI BIOLOGI PROTEIN

BAB I

PENDAHULUAN

A.      LATAR BELAKANG

            Menurut Lehninger (1990) protein dengan deret asam-asam amino tertentu memungkinkan molekul ini menjalankan berbagai fungsi tertentu. Secara garis besar berdasar fungsi biologinya protein dibagi menjadi beberapa golongan (tabel 5). 

Enzim. Protein yang mempunyai kekhususan tinggi dan paling bervariasi adalah protein yang mempunyai aktivitas katalisa yakni enzim. Hampir semua reaksi biomolekul organik didalam sel dikatalisa oleh enzim. Ada sekitar 2.000 jenis enzim yang mempunyai reaksi katalisa berbeda ditemukan dalam berbagai bentuk kehidupan (Lehninger, 1990). Pada perkembangannya enzim dapat diisolasikan dengan berbagai tingkat kemurnian dan dikristalisasikan yang akhirnya diperjual belikan secara umum. Ada beberapa enzim yang dipergunakan secara umum pada kehidupan sehari-hari, misal  enzim papain digunakan untuk melunakkan daging dan enzim renin untuk proses fermentasi pembuatan keju (Page, 1985). 

Lipida (dari kata Yunani, Lipos, lemak) dikenal oleh masyarakat awam sebagai minyak (organik, bukan minyak mineral atau minyak bumi), lemak, dan lilin. Istilah "lipida" mengacu pada golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofob, yang esensial dalam menyusun struktur dan menjalankan fungsi sel hidup. Karena nonpolar, lipida tidak larut dalam pelarut polar, seperti air atau alkohol, tetapi larut dalam pelarut nonpolar, seperti eter atau kloroform.

Lipid digolongkan menurut karakteristik kelarutannya. Lipid didefinisikan sebagai zat yang tidak larut dalam air, yang dapat diekstrak dari sel melalui pelarut organik seperti eter dan benzen. Lipid yang ditemukan dalam tubuh manusia dapat di bagi ke dalam empat kelas menurut struktur molekulnya, yaitu lemak, phosfolipid, malam (lilin), dan steroid.

B.       TUJUAN

Untuk Mengetahui Fungsi Biologi Protein, Sifat asam amino, Klasifikasi Lipid, Sifat Asam Lemak, dan Reaksi penting asam lemak. 

BAB II

PEMBAHASAN

1.        FUNGSI BIOLOGI PROTEIN

Protein transpor. Protein transpor adalah protein yangberfungsi sebagai pengangkutan dari zat makanan (Page, 1985). Protein transpor di dalam plasma darah mengikat dan membawa molekul atau ion spesifik dari satu organ ke organ lain. Misal, haemoglobin pada sel darah merah mengikat oksigen ketika darah melalui paru-paru dan membawanya ke jarinagn perifer dan oksigen dipergunakan untuk melakukan oksidasi nutrien yang menghasilkan energi. Plasma darah mengandung lipoprotein (LDL, HDL, VLDL) yang membawa lipid dari hati ke organ lain (Lehninger, 1990). 

Protein nutrien dan penyimpan. Protein penyimpan mempunyai fungsi sebagai penyimpan dari zat makanan (Page, 1985). Beberapa biji dari tanaman berfungsi menyimpan protein yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio tanaman, misal biji gandum, beras dan jagung. Ovalbumin protein utama pada putih telur dan kasein protein utama pada susu, juga merupakan contoh protein penyimpan yang diperlukan oleh pertumbuhan anaknya. Protein feritin merupakan protein jaringan hewan penyimpan besi (Lehninger, 1990). 

Protein kontraktil atu motil. Protein kontraktil berfungsisebagai mekanik atau penggerak (Page, 1985). Protein kontraktil mempunyai kemampuan untuk berkonstraksi, mengubah bentuk atau bergerak. Aktin dan miosin merupakan protein filamen yang berfungsi di dalam sel kontraktil otot rangka dan banyak sel bukan otot. Tubulin akan membentuk mikrotubul yang merupakan komponen penting dari flagela dan silia yang berfungsi untuk penggerak sel (Lehninger, 1990). 

Protein struktural. Protein struktural berfungsi sebagai struktur penyusun dari struktur biologi (Page, 1985). Protein struktural mempunyai peran sebagai filamen, kabel atau lembaran penyanggah untuk memberikan struktur biologi kekuatan atau proteksi. Kolagen merupakan komponen utama dari urat dan tulang rawan yang mempunyai daya tegang yang amat tinggi. Elastin merupakan protein pada persendian yang mampu merenggang kedua dimensi. Keratin terdapat pada rambut, kuku dan bulu burung merupakan protein yang tidak larut dan liat (Lehninger, 1990). 

Protein pertahanan. Protein pertahanan berfungsi sebagai perlindungan bagi kekebalan tubuh dan darah (Page, 1985). Protein ini mempertahankan organisme dalam melawan serangan oleh spesies lain atau melindungi dari luka. Imunoglobin merupakan protein khusus yang dibuat di limposit bersifat dapat mengenali dan mengendapkan atau menetralkan serangan bakteri, virus atau protein asing dari spesies lain. Fibrinogen dan trombin berguna untuk pembekuan darah yang menjaga kehilangan darah jika sistem pembuluh terluka. Bisa ular, toksin bakteri dan risin (protein tumbuhan beracun) berfungsi didalam pertahanan tubuh (Lehninger, 1990). 

Protein pengatur. Protein pengatur berfungsi sebagai pengatur dari metabolisme sel (Page, 1985). Diantara jenis protein ini ada yang berfungsi sebagai hormon misal insulin yang mengatur metabolisme gulapituitari (hormon pertumbuhan) dan paratiroid mengatur transpor Ca dan fosfat, prorein represor mengatur biosintesa enzim sel bakteri (Lehninger, 1990). 

Macam protein berdasarkan susunan asam aminonya 

Suhardjo dan kusharto (1992) menggolongkan protein berdasarkan macam asam amino yang membentuknya menjadi 3 golongan sebagai berikut: 

Protein sempurna (complete protein). Protein sempurna yaitu protein yang mengandung asam-asam amino esensial lengkap baik macam atau jumlahnya. Asam amino ini dapat menjamin pertumbuhan dan mempertahankan kehidupan jaringan yang ada. Umumnya pada protein hewani merupakan protein sempurna dan mempunyai nilai biologis yang tinggi, misal kasein pada susu dan albumin pada putih telur. 

Protein tidak sempurna (incomplete protein). Protein tidak sempurna tidak mengandung atau sangat sedikit berisi satu atau lebih asam-asam amino esensial, sehingga tidak dapat menjamin pertumbuhan dan pertahanan jaringan. Contoh dari protein ini adalah zein protein dari jagung dan protein nabati lainnya. 

Protein kurang sempurna (partially complete protein). Protein ini mengandung asam-asam amino lengkap tetapi beberapa diantaranya berjumlah sedikit. Protein ini dapat menjamin pertumbuhan tetapi tidak dapat menjamin pertahanan kehidupan jaringan. Contoh: legumin pada kacang-kacangan dan gliadin pada gandum. 

Lemak 

Lemak atau lipida adalah senyawa organik berminyak yang tidak larut dalam air, yang dapat diekstrak dari sel dan jaringan oleh pelarut non polar seperti kloroform dan eter. Kebanyakan lipida dibangun oleh komponen yang bernama asam lemak yaitu asam organik berantai panjang yang mempunyai atom karbon dari 4 sampai 24, mempunyai gugus karboksil tunggal dan ekor hidrokarbon non polar yang panjang. Ekor hidrokarbon ini mentyebabkan lipida bersifat tidak larut dalam air dan tampak berminyak (Lehninger, 1990). 

Dalam pangan dikenal lemak dan dan minyak. Pada suhu kamar (23oC) lemak bersifat padat dan minyak bersifat cair. Lemak pada umumnya mengandung asam lemak jenuh tinggi sedang minyak cenderung mengandung asam lemak berikatan rangkap (Suhardjo dan Kusharto, 1992). 

Menurut Page (1985) ada beberapa jenis lipida atau lemak utama dan menggambarkan klas-klas senyawa yang banyak berbeda yang termasuk golongan lipida, yaitu: 

1. Asam lemak: asam karboksilat alifatik berantai panjang. 

2. Alkohol lemak: alkohol alifatik berantai panjang. 

3. Lipida netral: 

a. Gliserol mono, di- dan tri-asil (ester dengan gliserol). 

b. Eter gliserol. 

c. Malam: ester dengan asam lemak dengan sembarang alkohol selaingliserol. 

4. Fosfogliserida: turunan asam fosfatida (banyak bertalian dengan membran). 

5. Spingolipida: pada umumnya bertalian dengan aringan sistem syaraf. 

6. Terpena: termasuk berbagai senyawa tak jenuh seperti minyak-minyak esensial dan zat aroma, vitamin A, 

    pigmen visual dari retina dan klorofil. 

7. Steroida: senyawa alisiklik berlingkar campuran termasuk kolesterol dan hormon 

    steroida. 

8. Lipida terkonjugasikan: 

a. Lipoprotein (larut dalam air). 

b. Proteolipida (tak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut lemak). 

c. Lipopolisakarida. 

9. Prostaglandin: lipida yang dihasilkan dari asam poli lemak tak jenuh yang berak- tivitas biologik tinggi. 

10. Hidrokarbon: hodrokarbon-hidrokarbon jenuh dan tak jenuh terdapat dimana saja di alam. 

2.        SIFAT ASAM AMINO

1. Sifat amfoter (amfiprotik)
a. Asam amino dengan gugus karboksil menyebabkan sifat asam karena gugus [-COOH] dapat melepas ion H+ membentuk COO.
b. Asam amino dengan gugus amino menyebabkan sifat basa karena gugus [-NH2] dapat melepas ion H+ membentuk – NH3+
c. Sifat senyawa demikian disebut amfoter (bereaksi baik dengan asam maupun basa)
d. Pembentukan ion tersebut disebut dengan ion zwitter.

Asam amino bersifat amfoter, maka:
1. jika direaksikan dengan asam, maka asam amino akan menjadi suatu kation.
2. jika direaksikan dengan basa, maka asam amino akan menjadi suatu anion.

2. Sifat optis aktif
Semua senyawa asam amino mempunyai atom C asimetris (spiral) sehingga bersifat optis aktif, artinya dapat memutar bidang polarisasi kecuali glisin.
Glisin adalah satu-satunya asam amino yang tidak bersifat optis aktif.

3.        KLASIFIKASI LIPID

1. LIPID

Lemak, disebut juga lipid, adalah suatu zat yang kaya akan energi, berfungsi sebagai sumber energi yang utama untuk proses metabolisme tubuh. Lemak yang beredar di dalam tubuh diperoleh dari dua sumber yaitu dari makanan dan hasil produksi organ hati, yang bisa disimpan di dalam sel-sel lemak sebagai cadangan energi.

Fungsi lemak adalah sebagai sumber energi, pelindung organ tubuh, pembentukan sel, sumber asam lemak esensial, alat angkut vitamin larut lemak, menghemat protein, memberi rasa kenyang dan kelezatan, sebagai pelumas, dan memelihara suhu tubuh.

2. KLASIFIKASI LIPID

2.2.1 Lemak/Trigliserida

Lemak merupakan estergliserol yang terbentuk dari dua jenis molekul yang lebih kecil melalui reaksi dehidrasi. Lemak tersusun dari dua jenis molekul, yaitu gliserol dan asam lemak. Dalam pembentukan lemak, tiga asam lemak masing- masing berikatan dengan gliserol melalui ikatan ester, suatu ikatan antara gugus hidroksil dengan gugus karboksil. Karena itu, lemak disebut juga triasilgliserol; di samping nama lain trigliserida. Asam lemak pada dalam suatu molekul lemak bisa sama ketiga-tiganya (seperti pada contoh gambar di bawah), atau bisa terdiri atas dua atau tiga jenis asam lemak yang berlainan.

- Gliserol

Gliserol merupakan sejenis alkohol yang memiliki tiga karbon, yang masing-masingnya mengandung sebuah gugus hidroksil.

- Asam Lemak

Asam lemak adalah asam karboksilat dengan jumlah atom karbon banyak. Biasanya asam lemak mengandung 4 – 24 atom karbon, dan mempunyai satu gugus karboksil. Bagian alkil dari asam lemak bersifat nonpolar, sedangkan gugus karboksil bersifat polar. Bila bagian alkil asam lemak mengandung ikatan rangkap, dinamakan asam lemak tak jenuh.Contohnya asam oleat. Sebaliknya, bila tidak memiliki ikatan rangkap dinamakan asam lemak jenuh, seperti pada asam stearat dan asam palmitat. Ester gliserol yang terbentuk dari asam lemak tak jenuh dinamakan minyak, sedangkan yang berasal dari asam lemak jenuh dinamakan lemak. Titik leleh lemak lebih tinggi daripada minyak, sehingga minyak cenderung mencair pada suhu kamar.

2.2.2 Fosfolipid

Phosfolipid serupa dengan lemak, yaitu merupakan suatu ester gliserol, tetapi, phosfolipid hanya mengandung dua asam lemak, yang terikat pada atom C nomor 1 dan nomor 2 dari gliserol, sedangkan atom C nomor tiga diesterkan oleh asam phosfat, yang telah mengikat gugus alkohol jenis lain, seperti kolin, etanolamin, serin, dan inositol. Karena itu, phosfolipid diberi nama menurut gugus alkohol yang terikat pada asam phosfatnya, misalnya phosfatidilkolin (gugus alkohol mengikat kolin), phosfatidil etanolamin (mengikat etanolamin), phosfatidil serin, dan nama lainnya. Struktur umum dari phosfolipid ditunjukkan pada gambar berikut:

Akibat atom karbon nomor 3 mengikat gugus phosfat menimbulkan sifat dualisme dari phosfolipid. Dua rantai panjang dari asam lemak yang terikat pada ke-dua atom karbon bersifat nonpolar, sedangkan atom ketiga mengikat gugus phosfat yang polar. Akibat dualisme ini, phosfolipid cenderung membentuk bilayer (lapis ganda) di dalam larutan air dengan ekor (rantai asam lemak) mengarah ke bagian dalam dan kepala (gugus phosfat) yang polar mengarah ke bagian luar atau larut dalam air, seperti ditunjukkan pada gambar 18.10. prilaku ini sama dengan anion asam lemak (sabun), membentuk misel.

Phosfolipid membentuk bagian signifikan dari membran sel. Gambar berikut menunjukkan membran sel dalam bentuk bilayer phosfolipid dengan protein terbesar didalamnya. Membran sel yang pertama berfungsi untuk mencegah kerja sel dari cairan ekstraselular di sekitarnya. Fungsi lapisan kedua untuk memberikan jalan bagi nutrien dan bahan kimia lain yang diperlukan agar masuk kedalam sel, sementara produk yang sudah tidak diperlukan harus dapat dikeluarkan dalam sel.

2.2.3 Malam/Lilin

Jenis yang mirip dengan fosfolipid dan lemak adalah malam (waxe) merupakan suatu ester yang mirip dengan fosfolipid. Perbedaannya, malam melibatkan alkohol monohidroksi dalam gliserolnya dengan rantai panjang. Malam merupakan lapisan pelindung pada buah- buahan dan daun-daunan, juga disekresi oleh serangga. Misalnya sekresi kelenjar lebah, adalah golongan mirisil palmitat.

2.2.4 Steroid

Steroid adalah golongan lipid yang mempunyai karakteristik dari jenis struktur penyatuan cincin karbon. Steroid tidak mengandung asam lemak ataupun gliserol, karenanya tidak dapat mengalami penyabunan. Steroid meliputi empat golongan, yaitu kolesterol, hormon, adrenokortikoid, hormon seksual, dan asam empedu.

Kolesterol ditemukan dalam semua organisme dan merupakan bahan awal untuk pembentukan asam empedu, hormon steroid, dan vitamin D. Walaupun kolesterol esensial bagi mahluk hidup, tapi berimplikasi terhadap pembentukan ‘plek’ pada dinding pembuluh nadi (suatu proese yang disebut arteosclerosis, atau pengerasan pembuluh), bahkan dapat mengakibatkan penyumbatan. Gejala ini penting terutama dalam pembuluh yang memasok darah ke jantung. Penyumbatan pada pembuluh ini menimbulkan kerusakan jantung, yang pada gilirannya dapat menimbulkan kematian akibat serangan jantung.

Hormon adrenokortikoid disintesis dalam kelenjar adrenalin, yang terlibat dalam pengaturan air dan keseimbangan elektrolit, serta dalam metabolisme protein dan karbohidrat. Misalnya, kortisol memperlambat penyusunan protein sehingga asam amino normal yang dipakai untuk tujuan ini dapat digunakan oleh hati untuk mensintesis glukosa ekstra.

Hormon seks yang penting pada laki-laki adalah testoteron, hormon ini yang mengendalikan pertumbuhan reproduksi organ dan rambut, serta untuk mengembangkan struktur otot dan suara khas laki-laki. Terdapat dua jenis hormon seks perempuan, terutama progesteron dan golongan estrogen, salah satunya adalah estradiol. Hormon-hormon ini menyebabkan perubahan berkala dalam sel telur dan uterus yang bertanggung jawab terhadap daur menstruasi. Selama kehamilan, progesteron berada pada tingkat yang tinggi, dan dipertahankan untuk mencegah ovulation. Dan sebagai kendali terhadap kelahiran menggunakan progesteron jenis tertentu yang disebut etinodiol diasetat.

4.        SIFAT ASAM LEMAK

Suatu asam lemak merupakan suatu rantai hodrokarbon dengan suatu gugusan karboksil terminal, telah diidentifikasi lebih dari 70 asam lemak yang tersedia di alam. Walaupun asam lemak berantai pendek, contohnya, asam lemak berantai empat-atau enam- adalah lazim ditemukan, namun triasilgliserolutama ditemukan pada tumbuh-tumbuhan memiliki asam lemak dengan jumlah atom karbon genap, dengan panjang 14 hingga 22 karbon. Asam lemak jenuh tidak mengandung ikatan ganda C=C dalam strukturnya, sementara asam lemak tidak jenuh memiliki satu atau lebih ikatan ganda, yang kadang-kadang berada dalam konfigurasi geometris cis. Asam lemak tidak jenuh paling melimpah memiliki satu atau dua ikatan ganda (masing-masing, asam lemak monoenoat dan dienoat); namun, asam lemak olefinik dengan tiga (trienoat) dan empat (tetraenoat) ikatan ganda juga ditemukan secara alamiah (Armstrong, 1995).

Molekul asam lemak memiliki daerah hidrofobik dan daerah hidrofilik sekaligus. Dua sifat yang saling bertolak belakang dalam satu molekul inilah yang umumnya mendasari berbagai fungsi biologis lipid. Ekor hidrokarbon asam lemak cenderung saling berkumpul sedemikian rupa sehingga hanya sedikit saja berhubungan dengan air.. Sebaliknya, gugus karboksilnya, karena bersifat polar, cenderung untuk berhubungan dengan lingkungan sekitar yang terutama terdiri atas air (Gilvery and Goldstein, 1996).

Asam lemak adalah asam lemah. Apabila larut dalam air molekul asam lemak akan terionisasi sebagian dan melepaskan ion H+. Dalam hal ini pH larutan tergantung pada konstanta keasaman dan derajat ionisasi masing-masing asam lemak. Rumus pH untuk asam lemah pada umumnya telah dikemukakan oleh Henderson-Hasselbach. Asam lemak dapat bereaksi dengan basa, membentuk garam.

5.        REAKSI PENTING ASAM LEMAK

1.      Esterifikasi

Proses esterifikasi bertujuan untuk asam-asam lemak bebas dari trigliserida, menjadi   bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui reaksi kimia yang disebut  interifikasi. Atau  penukaran  ester  yang didasarkan pada prinsip transesterifikasi Fiedel-Craft.

Reaksi yang terjadi dalam esterifikasi

2.      Hidrolisis

Dalam  reaksi  hidrolisis,  lemak  dan  minyak  akan  diubah  menjadi  asam- asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisi mengakibatkan kerusakan lemak  dan  minyak.  Ini  terjadi  karena  terdapat  terdapat  sejumlah  air dalam lemak dan minyak tersebut.

Reaksi yang terjadi dalam hidrolisis.

3.      Penyabunan

Reaksi  ini   dilakukan  dengan  penambhan  sejumlah  larutan  basa  kepada trigliserida. Bila penyabunan telah lengkap, lapisan air yang mengandung gliserol dipisahkan dan gliserol dipulihkan dengan penyulingan.

Reaksi yang terjadi dalam penyabunan

4.      Hidrogenasi

Proses  hidrogenasi bertujuan  untuk  menjernihkan  ikatan  dari  rantai karbon asam lemak pada lemak atau minyak . setelah proses hidrogenasi selesai , minyak didinginkan dan katalisator dipisahkan dengan disaring . Hasilnya   adalah  minyak   yang  bersifat  plastis  atau  kera , tergantung pada derajat kejenuhan. Minyak tumbuhan yang cair dapat tumbuh menjadi lemak padat dengan cara ini. Hidrogenasi dilakukan pada suhu 200⁰ C dengan katalisator nikel.

5.      Pembentukan keton

Keton dihasilkan melalui penguraian dengan cara  hidrolisa ester. Reaksi pembentukan ini adalah      

6.      Oksidasi

Oksidasi dapat berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan   lemak  atau  minyak. Terjadinya reaksi oksidasi ini akan mengakibatkan bau tengik pada lemak atau minyak.

7.      Adisi Iodium

Iodium dapat mengadisi ikatan tidak jenuh dalam lemak. Derajat ketidakjenuhan lemak dapat dicari dari  bilangan iodiumnya, yaitu jumlah garam iodium yang dapat bereaksi dengan 10 gr minyak atau lemak.

8.      Pembentukan Akrolein

Bila lemak dipanaskan pada suhu tinggi, maka akan terurai. Gliserol yang terbebas diubah menjadi akrolein, yaitu suatu aldehid tidak jenuh dengan bau tajam. Dalam laboratorium akrolein dilakukan dengan memanaskan lemak dengan dehidrator seperti KHSO₄.

BAB III

PENUTUP

A.      KESIMPULAN

 Menurut Lehninger (1990) protein dengan deret asam-asam amino tertentu memungkinkan molekul ini menjalankan berbagai fungsi tertentu. Secara garis besar berdasar fungsi biologinya protein dibagi menjadi beberapa golongan.

Suatu asam lemak merupakan suatu rantai hodrokarbon dengan suatu gugusan karboksil terminal, telah diidentifikasi lebih dari 70 asam lemak yang tersedia di alam. Walaupun asam lemak berantai pendek, contohnya, asam lemak berantai empat-atau enam- adalah lazim ditemukan, namun triasilgliserolutama ditemukan pada tumbuh-tumbuhan memiliki asam lemak dengan jumlah atom karbon genap, dengan panjang 14 hingga 22 karbon.

Lemak, disebut juga lipid, adalah suatu zat yang kaya akan energi, berfungsi sebagai sumber energi yang utama untuk proses metabolisme tubuh. Lemak yang beredar di dalam tubuh diperoleh dari dua sumber yaitu dari makanan dan hasil produksi organ hati, yang bisa disimpan di dalam sel-sel lemak sebagai cadangan energi.

MAKALAH

BIOKIMIA

 

DISUSUN OLEH :

NAMA      : SUTAMIN

NIM           : 91304006

                                       PRODI      : AGROTEKNOLOGI

SEKOLAH TINGGI ILMU  PERTANIAN WUNA

( STIP WUNA )

2015