Protein merupakan konstituen utama/bahan dasar protoplasma semua sel dan kehidupan. Kebanyakan karbohidrat, lemak, dan zat lain dengan jumlah tertentu berada pada berbagai hewan dan tumbuhan, tetapi setiap makhluk yang hidup tersusun dari protein. Penjelasan ini dapat dilihat bahwa setiap DNA dibentuk dari protein yang tersusun dari berbagai macam asam amino, dan DNA merupakan unsur pembentuk makhluk hidup. Oleh karena itu, tanpa protein tidak akan ada makhluk hidup.
Kata protein itu sendiri berasal dari bahasa Yunani yaitu “protos” atau “proteos” yang berarti pertama atau yang pertama.
Fungsi Protein
Protein merupakan senyawa organik kompleks yang mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan sulfur, juga adapun protein yang mengandung fosfor, iodium, besi, tembaga, seng. Unsur khasnya adalah nitrogen. Setiap organisme mengandung ribuan protein yang beraneka ragam dengan berbagai macam fungsi.
Fungsi dari protein dapat dibagi menjadi beberapa kelompok berikut ini:
- Membentuk dan mempertahankan struktur. Protein struktur bertanggung jawab terhadap stabilitas mekanik dari organ dan jaringan, contohnya kolagen dan histon.
- Transpor. Protein transport yang terkenal adalah hemoglobin dari eritrosit, yang sangat diperlukan untuk mengangkut oksigen dan karbondioksida antara paru-paru dan jaringan. Didalam plasma darah juga ditemukan sejumlah protein dengan fungsi transpor.
- Perlindungan dan pertahanan. Sistem imun melindungi organisme dari penyebab penyakit dan substansi yang asing bagi tubuh.
- Pengendali dan pengatur. Pada rantai sinyal biokimia protein-protein bekerja baik sebagai pembawa sinyal maupun sebagai reseptor hormon.
- Katalisator. Enzim merupakan suatu kelompok yang sangat besar dari protein dengan beribu-ribu contoh yang sudah dikenal.
- Pergerakan. Aktin dan myosin bersama-sama bertanggung jawab pada kontraksi otot dan peristiwa gerak lainnya.
- Penyimpanan. Protein membentuk cadangan untuk bahan makanan yang dapat dimobilisasi dalam keadaan darurat.
Peran Protein
Protein berperan dalam katalis, transpor dan penyimpanan enzimatik, koordinasi gerak, pembangkitan, dan transmisi impuls saraf, kontrol pertumbuhan dan diferensiasi, imunitas, dan dukungan mekanik.
Struktur Protein
Protein, mempunyai berat molekul yang tinggi dan pada dasarnya terdiri atas gabungan asam α-amino dengan ikatan peptida. Bila protein terpecah karena adanya asam, basa, atau karena hidrolisis enzim, maka akan menjadi asam amino. Terdapat dua puluh macam asam amino dan masing-masing memiliki rangkaian asam amino yang unik, secara genetik ada batasan masing-masing serta menentukan bentuk dan fungsi protein yang khas.
Asam Amino (amino acid)
Asam amino adalah setiap senyawa organik yang mengandung sebuah gugus amino (-NH2) dan sebuah gugus karboksil (-COOH). Sebanyak dua puluh asam amino-α merupakan asam amino dengan protein yang disintesis melalui pembentukan ikatan peptida selama translasi ribosomal dari RNA-messenger.
Asam amino lain yang terdapat didalam protein, seperti hydroxyproline dalam kolagen, dibentuk melalui modifikasi enzimatik pasca translasi dari residu asam amino pada rantai polipeptida.
Leucine, isoleucine dan valine; semuanya tergabung dalam protein atau dikatabolisme menjadi energi. Asam amino itu sendiri dapat digolongkan menjadi asam amino esensial dan asam amino non-esensial
- Asam amino esensial (essential amino acid’s). Sembilan asam amino yang diperlukan untuk sintesis protein yang disintesis oleh manusia dan harus didapatkan dalam diet. Asam amino esensial tersebut ialah : histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, threonine, tryptophan, dan valine.
- Asam amino non esensial (non essential amino acid’s). Sebelas asam yang diperlukan untuk sintesis protein yang disintesis oleh manusia dan tidak secara khusus diperlukan dalam diet.
Metabolisme Protein
Metabolisme atau biotransformasi adalah jumlah semua proses fisik dan kimia yang menghasilkan dan mempertahankan zat hidup terorganisasi (anabolisme), dan juga transformasi yang menghasilkan energi yang dapat digunakan organisme (katabolisme).
Proses Metabolisme Protein
Makanan yang kita makan dan mengandung protein dicerna dalam lambung, dimana cairan lambung mengandung HCl (pH 1 – 2) yang dapat menghidrolisis sekitar 10% ikatan peptida. Terputusnya ikatan peptida menghasilkan polipeptida yang lebih kecil yang dikenal sebagai pepton.
Pencernaan protein bahan makanan di dalam usus menghasilkan asam amino yang masuk ke dalam hati melalui pembuluh porta. Dalam suatu proses yang bergantung pada energi, hati mengambil asam amino tersebut. Asam amino ini membantu hati dalam pembentukan protein-protein yang dibutuhkan dan dalam komposisi cadangan protein.
Asam amino yang berlebihan akan dipecah oleh hati. Dalam hal ini, nitrogen dari asam amino dan kerangka karbonnya mempunyai nasib yang berbeda. Nitrogen akan diangkut ke dalam urea, sedangkan kerangka karbon, tergantung dari asal asam amino, dapat diubah jadi glukosa. Pada fase kelaparan dan puasa, kemampuan hati untuk mengubah asam amino menjadi glukosa sangatlah penting. Glukosa yang dibentuk dengan cara ini menjamin kemampuan sistem saraf untuk menjalankan fungsinya.
Didalam hati sebagian asam amino diambil dan sebagian lagi diedarkan ke jaringan-jaringan diluar hati. Bila jumlah asam amino berlebih dari yang digunakan, maka kelebihannya akan diubah menjadi asam keto lalu masuk ke dalam siklus asam sitrat atau diubah menjadi urea.