BAB I
PENDAHULUAN
A.
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.
B.
Rumusan
Masalah
a.
Bagaimana pengertian,
sejarah penemuan, struktur molekul, sifat, fungsi, sumber, dan klasifikasi dari
Protein dan Asam amino ?
b.
Bagaimana proses
metabolisme Protein dan Asam amino di dalam tubuh ?
C.
Tujuan Penyusunan
Adapun tujuan yang
ingin dicapai dari penyusunan makalah ini antara lain sebagai berikut :
a.
Untuk menjelaskan
pengertian, sejarah penemuan, struktur molekul, sifat, fungsi, sumber, dan
klasifikasi dari Protein dan Asam amino.
b.
Untuk menjelaskan
bagaimana proses metabolisme Protein dan Asam amino di dalam tubuh.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Kajian tentang Protein
a.
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.
b.
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”.
c.
Struktur Molekul
Protein
Molekul Protein
mengandung karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N) dan kadang kala
sulfur (S) serta fosfor (P).
d.
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)
e.
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).
f.
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:
1. Sebagai
enzim. Protein memiliki peranan yang besar untuk mempercepat reaksi biologis.
2. 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.
3. Untuk
penunjang mekanis. Salah satu protein berbentuk serabut yang disebut kolagen
memiliki fungsi untuk menjaga kekuatan dan daya tahan tulang dan kulit.
4. Sebagai
pertahanan tubuh atau imunisasi Pertahanan tubuh. Protein ini biasa digunakan
dalam bentuk antibodi.
5. Sebagai
media perambatan impuls syaraf.
6. Sebagai
Pengendalian pertumbuhan.
g.
Jenis – Jenis Protein
a)
Kolagen, protein struktur yang diperlukan untuk
membentuk kulit, tulang dan ikatan tisu.
b)
Antibodi, protein sistem pertahanan yang melindungi
badan daripada serangan penyakit.
c)
Dismutase superoxide, protein yang membersihkan darah
kita.
d)
Ovulbumin, protein simpanan yang memelihara badan.
e)
Hemoglobin, protein yang berfungsi sebagai pembawa
oksigen.
f)
Toksin, protein racun yang digunakan untuk membunuh
kuman.
g)
Insulin, protein hormon yang mengawal aras glukosa
dalam darah.
h)
Tripsin, protein yang mencernakan makanan protein.
h.
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.
i.
Klasifikasi Protein
Penggolongan protein dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain:
1. Berdasarkan Struktur Molekulnya
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 :
1)
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).
2)
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.
3)
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).
4)
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
1) Protein globular
1) 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.
2)
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
a)
Albumin. Larut air,
mengendap dengan garam konsentrasi tinggi. Misalnya albumin telur dan albumin
serum.
b)
Globulin Glutelin.
Tidak larut dalam larutan netral, larut asam dan basa encer. Glutenin (gandum),
orizenin (padi).
c)
Gliadin (prolamin).
Larut etanol 70-80%, tidak larut air dan etanol 100%. Gliadin/gandum,
zein/jagung.
d)
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.
e)
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 :
Adalah protein yang mengandung senyawa bukan hanya protein. Di antaranya adalah sebagai berikut :
a)
Fosfoprotein, yaitu
protein yang mengandung fosfor. Misalnya kasein pada susu, dan vitelin pada
kuning telur.
b)
Kromoprotein yaitu
protein berpigmen. Misalnya asam askorbat oksidase mengandung Cu.
c)
Protein Koenzim.
Misalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+.
d)
Lipoprotein, yaitu
protein yang mengandung asam lemak, lesitin.
e)
Metaloprotein, yaitu
protein yang mengandung unsur-unsur anorganik (Fe, Co, Mn, Zn, Cu, Mg dsb).
f)
Glikoprotein, yaitu
protein yang mengandung gugus prostetik karbohidrat. Misalnya musin (pada air
liur), oskomukoid (pada tulang).
g)
Nukleoprotein yaitu
antara protein dan asam nukleat berhubungan (berikatan valensi sekunder).
Misalnya pada jasad renik.
B. Kajian tentang Asam Amino
a. 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.
b. 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).
c.
Jenis Asam Amino
Berdasarkan biosintesis
Asam amino tebagi dua jenis Asam amino yaitu :
a) 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.
b) 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.
d.
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
|
e.
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.
f.
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
|
C. Kajian tentang Metabolisme Protein dan Asam Amino
a.
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.
b. 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.
c. 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.
d. 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.
e. 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.
f. 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
Tidak ada komentar:
Posting Komentar