Pengertian
:
Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani
yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks
berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino
yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein
mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta
fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk
hidup dan virus.
Kebanyakan protein merupakan enzim atau
subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau
mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton.
Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali
dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi
hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam
amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut
(heterotrof).
Protein merupakan salah satu dari biomolekul
raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan
penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul
yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob
Berzelius pada tahun 1838.
Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi
genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan
sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini,
protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik.
Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi
penuh secara biologi.
Struktur
:
Struktur tersier protein. Protein ini
memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet dan alpha-helix yang sangat
pendek. Model dibuat dengan menggunakan koordinat dari Bank Data Protein (nomor
1EDH).
Struktur protein dapat dilihat sebagai
hierarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua),
tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat):
struktur primer protein merupakan urutan asam
amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida).
Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan
deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang
mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih
pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik.
Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram
menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih
lanjut memicu mutasi genetik.
struktur sekunder protein adalah struktur
tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang
distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya
ialah sebagai berikut:
alpha helix (α-helix,
"puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk
seperti spiral;
beta-sheet (β-sheet,
"lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari
sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau
ikatan tiol (S-H);
beta-turn, (β-turn,
"lekukan-beta"); dan
gamma-turn, (γ-turn,
"lekukan-gamma").
struktur tersier yang merupakan gabungan dari
aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan.
Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen
membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan
membentuk struktur kuartener.
contoh struktur kuartener yang terkenal
adalah enzim Rubisco dan insulin.
Struktur primer protein bisa ditentukan
dengan beberapa metode:
1)
hidrolisis
protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino
ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer,
2)
analisis
sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman,
3)
kombinasi
dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan
4)
penentuan
massa molekular dengan spektrometri massa.
Struktur sekunder bisa ditentukan dengan
menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra
Red (FTIR). Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif
pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar
210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa
dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari
puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi,
komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum
inframerah.
Struktur protein lainnya yang juga dikenal
adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana
umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada
beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang
berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan
komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah,
maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang.
Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur
kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak
fungsional.
Kenyataannya, seluruh protein yang ada di
dunia ini merupakan kombinasi dari dua puluh macam asam amino, baik esensial
maupun non esensial.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar