Sifat-sifat Protein — struktur dan fungsi

Protein adalah molekul yang terdiri dari rantai asam amino. Sifat protein, seperti kelarutan, denaturasi, dan spesifisitas, pada dasarnya tergantung pada sifat radikal (-R) dari asam amino.

Protein terlihat dimana-mana dalam tubuh kita. Otot, organ, rambut, tulang, dan kulit mengandung atau terbuat dari protein. Mereka adalah komponen utama dalam semua sel kita. Enzim yang menjalankan reaksi kimia dalam tubuh kita adalah protein. Protein membantu kita bergerak, mengirim pesan (hormon dan reseptor saraf), melawan penyakit (antibodi), dan mengangkut molekul dan atom lain di sekitar tubuh kita.

Pengertian Protein

Protein adalah molekul yang terdiri dari rantai asam amino. Ada 20 asam amino yang berbeda untuk dipilih, dan informasi genetik dalam DNA kita menentukan bagaimana mereka disatukan. Sebuah protein tunggal terdiri dari ratusan asam amino, semuanya melipat ke dalam struktur dengan bentuk tertentu.

Pekerjaan apa yang dilakukan protein dalam tubuh ditentukan oleh strukturnya (konformasinya) dan cara ia bergerak (dinamikanya). Hemoglobin, misalnya, adalah protein sel darah merah penting yang mengantarkan oksigen ke jaringan dan mengangkut karbon dioksida ke paru-paru untuk dibuang. Di paru-paru, oksigen mengikat atom-atom besi di dalam molekul hemoglobin dan setiap karbon dioksida yang melekat dilepaskan. Di dalam jaringan, molekul oksigen dilepaskan dan lebih banyak karbon dioksida diambil.

Para ilmuwan dapat menyelidiki gerakan atau dinamika ini serta struktur protein menggunakan teknik yang disebut spektroskopi NMR (nuklir magnetic resonance). Inti beberapa atom seperti magnet kecil; mereka sejajar dalam medan magnet. Jika terganggu oleh ledakan gelombang radio yang sangat cepat, penyelarasan ini terganggu dan magnet-magnet kecil ini berangsur-angsur kembali menjadi sejajar dengan medan. Para peneliti dapat menafsirkan relaksasi NMR ini untuk mendapatkan informasi yang sangat terperinci tentang gerakan molekuler dan bagaimana protein melakukan banyak tugas berbeda dalam tubuh.

Sifat Protein:

Kelarutan

Kelarutan protein disebabkan oleh fakta bahwa hanya gugus -R polar atau hidrofilik yang terletak di permukaan luar protein, dan mereka membentuk ikatan hidrogen dengan air; Dengan demikian, protein dikelilingi oleh lapisan air yang mencegah pengikatannya dengan protein lain dan, karenanya, pengendapannya. Secara umum, protein berserat tidak larut dalam air, sedangkan protein globular larut dalam air.

Denaturasi

Ini terdiri dari kerusakan ikatan yang mempertahankan keadaan asli molekul, kehilangan struktur sekunder, tersier dan kuaterner. Ikatan peptida tetap ada, sehingga protein mempertahankan struktur utamanya dan berubah menjadi bentuk filament. Konformasi asli adalah konformasi paling stabil dari protein terlipat, dan memiliki energi bebas paling tidak dari ikatan non-kovalen antara asam amino dan kelompok prostetik, dan antara protein dan lingkungannya.

Denaturasi dapat disebabkan oleh perubahan pH atau suhu, atau oleh perawatan dengan bahan-bahan denaturasi, seperti urea. Dengan kehilangan struktur sekunder, tersier, dan kuaterner, protein terdenaturasi juga kehilangan aktivitas biologisnya. Selain itu, protein terdenaturasi biasanya mengendap, karena daya tarik antara kelompok hidrofobik, yang pada protein asli akan terkunci di dalam molekul, membuat mereka dikelompokkan bersama.

Dalam kondisi tertentu, denaturasi dapat bersifat reversibel: protein dapat direnaturasi, ditarik kembali, dan dikembalikan ke konformasi aslinya, sehingga memulihkan aktivitas biologis yang hilang.

Kekhususan

Ini adalah sifat paling khas dari protein. Hal ini ditunjukkan pada berbagai tingkatan, yang paling penting adalah kekhususan fungsi dan kekhususan spesies.

Kekhususan fungsi

Ia berada pada posisi yang ditempati oleh asam amino tertentu yang merupakan urutan liniernya. Urutan ini mengkondisikan struktur kuartener protein, yang pada akhirnya bertanggung jawab atas fungsi karakteristiknya. Variasi kecil dalam urutan asam amino dapat menyebabkan hilangnya fungsionalitas protein.

Spesifisitas spesies

Ada protein yang unik untuk setiap spesies. Paling umum, bagaimanapun, protein yang melakukan fungsi yang sama pada spesies berbeda memiliki komposisi dan struktur yang sama. Protein ini disebut protein homolog. Ini adalah kasus insulin, yang ditemukan secara eksklusif pada vertebrata. Rantai insulin identik pada manusia, babi, anjing, kelinci, dan paus sperma.

Kapasitas penyerap goncangan

Protein memiliki perilaku amfoter, seperti asam amino yang membuatnya. Karena mereka dapat berperilaku sebagai asam atau basa, melepaskan H + dari medium, protein mampu menahan variasi pH medium di mana mereka ditemukan.

Struktur Protein

Ukuran protein sangat bervariasi. Ini sebenarnya tergantung pada jumlah molekul polipeptida yang dikandungnya. Salah satu molekul protein terkecil adalah insulin, dan yang terbesar adalah Titin yang terdiri dari 34.350 asam amino. Mari kita lihat empat jenis struktur protein yang membentuk molekul protein.

Struktur Protein Primer

Struktur primer adalah formasi dan urutan unik di mana asam amino (bahan penyusun) bergabung dan terhubung untuk memberi kita molekul protein. Protein mendapatkan semua sifatnya dari struktur primernya.

Ada dua puluh asam amino dalam tubuh manusia. Semua ini memiliki gugus karboksil dan gugus amino. Tetapi masing-masing memiliki kelompok variabel yang berbeda yang dikenal sebagai Gugus “R”. Gugus R inilah yang meminjamkan protein tertentu struktur uniknya.

Setiap protein ditentukan oleh pengurutan asam amino. Pembentukan dan pengurutan asam amino ini dalam protein sangat spesifik. Jika kita mengubah bahkan satu asam amino dalam rantai itu menghasilkan protein yang tidak berfungsi atau apa yang kita sebut mutasi gen.

 Struktur Protein Primer

Struktur Protein Primer

Struktur Protein Sekunder

Setelah pengurutan asam amino, sekarang kita beralih ke struktur sekunder. Ini adalah ketika tulang punggung peptida dari struktur protein akan melipat ke dirinya, yang memberikan protein bentuk yang unik. Lipatan rantai polipeptida ini terjadi karena interaksi antara gugus karboksil bersama dengan gugus amina dari rantai peptida. Ada dua macam bentuk yang terbentuk pada struktur sekunder. Ini adalah

α-heliks : Tulang punggung mengikuti struktur heliks. Ikatan hidrogen dengan oksigen di antara berbagai lapisan heliks, memberinya struktur heliks ini.

Lembaran berlipat β: di sini rantai polipeptida ditumpuk bersebelahan dan molekul hidrogen luarnya membentuk ikatan intramolekul untuk menghasilkan struktur seperti lembaran ini

Struktur Protein Sekunder

Struktur Protein Sekunder

Struktur Tersier protein

Ini adalah struktur yang memberi protein bentuk dan pembentukan 3-D. Setelah asam amino membentuk ikatan (struktur sekunder) dan bentuk seperti heliks dan lembaran, struktur tersebut dapat melilit atau melipat secara acak. Inilah yang kita sebut struktur tersier protein. Jika struktur ini terganggu atau terganggu protein dikatakan didenaturasi yang artinya dipengaruhi secara kimia dan strukturnya terdistorsi.

Struktur Tersier protein

Struktur Tersier protein

Struktur Kuarter protein

Akhirnya, kita sampai pada struktur keempat. Pengaturan spasial dari dua atau lebih rantai peptida mengarah ke struktur ini. Penting untuk dicatat bahwa protein tidak perlu memiliki struktur kuaterner. Struktur primer, sekunder, dan tersier ada pada semua protein alami, tetapi hal yang sama tidak berlaku untuk struktur kuaterner. Oleh karena itu jika protein hanya memiliki tiga struktur pertama itu dianggap sebagai protein.

Fungsi Protein

Berikut kami daftar 15 fungsi dan manfaat protein bagi tubuh:

  1. Menguatkan rambut. Rambut sebagian besar terdiri dari protein keratin.
  2. Pembentukan sel otot. Manfaat ini yang membuat protein sangat penting bagi binaragawan untuk pembentukan otot pada tubuh. Dan baik dikonsumsi ibu hamil untuk kesehatan pertumbuhan otot pada janin.
  3. Mendorong proses metabolisme. Protein lebih dianjurkan untuk diet dari pada karbohidrat. Protein dapat mendorong reaksi kimiawi dalam tubuh yang dapat mendorong proses metabolisme dalam tubuh.
  4. Membuat sel dan jaringan baru. Tubuh yang terluka akan mengalami perbaikan sel dan jaringan baru dalam tubuh, sehingga luka akan cepat sembuh.
  5. Mengatur keseimbangan kadar asam dalam sel darah. Dengan demikian mengkonsumsi protein yang cukup akan menyehatkan kondisi darah dalam tubuh.
  6. Untuk pertahanan tubuh dalam melawan microba dan zat toksin lainnya. Sehingga tubuh tidak mudah terjangkit penyakit dari lingkungan dan zat berbahaya yang dikonsumsi.
  7. Media perambatan impuls saraf
  8. Meneruskan sifat keturunan der bentuk gen dalam kromosom.
  9. Sumber energi. Protein memiliki 4 kalori per gramnya. Memang kalorinya lebih rendah dari karbohidrat dan lemak. Namun protein membuat perut lebih cepat merasa kenyang.
  10. Sebagai zat pembangun tubuh
  11. Mencegah terjangkitnya kwasiorkor pada anak. Yaitu penyakit yang disebabkan kekurangan gizi dari protein.
  12. Menyeimbangkan produksi hormon. Protein akan membantu menyeimbangkan jumlah hormon sesuai dengan kondisi normal.
  13. Mensintesis substansi penting. Protein sangat penting untuk mensisntesis hormon, antibodi, kromosom dan enzim.
  14. Pengatur proses pembentukan zat dalam tubuh. Nutrisi yang masuk dalam tubuh melalui makanan akan diserap dan dibentuk menjadi zat yang berguna untuk tubuh.
  15. Salah satu dari 15 Manfaat Protein Bagi Tubuh adalah mempercepat reaksi biologis dalam bentuk enzim.