Struktur Protein dan Manfaatnya

Ilustrasi struktur protein

Selain karbohidrat, tubuh kita juga membutuhkan protein, baik yang diproduksi oleh tubuh maupun asupan dari luar. Struktur protein ini dibutuhkan untuk pertumbuhan tubuh. Kita harus memenuhi kebutuhan protein tubuh agar bisa tumbuh sebagaimana mestinya. Caranya dengan mengkonsumsi makanan yang mengandung protein, seperti ikan dan telur.

Protein adalah zat makanan yang amat penting bagi tubuh karena selain sebagai bahan bakar dalam tubuh, protein juga berfungsi sebagai zat pembangun. Protein pertama kali diperkenalkan oleh Mulder, seorang ahli kimia asal Belanda, pada 1838. Kata protein berasal dari bahasa Yunani yang berarti “yang pertama” atau “yang utama”.

Struktur Protein

Struktur protein tersusun dari molekul-molekul yang terikat satu sama lain. Molekul-molekul protein tersusun dari asam amino. Asam amino terdiri dari dua kelompok, yakni sebagai berikut.

1. Asam Amino Esensial

Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat dibuat oleh tubuh. Asam amino jenis ini harus didatangkan dari makanan kita sehari-hari. Asam amino esensial terdiri atas Valine, Lysine, Threonine, Leucine, Tryptophan, Phenylalanine, dan Methionine.

2. Asam Amino Non-Esensial

Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat dibuat sendiri oleh tubuh. Asam amino non esensial terdiri atas Glycine, Tyrosine, Cystine, Alanine, Serine, Asam Glutamat, Asam Aspartat, Arginin, Histidin, Proline Hydroxyproline, dan Citruline.

Struktur protein sangat banyak dan yang paling banyak strukturnya dalah struktur sekunder beta-sheet dan alpha-helix yang sangat pendek. Struktur pada protein dapat dilihat dari hirarki, yaitu berupa struktur primer atau tingkat satu, sekunder atau tingkat dua, tersier atau tingkat tiga, dan kuartener atau tingkat empat.

1. Struktur Primer (tingkat satu)

Pada struktur primer, protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dapat dihubungkan melalui ikatan peptida atau amida. Seorang ilmuan, Frederick Sanger, telah menemukan metode penentuan deret asam amino pada protein dengan menggunakan beberapa enzim protease, yaitu yang dapat mengiris ikatan asam amino tertentu, sehingga menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan nantinya dengan dibantu kertas kromatografik.

Urutan asam amino tersebut dapat menentukan fungsi dari protein. Vernon Ingram pada tahun 1957 telah menemukan translokasi asam amino yang dapat mengubah fungsi protein, sehingga memicu mutasi genetik.

2. Struktur Sekunder (tingkat dua)

Pada struktur ini, protein merupakan struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Struktur sekunder tersebut memiliki beberapa bentuk, yaitu sebagai berikut.

  • Puntiran alfa (alpha helix/ a-helix), yaitu pilinan rantai asam amino yang berbentuk seperti spiral.
  • Lempeng beta (alpha sheet/ β-sheet), yaitu lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H).
  • Lekukan beta (beta turn/ β-turn)
  • Lekukan gamma (gamma turn/ y-turn)

3. Struktur Tersier (tingkat tiga)

Pada struktur ini, protein merupakan gabungan dari aneka ragam struktur sekunder berupa gumpalan. Beberapa molekul protein tersebut dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen dan membentuk oligomer yang stabil, serta membentuk struktur kuartener.

4. Struktur Kuartener (tingkat empat)

Pada struktur ini, merupakan pembentukan dari struktur tersier. Contoh dari struktur kuartener yang sering muncul adalah enzim rubisco dan insulin. Salah satu akibat terganggunya metabolisme protein dijelaskan dengan ditemukannya penyakit yang terjadi karena kekurangan protein. Kekurangan protein hampir selalu disertai dengan terjadinya kekurangan Energi (lihat BAB Karbohidrat).

Hubungan antara kekurangan Protein dan Energi dapat terjadi karena protein merupakan salah satu sumber utama penghasil energi. Jika dalam hidangan makanan yang kita makan kurang mengandung energi, maka protein akan lebih banyak diambil untuk menjadi energi.

Ini berarti protein dalam tubuh akan semakin berkurang. Penyakit yang terjadi karena kekurangan Energi dan Protein ini biasa dikenal dengan sebutan penyakit Kurang Energi Protein (KEP).

Penyakit Kurang Energi Protein (KEP), pada dasarnya terjadi karena kekurangan energi dan protein, disertai susunan hidangan yang tidak seimbang. Pada umumnya penyakit ini diderita anak balita dan ibu hamil. KEP dapat juga menyerang orang dewasa, misalnya pada orang yang mengalami kelaparan dalam waktu yang lama atau menderita penyakit kronis.

Ketika seorang anak mengalami penyakit Kurang Energi Protein akan muncul gejala-gejala, seperti marasmus (kekurangan energi) dan kwashiorkor (kekurangan protein).

Untuk itu, setiap orang harus memperhatikan asupan gizi pada makanan yang dimakannya, dengan cara melakukan neraca bahan makanan (NBM). Hal tersebut merupakan langkah awal, agar terhindar dari gangguan metabolisme protein.

Umumnya neraca bahan makanan (NBM) mencakup data-data tentang angka rata-rata jumlah jenis bahan makanan yang tersedia untuk dikonsumsi penduduk per kapita dalam setahun dengan satuan kilogram serta konsumsi per kapita harian dalam satuan gram selama kurun waktu tertentu. Nilai gizi bahan makanan yang dikonsumsi pada ketersediaan pangan harian dibuat dalam satuan energi, protein dan lemak per kapita per hari.  

World Vision telah mengenalkan pengolahan pangan lokal yang disebut ‘M3’ pada tahun 2007. ‘M3’ itu singkatqan dari Mudah, Murah, Menyeluruh, yang maksudnya mudah didapatkan, harganya murah, dan di dalamnya terdapat semua gizi yang dibutuhkan dalam tubuh, seperti karbohidrat, lemak, protein, lemak, dan vitamin.

Di dalam program M3 tidak hanya makanan bergizi untuk anak-anak kita saja, akan tetapi program ini juga bertujuan untuk meningkatkan kesadaran terhadap masyarakat bahwa betapa pentingnya peranan ibu-ibu untuk menghidangkan makanan yang bergizi untuk keluarganya. Ada banyak makanan yang sehat dan bergizi yang dapat kita dapatkan di alam ini.

Klasifikasi Protein

Protein seringkali diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu protein sempurna, protein sempurna sebagian, dan protein tidak sempurna. Protein sempurna adalah  jenis protein yang berhubungan dalam menjaga dan mendukung pertumbuhan badan.

Protein sempurna sebagian adalah protein yang hanya dapat menjaga, tetapi tidak dapat mendukung pertumbuhan badan. Sedangkan protein tidak sempurna adalah protein yang tidak dapat menjaga ataupun memberi dukungan terhadap pertumbuhan badan.

Fungsi Protein

Protein merupakan sumber energi bagi tubuh. Berdasarkan sumbernya protein dapat dibagi menjadi dua, yaitu protein hewani dan protein nabati. Bahan makanan sumber protein hewani (daging, ayam, susu), telur, ikan, udang dan hasil olahannya, seperti keju. Susu dan telur termasuk jenis bahan makanan sumber hewani yang berkualitas tinggi.

Jenis bahan makanan seperti ikan, udang dan ikan laut lainnya merupakan kelompok sumber protein hewani yang baik, karena mengandung sedikit lemak. Adapun bahan makanan sumber protein nabati, yakni kacang merah, kacang tanah serta hasil olahan kacang-kacangan, seperti tahu, tempe, oncom dan sebagainya.

Protein adalah senyawa organik kompleks yang berbobot molekul tinggi, yaitu polimer dari monomer-monomer asam amino yang satu sama lainnya dihubungkan oleh ikatan peptida.

Pada molekul protein terdapat kandungan karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, atau sulfur dan fosfor. Kandungan protein yang paling banyak adalah enzim atau subunit enzim.

Dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup, protein mempunyai peranan penting. Berdasarkan fungsi struktural atau mekanis, protein lain berfungsi untuk membentuk batang atau sendi sitoskeleton.

Selain itu, protein juga dalam sistem kekebalan (imun) berfungsi sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, komponen penyimpanan (dalam biji), dan sebagai transportasi hara. Protein sebagai sumber gizi karena berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino atau heterotrof.

Selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, protein adalah salah satu dari biomolekul raksasa penyusun utama makhluk hidup. Dalam biokimia, protein juga sebagai salah satu molekul yang paling banyak diteliti.

Sekitar 15 – 20% dalam tubuh kita adalah protein. Satu gram protein menghasilkan 4 kalori. Protein berada pada setiap sel dan merupakan komponen penting dari enzim dan hormon.

Makanan kaya protein adalah sumber asam amino. Jenis dan jumlah asam amino disediakan dari makanan sumber protein. Hal itulah yang menentukan bagaimana keberhasilan tubuh dalam melakukan fungsi-fungsinya sesuai dengan yang dibutuhkan oleh asam amino.

Guthrie dalam bukunya Introductory Nutrition menuliskan fungsi protein dengan kebutuhan asam aminonya dapat dikelompokkan menjadi lima, yakni sebagai berikut.

  • untuk pertumbuhan;
  • pembentukan senyawa tubuh;
  • mengatur keseimbangan air;
  • memelihara kenormalan tubuh;
  • mendorong terbentuknya sistem kekebalan tubuh.

Jadi, protein sangat berperan penting dalam kehidupan ini. Demikian informasi mengenai struktur protein dan fungsi dari protein itu sendiri. Semoga informasi tersebut bermanfaat.