PROTEIN
PROTEIN
• PROTEIN : Berasal dari kata yunani , : proteos : utama (diperkenalkan ahli kimia Belanda Geraldus Mulder 1802-1880).
• Bagian semua sel yang masih hidup ± 1/5 bagian tubuh, 1/5 ada di tulang dan tulang rawan, ½ ada di otot, 1/10 ada di kulit, selebihnya di dlm jaringan lain dan cairan tubuh.
KOMPOSISI KIMIA
BM antara 5000 s/d beberapa jutaProtein tersusun atas asam amino (AA) yg dikat dg ikatan peptida.AA tersusun dari : C, H, O dan N sekitar 16% berat protein. Bbrp mengadung : P, Fe, I dan Co.Sampai saat ini dikenal 20 jenis asam amino(AA) tdr : 9 AA essensial dan 11 AA non essensial.
Protein
Komponen dari semua bagian tubuh
Zat makanan yg penting
Fungsi sebagai zat pembangun, pengatur, dan
bahan bakar
Sebagai bahan membran sel, pembentuk jaringan
pengikat, bagian inert pada rambut dan kuku
Sebagai enzim katalisa; hormon, antibodi
Terdiri dari C, H, O, N, juga S, P, dan logam dalam
jumlah kecil
K I M I A P A N G A N
FUNGSI ProteinFUNGSI Protein“ Polymer / Rangkaian Asam asam amino” (C, H, N)
Fungsi struktural/”Fungsi struktural/”Building block unit”Building block unit” Protein penyusun ; Protein penyusun ; membran sel, mitokondria, nukleus, aktin, miosin dsb.membran sel, mitokondria, nukleus, aktin, miosin dsb.
Fungsi katalitik : enzim-enzimFungsi katalitik : enzim-enzim Fungsi regulasi : hormon-hormon protein (insulin, GH, ACTH, dsb), Fungsi regulasi : hormon-hormon protein (insulin, GH, ACTH, dsb),
protein regulator, reseptor.protein regulator, reseptor. Fungsi antibodi : gamma globulin, fungsi imune sistem.Fungsi antibodi : gamma globulin, fungsi imune sistem. Fungsi transpor : Lipoprotein (Trigliserida, cholesterol, Fungsi transpor : Lipoprotein (Trigliserida, cholesterol,
phospholipid dan vitamin larut lemak) hemoglobin.phospholipid dan vitamin larut lemak) hemoglobin. Fungsi penyimpanan : Ferritin, hemosiderinFungsi penyimpanan : Ferritin, hemosiderin Fungsi energy : 4 kcal/g proteinFungsi energy : 4 kcal/g protein Fungsi khusus : Rhodopsin.Fungsi khusus : Rhodopsin. Fungsi genetic expresion.Fungsi genetic expresion. Fungsi homeostatis : memelihara tekanan osmotik normal cairan Fungsi homeostatis : memelihara tekanan osmotik normal cairan
tubuh, tubuh, Fungsi Pelincir/pelicin : GIT ; glikoproteinFungsi Pelincir/pelicin : GIT ; glikoprotein
Asam amino Tersusun dari atom carbon yg terikat pd gugus karboksil (-
COOH), gugus amino (-NH2), atom Hidrogen (-H) dan satu gugus Radikal (-R) atau rantai cabang.
COOH (gugus karboksil)
CH
NH2 (gugus amino)
R (gugus radikal)
KLASIFIKASI AA MENURUT GUGUS ASAM & BASA Mrp klasifikasi AA menurut jml asam (gugus karboksil) dan basa(amino).1. AA netral Memiliki 1 gugus asam & 1 gugus basa. Terdiri dari :
H2N C C
H
OH
OH
Glisin (gli)
H3C C C
NH2
OH
OH
Alanin (Ala)
CH C C
NH2
OH
OH
Valin (Val)
H3C
H3C
C C
NH2
OH
OH
Leusin (leu)
H2CCH
H3C
H3C
C C
NH2
OH
OH
Isoleusin (ile)
H2CCH
H3C
H2CH3C
2. AA rantai cabang hidroksil
H2C C
NH2
OH
O
Serin (ser)
H2C
OH
C C
NH2
OH
O
Treonin (tre)
CH
HOH
H3C
3. AA rantai cabang aromatik
H2N CH C
CH2
OH
O
Fenilalanin (Fen)
H2N CH C
CH2
OH
O
OH
Tyrosin (tyr)
H2N CH C
CH2
OH
O
HN
Triptofan (trp)
4. AA rantai cabang mengandung S
H2N CH C
CH2
OH
O
SHSistein (sis)
H2N CH C
CH2
OH
O
CH2
S
CH3
Metionin (met)
HN
C OH
O
Prolin (pro)
5. Asam Imino
Asam Amino Asam
AA yg mempunyai kelebihan gugus asam
H2N CH C
CH2
OH
O
C
OH
O
Asam Aspartat (asp)
H2N CH C
CH2
OH
O
CH2
C
OH
O
Asam glutamat (glu)
H2N CH C
CH2
OH
O
C
NH2
O
Asparagin (asn)
H2N CH C
CH2
OH
O
CH2
C
NH2
O
Glutamin (gln)
AA Basa
Mrp AA rantai cabang yg mempunyai kelebihan gugus basa.
H2N CH C
CH2
OH
O
CH2
CH2
CH2
NH2
Lisin (lis)
H2N CH C
CH2
OH
O
CH2
CH2
NH
C
NH2
NH
arginin (arg)
H2N CH C
CH2
OH
O
N
NH
Histidin (his)
H2N CH C
CH2
OH
O
CH2
CH2H2N
Ornitin* (orn)
KLASIFIKASI ASAM AMINO BERDASARKAN KLASIFIKASI ASAM AMINO BERDASARKAN SIFAT ESSENSI BAGI TUBUHSIFAT ESSENSI BAGI TUBUH
• KLASIFIKASI INI :dipelopori Dr. William Rose (1917).• AA essensial /indispensible aa : adalah AA yg tidak
dapat disintesis tubuh ok/ harus didatangkan dari makanan.
• AA non essensial : adalah AA yang dapat disintesis oleh tubuh manusia. Ada 2 kelompok :
• Conditionally Indispensible : adalah AA yg dapat disintesis dari AA yg lain atau metabolit yg mengadung N komplek.
• Dispensible : adalah AA yg betul-betul tidak essensial.
Essensial Essensial Tidak Essensial Tidak Essensial bersyaratbersyarat
Tidak EssensialTidak Essensial
LeusinLeusin
IsoleusinIsoleusin
ValinValin
TriphtofanTriphtofan
FenilalaninFenilalanin
MetioninMetionin
TreoninTreonin
LisinLisin
HistidinHistidin
ProlinProlin
SerinSerin
ArgininArginin
TirosinTirosin
SisteinSistein
TrioninTrionin
GlisinGlisin
GlutamatGlutamat
AlaninAlanin
AspartatAspartat
GlutaminGlutamin
•Conditionally Indispensible membutuhkan prekursor :
Asam AminoAsam Amino PrekursorPrekursor
SisteinSistein
TirosinTirosin
ArgininArginin
ProlinProlin
HistidinHistidin
GlisinGlisin
MetioninMetionin
FenilalaninFenilalanin
Glutamin/glutamat, aspartatGlutamin/glutamat, aspartat
GlutamatGlutamat
Adenin, GlutamatAdenin, Glutamat
Serin, KolinSerin, Kolin
Taurin, Sistein dan Tyrosin menjadi Conditionally Indispensible pada bayi.Arginin menjadi Conditionally Indispensible pd malnutrisi, sepsis, penyembuhan luka/bedah.
Protein : mrp senyawa organik yg berupa polimer AA, yg satu dg yg lain dihubungkan dg ikatan peptida.
H2N CH C
CH3
OH
O
N CH C
CH2
OH
O
OH
+
H
H
AlaninSerin
O
C
CHH2N
CH3
NH
CH
COOH
CH2OH
Alanyl-Serin
Protein : suatu poliamida
Ikatan amida (-CONH-) disebut ikatan peptida, menghubungkan dua unit Aa Gugus aktif
Sebelah kiri: gugus amino Sebelah kanan: gugus karboksil Gugus ini dapat membentuk ikatan lagi dgn Aa,
ikatan peptida terus sampai ribuan unit menjadi polimer protein
Peptida yang disusun oleh Lebih 10 Aa disebut polipeptida2 Aa disebut dipeptida3 Aa disebut tripeptidaGlycilphenylalanine (dipeptida)
K I M I A P A N G A N
H3N CH2
CH2
OHN NH
CH2
O
O
Serylalanylcysteine (tripeptida)
8 Aa esensial: tak dapat disintesa tubuh harus melalui makanan, guna pertumbuhan dan
perbaikan jaringan
H3NH2C C
CH2OH
O
NH
HC
CH3
C
O
NH
HC
HSH2C
O
O
Sumber-sumber Aa
Protein tanaman: biasanya kekurangan 1 atau lebih
Aa
Protein jagung: sedikit lisin & triptofan
Protein padi: sedikit lisin& treonin
Protein kedele: protein nabati terbaik, sedikit metionin
Struktur ProteinStruktur Primer : Rankaian AA dalam suatu protein; berupa urutan-urutan AA yg lurus.Struktur sekunder : Rankaian AA dalam suatu protein; berupa urutan-urutan AA yg cabang.Struktur Tersier : Rankaian AA dalam suatu protein; berupa urutan-urutan AA yg cabang ditambah ikatan tambahan pada gugus alkil.Struktur Quartener : gabungan dari beberapa struktur tersier.Protein mempunyai fungsi faali : pada kondisi struktur tersier dan quatener.
Fungsi Khusus Asam AminoFungsi Khusus Asam Amino
• Tryptophan : prekursor vitamin niacin dan neurotransmitter serotonin.
• Metionin : memberikan gugus metil u/ sintesa kolin dan kreatinin, prekursor sistein dan ikatan S.
• Fenilalanin prekursor tirosin dan membnetuk hormon-hormon tiroksin dan epinefrin, prekursor pigmen kulit dan rambut.
• Arginin dan sitrulin : sintesa ureum liver.• Glisin : ikat bahan toksis menjadi tidak berbahaya, sintesis
porfirin nukleus Hb dan bagian asam empedu.• Histidin diperlukan u/ sintesis histamin.• Kreatinin yg disintesis dari arginin, glisin dan metionin
membentuk simpanan energi sel (krestinin fosfat).• Glutamin dibentuk dari asam glutamat dan asparagin dari
aspartat (simpanan AA tubuh).• Asam glutamat : prekursor gaba (gamma amino butiric
acid).
• Variasi protein yg dimungkinkan oleh jenis susunan asam amino serta struktur menghasilkan jutaan jenis protein dan karakteristik dan fungsi.
• Struktur protein umumnya labil ; dlm larutan mudah berubah ok/ perubahan pH, radiasi, cahaya, suhu tinggi dsb.
• Perubahan protein ini disebut :denaturasi : sifat fisik dan faali berubah dg protein semula. Fungsi protein in aktif dari fungsi semula.
Klasifikasi ProteinKlasifikasi Protein
1. Protein bentuk serabut (fibrous)beberapa rantai peptida bentuk spiral yg terjalin menyerupai batang yg kaku.Daya larut rendah, kekuatan mekanis tinggi, tahan enzim
pencernaan.• Kolagen : protein utama jaringan ikat. Tidak larut air, mudah
berubah menjadi gelatin bila direbus dlm air, asam / alkali encer. Tidak mengandung tryphtofan, tetapi banyak mengandung hidroksilin dan hidroksiprolin. 30 % total protein manusia.
• Elastin : tdp dlm urat, otot, arteri dll. Tidak dpt diubah mjd gelatin.
• Keratin : rambut dan kuku, banyak mengadung sulfur bentuk sistein. Rambut manusia 14% sistein.
• Miosin : protein utama otot.
2. Protein GlobularBerbentuk bola, dlm cairan jaringan tubuh.dlm larutan garam dan asam encer , mudah berubah karena suhu, konsentrasi garam~ denaturasi.Albumin : telur, susu, plasma dan Hb. Albumin larut air dan koagulasi bila dipanaskan.Globulin : otot, serum, kuning telur, biji-bijian. Tidak larut air, larut dlm garam encer/dapur, ngendap dlm garam pekat. Koagulasi bila dipanaskan.
Histon : tdp dlm thymus dan pangkreas.terikat dlm asam nukleat.Protamin : dihubungkan dg asam nukleat.
3. Protein KonjugasiProtein sederhana yg terikat dg bahan-bahan non amino. Gugus non asam amino disebut gugus prostetik.Nukleoprotein : kombinasi protein dg asam nukleat. Mrp bagian inti sel dan bagian penting DNA/RNA.Lipoprotein: protein larut air yg berkonjugasi dg lipid. Berfungsi sbg transpor lipid tubuh.Fosfoprotein : protein terikat ester dg asam fosfat pd kasien susu.Metaloprotein : protein terikat mineral : feritin dan hemosiderin (fe, Cu dan Zn).Hemoprotein dan flavoprotein.
Informasi genetik DNA dan RNAJika kurang AA non essensial, tubuh dpt segera membuat asal cukup AA pemasok.Jika AA essensial yg kurang, diambil dari protein tubuh.
Pencernaan ProteinPencernaan Protein
Sebagian besar mjd : AA selebihnya menjadi tripeptida dan dipeptidaLambungHCL : denaturasi protein dan mengubah pepsinogen mjd pepsinHasil : polipeptida, proteose dan pepton.Usus halusCampuran enzim proteasePangkreas : prekursor protease : tripsinogen, kimotripsinogen, prokarboksipeptidase dan proelastase. Mengubah protein dari polipeptida menjadi tripeptida, dipeptida dan sebagian AAKimus usus halus : tripsinogen menjadi tripsin scr otolitik.Usus halus : mengeluarkan peptidase : tripeptidase dan dipeptidase. Membutuhkan Mn++, Mg++ dan Co++.
Absorpsi dan transportasiHasil akhir : AA diabsorpsi 15 menit setelah makan.Absorpsi : AA adalah aktif : mekanisme sodium pumpSistem transportasi : vena porta.Kadang protein belum dicerna tiba masuk dlm darah : imunological sensitive protein.SekresiAbsorpsi tidak terjadi sempurna/komplit ok/ struktur fisik, kimia, fungsi usus terganggu (infeksi, faktor antigizi).Di kolon : metabolisme mikroflora usus : dikeluarkan melalui feses terutama : protein bakteri.
Metabolisme Protein• Penggunaan protein u/ membentuk protein atau AA non essensial.• Penggunaan asam amino u/ membentuk ikatan-ikatan lain.• Penggunaan AA untuk energi• Deaminase AA• Penggunaan kelebihan protein untuk membentuk lemak.• Persediaan Metabolik Asam Amino.
• Tidak ada persediaan asam amino besar dlm tubuh.• Dalam sel tjd persedian metabolik AA dlm keseimbangan dinamis.• Jaringan paling aktif : turn over protein : protein plasma, mukosa
saluran GIT, pangkreas dan ginjal• Otot dan kulit tidak terlalu aktif.
Kecukupan Protein untuk orang Kecukupan Protein untuk orang sehatsehat
Ada 3 metode menghitung kebutuhan protein :Bayi 0 s/d 4-6 bulan : protein setara ASI .Anak-anak : metode faktorial : keseimbangan (pemeliharaan) Nitrogen ditambah perkiraan untuk pertumbuhan.Dewasa : Nitrogen balance.
Keseimbangan Nitrogen :Nitrogen balanceNitrogen balance nigativeNitrogen balance positif.
Angka Kecukupan Protein (AKP):Kebutuhan protein (FAO/WHO/UNU) :konsumsi yg diperlukan u/ mencegah kehilangan protein tubuh dan memungkinkan produksi protein dlm masa pertumbuhan, kehamilan dan menyusui. AKP dewasa : keseimbangan nitrogen 0.75 g/kg BB , berupa protein patokan tinggi yaitu telur (degestibility, utility : 100). Angka disebut safe level intake (taraf suapan terjamin).AKP dipengaruhi : Skor asam amino (SAA), daya cerna Protein (DP) dan Berat badan BB.AKP = taraf suapan terjamin x x BB
DP
100
SAA
100x
BMRmarasmic
Adapted Condition
Treatment : Surgery, radiation, drug.
Infection
Injury
Hypermetabolisme
Kwasiorkor Adaptation failure
Hospital induce malnutrition
Increase mortality & Morbidity
Type of malnutrition relate to clinical Manifestation
The nexus malnutrition & Infection
Inadequate intake
PEM
Decreas imune system
Infection
Anorexia
BMR
Gejala Klinis KwasiorkorGejala Klinis Kwasiorkor
• Oedema, umumnya seluruh tubuh terutama pada kaki (dorsus pedum).• Wajah membulat dan sembab• Pandangan mata sayu• Rambut tipis, kemerahan spt jagung, mudah dicabut tanpa terasa sakit,
rontok.• Perubahan status mental, apatis, rewel• Hepatomegali• Otot mengecil (hypertrophy), lebih nyata bila diperiksa pada posisi
berdiri atau duduk.• Anorexia• Kelainan kulitberupa bercak merah muda yg meluas dan berubah
menjadi coklat kehitaman dan terkelupas (crazy pavement dermatosis).• Sering disertai penyakit infeksi (umumnya akut), anemia dan diare.• Diagnosis : BB/U > 60% dari BB normal + Oedema
Akibat kelebihan protein :ObesitasBeban pada ginjal dan hati metabolisme mengelurkan klebihan nitrogen.Asidosis, dehidrasi, diare, kenaikan amoniak dan ureum darah dan demam.