MEKANISME PENCERNAAN PROTEIN

Di dalam rongga mulut, protein makanan belum mengalami proses pencernaan.Pencernaan protein dimulai di lambung.

1. Lambung merupakan suatu tempat yang pada berbagai spesies, protein mula-mula dicerna. Langkah pertama dalam pencernaan protein terjadi, bila pakan berhubungan dengan enzim pepsin dari getah lambung. Pepsin memecah protein menjadi gugusan yang lebih sederhana, yaitu proteosa dan pepton. Getah pankreas yang mengandung enzim tripsin, khimotripsin, dan karboksipeptidase dialirkan ke duodenum. Enzim-enzim tersebut meneruskan pencernaan protein, yang dalam lambung dimulai oleh pepsin, memecah zat-zat lebih rumit menjadi peptida dan akhirnya kedalam asam-asam amino (Anonim, 2007). Asam klorida lambung membuka gulungan protein (proses denaturasi), sehingga enzim pencernaan dapat memecah ikatan peptide. Asam klorida mengubah enzim pepsinogen tidak aktif yang dikeluarkan oleh mukosa lambung menjadi bentuk aktif pepsin. Karena makanan hanya sebentar saja tinggal di dalam lambung, pencernaan protein hanya terjadi hingga dibentuknya campuran polipeptida, proteose dan pepton (Almatsier, 2001). Di lambung, Hydrochloric acid (HCL) menguraikan rangkaian protein (denaturasi protein) dan mengaktifkan enzim pepsinogen menjadi pepsin. Pepsin lalu menguraikan protein menjadi polipeptida kecil dan beberapa asam amino bebas.
2. Pencernaan protein dilanjutkan di dalam usus halus oleh campuran enzim protease. Pankreas mengeluarkan cairan yang bersifat sedikit basa dan mengandung berbagai prekursor protease, seperti tripsinogen, kimotripsinogen, prokarboksipeptidase, dan proelastase. Enzim-enzim ini menghidrolisis ikatan peptide tertentu. Di usus halus, polipeptida diuraikan menjadi asam amino dengan menggunakan enzim pankreas dan intestinal protease:

a.       Trypsin -> menguraikan ikatan peptida menjadi asam amino lysine dan arginine.

b.      Chymotrypsin -> menguraikan ikatan peptoda menjadi asam amino phenylalanine, tyrosine, tryptophan, methionine, asparagine, dan histidine.

c.       Carboxypeptidase -> menguraikan asam amino  dari ujung karboksil polipeptida.

d.      Elastase dan collagenase -> menguraikan polipeptida menjadi polipeptida ynag kebih kecil dan tripeptida.

Dan enzim yang ada di permukaan sel dinding usus halus:

a.       Intestinal tripeptidase -> menguraikan tripeptida menjadi dipeptida dan asam amino.

b.      Intestinal dipeptidase -> menguraikan tripeptida menjadi asam amino.

c.       Intestinal aminopeptidase -> menguraikan asam amino dari ujung amino polipeptida kecil.

Sentuhan kimus terhadap mukosa usus halus merangsang dikleuarkannya enzim enterokinase yang mengubah tripsinogen tidak aktif  yang berasal dari pancreas menjadi tripsin aktif. Perubahan ini juga dilakukan oleh tripsin sendiri secara otokatalik. Di samping itu tripsin dapat mengaktifkan enzim-enzim proteolitik lain berasal dari pancreas. Kimotripsinogen diubah menjadi beberapa jenis kimotripsin aktif; prokarboksipeptidase dan proelastase diubah menjadi karboksipeptidase dan elastase aktif. Enzim-enzim pankreas ini memecah protein dari polipeptida menjadi peptide lebih pendek, yaitu tripeptida, dipeptida, dan sebagian menjadi asam amino. Mukosa usus halus juga mengeluarkan enzim-enzim protease yang menghidrolisis ikatan peptide.

3. Hidrolisis produk-produk lebih kecil hasil pencernaan protein dapat terjadi setelah memasuki sel-sel mukosa atau pada saat diangkut melalui dinding epitel. Mukosa usus halus mengeluarkan enzim amino peptidase yang memecah polipeptida menjadi asam amino bebas. Enzim ini membutuhkan mineral Mn ⁺⁺ atau Mg⁺⁺  untuk pekerjaannya. Mukosa usus halus juga mengandung enzim dipeptidase yang memecah dipeptida tertentu dan membutuhkan mineral Co⁺⁺  atau Mn⁺⁺ untuk pekerjaannya.
4. Enzim-enzim proteolitik yang ada dalam lambung dan usus halus pada akhirnya dapat mencernakan sebagian besar protein makanan menjadi asam amino bebas. Tripsin dan kimotripsin dapat lebih cepat dan sempurna bekerja bila didahului oleh tindakan pepsin. Tetapi, kedua jenis enzim ini tanpa didahului pepsin juga membebaskan asam amino dari protein.
5. Setelah itu, asam amino diserap oleh dinding usus, lalu diangkut ke sel, dimana asam amino tersebut dilepaskan ke dalam darah.
6. Kelebihan protein tidak disimpan dalam tubuh, melainkan akan dirombak dalam hati menjadi senyawa yang mengandung unsur N, seperti NH₃ (amonia) dan NH₄OH (amonium hidroksida) serta senyawa yang tidak mengandung unsur N. Senyawa yang mengandung unsur N akan disintesis menjadi urea  di hati, karena hati mempunyai enzim arginase. Urea diangkut bersama zat-zat sisa lainnya ke ginjal untuk dikeluarkan melalui urin.

Senyawa Protein alam seringkali memperlihatkan ketahanan terhadap pencernaan enzim-enzim tersebut, oleh karenanya perlu dirubah terlebih dahulu sedemikian rupa sehingga bentuk tiga dimensional dari protein dipecah ke dalam bentuk sederhana untuk memudahkan bagi enzim menghidrolisanya. Berlawanan dengan manusia yang memperoleh sebagian besar makanan proteinnya dimasak dan dengan demikian memperoleh protein dalam keadaan yang sudah dirubah, maka ayam memperoleh sebagian besar proteinnya dalam bentuk aslinya (dialam langsung tanpa perlakuan pemasakan) dan perubahan akan dilaksanakan dalam proventrikulus dan empedal. Molekul-molekul protein alam dapat mengandung hanya sedikit senyawa yang peka terhadap aksi proteinase. Akan tetapi keadaan asam proventrikulus dan empedal berguna untuk memecah protein sedemikian rupa sehingga sebagian besar senyawa peptida yang peka terhadap pepsin menjadi terurai.

Sekali proteolisis telah dimulai oleh pepsin maka akan terjadi peningkatan yang cepat dalam kepekaan senyawa peptida terhadap hidrolisis oleh enzim-enzim proteolitik usus halus. Polipeptida hasil pencernaan pepsin dalam proventrikulus dan empedal kemudian dipecah oleh tripsin, khimotripsin dan elastase di usus halus. Aksi enzim-enzim tersebut membebaskan banyak sekali senyawa peptida terakhir yang dicerna oleh aminopeptidase, karboksipeptidase dan peptidase khusus lainnya yang terdapat dalam rongga atau mukosa usus kecil. Setiap enzim harus memainkan peranannya dalam urutan hidrolisis protein. Dalam banyak hal, hidrolisa hasil kegiatan satu enzim melengkapi substrat untuk enzim berikutnya. Jadi hambatan setiap enzim proteolitik, terutama dari enzim permulaan, pepsin atau tripsin akan mengakibatkan penurunan yang nyata dalam pencernaan protein.

leer más...

PROTEIN

P R O T E I N

PENDAHULUAN

Protein (akar 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 ﴾Anonim, 2009﴿. Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh sesudah air. Seperlima bagian tubuh adalah protein, separonya ada di dalam otot, seperlima ada di dalam tulang dan tulang rawan, sepersepuluh di dalam kulit, dan selebihnya ada di jaringan lain dan cairan tubuh. Protein mempunyai fungsi khas yang tidak dapat digantikan oleh zat gizi lain, yaitu membangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh ﴾Almatsier, 2001﴿.

Protein yang kita kenal sehari-hari, sebagai salah satu bahan makanan utama, dapat berasal dari protein nabati dan protein hewani. Protein ini dikatakan protein alami, karena berasal dari makhluk hidup. Sedang di antara makanan kita terdapat juga protein sintetis, yaitu protein yang dibuat oleh manusia, berdasarkan reaksi-reaksi yang dilakukan di industri kimia.

Protein tergolong senyawa makromolekul, atau polimer, karena molekul protein merupakan gabungan dari molekul-molekul yang lebih kecil, terkenal dengan nama monomer. 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) ﴾Rufiati, 2009﴿.

Tujuan

1.         Menjelaskan dan dapat menuliskan rumus senyawa protein.

2.         Mendeskripsikan proses pencernaan protein

SENYAWA PROTEIN

Protein merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh, karena zat ini di samping berfungsi sebagai bahan bakar dalam tubuh juga berfungsi sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein adalah sumber asam–asam amino yang mengandung unsur–unsur C, H, O dan N yang tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat. Molekul protein mengandung pula fosfor, belerang, dan ada jenis protein yang mengandung unsur logam seperti besi dan tembaga.

Protein sebagai pembentuk energi akan menghasilkan 4 kalori tiap gram protein. Sebagai zat pembangun, protein merupakan bahan pembentuk jaringan– jaringan baru yang selalu terjadi dalam tubuh. Pada masa pertumbuhan proses pembentukan jaringan terjadi secara besar-besaran, pada masa kehamilan proteinlah yang memebentuk jaringan janin dan pertumbuhan embrio. Protein juga mengganti jaringan tubuh yang rusak yang perlu dirombak. Fungsi utama protein bagi tubuh ialah untuk membentuk jaringan baru dan mempertahankan jaringan yang telah ada.         Protein dapat juga digunakan sebagai bahan bakar apabila keperluan energi tubuh tidak terpenuhi oleh karbohidrat dan lemak. Protein ikut pula mengatur berbagai proses tubuh, baik langsung maupun tidak langsung dengan membentuk zat– zat pengatur proses dalam tubuh. Protein mengatur keseimbangan cairan dalam jaringan dan pembuluh darah, yaitu dengan menimbilkan tekanan osmotik koloid yang dapat menarik cairan dari jaringan ke dalam pembuluh darah. Sifat amfoter protein yang dapat bereaksi dengan asam dan basa, dapat mengatur keseimbangan asam-basa dalam tubuh.

Dalam setiap sel yang hidup, protein merupakan bagian yang sangat penting. Pada sebagian besar jaringan tubuh, protein meripakan komponen terbesar setelah air. Diperkirakan separuh atau 50% dari berat kering sel dalam jaringan seperti misalnya hati dan daging terdiri dari protein, dan dalam tenunen segar sekitar 20-50%.

Protein dalam tubuh manusia, terutama dalam sel jaringan, bertindak sebagai bahan membran sel, dapat membentuk jaringan pengikat misalnya kolagen dan elastin, serta membentuk protein yang inert seperti rambut dan kuku. Di samping itu protein dapat bekerja sebagai enzim, bertindak sebagai plasma (albumin), membentuk antibodi, membentuk kompleks dengan molekul lain, serta dapat bertindak sebagai bagian sel yang bergerak (protein otot). Kekurangan protein dalam waktu lama dapat mengganggu berbagai proses dalam tubuh dan menurunkan daya tahan tubuh terhadap penyakit.

Protein alam bahan makanan yang dikonsumsi manusia akan diserap oleh usus dalam bentuk asam amino. Kadang – kadang beberapa asam amino yang merupakan peptida dan molekul–molekul protein kecil dapat juga diserap melalui dinding usus, masuk ke dalam pembuluh darah. Hal semacam inilah yang akan menimbulkan reaksi–reaksi alergik dalam tubuh yang sering kali tibul pada orang yang makan bahan makanan yang mengandung protein, seperti susu, ikan laut, udang, telur, dan sebagainya.

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. Protein terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino, yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Molekul protein lebih kompleks daripada karbohidrat dan lemak dalam hal berat molekul dan keanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya. Ada dua puluh jenis asam amino yang diketahui sampai sekarang yang terdiri atas sembilan asam amino esensial ﴾asam amino yang tidak dapat dibuat tubuh dan harus didatangkan dari makanan﴿ dan sebelas asam amino nonesensial.

Asam Amino

Asam amino terdiri atas atom karbon yang terikat pada satu gugus karboksilat ﴾- COOH﴿, satu gugus amino ﴾- NH₂﴿, satu atom hydrogen ﴾-H﴿ dan astu gugus radikal ﴾-R﴿ atau rantai cabang, sebagaimana tampak pada gambar 1.1.

                              COOH ﴾gugus karboksil﴿

 

                     H – C – R 

 

                                      NH₂ ﴾gugus amino﴿

Gambar 1.  Struktur asam amino (Almatsier, 2001: 78)

Klasifikasi asam amino menurut jumlah gugus asam ﴾karboksil﴿ dan basa ﴾amino﴿ yang dimiliki adalah; ﴾1﴿ asam amino netral yaitu asam amino yang mengandung satu gugus asam dan satu gugus amino; ﴾2﴿ asam amino asam ﴾rantai cabang asam﴿ yaitu asam amino yang mempunyai kelebihan gugus asam dibandingkan dengan gugus basa; ﴾3﴿ asam amino basa ﴾rantai cabang basa﴿ yaitu asam amino yang mempunyai kelebihan gugus basa; ﴾4﴿ asam amino yang mengandung nitrogen imino pengganti gugus amino primer dinamakan asam imino.

1)      Asam amino netral

Asam amino netral terdiri atas asam amino alifatik (rantai cabang terdiri atsa hidrokarbon﴿, asam amino dengan rantai cabang hidroksil, asam amino dengan rantai cabang aromatik dan asam amino dengan rantai cabang yang mengandung sulfur.

Tabel 1.1 Klasifikasi Asam Amino Menurut Gugus Asam dan Basa

Asam Amino	Lambang	Struktur Gugus Samping
1.      As. Amino netral a.    Alifatik a.    Glisina b.    Alanina c.    Valina d.   Leusina e.    Isoleusina	Gly Ala Val Leu Ile	–H –CH3 –CH(CH3)2 –CH2CH(CH3)2 –CH(CH3)CH2CH3
b.    Rantai Cabang Hidroksil a.    Serin b.    Treonin	Ser Thrs	–CH2OH –CH(OH)CH3
c.    Rantai Cabang Aromatik a.    Fenilalanin b.    Tirosin c.    triftofan	Fen Tyr Trp	–C–      H2          –C–       –OH           H2         –CH2–C                    HC                      N
d.    Rantai Mengandung Sulfur a.    Sistein b.    Metionin	Cys Met	–CH2SH –CH2CH2SCH3
2.      Asam Imino Prolin	Pro	CH2 H2C                    CH2           NH –CH                            COOH
3.      Asam Amino Asam a.    Asam aspartat b.    Asam glutamate c.    Asparagin d.   Glutamin	Asp Glu Asn Gln	–CH2COOH –(CH2)2COOH                                 O                       – C – C– NH2               H2                      O                – C – C – C– NH2        H2   H2
4.      Asam Asam Basa a.    Lisin b.    Arginin c.    Histidin	Lis Arg His	–(CH2)4NH2 –(CH2)3NHC(NH2)=NH –CH2 –C         CH            HN         N                  C                  H

(Sumber : http://bima.ipb.ac.id/~tpb-ipb/materi/kimia101/BAB%2011-Senyawa%20Kompleks%20&%20Polimer.pdf)

Dr. William Rose (1917) seorang pioner dalam penelitian protein dengan menggunakan berbagai campuran asam amino, membagi asam amino dalam dua golongan, yaitu asam amino esensial dan tidak esensial. Ternyata ada Sembilan jenis asam amino esensial untuk manusia yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh. Kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesis tubuh, yang berarti harus ada dalam makanan sehari-hari. Bila tubuh mengandung cukup nitrogen, tubuh mampu mensintesis sebelas jenis asam amino lain, yaitu asam amino tidak esensial yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh. Nitrogen ini dapat berasal dari asam amino tidak esensial lain atau dari asam amino esensial yang berlebihan.

Tabel 1.2   Klasifiksai Asam Amino Menurut Esensial, Tidak Esensial Bersyarat dan Tidak Esensial

Asam Amino
Esensial	Tidak Esensial Bersyarat	Tidak Esensial
Leusin Isoleusin Valin Triptofan Fenilalanin Metionin Treonin Lisin Histidin	Prolin Serin Arginin Tirosin Sistein Trionin Glisin	Glutamate Alanin Aspartat Glutamine

Sumber: Almatsier, 2001: 82

Asam amino tidak esensial adalah asam amino yang dapat disintesis melalui aminase reduktif asam keton atau melalui transaminase. Asam amino tidak esensial bersyarat adalah asam amino yang disintesis dari asam amino lain atau metabolit mengandung nitrogen kompleks lain. Sintesis asam amino tidak dilakukan melalui transaminse sederhana. Ternyata nitrogen amino tidak bebas bisa dipertukarkan antarsemua asam amino. Sistein ternyata disinteis dari metionin atau serin, tirosin dari fenilalanin, arginin dan prolin dari glutamate dan aspartat, dan histidin dari adenine dan glutamine. Asam amino yang diperlukan untuk mensintesis asam amino tidak esensial ini dinamakan prekursor asam amino tersebut.

leer más...