Karbohidrat, Protein, Polimer, lipit
Butir-butir pati, salah satu
jenis karbohidrat cadangan makanan pada tumbuhan, dilihat dengan mikroskop cahaya.
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling
melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama
sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan
dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun
(misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur).[1] Pada proses fotosintesis, tetumbuhan hijau mengubah karbon dioksida menjadi
karbohidrat.
Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau
polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila
dihidrolisis.[2] Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk
golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n,
yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n
molekul air.[3] Namun demikian, terdapat pula
karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.[2]
Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya
glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi
rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya pati,
kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula
disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian
beberapa monosakarida).
Peran biologis
Peran dalam biosfer
Fotosintesis menyediakan
makanan bagi hampir seluruh kehidupan di bumi, baik secara langsung atau tidak
langsung. Organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, bakteri, dan alga fotosintetik memanfaatkan hasil
fotosintesis secara langsung. Sementara itu, hampir semua organisme heterotrof, termasuk manusia, benar-benar bergantung pada organisme autotrof untuk
mendapatkan makanan.[4]
Pada proses fotosintesis, karbon
dioksida diubah menjadi karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk
mensintesis materi organik lainnya. Karbohidrat yang dihasilkan oleh
fotosintesis ialah gula berkarbon tiga yang dinamai gliseraldehida 3-fosfat.menurut rozison (2009) Senyawa ini
merupakan bahan dasar senyawa-senyawa lain yang digunakan langsung oleh
organisme autotrof, misalnya glukosa, selulosa, dan amilum.
Peran sebagai bahan bakar dan nutrisi
Kentang merupakan salah satu bahan makanan
yang mengandung banyak karbohidrat.
Karbohidrat
menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup. Monosakarida,
khususnya glukosa, merupakan nutrien utama sel. Misalnya, pada vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh
tersebut menyerap glukosa dan mengambil tenaga yang tersimpan di dalam molekul tersebut pada proses respirasi seluler untuk
menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monosakarida juga
berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis molekul organik kecil
lainnya, termasuk asam amino dan asam lemak.[1]
Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 Kalori.[5] Dalam menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat cukup tinggi, yaitu
antara 70–80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan beras), umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), dan gula.[6]
Namun demikian,
daya cerna tubuh manusia terhadap karbohidrat bermacam-macam bergantung pada
sumbernya, yaitu bervariasi antara 90%–98%. Serat menurunkan daya cerna karbohidrat menjadi 85%.[7] Manusia tidak dapat mencerna selulosa sehingga serat
selulosa yang dikonsumsi manusia hanya lewat melalui saluran
pencernaan dan keluar
bersama feses. Serat-serat selulosa mengikis dinding
saluran pencernaan dan merangsangnya mengeluarkan lendir yang membantu makanan
melewati saluran pencernaan dengan lancar sehingga selulosa disebut sebagai
bagian penting dalam menu makanan yang sehat. Contoh makanan yang sangat kaya
akan serat selulosa ialah buah-buahan segar, sayur-sayuran, dan biji-bijian.[8]
Selain sebagai
sumber energi, karbohidrat juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan asam basa
di dalam tubuh[rujukan?], berperan
penting dalam proses metabolisme dalam tubuh, dan pembentuk struktur sel dengan
mengikat protein dan lemak.
Peran sebagai cadangan energi
Beberapa jenis
polisakarida berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan, yang nantinya
akan dihidrolisis untuk
menyediakan gula bagi sel ketika diperlukan. Pati merupakan suatu polisakarida simpanan pada tumbuhan.
Tumbuhan menumpuk pati sebagai granul atau butiran di dalam organel plastid, termasuk kloroplas. Dengan mensintesis pati, tumbuhan dapat menimbun
kelebihan glukosa. Glukosa merupakan bahan bakar sel
yang utama, sehingga pati merupakan energi cadangan.[9]
Sementara itu,
hewan menyimpan polisakarida yang disebut glikogen. Manusia dan vertebrata lainnya menyimpan glikogen
terutama dalam sel hati dan otot. Penguraian glikogen pada sel-sel ini akan melepaskan
glukosa ketika kebutuhan gula meningkat. Namun demikian, glikogen tidak dapat
diandalkan sebagai sumber energi hewan untuk jangka waktu lama. Glikogen
simpanan akan terkuras habis hanya dalam waktu sehari kecuali kalau dipulihkan
kembali dengan mengonsumsi makanan.[9]
Peran sebagai materi pembangun
Organisme
membangun materi-materi kuat dari polisakarida struktural. Misalnya, selulosa ialah komponen utama dinding sel tumbuhan.
Selulosa bersifat seperti serabut, liat, tidak larut di dalam air, dan
ditemukan terutama pada tangkai, batang, dahan, dan semua bagian berkayu dari
jaringan tumbuhan.[10] Kayu terutama terbuat dari selulosa dan polisakarida lain,
misalnya hemiselulosa dan pektin. Sementara itu, kapas terbuat hampir seluruhnya dari selulosa.
Polisakarida
struktural penting lainnya ialah kitin, karbohidrat yang menyusun kerangka luar (eksoskeleton) arthropoda (serangga, laba-laba, crustacea, dan hewan-hewan lain sejenis). Kitin
murni mirip seperti kulit, tetapi akan mengeras ketika dilapisi kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel berbagai jenis fungi.[8]
Sementara itu,
dinding sel bakteri terbuat dari struktur gabungan
karbohidrat polisakarida dengan peptida, disebut peptidoglikan. Dinding sel
ini membentuk suatu kulit kaku dan berpori membungkus sel yang memberi
perlindungan fisik bagi membran sel yang lunak dan
sitoplasma di dalam sel.[11]
Karbohidrat
struktural lainnya yang juga merupakan molekul gabungan karbohidrat dengan
molekul lain ialah proteoglikan, glikoprotein, dan glikolipid. Proteoglikan
maupun glikoprotein terdiri atas karbohidrat dan protein, namun proteoglikan terdiri terutama atas karbohidrat,
sedangkan glikoprotein terdiri terutama atas protein. Proteoglikan ditemukan
misalnya pada perekat antarsel pada jaringan, tulang
rawan, dan cairan sinovial yang melicinkan sendi otot. Sementara itu, glikoprotein dan glikolipid
(gabungan karbohidrat dan lipid) banyak ditemukan pada permukaan sel
hewan.[12] Karbohidrat
pada glikoprotein umumnya berupa oligosakarida dan dapat berfungsi sebagai
penanda sel. Misalnya, empat golongan darah manusia pada
sistem ABO (A, B, AB, dan O) mencerminkan keragaman oligosakarida pada
permukaan sel darah merah.[13]
Klasifikasi karbohidrat
Monosakarida
Monosakarida merupakan
karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi
aldosa dan ketosa. Contoh dari
aldosa yaitu glukosa dan galaktosa. Contoh ketosa
yaitu fruktosa.
Disakarida dan oligosakarida
Disakarida merupakan
karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui
gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa. Oligosakarida adalah polimer derajat polimerisasi 2
sampai 10 dan biasanya bersifat larut dalam air. Oligosakarida yang terdiri
dari 2 molekul disebut disakarida, dan bila terdiri dari 3 molekul disebut
triosa. Bila sukrosa (sakarosa atau gula tebu). Terdiri dari molekul glukosa
dan fruktosa, laktosa terdiri dari molekul glukosa dan galaktosa. Polisakarida
Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang dapat berantai
lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim yang spesifik
kerjanya.
Polisakarida
Polisakarida
merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya.
Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n.
Contoh polisakarida adalah selulosa, glikogen, dan amilum.
LIPIT
secara umum senyawa yang disebut lipid biasanya diartikan
sebagai suatu senyawa yang dalam pelarut tidak larut dalam air, namun larut
organik. Contohnya benzena, eter, dan kloroform. Suatu lipid suatu lipid
tersusun atas asam lemak dan gliserol. Berbagai kelas lipid dihubungkan satu
sama lain berdasarkan komponen dasarnya, sumber penghasilnya, kandungan asam
lemaknya, maupun sifat-sifat kimianya. Kebanyakan lipid ditemukan dalam
kombinasi dengan senyawa sederhana lainnya (seperti ester lilin, trigliserida,
steril ester dan fosfolipid), kombinasi dengan karbohidrat (glikolipid),
kombinasi dengan protein (lipoprotein). lipid yang sangat bervariasi struktur dan fungsinya,mulai dari volatile sex pheromones sampai ke karet alam.
Berdasarkan komponen dasarnya, lipid terbagi ke dalam lipid sederhana (simple lipid), lipid majemuk (compound lipid), dan lipid turunan (derived lipid). Berdasarkan sumbernya, lipid dikelompokkan sebagai lemak hewan (animal fst), lemak susu (milk fat), minyak ikan (fish oil), dll. Klasifikasi lipid ke dalam lipid majemuk karena lipid tersebut mengandung asam lemak yang dapat disabunkan, sedangkan lipid sederhana tidak mengandung asam lemak dan tidak dapat disabunkan.
Lipid seperti lilin (wax), lemak, minyak, dan fosfolipid adalah ester yang jika dihidrolisis dapat menghasilkan asam lemak dan senyawa lainnya termasuk alkohol. Steroid tidak mengandunga asam lemak dan tidak dapat dihidolisis.
Lipid berpern penting dalam komponen struktur membran sel. Lemak dan minyak dalam bentuk trigliserol sebagai sumber penyimpan energi, lapisan pelindung, dan insulator organ-organ tubuh beberapa jenis lipid berfungsi sebagai sinyal kimia, pigmen, juga sebagai vitamin, dan hormon.
Fosfolipida memiliki seperti trigliserida. Bedanya, pada fosfolipida satu asam lemaknya digantikan oleh gugus fosfat yang mengikat gugus alkohol yang mengandung nitrogen, contohnya yaitu fosfatidiletanolamin (sefalin), fosfatidilkolin (lesitin), dan fosfatidilserin.
Sebagian besar lemak dan minyak di alam terdiri atas 98-99% trigliserida. Trigliserida adalah suatu ester gliserol. Trigliserida terbentuk dari 3 asam lemak dan gliserol. Apabila terdapat satu asam lemak dalam ikatan dengan gliserol maka dinamakan monogliserida. Fungsi utama Trigliserida adalah sebagai zat energi. Lemak disimpan di dalam tubuh dalam bentuk trigliserida. Apabila sel membutuhkan energi, enzim lipase dalam sel lemak akan memecah trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak serta melepasnya ke dalam pembuluh darah. Oleh sel-sel yang membutuhkan komponen-komponen tersebut kemudian dibakar dan menghasilkan energi, karbondioksida (CO2), dan air (H2O).
Kolesterol adalah jenis lemak yang paling dikenal oleh masyarakat. Kolesterol merupakan komponen utama pada struktur selaput sel dan merupakan komponen utama sel otak dan saraf. Kolesterol merupakan bahan perantara untuk pembentukan sejumlah komponen penting seperti vitamin D (untuk membentuk & mempertahankan tulang yang sehat), hormon seks (contohnya Estrogen & Testosteron) dan asam empedu (untuk fungsi pencernaan ).
Pada umumnya lemak tidak larut dalam air, yang berarti juga tidak larut dalam plasma darah. Agar lemak dapat diangkut ke dalam peredaran darah, maka lemak tersebut harus dibuat larut dengan cara mengikatkannya pada protein yang larut dalam air. Ikatan antara lemak (kolesterol, trigliserida, dan fosfolipid) dengan protein ini disebut Lipoprotein (dari kata Lipo=lemak, dan protein). Lipoprotein bertugas mengangkut lemak dari tempat pembentukannya menuju tempat penggunaannya
B. PEMBAHASAN
Berbeda dengan karbohidrat dan protein, lipid bukan merupakan suatu polimer. Suatu molekul dikatagorikan dalam lipid karena :
• mempunyai kelarutan yg rendah di dlm air
• larut dalam pelarut organik (eter, kloroform)
• Terdiri dari C, H, O
Berikut ini pemngolongan lipid dilihat dari struktur dan fungsinya. Berdasarkan strukturnya, lipid dapat dibagi menjadi 2 :
• Lipid dengan rantai hidrokarbon terbuka. Contonhnya : asam lemak, TAG, pingolipid, fosfoasilgliserol, glikolipid
• Lipid dengan rantai hidorkarbon siklis contohnya : steroid (kolesterol)
Berdasarkan fungsinya, lipid dapat dibagi menjadi :
• Lipid simpanan (storage lipid)
• Lipid struktural (penyusun membran)
Lipid fungsional (sbg tanda / signal, kofaktor dan pigment)
Berikut ini pembagian lipid yang sering digunakan dalam menggolongkan Lipid :
A. Griserol
B. Asam lemak
C. Fospolipid
D. Lilin ( wax )
Rantai panjang (c14-c36) baik jenuh atau tak jenuh dengan alkohol rantai panjang (c16-c30) mempunyai titik lebur 60-100oc. karena kemampuannya sbg karena kemampuannya sbg water repellents & bentuknya yang padat banyak dijumpai sebagai lapisan pelindung baik pada hewan dan tumbuhan. Contoh: rambut, bulu dan kulit burung. Pada beberapa jenis tumbuhan juga terdapat pada lapisan atas daun, buah-buahan dll.
kombinasi dengan protein (lipoprotein). lipid yang sangat bervariasi struktur dan fungsinya,mulai dari volatile sex pheromones sampai ke karet alam.
Berdasarkan komponen dasarnya, lipid terbagi ke dalam lipid sederhana (simple lipid), lipid majemuk (compound lipid), dan lipid turunan (derived lipid). Berdasarkan sumbernya, lipid dikelompokkan sebagai lemak hewan (animal fst), lemak susu (milk fat), minyak ikan (fish oil), dll. Klasifikasi lipid ke dalam lipid majemuk karena lipid tersebut mengandung asam lemak yang dapat disabunkan, sedangkan lipid sederhana tidak mengandung asam lemak dan tidak dapat disabunkan.
Lipid seperti lilin (wax), lemak, minyak, dan fosfolipid adalah ester yang jika dihidrolisis dapat menghasilkan asam lemak dan senyawa lainnya termasuk alkohol. Steroid tidak mengandunga asam lemak dan tidak dapat dihidolisis.
Lipid berpern penting dalam komponen struktur membran sel. Lemak dan minyak dalam bentuk trigliserol sebagai sumber penyimpan energi, lapisan pelindung, dan insulator organ-organ tubuh beberapa jenis lipid berfungsi sebagai sinyal kimia, pigmen, juga sebagai vitamin, dan hormon.
Fosfolipida memiliki seperti trigliserida. Bedanya, pada fosfolipida satu asam lemaknya digantikan oleh gugus fosfat yang mengikat gugus alkohol yang mengandung nitrogen, contohnya yaitu fosfatidiletanolamin (sefalin), fosfatidilkolin (lesitin), dan fosfatidilserin.
Sebagian besar lemak dan minyak di alam terdiri atas 98-99% trigliserida. Trigliserida adalah suatu ester gliserol. Trigliserida terbentuk dari 3 asam lemak dan gliserol. Apabila terdapat satu asam lemak dalam ikatan dengan gliserol maka dinamakan monogliserida. Fungsi utama Trigliserida adalah sebagai zat energi. Lemak disimpan di dalam tubuh dalam bentuk trigliserida. Apabila sel membutuhkan energi, enzim lipase dalam sel lemak akan memecah trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak serta melepasnya ke dalam pembuluh darah. Oleh sel-sel yang membutuhkan komponen-komponen tersebut kemudian dibakar dan menghasilkan energi, karbondioksida (CO2), dan air (H2O).
Kolesterol adalah jenis lemak yang paling dikenal oleh masyarakat. Kolesterol merupakan komponen utama pada struktur selaput sel dan merupakan komponen utama sel otak dan saraf. Kolesterol merupakan bahan perantara untuk pembentukan sejumlah komponen penting seperti vitamin D (untuk membentuk & mempertahankan tulang yang sehat), hormon seks (contohnya Estrogen & Testosteron) dan asam empedu (untuk fungsi pencernaan ).
Pada umumnya lemak tidak larut dalam air, yang berarti juga tidak larut dalam plasma darah. Agar lemak dapat diangkut ke dalam peredaran darah, maka lemak tersebut harus dibuat larut dengan cara mengikatkannya pada protein yang larut dalam air. Ikatan antara lemak (kolesterol, trigliserida, dan fosfolipid) dengan protein ini disebut Lipoprotein (dari kata Lipo=lemak, dan protein). Lipoprotein bertugas mengangkut lemak dari tempat pembentukannya menuju tempat penggunaannya
B. PEMBAHASAN
Berbeda dengan karbohidrat dan protein, lipid bukan merupakan suatu polimer. Suatu molekul dikatagorikan dalam lipid karena :
• mempunyai kelarutan yg rendah di dlm air
• larut dalam pelarut organik (eter, kloroform)
• Terdiri dari C, H, O
Berikut ini pemngolongan lipid dilihat dari struktur dan fungsinya. Berdasarkan strukturnya, lipid dapat dibagi menjadi 2 :
• Lipid dengan rantai hidrokarbon terbuka. Contonhnya : asam lemak, TAG, pingolipid, fosfoasilgliserol, glikolipid
• Lipid dengan rantai hidorkarbon siklis contohnya : steroid (kolesterol)
Berdasarkan fungsinya, lipid dapat dibagi menjadi :
• Lipid simpanan (storage lipid)
• Lipid struktural (penyusun membran)
Lipid fungsional (sbg tanda / signal, kofaktor dan pigment)
Berikut ini pembagian lipid yang sering digunakan dalam menggolongkan Lipid :
A. Griserol
B. Asam lemak
C. Fospolipid
D. Lilin ( wax )
Rantai panjang (c14-c36) baik jenuh atau tak jenuh dengan alkohol rantai panjang (c16-c30) mempunyai titik lebur 60-100oc. karena kemampuannya sbg karena kemampuannya sbg water repellents & bentuknya yang padat banyak dijumpai sebagai lapisan pelindung baik pada hewan dan tumbuhan. Contoh: rambut, bulu dan kulit burung. Pada beberapa jenis tumbuhan juga terdapat pada lapisan atas daun, buah-buahan dll.
Protein
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.[1] Sampai tahap ini, protein masih "mentah",
hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi,
terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.[2][3]
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 hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat
satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat
empat):[4][5]
- 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").[4]
- 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).[6] 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.
Kekurangan Protein
Protein sendiri
mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang
keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus
sedikitnya mengonsumsi 1 g protein per kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan
protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet-atlet.
Kekurangan
Protein bisa berakibat fatal:
- Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin)
- Yang paling buruk ada yang disebut dengan Kwasiorkor, penyakit kekurangan protein.[7] Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar, yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem.Simptom yang lain dapat dikenali adalah:
- hipotonus
- gangguan pertumbuhan
- hati lemak
- Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.
Sintese protein
Dari makanan
kita memperoleh Protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan menjadi peptid peptid yang
strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan
bantuan enzim. Tubuh manusia memerlukan 9 asam amino. Artinya
kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh tubuh esensiil,
sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau tidak esensiil
oleh tubuh. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus
maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh.
Kode untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh DNA. Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian
karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosom atau retikulum
endoplasma, disebut
sebagai translasi.
Sumber Protein
- Daging
- Ikan
- Telur
- Susu, dan produk sejenis Quark
- Tumbuhan berbji
- Suku polong-polongan
- Kentang
Studi dari
Biokimiawan USA Thomas Osborne Lafayete Mendel, Profesor untuk biokimia di Yale, 1914, mengujicobakan
protein konsumsi dari daging dan tumbuhan kepada kelinci. Satu grup kelinci-kelinci tersebut diberikan makanan
protein hewani, sedangkan grup yang lain diberikan protein nabati. Dari
eksperimennya didapati bahwa kelinci yang memperoleh protein hewani lebih cepat
bertambah beratnya dari kelinci yang memperoleh protein nabati. Kemudian studi
selanjutnya, oleh McCay dari Universitas
Berkeley menunjukkan
bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali
lebih lama.
Keuntungan Protein
- Sumber energi
- Pembetukan dan perbaikan sel dan jaringan
- Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi
- Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel
- Sebagai cadangan makanan
Methode Pembuktian Protein
- Tes UV-Absorbsi
- Reaksi Xanthoprotein
- Reaksi Millon
- Reaksi Ninhydrin
- Reaksi Biuret
- Reaksi Bradford
- Tes Protein berdasar Lowry
- Tes BCA-
Polimer
Suatu polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat
yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik
(memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA.
Polimer
didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang
menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unit monomer. Manusia sudah
berabad-abad menggunakan polimer dalam bentuk minyak, aspal, damar, dan permen
karet. Tapi industri polimer modern baru mulai berkembang pada masa revolusi
industri. Di akhir 1830-an, Charles Goodyear berhasil memproduksi sebentuk
karet alami yang berguna melalui proses yang dikenal sebagai “vulkanisasi”. 40
tahun kemudian, Celluloid (sebentuk plastik keras dari nitrocellulose) berhasil
dikomersialisasikan. Adalah diperkenalkannya vinyl, neoprene, polystyrene, dan
nilon pada tahun 1930-an yang memulai ‘ledakan’ dalam penelitian polimer yang
masih berlangsung sampai sekarang. Sebelum mendiskusikan peranan polimer dalam
konstruksi komersial, berikut ini kami sajikan sedikit infromasi mengenasi
struktur, tipe, dan sifat-sifat fisik polimer. Polimer seperti kapas, wol,
karet, dan semua plastik digunakan di hampir semua industri. Polimer alami dan
sintetik bisa diproduksi dengan beragam kekakuan, kekuatan, ketebalan, dan
ketahanan terhadap panas. Elastomer (polimer bersifat elastis) memiliki
struktur yang saling bersilangan dan longgar. Struktur rantai bertipe inilah
yang menyebabkan elastomer memiliki ingatan. Rata-rata 1 dari 100 molekul
saling bersilangan. Saat jumlah rata-rata ikatan saling bersilangan itu
meningkat (sekitar 1 dalam 30), material menjadi lebih kaku dan rapuh. Baik
karet alami dan sintetis adalah contoh dari elastomer. Di bawah kondisi
temperatur dan tekanan tertentu, plastik yang juga termasuk polimer dapat
dibentuk atau dicetak. Berbeda dengan elastomer, plastik lebih kaku dan tidak
memiliki elastisitas yang dapat dibalik. Selulosa mreupakan salah satu contoh
material berpolimer yang harus dimodifikasi secara bertahap sebelum diproses
dengan metode yang biasanya digunakan untuk plastik. Beberapa plastik (seperti
nilon dan selulosa asetat) dibentuk menjadi fiber. Padatan amorf terbentuk saat
rantai memiliki orientasi yang kecil di sepanjang polimer yang besar.
Temperatur transisi kaca merupakan titik dimana polimer mengeras menjadi
padatan amorf. Istilah ini digunakan sebab padatan amorf punya sifat-sifat yang
mirip dengan kaca. Dalam proses kristalisasi, ditemukan bahwa rantai-rantai
yang relatif pendek mengorganisir diri mereka sendiri menjadi struktur
kristalin lebih cepat daripada molekul yang lebih panjang. Dengan begitu,
derajat polimerisasi (DP) merupakan sebuah faktor yang penting dalam menentukan
kekristalinan sebuah polimer. Polimer dengan DP yang tinggi sulit diatur
menjadi lapisan-lapisan sebab cenderung menjadi kusut. Dalam mempelajari
polimer dan aplikasinya, penting untuk memahami konsep temperatur transisi
kaca, T g. Polimer yang temperaturnya jatuh di bawah T g akan semakin kusut.
Sedang polimer yang temperaturnya naik di atas T g akan menjadi lebih mirip
dengan karet. Dengan begitu, pengetahuan akan T g merupakan hal yang penting
dalam memilih bahan-bahan untuk berbagai aplikasi. Pada umumnya, nilai T g di
bawah temperatur ruangan menentukan bidang elastomer sedang nilai T g di atas
temperatur ruangan menyebabkan polimer berstruktur kaku. Perilaku ini bisa
dipahami dalam hal struktur bahan berkaca yang biasanya dibentuk oleh substansi
yang mengandung rantai-rantai yang panjang, jaringan atom-atom yang
berhubungan, atau apapun yang memiliki struktur molekul yang komples. Normalnya
dalal keadaan cair, bahan-bahan seperti itu memiliki sifat rekat/kekentalan
yang tinggi. Saat temperatur berubah menjadi dingin dengan cepat, kristalin
berada dalam keadaan lebih stabil sedang pergerakan molekul menjadi terlalu
pelan atau geometri terlalu kaku untuk membentuk kristalin. Istilah kaca
bersinonim dengan keadaan tak seimbang yang terus-menerus. Sifat polimer
lainnya, yang juga sangat tergantung pada temperaturnya, adalah responsnya
terhadap gaya—sebagaimana diindikasikan oleh dua tipe perilaku yang utama:
elastis dan plastik. Bahan-bahan bersifat elastis akan kembali ke bentuk
asalnya begitu gaya tidak ada lagi. Bahan-bahan plastik takkan kembali ke
bentuk asalnya. Di dalam bahan plastik berlangsung aliran yang mirip dengan
cairan yang sifat rekat/kekentalannya tinggi. Kebanyakan material
mendemonstrasikan kombinasi dari perilaku elastis dan plastik, memperlihatkan
perilaku plastik setelah melebihi batasan elastis.
Sekilas
Meskipun
istilah polimer lebih populer menunjuk kepada plastik, tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas
material alami dan sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer
alami seperti shellac dan amber telah
digunakan selama beberapa abad. Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi
secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti protein dan asam nukleat memainkan
peranan penting dalam proses biologi.
Klasifikasi polimer
Teknologi
polimer berdasarkan sumbernya dapat dikelompokkan dalam 3 kelompok, yaitu (1)
Polimer Alam yang terjadi secara alami seperti karet alam, karbohidrat,
protein, selulosa, dan wol. (2) Polimer Semi Sintetik yang diperoleh dari hasil
modifikasi polimer alam dan bahan kimia seperti serat rayon dan selulosa
nitrat. (3) Polimer Sintesis, yaitu polimer yang dibuat melalui polimerisasi
dari monomer-monomer polimer, seperti formaldehida."
Demikian papar
Ir. Yusuf Setiawan, M.Eng selaku Peneliti Bidang Derivat Selulosa dan
Lingkungan Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung. Hal ini disampaikan Yusup
ketika menjadi pembicara Kuliah Umum "Peranan Polimer Sebagai Bahan Baku
Pengembangan Produk Manufaktur" di Jurusan Teknik Kimia FTI UII, Rabu, 29
Desember 2010. Dalam Kuliah Umum tersebut, Yusuf berdampingan dengan Prof. Ir.
Rochmadi, SU., Ph.D selaku Kepala Laboratorium Teknologi Polimer, Teknik Kimia,
FT UGM.
Menurut kedua
pembicara, teknologi polimer di Indonesia berkembang secara aplikatif dan
dinamis. "Pemanfaatan teknologi polimer dalam kehidupan kita sehari-hari
dapat kita lihat pada produk pelumas mesin, pesawat terbang, kampas rem,
isolator alat listrik, gigi palsu dan lain sebagainya. Jadi, pemanfaatan
teknologi polimer ini tidak akan ada matinya. Hal inilah yang seharusnya dapat
meningkatkan minat mahasiswa untuk terus mengkaji dan meneliti teknologi
polimer", ujar Prof. Rochmadi.
Bagi Indonesia,
menurut mereka, dampak positif dengan berkembangnya industri polimer dapat
menyerap lebih banyak tenaga kerja. "Apalagi dengan sifat-sifat yang
dimiliki polimer seperti mudah diolah menjadi produk pada suhu rendah dan biaya
murah, ringan, tahan korosi, dan bersifat isolator yang baik terhadap panas dan
listrik, maka teknologi polimer ini ke depan akan semakin banyak diminati oleh
perusahaan manufaktur sebagai bahan baku mereka." tutur mereka.===
Berdasarkan sumbernya ===
- Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut
- Polimer sintetis
- Tidak terdapat secara alami: nylon, poliester, polipropilen, polistiren
- Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis
- Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya)
Berdasarkan jumlah rantai karbonnya
- 1 ~ 4 Gas (LPG, LNG)
- 5 ~ 11 Cair (bensin)
- 9 ~ 16 Cairan dengan viskositas rendah
- 16 ~ 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk)
- 25 ~ 30 Padat (parafin, lilin)
- 1000 ~ 3000 Plastik (polistiren, polietilen, dll)




0 komentar:
Posting Komentar