Yuk Kenalan dengan Empat Tingkatan Struktur Protein

Protein Siapa yang tidak kenal dengan protein?. Protein berasal dari kata yunani yaitu “protos” yang berarti “yang paling utama”. Namanya […]

Protein

Siapa yang tidak kenal dengan protein?. Protein berasal dari kata yunani yaitu “protos” yang berarti “yang paling utama”. Namanya sesuai dengan fungsinya yakni, protein adalah senyawa organik yang hampir setiap fungsi semua sel makhluk hidup dan virus bergantung pada protein. Oleh karenanya, 50% lebih massa kering sel tersusun atas protein. Protein memiliki berbagai fungsi yang beraneka ragamyang dapat dilihat disini.

Makhluk hidup dan juga virus memiliki berjuta-juta protein yang berbeda-beda dengan bentuk struktur dan fungsi yang spesifik. Meskipun berbeda-beda, susunan utama yang membentuk protein terdiri atas 20 asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida (gambar 1). Setiap asam amino tersusun atas gugus amin, gugus karboksil, gugus hidroksil dan gugus samping yang bervariasi dan dilambangkan dengan R, bagian struktur inilah yang membedakan antara asam amino satu dengan asam amino lainnya seperti antara lisin, metionin, glisin, penilalanin (gambar 2).

Struktur Protein Mempengaruhi Fungsi Protein

Protein memiliki struktur tiga dimensi yang rumit dengan tingkat yang paling sederhana yaitu sekuens asam amino atau disebut polipeptida. Campbell dkk. (2008), mengatakan bahwa istilah polipeptida tidak sinonim dengan protein. Hal tersebut dianalogikan oleh Campbell dkk. seperti seutas benang dan baju, dimana dengan benang dapat dirajut baju berbagai bentuk dan ukuran baju yang berbeda-beda. Protein fungsional, bukan hanya sekedar rantai polipetida saja tetapi terdiri atas satu atau lebih rantai polipeptida yang terpuntir, terlipat dan terkumpar menjadi bentuk unik seperti bulat (protein globular) atau panjang (protein fibrosa). Struktur protein yang terbentuk bersifat spesifik sesuai dengan fungsinya seperti enzim memiliki bagian sisi aktif yang berfungsi sebagai tempat substrat menempel untuk mendapatkan produk.

Terlepas dari keanekaragamannya yang luar biasa, protein memiliki kesamaan tingkat struktur yang sama dan saling bertumpukan yaitu struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier dan struktur kuartener yang tersusun atas dua atau lebih rantai polipeptida.

Struktur Primer

Struktur primer protein merupakan struktur paling sederhana dari protein yang tersusun atas asam amino dari N-terminal ke C-terminal dan dihubungkan dengan ikatan peptida (gambar 1). Contoh struktur primer dapat dilihat pada transteri n yaitu jenis protein globular dalam darah.  Protein ini terdiri atas 4 polipeptida identik dengan jumlah asam amino 127 aa (gambar 4).

Struktur Sekunder

Pada struktur sekunder protein, polipeptida terlipat secara berulang dan membentuk pola-pola yang berperan dalam pembentukan protein secara keseluruhan. Struktur sekunder terbentuk karena adanya ikatan hidrogen pada bagian tulang punggung polipeptida (backbone). Ada dua struktur sekunder utama yaitu alfa-helix dan beta-sheet (gambar 5).

  • Alpha-helix (α-helix), berupa pilinan rantai asam amino yang berbentuk seperti spiral. Pada struktur alpha-helix, ikatan hidrogen terdapat pada antara atom –O (pada gugus –CO) dan atom H (pada gugus NH). Contoh protein yang memiliki struktur alpha helix seperti pada protein struktural rambut (alpha-keratin).
  • Beta-sheet (β-sheet), berbentuk seperti lembaran-lembaran yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H). Contoh protein yang memiliki struktur beta-sheet seperti protein sutra pada jaring laba-laba.
Struktur Tersier

Struktur tersier protein merupakan gabungan dari aneka ragam struktur sekunder. Pada struktur tersier menunjukan bagaimana rantai polipeptida melipat sendiri akibat dari interaksi gugus samping (R) antara asam amino (gambar 6). Beberapa jenis interaksi yang terbentuk yaitu:

  • Interaksi Ion: terjadi antara gugus samping yang bermuatan positif  dengan gugus samping bermuatan negatif
  • Ikatan hidrogen: pada struktur sekunder, ikatan hidrogen terjadi pada backbone polipeptida. Namun pada struktur tersier, ikatan hidrogen terjadi pada antar gugus samping asam amino. Hal ini terjadi karena pada beberapa asam amino pada bagian gugus sampingnya mengandung gugus seperti –OH, –COOH, –CONH₂, atau –NH₂.  
  • Jembatan disulfida: pada interaksi ini dapat membentuk ikatan protein yang kuat. Ikatan ini lebih kuat dibandingkan ikatan protein yang lainnya. Jembatan disulfida terbentuk pada asam amino bergugus samping sulfhidril (–SH).
Struktur Kuartener

Struktur kuartener adalah struktur keseluruhan protein yang merupakan hasil agregasi dari subunit-subunit polipeptida (struktur tersier). Contoh struktur kuartener pada protein seperti protein globular lengkap yang tersusun atas 4 polipetida (gambar 7). Hemoglobin merupakan salah satu jenis protein globular yang terdiri atas dua subunit polipeptida berbentuk alpha-helix dan dua lainnya berbetuk beta-sheet. Setiap sub unit terdiri atas nonplipeptida yang disebut dengan hem (heme) dan satu atom besi yang mengikat oksigen.

Daftar Pustaka

  • Campbell, dkk. 2008. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
  • Irianto, K. 2017. Biologi Molekuler. Bandung: Alfabeta Bandung.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *