Protein terbentuk dari asam-asam amino melalui ikatan peptida. Protein adalah salah satu senyawa penting penyusun sel hidup. Protein terdapat dalam semua jaringan hidup, baik tumbuhan maupun hewan. Molekul protein terdiri dari unsur karbon (50-55%), hidrogen (±7%), oksigen (±23%), dan nitrogen (± 16%). Banyak juga protein yang mengandung belerang dengan kadar 1-2%, dan fosforus dalam jumlah yang lebih sedikit lagi.
Beberapa protein mengandung besi, mangan, tembaga, dan iodin. Molekul protein sangatlah besar, massa molekul relatifnya berkisar dari 6000 sampai beberapa juta. Jika dididihkan dalam larutan asam atau basa encer, atau karena pengaruh enzim tertentu, protein mengalami hidrolisis membentuk asam-asam amino.
Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa protein adalah polimer dari asam-asam amino. Dalam artikel kali ini akan di bahas tentang asam amino sebagai komponen utama penyusun protein dan reaksi pembentukan protein dari asam-asam amino.
Asam amino
Asam amino adalah suatu golongan senyawa karbon yang setidak-tidaknya mengandung satu gugus karboksil (—COOH) dan satu gugus amino (—NH2). Jika gugus amino terikat pada atom C alfa (yaitu atom karbon yang terikat langsung pada gugus karboksil), disebut asam alfa-amino; jika gugus aminonya terikat pada atom C beta, disebut asam beta-amino, dan seterusnya. Di alam hanya ditemukan asam-asam alfa amino. Struktur umum asam alfa amino adalah sebagai berikut.
Gugus R adalah gugus pembeda antara asam amino yang satu dari yang lainnya. Perhatikanlah struktur dari beberapa asam amino pada Gambar berikut.
Glisin adalah asam α-amino yang paling sederhana, dengan gugus R berupa sebuah atom H gugus R dari asam amino yang lain sangat beragam, ada yang mengandung belerang (misalnya sistein), ada yang mengandung cincin benzena (misalnya tirosin), ada yang mengandung gugus karboksil (misalnya asam glutamat), ada juga yang mengandung gugus amino (misalnya lisin). Kecuali glisin, semua asam α-amino bersifat optis karena atom C alfa itu asimetris.
Sebagaimana diketahui, gugus karboksil (—COOH) adalah gugus yang bersifat asam karena dapat melepas proton (H+). Sementara itu, gugus amino (—NH2) adalah gugus yang bersifat basa karena dapat mengikat proton (H+) membentuk —NH3+. Dalam larutan, gugus —COOH akan melepaskan proton yang kemudian diserap oleh gugus —NH2, sehingga terbentuk suatu ion yang mempunyai baik muatan positif maupun muatan negatif. Ion yang mempunyai dua jenis muatan ini di sebut ion zwitter.
Karena mempunyai gugus asam dan gugus basa, maka asam amino bersifat amfoter (dapat bereaksi baik dengan asam maupun dengan basa). Jika direaksikan dengan asam maka asam amino akan menjadi suatu anion, sebaliknya jika direaksikan dengan basa maka asam amino menjadi kation.
Oleh karena itu, apakah asam amino akan bermuatan positif atau negatif akan bergantung pada pH larutan. Jika suatu asam amino yang bermuatan positif ditetesi dengan suatu basa (dinaikkan pH-nya), maka muatan positifnya akan turun hingga menjadi netral dan seterusnya menjadi bermuatan negatif. pH pada saat asam amino itu tidak bermuatan disebut titik isolistrik (TIL).
Asam Amino Esensial dan Nonesensial
Telah disebutkan bahwa protein terbentuk dari asam-asam amino. Satu molekul protein terbentuk dari 20 jenis (20 jenis, bukan 20 molekul) asam amino. Sebagian asam amino tersebut dapat disintesis dalam tubuh, tetapi ada 10 yang tidak dapat disintesis, jadi haruslah terdapat dalam makanan sehari-hari. Kesepuluh asam amino itu disebut asam amino esensial, sedangkan asam amino yang dapat disentesis disebut asam amino nonesensial. Asam-asam amino yang tergolong asam amino esensial yaitu valin, leusin, isoleusin, treonin, lisin, metionin, fenilalanin, triptofan, histidin, dan arginin. Beberapa contoh asam amino nonesensial yaitu glisin, alanin, serin, asam glutamat, tirosin, sistein, dan prolin.