Asam Amino dan Protein

Asam amino merupakan monomer dari suatu protein. α asam amino terbentuk karena adanya ikatan antara atom C central (Cα) dengan gugus amino, gugus karboksil, atom Hidrogen dan gugus R tertentu. Gugus R ini disebut juga sebagai gugus rantai samping yang menentukan fungsi biologis dari suatu asam amino. Disebut dengan atom C cental (Cα=karbon α) karena bersebelahan dengan gugus karboksil yang bersifat asam. Atom C ini disebut juga dengan atom C kiral, yaitu atom C yang mengikat gugus yang berbeda pada keempat lengannya sehingga membentuk struktur tetrahedral. Struktur tetrahedral ini menyebabkan adanya aktivitas optis sehingga terbentuk isomer L dan isomer D. di alam, yang ditemukan banyak adalah asam amino dalam bentuk isomer L.

Asam amino pada titik isoelektriknya (pH netral) akan berbentuk ion dipolar (zwitter ion) dimana gugus amino akan terprotonisasi menjadi NH43+ dan gugus karboksil akan terdeprotonisasi menjadi COO-. Muatan pada asam amino dipengaruhi oleh pH.

Suatu asam amino digolongkan berdasarkan sifat gugus rantai sampingnya yaitu sebagai gugus polar dan gugus nonpolar:

1. Polar : a) tdak bermuatan (sperti serin, trionin, sistein, aspargin dan glutamine). 2 gugus sistein jika berdekatan bisa membentuk jembatan disulfide yang selanjutnya disebut dengan Sistine. b) positive (sperti lisin, arginin, dan histidin). c) negative (sperti aspartat dan glutamate).
2. Non polar : a) group alifatik yang bersifat hidrofobik (sperti glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin, dan metionin). b) group aromatic yang menyerap cahaya pada gelombang UV (sperti fenil alanin, tirosin, dan triptopan).

Suatu asam amino juga digolongkan menjadi 7 berdasarkan jenis rantai sampingnya, yaitu sebagai berikut:

1. Alifatik : glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin, prolin
2. Hidroksil alifatik : serin, treonin
3. Aromatic : fenil alanin, tirosin, triptopan
4. Basa : lisin, arginin, histidin
5. Asam : asam aspartat, asam glutamate
6. Amida : aspargin, glutamine
7. Belerang : sistein, metionin

Protein adalah suatu polimer linier dari asam amino yang terhubung dengan ikatan peptide antara gugus α-karboksil dengan gugus α-asam amino yang ada disebelahnya yang akan membentuk suatu struktur 3D. bentuk struktur 3D ini ditentukan oleh urutan susunan asam amino pada suatu protein. Bentuk 3D ini juga menentukan fungsi dari suatu pritein.

Asam amino penyusun protein berjumlah 20 macam, yang dimana asam amino ini akan membentuk suatu kombinasi urutan asam amino yang berbeda-beda sehingga terbentuk protein yang berbeda-beda pula. Struktur dari protein dibagi menjadi 4, yaitu sruktur primer, sekunder, tersier dan kuartener. Berikut adalah penjelasan dari masing-masing struktur :

1. Struktur primer : suatu asam amino membentuk ikatan dengan asam amino lainnya dengan ikatan peptide sehingga terbentuk suatu formasi asam amino. Formasi asam amino ini selanjutnya akan membentuk polipeptida.
2. Struktur sekunder : rantai polipeptida yang berdekatan akan saling berinteraksi sehingga terbentuk struktur linier (β sheet) atau helix (α helix).
3. α helix berbentuk seperti kabel telepon yang berpilin-pilin. Struktur ini terbentuk karena terjadi ikatan hydrogen antara H dan O dari gugus amino atau gugus karboksil. Arah putarannya selalu kekanan dan memiliki 3,6 residu.
4. β sheet berbentuk seperti lembaran yang linier, terjadi karena adanya ikatan pada polipeptida yang tersusun secara berdampingan. Struktur ini ada dua jenis, yaitu parallel (jika arahnya searah = ‹‹‹) dan anti parallel (jika arahnya berselingan = ‹Œ‹).  Struktur β sheet contohnya terdapat pada protein serat dan sutra. 
5. Struktur tersier : merupakan struktur yang terbentuk karena adanya interaksi antara asam amino yang berjauhan sehingga membentuk suatu struktur 3D. terbentuknya struktur ini dipengaruhi oleh rantai samping dari asam amino tersebut.
6. Struktur kuartener : struktur ini hanya dimiliki oleh protein yang terdiri dari lebih dari 1 rantai polipeptida. Rantai polipeptida ini bisa identik atau bisa berbeda.

Struktur kuartener dari suatu protein menyebabkan terbentuknya suatu bentuk/struktur yaitu globuler, membrane dan fibrous. Berikut adalah penjelasannya:

1. Globuler : bentuknya kompak karena terdapat ikatan hidrofobik sehingga tidak terurai, larut dalam air dan relative lebih beragam.
2. Membrane
3. Fibrous : terdiri dari satu macam struktur sekunder α helix, bersifat hidrofobik. Berfungsi sebagai pembentuk struktur sel.