Fungsi Protein dalam Sel dan Tubuh Manusia
Protein adalah komponen vital dari tubuh kita. Mereka membentuk bagian dari struktur tubuh dan melakukan banyak fungsi penting. Protein memungkinkan kita untuk bergerak, mendistribusikan oksigen ke seluruh tubuh, menggumpal darah ketika kita terluka, melawan infeksi, mengangkut zat masuk dan keluar dari sel, mengendalikan reaksi kimia, dan mengirimkan pesan dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh lainnya.
Hemoglobin, Fibrinogen, dan Albumin dalam Darah
Sel darah merah mengandung protein yang disebut hemoglobin, yang memberi warna pada sel. Hemoglobin mengambil oksigen dari paru-paru. Ketika sel-sel darah merah berjalan di sekitar tubuh, hemoglobin melepaskan oksigen ke sel-sel jaringan. Ini membutuhkan oksigen untuk menghasilkan energi dari makanan yang dicerna dan membuat zat yang mereka butuhkan.
Bagian cair darah disebut plasma. Ini mengandung protein yang disebut fibrinogen, yang terlibat dalam proses pembekuan darah. Ketika pembuluh darah pecah, serangkaian reaksi kimia mengubah fibrinogen menjadi protein padat yang disebut fibrin. Serat-serat fibrin membentuk jaring di atas daerah yang terluka yang memerangkap darah keluar. Rangkaian serat dan darah yang terperangkap membentuk gumpalan darah.
Albumin adalah protein lain dalam plasma darah. Ini membantu menjaga air dalam darah dan mempertahankan volume cairan yang benar dalam pembuluh. Albumin juga mengangkut bilirubin ke hati. Bilirubin adalah zat limbah yang dibuat dari pemecahan hemoglobin dalam sel darah merah tua dan rusak. Hati mengubah bilirubin menjadi bentuk yang dapat diekskresikan
Antibodi dan Sistem Penyeimbang
Protein penting dalam sistem kekebalan tubuh kita, yang melawan infeksi. Misalnya, darah mengandung antibodi, yang merupakan protein yang dibuat oleh jenis sel darah putih yang disebut limfosit B atau sel B. Antibodi melawan penjajah seperti bakteri dan virus.
Protein tertentu dalam darah dan protein tertentu yang menempel pada membran sel membentuk sistem komplemen. Sistem ini memiliki sejumlah fungsi dalam sistem kekebalan tubuh. Ini “menyeimbangkan” aktivitas antibodi dan fagosit. Fagosit adalah sel darah putih yang menelan dan menghancurkan penjajah. Lebih dari dua puluh protein penyeimbang telah ditemukan.
Protein penyeimbang beredar di seluruh tubuh dalam darah dan cairan jaringan dalam bentuk tidak aktif. Ketika bagian spesifik dari mikroba penyerang terdeteksi, sistem penyeimbang diaktifkan. Molekul penyeimbang yang diaktifkan menarik sel darah putih ke suatu daerah ketika infeksi datang. Mereka juga memicu lisis (ledakan) bakteri serta kegiatan yang bermanfaat yang dilakukan oleh sistem kekebalan tubuh
Aktin dan miosin adalah protein yang ada sebagai filamen dalam serat otot (atau sel otot). Ketika ion kalsium hadir, filamen bergeser satu sama lain, menyebabkan otot berkontraksi. Protein juga ditemukan dalam jenis sel lain dan bertanggung jawab untuk berbagai gerakan dan di dalam sel.
Myoglobin adalah pigmen merah pada otot yang berikatan dengan oksigen. Ini melepaskan oksigen ke sel-sel otot ketika mereka perlu menghasilkan energi. Myosin memiliki beberapa kesamaan dengan hemoglobin tetapi juga beberapa perbedaan.
Polipeptida adalah rantai tunggal asam amino. Beberapa protein hanya mengandung satu polipeptida, tetapi yang lain memiliki beberapa polipeptida yang bergabung. Molekul mioglobin hanya terdiri dari satu rantai polipeptida sedangkan molekul hemoglobin mengandung empat. Grup heme dalam mioglobin dan hemoglobin berikatan dengan oksigen. Myoglobin memiliki satu kelompok heme dan hemoglobin memiliki empat.
Feritin adalah protein dalam sel yang menyimpan zat besi dan melepaskannya saat dibutuhkan. Feritin ditemukan di otot rangka dan juga di hati, limpa, sumsum tulang, dan area tubuh lainnya. Sejumlah kecil ferritin ada dalam darah.
Membran sel
Lapisan luar sel disebut membran sel atau membran plasma. Itu dibuat terutama dari lapisan ganda fosfolipid (“bilayer fosfolipid”), molekul kolesterol, dan molekul protein.
Protein membran diklasifikasikan menjadi tiga kategori utama.
Protein perifer ada di permukaan luar dan / atau dalam membran. Ikatan antara protein perifer dan membran sel lemah dan seringkali bersifat sementara. Protein perifer sering menduduki di permukaan membran tetapi kadang-kadang memperpanjang jarak kecil ke dalamnya.
Protein integral tidak hanya ada di permukaan membran tetapi juga menembus membran. Sebagian besar meluas sampai ke membran dan dikenal sebagai protein transmembran. Beberapa protein integral merentang membran beberapa kali.
Protein yang terikat lipid atau terkait lipid terletak seluruhnya dalam lapisan ganda fosfolipid dan tidak meluas ke permukaan membran. Mereka lebih jarang daripada jenis protein membran lainnya.
Fungsi Protein Membran
Molekul protein dalam membran memiliki berbagai fungsi. Beberapa bentuk saluran yang memungkinkan zat bergerak melalui membran. Yang lain membawa zat melalui membran sel. Beberapa protein membran bertindak sebagai enzim dan menyebabkan reaksi kimia terjadi. Lainnya adalah reseptor, yang bergabung dengan zat-zat tertentu di permukaan sel.
Contoh dari reseptor yang sedang beraksi adalah bergabungnya insulin dengan protein reseptor. Insulin adalah hormon protein yang dibuat oleh pankreas. Penyatuan insulin dan reseptor menyebabkan membran menjadi lebih permeabel terhadap glukosa. Ini memungkinkan glukosa yang cukup untuk memasuki sel, di mana ia digunakan sebagai nutrisi.
Reseptor juga terlibat dalam transmisi impuls saraf. Bahan kimia yang disebut neurotransmitter dirangsang untuk dilepaskan dari ujung neuron terstimulasi, atau sel saraf. Neurotransmitter berikatan dengan reseptor pada neuron berikutnya. Ikatan ini menyebabkan impuls saraf diproduksi di neuron kedua dan merupakan metode di mana impuls saraf berjalan dari satu sel saraf ke yang lain
Glikoprotein, protein yang melekat pada karbohidrat ditemukan di permukaan luar selaput sel dan memiliki banyak fungsi, termasuk bertindak sebagai molekul adhesi sel untuk “menyatukan” sel. Permukaan luar membran juga memiliki glikolipid, yang merupakan fosfolipid yang melekat pada karbohidrat.
Protein Sinyal dan Hormon
Sitokin adalah protein kecil yang dilepaskan oleh sel untuk berkomunikasi dengan sel lain. Mereka sering dibuat dalam sistem kekebalan ketika infeksi hadir. Sitokin merangsang sistem kekebalan untuk menghasilkan sel T, juga disebut limfosit T, yang melawan infeksi.
Beberapa hormon adalah molekul protein. Sebagai contoh, erythropoietin adalah hormon protein yang dibuat oleh ginjal untuk merangsang produksi sel darah merah di sumsum tulang. HCG (Human Chorionic Gonadotropin) adalah hormon protein yang diproduksi oleh embrio dan oleh plasenta selama awal kehamilan. Fungsinya untuk menjaga kadar estrogen dan progesteron yang benar dalam tubuh wanita untuk mendukung kelanjutan kehamilan.
Tes kehamilan memeriksa HCG dalam urin atau darah wanita. Jika HCG ada, wanita itu mungkin hamil karena hormon itu dibuat oleh embrio dan plasenta. Penting bagi seorang dokter untuk mengkonfirmasi bahwa wanita tersebut sedang hamil jika alat tes menunjukkan bahwa dia hamil. Beberapa faktor dapat menyebabkan hasil yang salah dalam tes, termasuk penggunaan obat-obatan tertentu, kondisi tertentu dalam tubuh wanita, dan kondisi test kit.
Protein Struktural
Sel mengandung jaringan filamen protein dan tubulus yang disebut sitoskeleton. Sitoskeleton mempertahankan bentuk sel dan memungkinkan bagian-bagiannya bergerak. Beberapa sel memiliki ekstensi seperti rambut pendek di permukaannya, yang disebut silia. Sel-sel lain memiliki satu atau lebih ekstensi panjang yang disebut flagela. Silia dan flagella terbuat dari protein mikrotubulus dan digunakan untuk memindahkan sel atau untuk memindahkan cairan yang mengelilingi sel.
Keratin adalah protein struktural yang ditemukan di kulit, rambut, dan kuku kita. Serat protein kolagen terletak di banyak bagian tubuh, termasuk otot, tendon, ligamen, dan tulang. Kolagen dan protein lain yang disebut elastin sering ditemukan bersama. Serat kolagen memberikan kekuatan dan serat elastin memberikan fleksibilitas. Kolagen dan elastin ditemukan di paru-paru, di dinding pembuluh darah, dan di kulit.
Enzim
Enzim adalah bahan kimia yang mengkatalisasi (mempercepat) reaksi kimia dalam tubuh, Tanpa enzim, reaksi akan terjadi terlalu lambat atau tidak akan terjadi sama sekali. Karena sejumlah besar reaksi kimia terjadi sepanjang waktu di tubuh kita, kehidupan menjadi mustahil tanpa enzim
Enzim pencernaan memecah makanan yang kita makan, menghasilkan partikel kecil yang diserap melalui lapisan usus kecil. Partikel-partikel memasuki aliran darah, yang mengangkutnya ke seluruh tubuh ke sel-sel kita. Sel-sel menggunakan partikel makanan yang dicerna sebagai nutrisi.
Rantai asam amino dari molekul protein dipelintir, digulung, dan dilipat menjadi berbagai bentuk kompleks. Bentuk-bentuk ini harus dipertahankan atau protein tidak dapat berfungsi.
Bagaimana Enzim Bekerja
Enzim bekerja dengan bergabung dengan bahan kimia atau bahan kimia yang bereaksi (substrat). Molekul substrat bergabung ke suatu tempat pada molekul enzim yang dikenal sebagai situs aktif. Keduanya cocok bersama seperti kunci yang cocok dengan gembok, sehingga deskripsi aksi enzim umumnya disebut sebagai teori kunci dan gembok. Diyakini bahwa dalam beberapa reaksi (atau mungkin di sebagian besar dari mereka) situs aktif sedikit berubah bentuk agar sesuai dengan substrat. Ini dikenal sebagai model fit aktivitas enzim yang diinduksi.
Asam Amino Esensial dan Protein Lengkap
Sumber protein yang baik dalam makanan termasuk daging, unggas, ikan, produk susu, telur, dan kacang-kacangan atau kacang-kacangan (kacang, lentil, dan kacang polong). Banyak ahli gizi menyarankan agar kita makan daging tanpa lemak dan susu rendah lemak jika makanan ini merupakan bagian dari diet kita.
Tubuh kita dapat membuat beberapa asam amino yang dibutuhkan untuk membuat protein tubuh kita, tetapi kita harus mendapatkan yang lain dari makanan kita. Asam amino yang dapat kita buat disebut asam amino “non esensial”, sedangkan asam yang tidak bisa kita buat adalah asam “esensial”. Perbedaan antara kedua jenis ini tidak selalu jelas, karena orang dewasa dapat membuat asam amino tertentu sementara anak-anak tidak bisa.
Sebuah protein dalam makanan kita yang mengandung semua asam amino esensial dalam jumlah yang memadai disebut protein lengkap. Protein dari sumber hewani adalah protein lengkap. Protein nabati umumnya tidak lengkap, meskipun ada beberapa pengecualian, seperti protein kedelai. Karena tanaman yang berbeda tidak memiliki asam amino esensial yang berbeda, dengan makan berbagai makanan nabati seseorang dapat memperoleh semua asam amino yang dia butuhkan. Protein dalam beberapa bentuk adalah bagian penting dari diet kita, karena memungkinkan tubuh kita membuat bahan kimia penting untuk kehidupan