PROTEINPROTEIN

Proteios (Yunani) Proteios (Yunani) = pertama = mula-mula= pertama = mula-mulazat yang essensialzat yang essensial

Protein : Protein : Komponen essensial bagi semua mahluk Komponen essensial bagi semua mahluk hiduphidup

Definisi umum :Definisi umum :

Zat organik yang pada hidrolisis Zat organik yang pada hidrolisis menghasilkan unit-unit pembentuknya menghasilkan unit-unit pembentuknya yaitu asam-asam aminoyaitu asam-asam amino

Polipeptida: 3-15 asam aminoPolipeptida: 3-15 asam amino

Oligopeptida: 21-30 asam aminoOligopeptida: 21-30 asam amino

Definisi kimiawi :Definisi kimiawi :

C,H,O dan N (nitrogen = 16%)C,H,O dan N (nitrogen = 16%)

Unsur lain : iron, fosfor, kobaltUnsur lain : iron, fosfor, kobalt

NH2

R (radikal group)

COOHC

Alpha-carbon atom

Carboxyl group

HAmino group

Side-chain group

STRUKTUR DASAR ASAM AMINO

NH2 COOH

H

NH2COOH

CH3

C C

HH

NH2 COOHC

CH2

CH2

CH2

NH

C=NH

NH2

H

GlisinAlanin

Arginin

FUNGSI PROTEIN :FUNGSI PROTEIN : Membentuk jaringan/ bagian tubuhMembentuk jaringan/ bagian tubuh

-- Pertumbuhan (bayi, anak, pubertas)Pertumbuhan (bayi, anak, pubertas)

-- Pemeliharaan (dewasa)Pemeliharaan (dewasa)

-- Menggantikan sel-sel yg rusak/ausMenggantikan sel-sel yg rusak/aus

-- Membentuk darahMembentuk darah

PengaturPengatur-- Membentuk hormon, enzim, antibodi dllMembentuk hormon, enzim, antibodi dll

Memberi tenaga (Memberi tenaga (protein sparing protein sparing efek)efek)

1 g protein = 4 kalori1 g protein = 4 kalori

Bentuk lipoprotein Bentuk lipoprotein berperan dlm transpor trigliserida, berperan dlm transpor trigliserida, kolesterolkolesterol

Bentuk Bentuk carrier protein carrier protein spesifik spesifik transpor bbrp vitamin & mineraltranspor bbrp vitamin & mineral

Dalam homeostasis cairan tubuh Dalam homeostasis cairan tubuh (mempertahankan tekanan osmotik): (mempertahankan tekanan osmotik): albuminalbumin

Dalam bentuk kromosom Dalam bentuk kromosom menyimpan & menyimpan & meneruskan sifat keturunan (gen)meneruskan sifat keturunan (gen)

Penggolongan Protein Berdasarkan Perbedaan Penggolongan Protein Berdasarkan Perbedaan Bentuk, Kepentingan Fisik dan Kimia serta Bentuk, Kepentingan Fisik dan Kimia serta

Fungsinya dalam TubuhFungsinya dalam Tubuh

1.1. Protein strukturalProtein strukturalTubuh: tulang dan jaringan penunjangnya, kulit Tubuh: tulang dan jaringan penunjangnya, kulit dan epiteldan epitelJaringan: jaringan penunjang dan substansi Jaringan: jaringan penunjang dan substansi yang mendukungnyayang mendukungnyaSel: membangun struktur selSel: membangun struktur sel

2. Protektif2. ProtektifBarrierBarrier: pertahanan tubuh nonspesifik/ : pertahanan tubuh nonspesifik/ turnoverturnover, keratin, kulit, air mata, musin, keratin, kulit, air mata, musinInflamasi: protein fase akutInflamasi: protein fase akutRespons imun: selular dan humoralRespons imun: selular dan humoral

Penggolongan Protein Berdasarkan Perbedaan Penggolongan Protein Berdasarkan Perbedaan Bentuk, Kepentingan Fisik dan Kimia serta Bentuk, Kepentingan Fisik dan Kimia serta

Fungsinya dalam TubuhFungsinya dalam Tubuh

3. Transport/komunikasi3. Transport/komunikasiProtein plasma: albumin, transferin, Protein plasma: albumin, transferin, apolipoproteinapolipoproteinHormon: insulin, glukagon, growth hormonHormon: insulin, glukagon, growth hormonMembran sel dan reseptor: komunikasi Membran sel dan reseptor: komunikasi intraseluler/second messengerintraseluler/second messengerEnzimatik: Enzimatik: Ekstraseluler: pencernaan, pembekuan, Ekstraseluler: pencernaan, pembekuan, hemoglobin, dan Ohemoglobin, dan O22, transport CO, transport CO22, asam basa, asam basaJalur metabolik: glikolisis, sintesis protein, siklus Jalur metabolik: glikolisis, sintesis protein, siklus asam sitrat, siklus ureaasam sitrat, siklus urea

Protein tubuh

Terbagi atas 2 kompartemen:

Protein jaringan:

Protein plasma: prealbumin, albumin

Protein dari satu kompartemen dapat ditarik dari kompartemen lain untuk memenuhi kebutuhan tubuh

Protein plasma mengalami turnover yang cepat terhadap asupan protein yang rendah atau kondisi katabolisme (infeksi, stres, sepsis)

Pool asam amino tubuh: asam amino yang berasal dari makanan dan pemecahan jaringan memasuki “pool” untuk disintesis menjadi protein tubuh

Amino acid pool

Dietary protein

Tissue protein

breakdownPlasma proteins

Tissue Protein

synthesis

NH3 Urea Urine

Nitrogen-containing compunds

(purines uric acid)

Alpha-keto Glycogenic (carbohydrates)

Acid residues Ketogenic (ketones fats)

Deaminasi

Anabolisme

Katabolisme

Keseimbangan antara

kompartemen protein

dan pool asam amino

PENCERNAAN PROTEINPENCERNAAN PROTEIN

Pencernaan protein berawal di lambung Pencernaan protein berawal di lambung dan berakhir di usus halusdan berakhir di usus halus

Di mulut Di mulut hanya secara mekanik hanya secara mekanik

Lambung (asam)Lambung (asam)

PepsinogenPepsinogen PepsinPepsinH+

Dalam usus halus (basa)Dalam usus halus (basa)

Cairan pankreasCairan pankreas

TripsinogenTripsinogen TripsinTripsin

KimotripsinogenKimotripsinogen KimotripsinKimotripsin

ProelastaseProelastase ElastaseElastase

ProkarboksipeptidaseProkarboksipeptidase KarboksipeptidaseKarboksipeptidase

Cairan ususCairan usus

Enzim aktif aminopeptidase memutus AA satu persatu Enzim aktif aminopeptidase memutus AA satu persatu

polipeptida polipeptida peptida, dipeptida, AA peptida, dipeptida, AA

DipeptidaDipeptida AAAADipeptidase

Enterokinase

Tripsin

Tripsin

Tripsin

KLASIFIKASI ASAM AMINOKLASIFIKASI ASAM AMINO

-- Dapat atau tidaknya tbh membentuk Dapat atau tidaknya tbh membentuk Asam AminoAsam Amino

- Berdasarkan jumlah & macam Asam Berdasarkan jumlah & macam Asam Amino essensialAmino essensial

- Berdasarkan fungsinya dalam tubuh Berdasarkan fungsinya dalam tubuh Untuk pertumbuhan atau Untuk pertumbuhan atau

perkembangan normalperkembangan normal

KLASIFIKASI Asam AminoKLASIFIKASI Asam Amino

ESSENSIALESSENSIAL

(INDISPENSABLE)(INDISPENSABLE)

NONESENSIALNONESENSIAL

(DISPENSABLE)(DISPENSABLE)

CONDITIONALLY CONDITIONALLY ESSENSIALESSENSIAL

ArgininArginin

LeusinLeusin

IsoleusinIsoleusin

LisinLisin

ValinValin

TriptofanTriptofan

FenilalaninFenilalanin

MetioninMetionin

TreoninTreonin

HistidinHistidin

AlaninAlanin

Asam aspartatAsam aspartat

Asam glutamatAsam glutamat

GlutaminGlutamin

ProlinProlin

SerinSerin

TirosinTirosin

SisteinSistein

TaurinTaurin

GlisinGlisin

Asam amino esensial yakni asam amino Asam amino esensial yakni asam amino yang tidak dapat dibuat sendiri oleh tubuh yang tidak dapat dibuat sendiri oleh tubuh kita, dan harus diperoleh dari makanan. kita, dan harus diperoleh dari makanan.

Arginin tidak esensial bagi anak-anak dan Arginin tidak esensial bagi anak-anak dan orang dewasa, tapi berguna bagi orang dewasa, tapi berguna bagi pertumbuhan bayi. pertumbuhan bayi.

Histidin esensial bagi anak-anak tetapi Histidin esensial bagi anak-anak tetapi tidak esensial bagi orang dewasa. tidak esensial bagi orang dewasa.

BERDASARKAN JUMLAH & MACAM BERDASARKAN JUMLAH & MACAM

AA ESSENSIALAA ESSENSIAL

-- Protein sempurnaProtein sempurna

Jumlah & macam Asam Amino esensial Jumlah & macam Asam Amino esensial

cukup cukup daging, susu, telur daging, susu, telur

-- Protein tidak sempurnaProtein tidak sempurna

Kurang salah satu Asam Amino essensialKurang salah satu Asam Amino essensial

tumbuh-tumbuhantumbuh-tumbuhan

-- Diet campuran Diet campuran saling melengkapi saling melengkapi

MetabolismeMetabolisme

Protein terdiri atas asam-asam amino yang Protein terdiri atas asam-asam amino yang terikat dengan ikatan peptidaterikat dengan ikatan peptida

Lambung: lingkungan asam menyebabkan Lambung: lingkungan asam menyebabkan enzim pemecah protein bekerjaenzim pemecah protein bekerja

Usus halus: enzim proteolitik yang bersifat Usus halus: enzim proteolitik yang bersifat selektif dalam memecah ikatan proteinselektif dalam memecah ikatan protein

Hasil: asam amino, dipeptida, oligopeptidaHasil: asam amino, dipeptida, oligopeptida Absorbsi: usus halus yang tergantung pada Absorbsi: usus halus yang tergantung pada

energi dan membutuhkan transporter spesifikenergi dan membutuhkan transporter spesifik

Pemecahan protein

Organ Aktivasi Enzim Substrat Produk

Lambung pH < 4 Pepsin Protein utuh Polipeptida

dengan C-

terminal Tyr,

Phe, Trp, Leu, Glu, Gln

Pankreas pH 7,5 endopeptida terikat dengan

enterokinase ikatan peptida

disekresi oleh tripsin peptida-peptida peptida dg

mukosa usus terminal C

asam amino

dasar (arg, lys)

kemotripsin peptida-peptida peptida dg

terminal C

asam amino

netral

Pemecahan protein

Organ Aktivasi Enzim Substrat Produk

Pankreas Eksopeptidase Rantai terminal C

Karboksipeptidase Successive amino Asam

acids at C terminus asam

amino

Aminopeptidase Successive amino Asam-

acids at N terminus asam

amino

Energy CostEnergy Cost of Protein of Protein TurnoverTurnover

Pembentukan ikatan peptida: 15-20% dari Pembentukan ikatan peptida: 15-20% dari restingresting energy expenditureenergy expenditure

Sintesis dan degradasi protein: 4 kJ/gSintesis dan degradasi protein: 4 kJ/g

Protein Protein TurnoverTurnover

Suatu proses pemecahan proten tubuh secara Suatu proses pemecahan proten tubuh secara terusmenerus dan dilepaskan asam-asam amino terusmenerus dan dilepaskan asam-asam amino untuk membentuk protein-protein baruuntuk membentuk protein-protein baru

Sangat responsif terhadap status hormonalSangat responsif terhadap status hormonal Sintesis protein ditingkatkan: insulin, Sintesis protein ditingkatkan: insulin, growth growth

hormonhormon, testosteron, testosteron Sintesis protein diturunkan, peningkatan Sintesis protein diturunkan, peningkatan

degradasinya: kortikosteroiddegradasinya: kortikosteroid Sintesis dan degradasi protein ditingkatkan: Sintesis dan degradasi protein ditingkatkan:

tiroidtiroid

METABOLISME PROTEINMETABOLISME PROTEIN

Keseimbangan proteinKeseimbangan protein

Anabolisme (Anabolisme (buildingbuilding))

Katabolisme (Katabolisme (breakdownbreakdown))

KESEIMBANGANKESEIMBANGAN

““Protein turn overProtein turn over” ” dibongkar / dibangundibongkar / dibangun

kembalikembali

TertinggiTertinggi :: mukosa usus, hati, ginjal,mukosa usus, hati, ginjal,

pankreas, plasmapankreas, plasma

RendahRendah :: otot, otak, kulitotot, otak, kulit

kolagen kolagen hampir tdk ada hampir tdk ada

KESEIMBANGAN NITROGEN (IN)KESEIMBANGAN NITROGEN (IN)

Menggambarkan keseimbangan sintesis & Menggambarkan keseimbangan sintesis & degradasi proteindegradasi protein

Diukur berdasarkan jumlah protein (dlm btk Diukur berdasarkan jumlah protein (dlm btk nitrogen) yg diekskresi tbh dibandingkan nitrogen) yg diekskresi tbh dibandingkan jumlah protein yg dikonsumsijumlah protein yg dikonsumsi

Ekskresi > konsumsi Ekskresi > konsumsi IN negatif IN negatif

Ekskresi < konsumsi Ekskresi < konsumsi IN positif IN positif

Ekskresi = konsumsi Ekskresi = konsumsi balans seimbang balans seimbang

BAHAN MAKANAN SUMBER BAHAN MAKANAN SUMBER PROTEINPROTEIN

HEWANIHEWANI

susu, telur, daging, ikan, jeroan, ayam dllsusu, telur, daging, ikan, jeroan, ayam dll

NABATINABATI

kacang-kacangan, serelia, tahu, tempe, kacang-kacangan, serelia, tahu, tempe, oncom dlloncom dll

Penentuan Status Protein Tubuh Penentuan Status Protein Tubuh

Tidak ada satu cara tunggalTidak ada satu cara tunggal Tidak dapat diukur secara langsungTidak dapat diukur secara langsung

Penentuan kandungan nitrogen tubuh secara in vivo Penentuan kandungan nitrogen tubuh secara in vivo neutron activation analysisneutron activation analysis

Konsentrasi asam amino plasma atau albuminKonsentrasi asam amino plasma atau albumin Fat free massFat free mass: indeks protein total tubuh: indeks protein total tubuh Massa otot: ekskresi kreatinin urinMassa otot: ekskresi kreatinin urin Penilaian fungsi metabolik jaringan aktif: tes fungsi Penilaian fungsi metabolik jaringan aktif: tes fungsi

otot, otot, tes fungsi hati, tes fungsi imun tes fungsi hati, tes fungsi imun

KEBUTUHAN PROTEINKEBUTUHAN PROTEIN

Normal : 0,8 – 1 g/Kg BB/hari ditambah 25 Normal : 0,8 – 1 g/Kg BB/hari ditambah 25 g untuk hamil dan menyusuig untuk hamil dan menyusui

Meningkat :Meningkat :

-- TraumaTrauma

-- Infeksi / sepsisInfeksi / sepsis

-- Luka bakarLuka bakar

-- dlldll

Kebutuhan protein tbh Kebutuhan protein tbh dipengaruhi :dipengaruhi :

UmurUmurBerat badanBerat badanNilai hayati makanan sehari-hariNilai hayati makanan sehari-hariStatus fisiologis, spt hamil / menyusuiStatus fisiologis, spt hamil / menyusuiSakitSakit

KUALITAS PROTEINKUALITAS PROTEIN

Berdasarkan kemampuannya menyediakan nitrogen dan asam amino untuk pertumbuhan, pemeliharaan dan perbaikan jaringan tubuh

Proporsi kandungan AA essensialProporsi kandungan AA essensial

Kecernaannya (Kecernaannya (digestibilitydigestibility))

Kapasitasnya mendukung pertumbuhanKapasitasnya mendukung pertumbuhan

Kecernaan protein bbrp bhn Kecernaan protein bbrp bhn makananmakanan

Bahan makananBahan makanan Kecernaan protein (%)Kecernaan protein (%)

TelurTelur

Daging, ayam, ikanDaging, ayam, ikan

SusuSusu

GandumGandum

JagungJagung

KedelaiKedelai

Kacang-kacanganKacang-kacangan

9797

85-10085-100

8181

91-9591-95

9090

9090

73-8573-85

KANDUNGAN ASAM AMINO DALAM BAHAN KANDUNGAN ASAM AMINO DALAM BAHAN MAKANAN, % PROTEINMAKANAN, % PROTEIN

PROTEINPROTEIN

BHN BHN MAKANANMAKANAN

LISINLISIN ASAM ASAM AMINOAMINO

BER-SBER-S

TREONINTREONIN TRIPTOFANTRIPTOFAN LEUSINLEUSIN

IDEALIDEAL 5,55,5 3,53,5 4,04,0 1,01,0 7,07,0

TELURTELUR 6,46,4 5,55,5 5,05,0 1,61,6 8,88,8

SUSU SAPISUSU SAPI 7,87,8 3,33,3 4,64,6 1,41,4 9,89,8

DAGING DAGING SAPISAPI

8,78,7 3,83,8 4,44,4 1,21,2 8,28,2

KEDELAIKEDELAI 6,96,9 3,43,4 4,34,3 1,51,5 8,48,4

TEPUNG TEPUNG JAGUNGJAGUNG

2,92,9 3,23,2 4,04,0 0,60,6 13,013,0

BLACK BLACK BEANBEAN

6,46,4 2,62,6 3,43,4 1,01,0 8,78,7

LENTILLENTIL 6,16,1 1,51,5 3,63,6 0,90,9 7,07,0

CARA PENENTUAN KUALITAS CARA PENENTUAN KUALITAS PROTEINPROTEIN

Nilai zat gizi protein dicerminkan sebagai Nilai zat gizi protein dicerminkan sebagai skor asam amino berdasarkan skor asam amino berdasarkan digestibilitydigestibility dan komposisi asam-aminonya.dan komposisi asam-aminonya.

Asam amino yang dijadikan referensi Asam amino yang dijadikan referensi untuk mengevaluasi protein adalah protein untuk mengevaluasi protein adalah protein pada putih telurpada putih telur

Asam amino esensial yang jumlahnya sangat kurang dalam bahan makanan disebut asam amino pembatas.Dalam biji-bijian sereal, asam amino pembatasnya adalah lisin, sedangkan dalam kacang-kacangan biasanya metionin.

Bahan pangan nabati berprotein tinggi seperti kacang-kacangan, lentil, tahu, dan tempe, dan mengombinasikannya dengan protein dari biji-bijian seperti gandum, jagung, beras, atau oatmeal.

CARA PENENTUAN KUALITAS PROTEINCARA PENENTUAN KUALITAS PROTEIN

SKORE ASAM AMINO (Skor Kimia / Skor Protein )SKORE ASAM AMINO (Skor Kimia / Skor Protein )

Kadar AA pembatas (plg rendah/sedikit) dibandingkan Kadar AA pembatas (plg rendah/sedikit) dibandingkan kebutuhan ideal dlm suatu sumber protein x 100%kebutuhan ideal dlm suatu sumber protein x 100%

Skore KimiaSkore Kimia

Protein lengkapProtein lengkap : 65 – 100%: 65 – 100%

Protein setengah lengkapProtein setengah lengkap : 40 – 65%: 40 – 65%

Protein tak lengkapProtein tak lengkap : < 40%: < 40%

CARA PENENTUAN KUALITAS CARA PENENTUAN KUALITAS PROTEINPROTEIN

Metode lain untuk mengevaluasi Metode lain untuk mengevaluasi digestibilitydigestibility dan dan komposisi protein hewani:komposisi protein hewani: Biologic valueBiologic value: berdasarkan keseimbangan nitrogen : berdasarkan keseimbangan nitrogen

dan kemampuan protein untuk menganti nitrogen dan kemampuan protein untuk menganti nitrogen tubuh harian yang hilang atau mendukung tubuh harian yang hilang atau mendukung pertumbuhanpertumbuhan

Net protein utilizationNet protein utilization: berdasarkan nilai biologik dan : berdasarkan nilai biologik dan derajat digestibilityderajat digestibility

Protein efficiency ratioProtein efficiency ratio: berdasarkan berat badan dari : berdasarkan berat badan dari pertumbuhan binatang percoban dibagi dengan pertumbuhan binatang percoban dibagi dengan asupan proteinasupan protein

NILAI BIOLOGIS (BV)NILAI BIOLOGIS (BV)

BV = BV = x 100%x 100%

PROTEIN EFISIENSI RASIO (PER)PROTEIN EFISIENSI RASIO (PER)

PER =PER =

3 – 4 minggu3 – 4 minggu

N yang diretensi

N yang dicerna

Gr protein makanan yg dikonsumsi

Gr perubahan BB

Net Protein Utilization (NPU)Net Protein Utilization (NPU)

NPU =NPU =

Net Dietary Protein Calorie Percentage Net Dietary Protein Calorie Percentage

NDP Cal % = NDP Cal % =

Daya cerna (Digestibility)Daya cerna (Digestibility)

G retensi protein makan (N)G protein yg dikonsumsi (N)

X 100

Kalori dari protein makanan

N makanan yg dikonsumsi

X 100

X 100%

N yg dicerna

Kalori total yg dikonsumsi

Perbandingan Kualitas Protein Berdasarkan Skor Asam Perbandingan Kualitas Protein Berdasarkan Skor Asam amino, Biologic Value (BV), Net Protein Utilization (NPU), amino, Biologic Value (BV), Net Protein Utilization (NPU),

dan Protein Efficiency Ratio (PER)dan Protein Efficiency Ratio (PER)

MakananMakanan Skor AA Skor AA BV BV NPUNPU PERPERTelurTelur 100 100 100100 94 94 3.923.92Susu sapi 95Susu sapi 95 9393 82 82 3.093.09Daging sapi 69Daging sapi 69 7474 67 67 2.302.30SoybeansSoybeans 47 47 7373 61 61 2.322.32PeanutsPeanuts 65 65 5555 55 55 1.65 1.65 Polished ricePolished rice 57 57 64 64 57 57 2.182.18Whole wheatWhole wheat 53 53 6565 49 49 1.531.53

Skor protein hewani lebih tinggi dari protein nabatiSkor protein hewani lebih tinggi dari protein nabatiDibutuhkan variasi jenis protein nabati (Dibutuhkan variasi jenis protein nabati (soy, grains, nuts, soy, grains, nuts, seeds, vegetablesseeds, vegetables) untuk mendapatkan kandungan asam ) untuk mendapatkan kandungan asam amino yang lengkap amino yang lengkap

KEKURANGAN ENERGI PROTEINKEKURANGAN ENERGI PROTEIN

Kurang kalori protein (marasmik-Kurang kalori protein (marasmik-kwashiorkor )kwashiorkor )

Gejala klinis :

• Edema

• Wajah membulat & sembab

• Rambut tipis, kemerahan, rontok & mudah dicabut

• Perubahan st. mental, apatis & rewel

• Pembesaran hati

• Otot hipotropi

• Kel. Kulit

• Sering disertai infeksi

Jenis-jenisJenis-jenis

Marasmik: kurang energiMarasmik: kurang energiKwasiorkhor: kurang proteinKwasiorkhor: kurang proteinMarasmik-kwasiorkhor: kurang energi Marasmik-kwasiorkhor: kurang energi

proteinprotein

Ciri-CiriCiri-Ciri Marasmik: Marasmik:

Kurus keringKurus kering

Rambut rontokRambut rontok

Flek hitam pada kulitFlek hitam pada kulit

Kwasiorkhor:Kwasiorkhor:

Badan gemuk berisi cairanBadan gemuk berisi cairan

Depigmentasi kulitDepigmentasi kulit

Rambut jagungRambut jagung

Muka bulanMuka bulan