MALANG - Ada berbagai jenis penelitian yang dapat digunakan dalam biologi structural, biologi molekuler, atau biofisiskaSalah satunya adalah penelitian menggunakan protein. Mungkin beberapa dari kalian sudah paham apa itu protein, tapi mari kita bahas secara singkat mengenai apa protein itu.

Protein dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari, contohnya sebagai protein nabati yang berada didalam tahu, tempe, atau kacang-kacangan, dan protein hewani yang berada di dalam ikan laut/tawar atau daging-dagingan lainnya. Protein berasal dari kata Yunani proteios yang berarti primer atau utama karena dianggap sebagai bentuk dasar nutrisi  yang dihasilkan oleh herbivora. Ada ribuan struktur protein yang sudah dipecahkan dalam resolusi atom, urutan asam amino, dan peran dari banyak motif spesifik yang diketahui saat ini. Protein menjadi salah satu bagian dari maskromolekul penyusun kehidupan, selain asam nukleat, lemak, dan karbohidrat.

Fungsi biologis membutuhkan protein dan komposisi protein sel menentukan perilaku atau identitasnya. Makan dari itu, tidak perlu heran jika protein menjadi sebuah molekul yang paling melimpah di dalam tubuh kecuali air. Ada sekitar 20.000 gen penyandi protein dalam genom yang diperoleh manusia, melalui modifikasi serial dan pasca-translasi alternatif yang menghasilkan lebih dari 1.000.000 protein berbeda, yang  secara kolektif disebut sebagai "proteom". Ukuran proteom menentukan seberapa kompleks suatu organisme. Dari semua organ dalam tubuh, testis mengandung lebih banyak protein.

Protein membentuk setengah dari berat kering sel, namun DNA dan RNA hanya 3% dan 20%. Asam nukleat dan protein memiliki hubungan yang mendapat sedikit perhatian. Pada tahun 1941, George Beadle dan Edward Tatum  menunjukkan dengan tegas bahwa gen mengarah pada produksi protein, yang memiliki bagian untuk mengontrol metabolisme. Mereka menciptakan mutant bread moals yang digunakan untuk penambahan asam amino arginin agar bisa tumbuh. Setiap mutan tidak memiliki gen dan terbukti bahwa masing-masing kekurangan  enzim yang terhubung dalam sintesis arginin. Berdasarkan hipotesis "satu gen, satu enzim", enzim melalui katalis dengan protein atau memodifikasi tingkat reaksi kimia. Maka, ditunjukkan bahwa  gen mengontrol produksi manik-manik enzim dan tatum untuk pertama kalinya yang menunjukkan bahwa gen memainkan peran utama dalam biologi molekuler. Enzim bisa mempercepat reaksi, namun membutuhkan waktu sangat lama untuk diselesaikan pada suhu tubuh, tetapi memperlambat beberapa reaksi pula. 

Protein memiliki beberapa peran penting lainnya, misalnya terhubung dalam mempertahankan bentuk sel dan memberikan dukungan struktural pada jaringan ikat seperti tulang rawan dan tulang. Protein khusus seperti aktin dan miosin dibutuhkan agar dapat memastikan kontraksi  gerakan otot rangka dan jantung. Lalu, protein lain bertindak sebagai pembawa pesan yang akan mengirimkan sinyal untuk mengatur dan mengoordinasikan berbagai proses seluler, contohnya adalag hormon insulin. Namun, jenis protein lain merupakan sebuah antibodi yang diproduksi sebagai respons terhadap agen asing seperti bakteri, jamur, dan virus.

Komposisi dalam protein tersusun atas asam amino. Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki dua karakteristik penting, yaitu gugus amina (-NH2) di salah satu ujungnya (N-terminal) dan gugus karboksil (-COOH) di ujung lainnya (C-terminal). Selain itu, asam amino memiliki sub-rantai yang berbeda ketika menjalankan setiap fungsinya. Ada dua puluh dua asam amino ada di dalam protein dan dikenal sebagai ‘proteinogen’ (dua puluh asam amino universal dan dua asam amino yang baru ditemukan), namun ada asam amino lain yang berfungsi tanpa protein. Misalnya, asam gamma amino butirat (GABA), neurotransmitter yang disintesis dari glutamat di otak. Sembilan dari asam amino pembentuk protein dianggap esensial untuk manusia, hal itu karena tidak dapat disintesis oleh tubuh dan oleh karena itu harus dimasukkan dalam makanan.

Menghubungkan gugus amino dari satu asam amino menuju karboksil asam amino lain akan membentuk sebuah ikatan yang mengikat dua asam amino bersamaan. Peptida ini diperoleh dengan krim molekuler, sehingga setiap unit individu dalam peptida atau protein disebut residu asam amino. Ikatan peptida terbentuk antara dua asam amino, caranya dengan menghilangkan molekul air. Rantai dengan residu asam amino kurang dari 5070 disebut peptida atau polipeptida dan >5070 adalah protein, meskipun banyak protein terdiri dari lebih dari satu rantai polipeptida. Protein adalah makromolekul yang terdiri dari satu atau lebih rantai asam amino yang terlipat menjadi struktur 3D yang sangat spesifik. Pada setiap asam amino, akan ada ukuran yang berbeda dan membawa subkelompok yang berbeda pula. Ini adalah karakterisasi dari kelompok samping yang berbeda yang memfasilitasi pelipatan yang tepat dari rantai polipeptida menjadi struktur protein tersier fungsional.

Nah, semoga penjelasan sederhana diatas dapat membantu pilihan kalian untuk melakukan penelitian protein! 

Sumber: Molecular Biology: A Very Short Introduction (Asha Divan & Janice A Royds) book