Struktur asam sialat, fungsi dan penyakit



itu asam sialic mereka adalah monosakarida dari sembilan atom karbon. Mereka termasuk keluarga turunan asam neuramin (asam 5-amino-3,5-dideoksi-D-glikero-D-galakto-nonulosonat) dan didistribusikan secara luas di alam, terutama di dunia hewan.

Mereka biasanya tidak muncul sebagai molekul bebas, tetapi dihubungkan oleh ikatan α-glikosidik dengan molekul karbohidrat atau molekul asam sialat lainnya, dan kemudian dapat menempati posisi terminal atau internal dalam rantai linear karbohidrat..

Istilah "asam sialat" diciptakan untuk pertama kalinya oleh Gunnar Blix pada tahun 1957, meskipun laporan sebelumnya dari peneliti lain menunjukkan bahwa penemuannya berasal dari satu atau dua dekade sebelumnya, ketika mereka digambarkan sebagai bagian dari sialo mucinic glikoprotein dan sialo sphingolipid (gangliosides).

Asam sialat hadir di banyak bidang alam. Beberapa virus, bakteri patogen, protozoa, krustasea, cacing pipih, serangga, dan vertebrata seperti ikan, amfibi, burung dan mamalia telah terdeteksi. Mereka belum ditemukan, sebaliknya, pada jamur, ganggang atau tanaman.

Indeks

  • 1 Struktur
  • 2 fungsi
    • 2.1 Berfungsi dalam proses adhesi sel
    • 2.2 Peran seumur hidup komponen darah seluler
    • 2.3 Fungsi dalam sistem kekebalan tubuh
    • 2.4 Fungsi lainnya
  • 3 Penyakit
  • 4 Referensi

Struktur

Asam sialat terjadi terutama di bagian terminal glikoprotein dan glikolipid permukaan, memberikan keragaman besar pada glikokonjugat ini. Pola "sialilasi" diferensial adalah produk dari ekspresi glikosiltransferase spesifik jaringan (sialyltransferase).

Secara struktural, asam sialic termasuk dalam keluarga sekitar 40 turunan alami asam neuraminat yang ber-asilasi, sehingga menimbulkan dua struktur "induk": asam N-asetilneuramin (Neu5Ac) atau asam neuraminat N-glikolil (Neu5Gc).

Karakteristik strukturalnya meliputi keberadaan gugus amino (yang dapat dimodifikasi) pada posisi 5, dan gugus karboksilat pada posisi 1, yang dapat diionisasi pada pH fisiologis. Karbon C-3 terdeoksigenasi dan molekul gliserol pada posisi C-6.

Banyak turunan muncul dari substitusi gugus hidroksil pada posisi C-4, C-7, C-8 dan C-9 oleh asetil, glikol, laktil, metil, sulfat dan bagian fosfat; serta pengenalan ikatan rangkap antara C-2 dan C-3.

Dalam posisi linier terminal, pengikatan sebagian asam sialat ke rantai oligosakarida melibatkan ikatan α-glikosidik antara gugus hidroksil dari karbon anomer C-2 asam sialat dan gugus hidroksil dari atom C-3, karbon C. 4 atau C-6 dari bagian monosakarida.

Ikatan ini dapat antara residu galaktosa, N-asetilglukosamin, N-asetilgalaktosamin dan dalam beberapa gangliosida unik, glukosa. Mereka dapat diberikan oleh ikatan N-glikosidik atau O-glikosidik.

Fungsi

Diperkirakan bahwa asam sialic membantu organisme parasit bertahan dalam organisme inang; contoh dari ini adalah patogen mamalia yang menghasilkan enzim metabolisme asam sialic (sialidases atau N-acetylneuraminic lyases).

Tidak ada spesies mamalia yang keberadaan asam sialic belum dilaporkan sebagai bagian dari glikoprotein secara umum, glikoprotein serum, selaput lendir, sebagai bagian dari struktur permukaan sel atau sebagai bagian dari karbohidrat kompleks..

Mereka telah ditemukan dalam oligosakarida asam dari susu dan kolostrum manusia, sapi, domba, anjing dan babi, dan juga sebagai bagian dari urin tikus dan manusia..

Fungsinya dalam proses adhesi sel

Glikokonjugasi dengan bagian asam sialat memainkan peran penting dalam proses pertukaran informasi antara sel-sel tetangga dan antara sel dan lingkungannya.

Kehadiran asam sialat dalam membran sel berkontribusi pada pembentukan muatan negatif pada permukaan, yang memiliki konsekuensi positif dalam beberapa peristiwa tolakan elektrostatik antara sel dan beberapa molekul..

Selain itu, muatan negatif memberi asam sialat dalam membran peran dalam pengangkutan ion bermuatan positif.

Telah dilaporkan bahwa pengikatan endotelium dan epitel pada membran glomerulus basal difasilitasi oleh asam sialat, dan ini juga mempengaruhi kontak antara sel-sel ini..

Berperan seumur hidup dalam komponen darah seluler

Asam sialat memiliki fungsi penting sebagai bagian dari glikophorin A dalam membran plasma eritrosit. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa kandungan asam sialat berbanding terbalik dengan usia sel-sel ini.

Eritrosit yang diobati dengan enzim neuraminidase, yang bertanggung jawab untuk degradasi asam sialat, secara drastis mengurangi waktu paruh mereka dalam aliran darah dari 120 hari menjadi beberapa jam. Kasus yang sama telah diamati dengan trombosit.

Trombosit kehilangan kapasitas adhesi dan agregasi dengan tidak adanya asam sialat dalam protein permukaannya. Dalam limfosit, asam sialat juga memainkan peran penting dalam proses pelekatan dan pengenalan sel, serta dalam interaksi dengan reseptor permukaan..

Berfungsi dalam sistem kekebalan tubuh

Sistem kekebalan mampu membedakan antara struktur sendiri atau invasif berdasarkan pengakuan pola asam sialat yang ada di membran.

Asam sialat, serta enzim neuraminidase dan sialyltransferase, memiliki sifat pengaturan yang penting. Bagian terminal asam sialat dalam glikokonjugat membran plasma memiliki fungsi selaput atau sebagai reseptor membran.

Selain itu, beberapa penulis telah mengangkat kemungkinan bahwa asam sialat memiliki fungsi antigenik, tetapi belum diketahui secara pasti. Namun, fungsi menutupi residu asam sialat sangat penting dalam regulasi sel.

Masking mungkin memiliki peran perlindungan langsung atau tidak langsung, tergantung pada apakah bagian asam sialat langsung menutupi residu karbohidrat antigenik, atau apakah itu adalah asam sialat dalam glikokonjugat yang berdekatan yang menutupi bagian antigenik..

Beberapa antibodi memiliki residu Neu5Ac yang menunjukkan sifat penetral virus, karena imunoglobulin ini mampu mencegah pelekatan virus ke sialo terkonjugasi (glikokonjugat dengan bagian asam sialic) dalam membran sel.

Fungsi lainnya

Dalam saluran usus, asam sialic memainkan peran yang sama pentingnya, karena mereka adalah bagian dari lendir, yang memiliki sifat pelumas dan pelindung, penting untuk seluruh organisme.

Selain itu, asam sialic juga ada dalam membran sel epitel bronkial, lambung dan usus, di mana mereka terlibat dalam transportasi, sekresi dan proses metabolisme lainnya..

Penyakit

Banyak penyakit diketahui yang melibatkan kelainan dalam metabolisme asam sialic dan ini dikenal sebagai sialidosis. Di antara yang paling menonjol adalah sialuria dan penyakit Salla, yang ditandai dengan ekskresi urin dengan sejumlah besar asam sialat gratis..

Penyakit lain dari tatanan imunologis berkaitan dengan perubahan enzim anabolik dan katabolik yang berkaitan dengan metabolisme asam sialat, yang menyebabkan akumulasi glikokonjugat yang menyimpang dengan porsi asam sialic.

Beberapa penyakit yang berkaitan dengan faktor darah juga diketahui, seperti trombositopenia, yang terdiri dari penurunan kadar trombosit darah yang mungkin disebabkan oleh kurangnya asam sialat dalam membran..

Penyakit Von Willebrand berhubungan dengan cacat dalam kapasitas adhesi trombosit ke glikokonjugat membran subendotelial dinding pembuluh darah, yang disebabkan oleh kekurangan atau kekurangan glikosilasi atau sialilasi.

Trombastenia Glanzmann adalah kelainan agregasi trombosit bawaan lain yang akarnya adalah adanya glikoprotein yang rusak di membran trombosit. Telah ditunjukkan bahwa kerusakan pada glikoprotein ini berkaitan dengan berkurangnya kandungan Neu5Ac.

Referensi

  1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Kimia Organik (edisi pertama). New York: Oxford University Press.
  2. Demchenko, A. V. (2008). Buku Pegangan Glikosilasi Kimia: Kemajuan dalam Stereoselektivitas dan Relevansi Terapi. Wiley-VCH.
  3. Rosenberg, A. (1995). Biologi Asam Sialic. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
  4. Schauer, R. (1982). Asam Sialic: Kimia, Metabolisme dan Fungsi. Springer-Verlag Wien New York.
  5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Struktur, fungsi dan metabolisme asam sialic. CMLS Biologi Seluler dan Molekuler, 54, 1330-1349.