Klasifikasi glukolipid, struktur dan fungsi



itu glikolipid mereka adalah selaput lipid dengan karbohidrat dalam kelompok kepala polar mereka. Mereka menyajikan distribusi paling asimetris di antara lipid membran, karena mereka ditemukan secara eksklusif di lapisan luar membran sel, yang terutama berlimpah di membran plasma.

Seperti kebanyakan lipid membran, glikolipid memiliki daerah hidrofobik yang terdiri dari ekor hidrokarbon apolar, dan kepala atau daerah kutub, yang dapat terdiri dari berbagai jenis molekul, tergantung pada glikolipid yang dimaksud..

Glikolipid dapat ditemukan pada organisme bersel tunggal seperti bakteri dan ragi, serta pada organisme yang kompleks seperti hewan dan tumbuhan..

Dalam sel-sel hewan, glikolipid sebagian besar terdiri dari kerangka sphingosine, sedangkan pada tumbuhan dua yang paling umum berhubungan dengan diglyceride dan turunan asam sulfonat. Pada bakteri ada glikosil gliserida dan turunan dari gula asilasi.

Pada tanaman, glikolipid terkonsentrasi di membran kloropastik, sedangkan pada hewan mereka berlimpah di membran plasma. Bersama dengan glikoprotein dan proteoglikan, glikolipid adalah bagian penting dari glikokaliks, yang sangat penting untuk banyak proses seluler.

Glikolipid, terutama sel hewan, cenderung saling berasosiasi melalui ikatan hidrogen antara gugus karbohidratnya, dan gaya van der Waals di antara rantai asam lemaknya. Lipid ini hadir dalam struktur membran yang dikenal sebagai rakit lipid, yang memiliki banyak fungsi.

Fungsi glikolipid ada beberapa, tetapi dalam eukariota lokasi mereka di sisi luar membran plasma relevan dari berbagai sudut pandang, terutama dalam proses komunikasi, adhesi dan diferensiasi sel..

Indeks

  • 1 Klasifikasi
    • 1.1 Glycoglycerolipid
    • 1.2 Glycosphingolipid
    • 1.3 Glucofosfatidilinositoles
  • 2 Struktur
    • 2.1 Glycoglycerolipid
    • 2.2 Glycosphingolipid
    • 2.3 Glucofosfatidilinositoles
    • 2.4 Menanam glikolipid
    • 2.5 Glikolipid bakteri
  • 3 Fungsi
  • 4 Referensi

Klasifikasi

Glikolipid adalah glikokonjugat yang membentuk kelompok molekul yang sangat heterogen, yang karakteristik umumnya adalah adanya residu sakarida yang bergabung dengan ikatan glikosidik ke gugus hidrofobik, yang dapat berupa asil gliserol, seramid atau prenil fosfat..

Klasifikasi ini didasarkan pada kerangka molekul yang merupakan jembatan antara daerah hidrofobik dan kutub. Jadi, tergantung pada identitas grup ini, kami memiliki:

Glycoglycerolipid

Glikolipid ini, seperti gliserolipid, memiliki skeleton diacylglycerol atau monoalkyl-monoacylglycerol dimana residu gula dihubungkan oleh ikatan glikosidik.

Glycoglycerolipid relatif seragam dalam hal komposisi karbohidrat mereka, dan residu galaktosa atau glukosa dapat ditemukan dalam struktur mereka, dari mana klasifikasi utama mereka berasal, yaitu:

  • Gliserolipid galakto: mereka memiliki residu galaktosa dalam porsi karbohidrat mereka. Daerah hidrofobik terdiri dari molekul diasilgliserol atau alkil asilgliserol.
  • Glycerol glikosida: ini memiliki residu glukosa di kepala polar mereka dan daerah hidrofobik hanya terdiri dari alkil-asilgliserol.
  • Sulfo gliserolipid: mereka dapat berupa gliserolipid galaktosa atau glikosida glikol dengan karbon yang melekat pada gugus sulfat, yang memberi mereka karakteristik "asam" dan membedakannya dari glikogliserolipid netral (lipid glikol glikol dan glikol).

Glycosphingolipid

Lipid ini memiliki "kerangka" molekul sebagai bagian dari ceramide yang dapat memiliki molekul berbeda dari asam lemak.

Mereka adalah lipid yang sangat bervariasi, tidak hanya dalam hal komposisi rantai hidrofobik mereka, tetapi juga dalam kaitannya dengan residu karbohidrat di kepala kutub mereka. Mereka berlimpah di banyak jaringan mamalia.

Klasifikasi ini didasarkan pada jenis substitusi atau pada identitas bagian sakarida, bukan pada wilayah yang terdiri dari rantai hidrofobik. Menurut jenis subtitusi, klasifikasi sphingolipid ini adalah sebagai berikut:

Glikosphingolipid netral: yang mengandung dalam bagian sakarida hexosas, hexacaminas N-acetil dan metil pentosa.

Sulfatides: adalah glikosphingolipid yang mengandung ester sulfat. Mereka memiliki muatan negatif dan terutama berlimpah di selubung mielin di sel-sel otak. Yang paling umum memiliki residu galaktosa.

Gangliosides: juga dikenal sebagai sialosil glikolipid, adalah yang mengandung asam sialat, sehingga mereka juga dikenal sebagai glikosphingolipid asam.

Phosphoinositide-glikolipid: kerangka terdiri dari fosfoinositida-seramida.

Glukofosfatidilinositol

Mereka adalah lipid yang biasanya dikenal sebagai jangkar stabil untuk protein dalam lipid bilayer. Mereka ditambahkan pasca-terjemahan ke ujung terminal-C dari banyak protein yang biasanya ditemukan menghadap permukaan luar membran sitoplasma.

Mereka terdiri dari pusat glukan, ekor fosfolipid dan gugus fosfoetanolamin yang mengikat mereka bersama-sama.

Struktur

Glikolipid dapat memiliki gugus sakarida yang terikat pada molekul oleh ikatan N- atau O-glikosidik, dan bahkan melalui ikatan non-glikosidik, seperti ikatan ester atau amida.

Bagian sakarida sangat bervariasi, tidak hanya dalam struktur tetapi juga dalam komposisi. Bagian sakarida ini dapat terdiri dari mono-, di-, oligo- atau polisakarida dari berbagai jenis. Mereka dapat memiliki gula amino dan bahkan gula asam, sederhana atau bercabang.

Selanjutnya, deskripsi singkat tentang struktur umum dari tiga kelas utama glikolipid:

Glycoglycerolipid

Seperti disebutkan sebelumnya, pada hewan glikogliserolipid mungkin memiliki residu galaktosa atau glukosa, terfosfat atau tidak. Rantai asam lemak dalam lipid ini adalah antara 16 dan 20 atom karbon.

Dalam gliserolipid galakto, penyatuan antara gula dan kerangka lipid terjadi melalui ikatan β-glukosidik antara C-1 galaktosa dan C-3 gliserol. Dua karbon gliserol lainnya diesterifikasi dengan asam lemak atau C1 digantikan oleh gugus alkil dan C2 dengan gugus asil.

Sebuah residu galaktosa tunggal biasanya diamati, meskipun keberadaan digalactoglycerolipid telah dilaporkan. Ketika itu adalah slufogalactoglicerolípido, biasanya gugus sulfat berada di C-3 residu galaktosa.

Struktur glikoprotein glikoprotein sedikit berbeda, terutama mengenai jumlah residu glukosa yang dapat mencapai 8 residu yang dihubungkan bersama oleh ikatan tipe α (1-6). Molekul glukosa yang berfungsi sebagai jembatan ke kerangka lipid dihubungkan dengan ikatan α (1-3).

Dalam sulfoglukogliserolipid, gugus sulfat berikatan dengan karbon pada posisi 6 dari residu glukosa terminal.

Glycosphingolipid

Seperti sphingolipid lainnya, glycosphingolipid berasal dari L-serin yang terkondensasi dengan asam lemak rantai panjang yang membentuk basa sphingoid yang dikenal sebagai sphingosine. Ketika karbon 2 dari sphingosine mengikat asam lemak lain, sebuah ceramide diproduksi, yang merupakan dasar umum untuk semua sphingolipid..

Tergantung pada jenis sphingolipid ini terdiri dari residu D-glukosa, D-galaktosa, N-asetil-D-galaktosamin dan N-asetilglukosamin, serta asam sialat. Gangliosida mungkin yang paling beragam dan kompleks dalam hal cabang-cabang rantai oligosakarida.

Glukofosfatidilinositol

Dalam glikolipid ini residu dari pusat glukan (glukosamin dan manosa) dapat dimodifikasi dengan berbagai cara melalui penambahan gugus fosfoetanolaminamin dan gula lainnya. Variasi ini memberikan kompleksitas struktural yang besar yang penting untuk dimasukkan ke dalam membran.

Glikolipid tanaman

Kloroplas banyak ganggang dan tanaman tingkat tinggi diperkaya dengan galacto-gliserolipid yang memiliki sifat netral mirip dengan cerebroside pada hewan. Mono- dan digalaktolipid terkait-β dengan gugus digliserida, sedangkan sulfolipid adalah turunan-glukosa-saja.

Glikolipid bakteri

Pada bakteri, glikosil gliserida secara struktural analog dengan fosfogliserida hewan, tetapi mengandung residu karbohidrat yang terikat oleh glikosilasi pada posisi 3 dari sn-1,2-digliserida. Turunan dari gula asilasi tidak mengandung gliserol tetapi asam lemak yang secara langsung terkait dengan gula.

Residu sakarida yang paling umum di antara glikolipid bakteri adalah galaktosa, glukosa dan manosa.

Fungsi

Pada hewan, glikolipid memiliki fungsi penting dalam komunikasi sel, diferensiasi dan proliferasi, onkogenesis, tolakan listrik (dalam kasus glikolipid polar), adhesi sel, antara lain..

Kehadirannya di banyak selaput sel hewan, tumbuhan dan mikroorganisme berperan penting, yang terutama terkait dengan sifat-sifat rakit lipid multifungsi..

Bagian karbohidrat dari glycosphingolipid adalah penentu antigenisitas dan imunogenisitas sel yang membawanya. Ini mungkin terlibat dalam proses pengenalan sel, serta dalam kegiatan "sosial" seluler.

Gliserolipid galakto pada tanaman, mengingat kelimpahan relatifnya dalam membran tanaman, memiliki fungsi penting dalam pembentukan karakteristik membran sebagai stabilitas dan aktivitas fungsional dari banyak protein membran.

Fungsi glikolipid pada bakteri juga beragam. Beberapa glikogliserolipid diperlukan untuk meningkatkan stabilitas bilayer. Mereka juga berfungsi sebagai prekursor untuk komponen membran lainnya dan juga mendukung pertumbuhan kekurangan anoksia atau fosfat.

GPI jangkar atau glikosidilfosfatidylinositol juga ada dalam rakit lipid, berpartisipasi dalam transduksi sinyal, dalam patogenesis banyak mikroorganisme parasit dan dalam orientasi membran apikal.

Dapat dikatakan kemudian bahwa fungsi umum glikolipid, baik pada tanaman, seperti pada hewan dan bakteri, berhubungan dengan pembentukan stabilitas dan fluiditas membran; partisipasi dalam interaksi lipid-protein spesifik dan pengenalan sel.

Referensi

1. Abdel-mawgoud, A.M., & Stephanopoulos, G. (2017). Glikolipid mikroba sederhana: Kimia, aktivitas biologis, dan rekayasa metabolisme. Bioteknologi Sintetis dan Sistem, 1-17.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Biologi Molekuler Sel (edisi ke-6). New York: Ilmu Garland.
3. Ando, ​​T., Imamura, A., Ishida, H., & Kiso, M. (2007). Sintesis Glikolipid. Penelitian Karbohidrat, 797-813.
4. Benson, A. (1964). Lipid membran tanaman. Annu. Rev. Plant. Physiol., 15, 1-16.
5. Bronislaw, L., Liau, Y. U. N. H., & Slomiany, A. (1987). Glikogliserolipid hewan. Prog. Lipid Res., 26, 29-51.
6. Holzl, G., & Dormann, P. (2007). Struktur dan fungsi glikogliserolipid pada tanaman dan bakteri. Prog. Lipid Res., 46, 225-243.
7. Honke, K. (2013). Biosintesis dan fungsi biologis sulfoglikolipid. Proc Jpn. Acad. Ser. B, 89 (4), 129-138.
8. Kanfer, J., & Hakomori, S. (1983). Biokimia Sphingolipid. (D. Hanahan, Ed.), Handbook of Lipid Research 3 (1st ed.).
9. Koynova, R., & Caffrey, M. (1994). Fase dan transisi fase dari glikogliserolipid. Kimia dan Fisika Lipid, 69, 181-207.
10. Law, J. (1960). Glikolipid. Ulasan Tahunan, 29, 131-150.
11. Paulick, M. G., & Bertozzi, C. R. (2008). Jangkar Glycosylphosphatidylinositol: A Membran-Penambatan Kompleks. Biokimia, 47, 6991-7000.