Kelompok 4-BD Biokim
-
Upload
sonia-ulfah -
Category
Documents
-
view
235 -
download
1
Transcript of Kelompok 4-BD Biokim
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
1/30
Kelompok 4-BD
Biosintesis Membran FosfolipidKarimah 1111102000033
Yuda Kusuma A. 1111102000045
Euis Chodijah 1111102000046
Rahma Ayunda 1111102000054 Faradila 1111102000058
Nurhayati Indriani 1111102000126
Rahmi Sertiana 1111102000085
Ichsana Eskha 1111102000092
Vina fauziah 1111102000100 M. A. W. Khairurrijal 1111102000102
Ana Yuliana 1111102000109
Andis Saputra 1111102000119
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
2/30
Pendahuluan
Dalam sel, membran membentuk banyak struktur yang secara
morfologi berbeda (organel) seperti mitokondria, retikulum
endoplasma dan retikulum sarkoplasma, kompleks golgi,
granula sekresi, lisosom, dan membran inti. Membran
menyediakan tempat-tempat transduksi energi, sepertifotosintesis dan fosforilasi oksidatif.
Kebanyakan membran disusun terutama oleh lipid dan
protein tetapi juga mengandung karbohidrat.
Membran adalah struktur tertutup asimetrik berbentukseperti lembaran dengan bagian dalam dan luar.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
3/30
Molekul protein spesifik berada dalam membran, dimana
mereka melakukan fungsi spesifik organel, sel, dan organisme.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
4/30
Komposisi Lipid
Lipid membran terdiri dari fosfolipid, glikolipid, dan sterol-kolesterol pada membran
mamalia.
Fosfolipid
Dari 2 golongan utama fosfolipid yang terdapat
Suatu fosfogliserida mempunyai asam-asam lemak (R1 dan R2), gliserol, dan komponen
alkohol terfosforilasi. Pada asam fosfatidat, R3 adalah hidrogen.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
5/30
Pada membran, fosfogliserida adalah yang lebih umum dan terdiri dari rangka gliserol d
mana terikat 2 asam lemak dalam ikatan ester dan alkohol terfosforilasi. Bagian asam lemak biasanya merupakan molekul dengan jumlah karbon genap, paling sering 14 atau 16 karbon.
Bagian asam lemak tidak jenuh hampir seluruhnya mempunyai konfigurasi sis. Fosfogliserid
yang paling sederhana adalah fosfatidat, yang merupakan suatu diasilgliserol 3- fosfat, suat
zat antara penting dalam pembentukan semua fosfolipid lain, 3-fosfat diesterkan ke alkoho
seperti etanol-amin, kolin, serin, gliserol, atau inosetol.
Golongan kedua fosfolipid adalah sfingomielin, yang mempunyai rangka sfingosin, bukan
gliserol. Suatu asam lemak terikat oleh ikatan amida ke gugus amino dari sfingosin. Gugushidroksil primer dari sfingosin diesterkan membentuk fosforilkolin
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
6/30
Glikolipid
Glikolipid, sesuai dengan namanya, adalah lipid yang mengandung gula (sugar) seperti
serebrosida dan gangliosida dan juga berasal dari sfingosin. Serebrosida dan gangliosida
dibedakan dari sfingomielin oleh sifat alamiah bagian yang terikat pada gugus hidroksil
primer dari sfingosin. Pada sfingomielin, fosforilkolin terikat pada gugus alkohol.Serebrosida mempunyai bagian heksosa tunggal, glukosa atau galaktosa, pada tempatnya.
Gangliosida mempunyai suatu rantai bercabang sampai 7 gula yang terikat pada gugus
alkohol primer sfingosin.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
7/30
Sterol
Sterol yang paling umum pada membran adalah kolesterol, yang terdapat hampir eksklusi
pada membran plasma sel mamalia tetapi juga dapat ditemukan dalam jumlah lebih sedikitdalam mitokondria, kompleks Golgi, dan membran inti. Kolesterol biasanya lebih banyak
terdapat pada bagian luar membran plasma.
Semua lipid utama pada membran adalah amfipatik dan merupakan molekul yang sangat
mirip. Seperti dapat dilihat dari model pengisi ruang. Molekul amfipatik adalah molekul yangmempunyai bagian hidrofobik dipisahkan dari bagian molekul lainnya, ia menjadi tidak larut
dalam air tetapi larut dalam minyak. Sebaliknya, bila bagian hidrofilik dipisahkan dari bagian
molekul lainnya, ia menjadi tidak larut dalam minyak tetapi larut dalam air. Lipid membran
amfipatik mempunyai gugus kepala polar (polar head group) dan ekor nonpolar (nonpolar
tail);
Detergen adalah molekul amfipatik yang mempunyai arti penting dalam biokim dan rumah
tangga. Struktur molekuler detergen menyerupai fosfolipid
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
8/30
Protein Membran
• Membrane adalah struktur plastis atau lentur
yang sangat kental.
• Membrane melokalisir enzim, berfungsi
sebagai elemen integral dalam penggabungan
eksitasi-respon, dan menjadi tempat untuk
transduksi energy, misalnya pada fotosintesis
dan fosforilasi oksidatif.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
9/30
Protein Membran Perifer & Integral
• Hampir semua protein membrane adalah bagian
integral dari membrane, dan ternya semua yang
telah diselediki terentang sejauh 50-10 nm
melintasi kedua lapisan.
• Protein integral biasanya berbentuk globuler dan
bersifat amfipatik, terdiri dari 2 ujung hidrofilikdipisah oleh bagian hidrofobik penyelang yang
melintasi inti hidrofobik bila miner.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
10/30
Lipid Membran Bersifat Amfipatik
• Semua lipid utama pada membrane
mengandung bagian hidrofobik dan hidrofilik
sehingga disebut “amfipatik”.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
11/30
Lipid Membran Membentuk
Lapisan Ganda
• Seperti yang diketahui pada tahun 1925 oleh Gorter
dan Grendel, lapisan bimolekuler, atau lapisan ganda
lipid juga dapat memenuhi persyaratan
termodinamik molekul amfipatik dalam lingkunganair.
• Entropi molekul pelarut di sekitarnya meningkat saat
molekul-molekul lipid menyatu dalam suatu lapisan
ganda.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
12/30
Membran yang Berbeda Memiliki
Komposisi yang Berbeda
• Jumlah berbagai protein disuatu membranebervariasi mulai kurang dari selusin di reticulumsarkoplasma hingga lebih dari 100 di membraneplasma.
• Protein adalah molekul fungsional utama membranedan membentuk enzim, pompa serta kanal,
komponen structural, antigen (mis. Untukhistokompatibilitas), dan memiliki komplemenprotein yang berbeda, tidak ada struktur membraneyang khas.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
13/30
Model Mosaik Cairan Struktur
Membran
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
14/30
Pembentukan Membran
• Enzim-enzim terletak pada permukaan sitoplasmik vesikelreticulum endoplasma yang dapat menyusun dirinya kedalam lapisan bimolekuler yang terdinamik stabil.
• Vesikel lipid berpindah ke apartus Golgi, yang akan berfusi
dengan membran plasma.• Bagian dalam vesikel sesudah fusi menjadi bagian luar
membran plasma.
• Asimetri transversal membran ada pada vesikel RE
sebelum berfusi dengan membran plasma.• Protein integral & protein yang disekresi disintesis dengan
rangkaian leader N-terminal dari 15-30 asam amino.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
15/30
• Rangkaian leader N-terminal akan menghasilkanprotein sekresi atau protein membrane matur
•
Protein mutan yang mengandung rangkaian leadertidak dimasukkan ke dalam membran. Sedangkan,protein non membrane dimasukkan kedalammembran/disekresi.
•
Dua model telah diusulkan untuk menjelaskanintegrasi protein ke dalam membran yaitu hipotesissinyal dan hipotesis trigger membran.
• Hipotesis sinyal menjelaskan bahwa protein
dimasukkan ke dalam membran serentak dengantranslasi m RNA pada polirobosom, disebut ‘’intersikontranslasi’’
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
16/30
• Ribosom yang terikat pada RE akan dilepaskan dan
berdisosiasi ke dalam subunit masing-masing
sesudah sintesis protein selesai.• Rangkaian leader dibelah & karbohidrat yang terikat
sbg bagian dini sintesis protein masuk ke bagian
dalam vesikel RE.
• Protein yang disekresi melintasi membran bilaminer
secara sempurna dan dieluarkan ke dalam lumen RE.
• Protein sekresi ditemukan pada lumen aparatus
golgi, dmn karbohidrat diubah sebelum menjadiorganel intrasel spesifik atau membran sel.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
17/30
• Protein dipacu untuk membentuk dirinya sendiri ke
dalam membran dengan cara yang menetapkan
asimetri transversal yang diperlukan.
• Sekali protein dimasukkan dan berintegrasi, bagian
leader dibelah.protein yang tidak masuk ke jalan
pembentukan akan disekresi.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
18/30
Sintesis fosfolipid•
Fosfolipid disintesis di dalam RE haluskemudian akan diangkut ke Badan Golgi dan
kemudian ke Menbran organel atau membran
plasma, atau disekresi dari sel melalui
eksositosis.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
19/30
A. Sintesis asam
fosfatidat (PA)
•Phosphatidic acid
merupakan prekursor
berbagai
fosfatigliserida.
•Tahapan sintesisnya
dari gliserol fosfat dandua lemak asil KoA
dengan PA
ditunjukkan sebagai
prekursortriasilgliserol.
B Sintesis
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
20/30
B. SintesisFosfatidiletanolamin
(PE) dan
Fosfatidilkolin (PC)
1. Sintesis PE dan PC darikolin dan etanolamin
yang sudah ada
sebelumnya
Jalur sintesis ini
melibatkan fosforilasi kolin
dan etanolamin oleh
kinase, yang diikuti
dengan pengubahan
menjadi bentuk aktif, CDP-
kolin atau CDP-
etanolamin.
Pada akhirnya, kolin fosfat
atau etanolaminfosfat
dipindahkan dari
nukleotida ke molekul
diasilgliserol.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
21/30
2. Sintesis PC dari
fosfatidilserin di
hati
Untuk memenuhikebutuhan PC, PS
didekarboksilasi menjadi
fosfatidiletanolamin (PE)
oleh PS dekarboksilase,
yaitu enzim yangmemerlukan fosfat
piridoksal sebagai kofaktor.
PE kemudian menjalani
tiga tahap metilasi untukmenghasilkan PC. S-
adenosilmetionin (SAM)
merupakan donor gugus
metil.
C F f idil i (PS)
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
22/30
C. Fosfatidilserin (PS)
Sintesis Fosfatidilserin
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
23/30
• Jalur utama sintesis fosfatidilserin di jaringan mamalia diakibatkan
oleh adanya reaksi pertukaran basa, yaitu saat etnolamin dari
fosfatidiletnolamin ditukar menjadi serin. Reaksi ini bersifatreversibel, terutama digunakan untuk menghasilkan fosfatidilserin
yang diperlukan untuk sintesis membran.
• Dari skema ini dapat dilihat bahwa fosfatidiletnolamin menghasilkanetnolamin. Etnolamin akan menghasilkan 3 serin melalui
fosfatidiletnlomainserin transferase (reaksi pertukaran basa) yaitu
NH3+, HO-CH2-CH, dan COO
-. Selanjutnya gugus hidroksi pada serin
akan digantikan dengan gugus fosfat menghasilkan fosfatidilserin.
(PI)
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
24/30
D. FOSFATIDILINOSITOL (PI)
• Disintesis dari inositol bebas dan CDP-diasilgliserol.
• Merupakan fosfolipid yang sering mengandung asam stearat pada karbon 1 dan
asam arakidonat pada karbon 2 gliserol.
• Berperan sebagai gudang penyimpanan asam arakidonat di dalam membran dan
juga menyediakan substrat untuk sintesis prostaglandin bila dibutuhkan.
• Fungsi :
1. Berperan dalam penjalaran sinyal melewati membran2. Berperan dalam penambatan protein membran
Protein-protein spesifik dapat melekat secara kovalen melalui jembatan
karbohidrat pada PI yang terikat dengan membrane, contoh protein : alkalin
fosfatase, asetilkolin esterase. Protein di permukaan sel juga berikatan dengan
glikosil fosfatidilinositol (GPI). Protein-protein yang terikat dengan membran lipidmenyebabkan protein tersebut tertambat-GPI dapat bergerak dengan cepat ke sisi
lateral di permukaan membrane plasma. Protein dapat terlepas dari penambatnya
melalui kerja fosfolipase C dengan melepaskan diasilgliserol.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
25/30
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
26/30
E. Fosfatidilgliserol (PG) dan kardiolipin
• Fosfatidilgliserol berada pada membran mitokondriasebelah dalam.
• PG merupakan prekursor kardiolipin.
•
PG disintesis melalui dua tahapan reaksi dari CDP-diasilgliserol dan gliserol 3-fosfat
• Kardiolipin terdiri atas dua molekul asam fosfatidatyang dihubungkan dengan satu molekul gliserol
•
Kardiolipin disintesis melalui pemindahandiasilgliserolfosfat dari CDP-diasilgliserol ke molekulfosfatidilgliserol yang sebelumnya sudah ada.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
27/30
F. Sfingomielin
• Sfingomielin adalah struktur lipid utama di membrane
jaringan saraf.• Sfingomielin menghasilkan asam lemak, asam fosfat, kolin
dan amino alkohol kompleks yaitu sfingosin.
• Kombinasi sfingosin dan asam lemak disebut seramida,struktur yang juga ditemukan pada glikolipid.
• Proses sintesis sfingomielin : palmitoil KoA dipadatkandengan serin, yang merupakan koenzim A dan guguskarboksil (sebagai CO2) serin menghilang. Hasil reaksinyadireduksi dalam reaksi yang membutuhkan NADPH menjadisfinganin, yang diasetilasi pada gugus aminonya dengansalah satu dari berbagai asam lemak rantai panjang, dankemudian di desaturasi untuk menghasilkan seramida-prekursor langsung sfingomielin.
• Sama halnya lesitin dan sefalin, senyawa ini merupakankomponen essensial dalam struktur protoplasma.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
28/30
Degradasi fosfolipid
•Pengertian fosfogliserida : fosfogliserida
merupakan suatu fosfolipid yang mengandung
gliserol.
•Fosfolipase merupakan enzim utama dalam
pendegradasian fosfogliserida.
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
29/30
A. Degradasi fosfogliserida
-
8/15/2019 Kelompok 4-BD Biokim
30/30
B. Degradasi sfimngomielin