BIOKIMIA 4 (LIPID 3) STKIP MUHAMMADIYAH SORONG

3. Tiga Jenis umum Lipid

           Sejauh ini lipid dianggap berbeda dari kelompok-kelompok lain biomolekul. Menurut definisi, lipid yang biomolekul tidak dapat larut dalam air yang sangat larut dalam pelarut organik seperti kloroform. Lipid memiliki berbagai peran biologi: mereka berfungsi sebagai molekul bahan bakar, menyimpan energi sangat terkonsentrasi, molekul pensinyalan, dan komponen membran.
Tiga jenis utama dari lipid membran phospho-lipid, glikolipid, dan kolesterol. Kita mulai dengan lipid yang ditemukan dalam eukariota dan bakteri. Lipid dalam archaea yang berbeda, meskipun mereka memiliki banyak fitur yang berhubungan dengan pembentuk membran, fungsi mereka sama dengan lipid dari organisme lain.

3.1. Fosfolipid Apakah Kelas Utama Lipid Membran

Fosfolipid melimpah dalam semua membran biologis. Sebuah molekul fosfolipid dibangun dari empat komponen: asam lemak, sebuah platform dari asam-asam lemak yang melekat, fosfat, dan alkohol melekat pada fosfat (Gambar. 3). Komponen asam lemak memberikan penghalang hidrofobik, sedangkan sisa hidrofilik molekul tersebut memiliki sifat yang memungkinkan interaksi dengan lingkungan. Platform yang dibangun fosfolipid bisa dalam bentuk gliserol, 3 - alkohol karbon, atau sphingosine, alkohol lebih kompleks. Fosfolipid yang berasal dari gliserol disebut phosphoglycerides. Phosphoglyceride terdiri dari gliserol yang rantai induk merupakan dua rantai asam lemak  dan terfosforilasi alkohol.

Dalam phosphoglycerides, kelompok hidroksil pada C-1 dan C-2 dari gliserol diesterifikasi dengan gugus karboksil dari dua rantai asam lemak. Kelompok C-3 hidroksil dari gliserol adalah rantai induk diesterifikasi dengan asam fosfat. Ketika tidak ada lagi tambahan yang dibuat, senyawa yang dihasilkan adalah phosphati-date (diasilgliserol 3-fosfat), yang paling sederhana phosphoglyceride. Hanya sejumlah kecil phosphatidate yang ada dalam membran. Konfigurasi absolut dari gliserol 3-fosfat bagian lipid membran ditunjukkan pada Gambar. 4.

 

Phosphoglycerides utama berasal dari phosphatidate dari pembentukan ikatan ester antara gugusn fosfat phosphatidate dan gugus hidroksil dari salah satu alkohol. Gugus alkohol umum phosphoglycerides adalah asam amino serin, etanolamin, kolin, gliserol, dan inositol. Rumus struktural fosfatidil dan kolin utama lainnya yaitu phosphoglycerides, fosfatidilkolin etanolamin, fosfatidil serin, fosfatidil inositol, dan gliserol diphosphatidyl diberikan pada Gambar. 5. Sphingomyelin adalah fosfolipid ditemukan di membran yang tidak berasal dari gliserol. Sebaliknya, rantai induk dalam sphingomyelin adalah sphingosine, amino alkohol yang mengandung rantai hidrokarbon tak jenuh yang panjang (Gambar. 6). Dalam sphingomyelin, gugus amino dari rantai induk sphingosine terkait dengan asam lemak dengan ikatan amida. Selain itu, gugus hidroksil utama sphingosine adalah diesterifikasi untuk kolin fosforil.

3.2. Membran archaea dari eter lipid dengan rantai bercabang.

Membran archaea berbeda dalam komposisi dari eukariota atau bakteri dalam tiga hal penting. Dua dari perbedaan-perbedaan ini jelas berhubungan dengan kondisi hidup berlawanan dengan archaea (Gambar. 7). Pertama, rantai nonpolar bergabung ke rantai induk gliserol dengan eter daripada sambungan ester. Hubungan eter lebih tahan terhadap hidrolisis.

Kedua, rantai alkil yang bercabang bukan linier. Mereka dibangun dari pengulangan fragmen lima karbon jenuh. Hal ini, hidrokarbon jenuh bercabang lebih tahan terhadap oksidasi. Kemampuan untuk melawan lipid archaea terhadap hidrolisis dan oksidasi dapat membantu organisme tersebut untuk menahan kondisi ekstrim, seperti suhu tinggi, pH rendah, atau konsentrasi garam yang tinggi, di mana beberapa archaea tersebut tumbuh. Akhirnya, stereokimia dari pusat gliserol adalah terbalik dibandingkan dengan yang ditunjukkan dalam Gambar. 4.

3.3. Membran lipid juga bisa menyertakan gugus karbohidrat

Glikolipid, adalah gula yang mengandung lipid. Seperti sphingomyelin, yang merupakan glikolipid pada sel hewan yakni berasal dari sphingosine. Gugus amino dari rantai induk sphingosine adalah terasilasi dengan asam lemak, seperti dalam sphingomyelin. Glikolipid berbeda dari sphingomyelin dalam identitas unit yang terkait dengan gugus hidroksil utama rantai induk sphingosine. Dalam glikolipid, satu atau lebih gula (bukan kolin fosforil) dilekatkan ke grup ini. Para glikolipid sederhana, yang disebut cerebroside, berisi residu gula tunggal, baik glukosa atau galaktosa. Glikolipid yang lebih kompleks, seperti Gangliosida, mengandung rantai bercabang sebanyak tujuh residu gula. Glikolipid berorientasi dengan cara yang sepenuhnya asimetris dengan residu gula yang selalu di sisi ekstraselular membran.

3.4. Lipid Kolesterol didasari inti steroid

Kolesterol adalah lemak dengan struktur yang cukup berbeda dari fosfolipid. Kolesterol ini adalah steroid, dibangun dari empat cincin hidrokarbon yang saling terkait. Sebuah ekor hidrokarbon ini terkait dengan steroid di satu ujung, dan sebuah gugus hidroksil terpasang di ujung lain. Dalam membran, molekul berorientasi sejajar dengan rantai asam lemak dari fosfolipid, dan kelompok hidroksil berinteraksi dengan gugus kepala fosfolipid di dekatnya. Kolesterol adalah tidak terdapat pada  prokariota tetapi ditemukan di hampir semua membran hewan. Ini merupakan hampir 25% dari membran lipid dalam sel-sel saraf tertentu tetapi pada dasarnya tidak ada pada beberapa intraseluler membran.

3.5. Membran lipid adalah molekul Amphipathic yang mengandung suatu bagian hidrofilik dan hidrofobik

Repertoar dari membran lipid sangat luas, bahkan mungkin membingungkan, pada pemahaman awal. Namun, membran lipid memiliki tema struktural umum kritis: membran lipid adalah molekul amphipathic (molekul amphiphilic). Sebuah lipid membran berisi bagian hidrofilik dan hidrofobik. Lihat model phosphoglyceride, seperti fosfatidilkolin kolin. Bentuk keseluruhan adalah kira-kira empat persegi panjang (Gambar. 8A). Kedua asam lemak merupakan rantai hidrofobik yang sejajar satu sama lain, sedangkan bagian fosforil kolin merupakan hidrofilik dalam arah yang berlawanan. Sphingomyelin memiliki konformasi yang sama, seperti halnya yang digambarkan lipid archaea. Oleh karena itu, telah diadopsi untuk merepresentasikan membran lipid: Unit yang hidrofilik, juga disebut gugus kepala polar, diwakili oleh lingkaran, sedangkan ekor hidrokarbon digambarkan oleh garis-garis lurus atau bergelombang (Gambar. 8B).

Gambar. 3. Skema Struktur suatu fosfolipid.

Gambar. 4. Struktur Phosphatidate (diasilgliserol 3-fosfat). Ditampilkan konfigurasi absolut dari pusat karbon (C-2).

Gambar. 5. Beberapa Phosphoglycerides umum ditemukan di membran.

Gambar. 6. Struktur sphingosine dan Sphingomyelin. Bagian sphingosine dari sphingomyelin disorot dengan warna biru. 

Gambar. 7. Sebuah Archaeon dan Lingkungannya. Archaea dapat berkembang dalam habitat keras sebagai  ventilasi vulkanik. Di sini, archaea membentuk lapisan oranye dikelilingi oleh deposit belerang kuning. [Peneliti Krafft-Explorer/Photo.] 

Gambar. 8. Membran Lipid representasi. (A) Model ruang-isi dari phosphoglyceride, sphingomyelin, dan lipid archaea menunjukkan bentuk dan distribusi gugus hidrofilik dan hidrofobik. (B) Sebuah singkatan penggambaran lipid membran. 

Pustaka:

Jeramy M. Berg., John L. Tymoczko dan Lubert styer “Biochemistry fifth edition” W.H. Freeman and Company.