ASAM SIALAT: STRUKTUR, FUNGSI DAN PENYAKIT - BIOLOGI - 2025

The asam silikat yang monosakarida sembilan atom karbon. Mereka termasuk dalam keluarga turunan asam neuraminic (asam 5-amino-3,5-dideoksi-D-glycero-D-galacto-nonulosonic) dan tersebar luas di alam, terutama di kerajaan hewan.

Mereka biasanya tidak terjadi sebagai molekul bebas, tetapi dihubungkan oleh ikatan α-glukosidik ke molekul karbohidrat atau ke molekul asam sialat lainnya, dan kemudian dapat menempati posisi terminal atau internal dalam rantai karbohidrat linier.

Skema molekul asam sialat (Sumber: Pengguna: glycoform via Wikimedia Commons)

Istilah "asam sialic" pertama kali diciptakan oleh Gunnar Blix pada tahun 1957, meskipun laporan sebelumnya oleh peneliti lain menunjukkan bahwa penemuan mereka berasal dari satu atau dua dekade sebelumnya, ketika mereka digambarkan sebagai bagian dari sialo musin glikoprotein dan sialo sialo sphingolipids (gangliosides). .

Asam sialat hadir di banyak kerajaan alam. Mereka telah terdeteksi pada beberapa virus, bakteri patogen, protozoa, krustasea, cacing pipih, serangga dan vertebrata seperti ikan, amfibi, burung dan mamalia. Sebaliknya, mereka tidak ditemukan pada jamur, alga atau tumbuhan.

Struktur

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

Secara struktural, asam sialat termasuk dalam famili yang terdiri dari sekitar 40 turunan alami asam neuraminat yang terasilasi-N, yang menghasilkan dua struktur “induk”: asam N-asetilneuraminat (Neu5Ac) atau asam neuraminat N-glikolil (Neu5Gc) .

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

Skema molekul asam sialat dengan penghitungan karbon (Sumber: Pengguna: glycoform via Wikimedia Commons)

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

Dalam posisi terminal linier, perlekatan bagian asam sialat ke rantai oligosakarida melibatkan ikatan α-glukosidik antara gugus hidroksil karbon anomerik C-2 dari asam sialat dan gugus hidroksil dari C-3, C-karbon. 4 atau C-6 dari bagian monosakarida.

Keterkaitan ini bisa antara residu galaktosa, N-asetilglukosamin, N-asetilgalaktosamin, dan di beberapa gangliosida tunggal, glukosa. Mereka dapat terjadi melalui ikatan N-glikosidik atau O-glikosidik.

fitur

Asam sialat dianggap membantu organisme parasit bertahan hidup di dalam organisme inang; Contohnya adalah patogen mamalia yang menghasilkan enzim metabolisme asam sialat (sialidases atau N-acetylneuraminic lyases).

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

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

Berperan dalam proses adhesi sel

Glikokonjugat dengan gugus asam sialat memainkan peran penting dalam proses pertukaran informasi antara sel tetangga dan antara sel dan lingkungannya.

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

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

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

Berperan dalam umur komponen sel darah

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

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

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

Berfungsi dalam sistem kekebalan

Sistem kekebalan mampu membedakan antara strukturnya sendiri atau struktur yang menyerang berdasarkan pengenalan 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 penutup atau sebagai reseptor membran.

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

Masking dapat memiliki peran perlindungan langsung atau tidak langsung, tergantung pada apakah bagian asam sialat secara langsung menutupi residu karbohidrat antigenik, atau apakah 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 adhesi virus hanya ke konjugasi (glikokonjugat dengan bagian asam sialat) pada membran sel.

Fungsi lainnya

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

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

Penyakit

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

Penyakit lain yang bersifat imunologis berkaitan dengan perubahan pada enzim anabolik dan katabolik yang terkait dengan metabolisme asam sialat, yang menyebabkan akumulasi glikokonjugat yang menyimpang dengan bagian asam sialat.

Beberapa penyakit yang berhubungan dengan faktor darah juga dikenal, seperti trombositopenia, yang terdiri dari penurunan tingkat trombosit dalam darah yang kemungkinan disebabkan oleh kekurangan asam sialat di membran.

Penyakit Von Willebrand berhubungan dengan kerusakan kapasitas adhesi trombosit ke glikokonjugat membran subendotel pada dinding pembuluh darah, yang disebabkan oleh defisiensi atau defisiensi glikosilasi atau sialilasi.

Trombastenia Glanzmann adalah gangguan kongenital lain dari agregasi trombosit yang akarnya adalah adanya glikoprotein yang rusak di membran trombosit. Cacat pada glikoprotein ini telah terbukti terkait dengan berkurangnya kandungan Neu5Ac.

Referensi

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