HETEROPOLYSACCHARIDES: KARAKTERISTIK, STRUKTUR, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The heteropolisakarida atau heteroglycans adalah kelompok karbohidrat kompleks diklasifikasikan dalam kelompok polisakarida, yang mencakup semua karbohidrat yang terdiri dari lebih dari 10 unit monosakarida dari berbagai jenis gula.

Sebagian besar heteropolisakarida yang disintesis di alam biasanya hanya mengandung dua monosakarida yang berbeda. Sedangkan heteropolisakarida sintetik umumnya memiliki tiga atau lebih satuan monosakarida yang berbeda.

Contoh unit dasar heteropolysaccharide (Sumber: Ccostell via Wikimedia Commons)

Heteropolisakarida adalah makromolekul yang memenuhi fungsi penting bagi kehidupan. Mereka terdiri dari beberapa monomer gula yang berbeda (monosakarida), yang secara berulang dihubungkan bersama oleh ikatan glikosidik dari berbagai jenis.

Di antara karbohidrat kompleks yang paling sering ditemukan di alam adalah hemiselulosa, pektin, dan agar-agar, dan sebagian besar adalah polisakarida komersial yang menarik bagi industri makanan.

Dalam konteks medis, heteropolisakarida yang paling banyak dipelajari adalah heteropolisakarida dari jaringan ikat, yang berasal dari golongan darah, yang terkait dengan glikoprotein seperti γ-globulin dan glikolipid yang melapisi neuron di sistem saraf pusat.

Selama bertahun-tahun dan dengan kemajuan ilmiah, berbagai teknik telah dikembangkan untuk mempelajari heteropolisakarida, yang umumnya melibatkan penguraiannya menjadi monosakarida penyusunnya dan analisis individualnya.

Teknik pemisahan ini berbeda untuk setiap karbohidrat dan bergantung pada karakteristik fisik dan kimia dari masing-masing karbohidrat. Namun, kromatografi adalah teknik yang paling banyak digunakan untuk analisis heteropolisakarida.

Karakteristik dan struktur

Heteropolisakarida adalah polimer linier atau bercabang yang terdiri dari unit berulang dari dua atau lebih monosakarida yang berbeda. Harus diperhatikan bahwa monosakarida ini mungkin atau mungkin tidak dalam proporsi yang sama.

Heteropolisakarida memiliki struktur yang kompleks, dengan topologi bercabang umumnya dan, dalam keadaan aslinya, mereka memiliki morfologi asimetris dan agak amorf.

Unit berulang yang membentuk heteropolisakarida (monosakarida, disakarida, atau oligosakarida) dihubungkan bersama oleh ikatan α- atau β-glukosidik. Dalam satuan ini, modifikasi atau substitusi seperti gugus metil dan asetil dan lain-lain, terutama pada cabang-cabangnya diamati.

Selain itu, asosiasi molekul tertentu dengan heteropolisakarida dapat menghasilkan muatan bersih pada heteropolisakarida, yang memiliki fungsi fisiologis penting dalam berbagai jenis sel.

Karbohidrat bakteri

Heteropolisakarida mikroba terdiri dari unit berulang dari tiga hingga delapan monosakarida yang dapat linier atau bercabang. Mereka umumnya terdiri dari monosakarida D-glukosa, D-galaktosa dan L-rhamnose dalam proporsi yang berbeda.

Fukosa, manosa, ribosa, fruktosa, monosakarida dan monosakarida yang disubstitusi dengan gliserol dan lain-lain dapat diperoleh, meskipun pada tingkat yang lebih rendah.

fitur

Biasanya, heteropolisakarida berfungsi sebagai pendukung ekstraseluler untuk organisme dari semua kerajaan, dari bakteri hingga manusia. Gula ini, bersama dengan protein berserat, adalah komponen terpenting dari matriks ekstraseluler pada hewan dan lamina perantara pada tumbuhan.

Heteropolisakarida sering ditemukan dalam hubungan dengan protein untuk membentuk proteoglikan, glikosaminoglikan, dan bahkan mukopolisakarida. Ini menjalankan berbagai fungsi, mulai dari mengatur penyerapan air, bertindak sebagai semacam "semen" seluler dan berfungsi sebagai pelumas biologis, di antara banyak lainnya.

Heteropolisakarida dalam jaringan ikat memiliki gugus asam dalam strukturnya. Ini bertindak sebagai jembatan antara molekul air dan ion logam. Heteropolisakarida yang paling umum pada jaringan ini adalah asam uronat dengan substitusi sulfat.

Proteoglikan dapat ditemukan sebagai elemen struktural membran plasma, bertindak sebagai koreptor dalam penerimaan rangsangan pada permukaan membran sel dan merangsang mekanisme respons internal.

Globulin adalah glikoprotein yang merupakan bagian dari sistem kekebalan banyak hewan dan mendasarkan sistem pengenalannya pada porsi heteropolisakarida yang mereka miliki di lapisan terluar.

Heparin memiliki fungsi antikoagulan dan merupakan mucoglacans yang menggunakan disakarida dengan substituen sulfat untuk mengurangi muatan negatifnya dan mengganggu penyatuan antara trombin dan trombosit, mendukung, pada gilirannya, pengikatan antitrombin dan menonaktifkan prothrombins.

Contoh

Hemiselulosa

Istilah ini mencakup sekelompok heteropolisakarida yang meliputi monosakarida seperti glukosa, xilosa, manosa, arabinosa, galaktosa, dan berbagai asam uronat dalam strukturnya. Namun, struktur yang paling umum adalah polimer linier xilan dan xiloglikan yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4.

Heteropolisakarida ini sangat melimpah di dinding sel tumbuhan. Mereka juga larut dalam larutan alkali pekat dan beberapa jenis mengembangkan bentuk fibrillar di mana mereka bertindak sebagai agen penyemen di jaringan tanaman.

Pektin

Pektin adalah polisakarida yang khas dari lapisan tengah antara dinding sel asal primer pada tumbuhan. Komponen utamanya adalah asam D-galakturonat yang dihubungkan oleh ikatan α-D-1,4, di mana beberapa karboksil dapat diesterifikasi dengan gugus metil.

Gula jenis ini memiliki kemampuan polimerisasi yang mudah jika kontak dengan metil ester dan gula lain seperti galaktosa, rabbinosa, dan rhamnosa. Mereka banyak digunakan dalam industri makanan untuk memberi kekencangan pada beberapa produk seperti selai, kolak dan permen karet.

Heparin

Ini adalah antikoagulan yang diproduksi di dalam darah dan di berbagai organ seperti paru-paru, ginjal, hati, dan limpa hewan. Ini terdiri dari 12 hingga 50 pengulangan asam D-glukuronat atau asam L-iduronat dan N-asetil-D-glukosamin. Heparin adalah polisakarida dari jenis glikosaminoglikan dengan muatan negatif yang kuat.

Heparin sangat penting dalam industri dan diperoleh secara artifisial dari rekayasa genetika pada bakteri atau secara alami dari paru-paru sapi atau mukosa usus babi.

Asam hialuronat

Ini adalah salah satu obat yang paling banyak digunakan dalam industri estetika sebagai pelumas karena sifatnya yang kental, elastis dan reologis. Ini digunakan sebagai pelumas mata, peredam kejut pada persendian dan untuk menunda proses penuaan, karena mengurangi aktivitas sel dalam siklus sel.

Ini adalah polimer yang termasuk dalam kelompok glikosaminoglikan dan terdiri dari asam D-glukuronat dan N-asetil-D-glukosamin, dihubungkan bersama oleh ikatan β-1,3. Ini ditemukan di hampir semua sel prokariotik dan eukariotik, terutama di jaringan ikat dan kulit hewan.

Referensi

1. Delgado, LL, & Masuelli, M. (2019). Polisakarida: Konsep dan Klasifikasi. Evolusi dalam Jurnal Teknologi Polimer, 2 (2), 2-7.
2. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Karbohidrat. Dalam Kimia Organik (hlm. 888-928). Elsevier Inc.
3. Davison, E. (1999). Encyclopaedia Britannica. Diakses pada 14 Agustus 2019 dari www.britannica.com/science/carbohydrate/
4. Huber, KC, & BeMiller, JN (2018). Karbohidrat. Dalam Kimia Organik (hlm. 888-928). Elsevier Inc.
5. Universitas Maine. (nd). Diakses pada 14 Agustus 2019 dari www.umaine.edu