Slide 1

1MEMBRANBIOLOGISDANMEKANISMEABSORPSINYATim Teaching MK Biofarmasetika2PendahuluanMembran sel adalah lapisan yang memisahkansatu sel dengan sel lainnya serta memisahkan berbagai organel di dalam selMembranes = pintu gerbang ke dalam dan ke luar sel (gateways into and out of the cell) Membran sel penting dalam banyak proses kehidupan (metabolisme, penglihatan, pendengaran, impuls saraf, dan kontraksi otot) Membran sel pada eukariotik dan prokariotikberbeda.3FungsiMembranPelindung sel (barrier properties), mempertahankanlingkungan intraseluler & ekstraseluler yang normalSifatnya dapat dirangsang (excitability)Transpor seluler (melewatkan zat ke dalam dan ke luar sel)Memisahkan organel sel (compartmentalization) Biosignal (signal transduction)Medium pendukung reaksi biokimia (membran selmengandung enzim)Reseptor (mengenali isyarat molekuler tertentu)4FungsiMembranMengenali sel lain yang sejenis (pencangkokan)Bersifat permiabilitas selektif dan berfungsi sebagai sawar untuk mempertahankan perbedaan komposisi di dalam dan di luar sel Membran plasma juga melakukan pertukaran bahan dengan lingkungan ekstrasel melaluiproses eksositosis dan endositosis5Komposisi KimiaBeberapa MembranTipe MembranLipidProteinKarbohidratMembranmyelin79%18%3%MembranSDM43%49%8%Membrandlm Mitokondria24%76%~0%Bilayer Fosfolipid100%006Ultrastruktur Membran plasma Dibangun dr phospolipids, protein dan kolesterol Phospolipids memiliki dua bagian Bagian kepala, hydrophilic: suka air (menjauhi lipid) ekor, hydrophobic: menjauhi air (suka lipid)7Sifat Amphipathic dari molekul phospolipid menyusun dasar struktur membranLarge reduction in H2Osurface tensionwatermolecules8Membran plasma (lanjutan) protein: saluran/pompa ion, reseptor, enzim dsb. Beberapa protein menembus membran : memiliki bagianhydrophobic dan hydrophilic Kolesterol91011Kolesterol membranHanya sedikit polar, segmen polar terbatas pada gugus hidroksil pada ujung molekulEfek utama kolesterol pada membran biologi adalah menjaga agar rantai hidrokarbon dari fosfolipid membran tidak saling merapat, sehingga membran tetap cair pada temperatur rendahKolesterol juga meningkatkan fleksibilitas dan stabilitas mekanik membran1213Glikolipid membranGugus karbohidrat langsung terikat pada gliserol tanpa jembatan fosfat.Contoh, Glikosfingolipid berlimpah pada membran plasma sel saraf dan otak

Fungsi Glikosfingolipid: stabilitas membran, sebagai marker permukaan SDM untuk penggolongan darah ABO, sebagai antigen yang bertanggung jawab untuk interaksi golongan darah, tempat pengenal oleh antibodi pada reaksi imunitas, tempat perlekatan substansi yang akan diambil oleh sel.

14Glikoprotein membranGugus karbohidrat dari glikoprotein eksklusif terdapat pada permukaan luar membran plasmaBersama-sama dengan karbohidrat dari glikolipid menyusun selubung gula atau glikokaliks Fungsi; membantu stabilitas membran, memberikan resistensi terhadap serangan proteinase pada medium ekstraseluler, sebagai bagian dari tempat pengenal dari protein reseptor yang terlibat dalam pengikatan molekul signal ekstraseluler dan pengenal protein sel.1516Sejarah Penemuan StrukturMembran PlasmaOverton (1895) mengamati: substansiyang lebih mudah larut dalam lipid memiliki permiabilitas lebih besar. Berdasarkan pada "like dissolves like, disimpulkan bahwa membran sel memiliki sifat lipid.Gorter and Grendel (1925) bekerja dengan membran RBC. Lipid diekstrak dan diukur luas monolayer dari eksktrak. Terhitung nilai ~200m2 per sel. Padahal luas permukaan RBC adl ~100m2, oleh karena itu dapat disimpulkan bahwaterdapat cukup lipid untuk menyusun bilayer.Davson and Danielli (1935) mengintroduksi konsep lapisan protein karena lebih rendahnya tensi permukaan membran sel dibandingkan trigliserida.Robertson (1959) menggunakan teknikE.M. mengajukan model membran unit.Semua membran sel dibangun dari unit struktural tipe ini. Membran plasma pada permukaan luar terdapat lapisan karbohidrat, sehingga Robertson mengajukan ide bahwa membran sel bersifat asimetri.Singer & Nicholson (1972) mengusulkanfluid-mosaic model untuk struktur membran.17SIFAT-SIFAT MODEL MOSAIK CAIRAN MEMBRANPLASMA1. Bilayer membransangat cair dibawah kondisi fisiologisgerak flip-flop molekul phospholipid darimonolayer ke lainnya sangat terbatas2. Protein membranintegral dan peripheral3. Karbohidrat membransatuada pada monolayer menghadap ekstraseluler4. Asimetri membran

19X

21Bagaimana metabolit-metabolitmemasuki sel Difusi menyeberangi membran, kalau kecil dan non-polar seperti N2, benzen dan O2Molekul-molekul polar kecil tidak bermuatan seperti air, CO2, urea, gliserol, dan etanol

Impermeabel untuk ion dan molekul polar besar tak bermuatan (glukosa, asam amino)22Protein PembawaDiperlukan untuk hampir semua molekul organik kecil Kecuali molekul-molekul yang larut dalam lemak dan molekul-molekul kecil tak bermuatan yang dapat melewati membran dgn difusi sederhana2. Biasanya hanya membawa satu tipe molekul3. Protein pembawa dapat juga ada pada membran lain dari sel seperti mitokondria

2324Protein Saluran Protein saluran menghasilkan lubang hidrofilik, sehingga molekul-molekul kecil yang larut dalam air dapat masuk dan keluar selContoh, Gap junction dan porin yang menyusun saluran besar Saluran ion sangat spesifik berkaitan dengan ukuran pori dan muatan molekul yang digerakkanMenggerakkan Na+, K+, Cl- and Ca+25Saluran IonMemiliki selektifitas ion memungkinkan beberapa ion dapat melewati dan membatasi yang lainnya Berdasarkan pada ukuran dan muatan pori pada dinding sebelah dalam saluran ion2. Saluran ion tidak selalu terbuka Mempunyai kemampuan mengatur gerakan ion, sehingga dapat menjaga konsentrasi ion dalam sel Saluran umumnya berbentuk pintu gerbang membuka atau menutup26Saluran Ion2728Mekanisme TransportMolekul bergerak dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah Tidak memerlukan energi sel Transport pasif difusi terbantu

2. Gerakan melawan gradien konsentrasi, molekul bergerak dari konsentrasi rendah ke tinggi Transport aktif Protein transport memerlukan energi sel29Perbedaan Transport Pasif dan Transport aktif30Karakteristik transportpasifKarakteristikDifusi sederhanadifusi terbantuPengikatan substansi yg ditransportSumber energiArah transportSpesifitas molekul yang ditransportKejenuhan pada konsentrasi tinggi dari molekul yang ditransportlipidproteintidakgradien konsentrasisearah GK tidak spesifik tidakyagradien konsentrasisearah GKspesifik yaKarakterisitik Transport PasifKarakteristikDifusi SederhanaDifusi TerbantuKomponen membran yg bertanggungjawab untuk transportLipidProteinPengikatan substansi yg ditransportTidakYaSumber energiGradien KonsentrasiGradien KonsentrasiArah transport

Searah GK

SearahSpesifitas molekul yang ditransportTidak spesifikSpesifikKejenuhan pada konsentrasi tinggi dari molekul yang ditransport

TidakYaKarakteristik Transport AktifKarakteristikTransport AktifKomponen membran yang bertanggung jawab untuk transportproteinPengikatan substansi yang ditransportyaSumber EnergiHidrolisis ATP atau gradien konsentrasiArah TransportMelawan gradien molekul yang ditransport Spesifisitas molekul yang ditransportspesifikKejenuhan pada konsentrasi tinggi dari molekul yang ditransportya