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


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.


3/30

Molekul protein spesifik berada dalam membran, dimana

mereka melakukan fungsi spesifik organel, sel, dan organisme.


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.


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


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.


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


8/30

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.


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.


10/30

Lipid Membran Bersifat Amfipatik

• Semua lipid utama pada membrane

mengandung bagian hidrofobik dan hidrofilik

sehingga disebut “amfipatik”.


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.


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.


13/30

Model Mosaik Cairan Struktur

Membran


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.


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’’


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.


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.


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.


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


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.


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)


22/30

C. Fosfatidilserin (PS)

Sintesis Fosfatidilserin


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)


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.


25/30


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.


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.


28/30

Degradasi fosfolipid

•Pengertian fosfogliserida : fosfogliserida

merupakan suatu fosfolipid yang mengandung

gliserol.

•Fosfolipase merupakan enzim utama dalam

pendegradasian fosfogliserida.


29/30

A. Degradasi fosfogliserida


30/30

B. Degradasi sfimngomielin

kelompok 4-bd biokim

Documents