asam silikat yang monosakarida sembilan atom karbon. Mereka termasuk dalam keluarga turunan asam neuraminic (5-amino-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galacto-nonulosonic acid) dan tersebar luas di alam, terutama di dunia hewan.
Mereka biasanya tidak terjadi sebagai molekul bebas, tetapi dihubungkan oleh ikatan -glukosidik ke molekul karbohidrat atau molekul asam sialat lainnya, dan kemudian dapat menempati posisi terminal atau internal dalam rantai karbohidrat linier.
Skema molekul asam sialat (Sumber: Pengguna: glikoform [Domain publik] melalui 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 (gangliosida). . .
Asam sialic hadir di banyak kingdom alam. Mereka telah terdeteksi di beberapa virus, patogen bakteri , protozoa, krustasea , cacing pipih , serangga dan vertebrata seperti sebagai ikan , amfibi, burung dan mamalia . Sebaliknya, mereka tidak ditemukan pada jamur, ganggang atau tanaman .
Indeks artikel
Struktur
Asam sialic terjadi terutama di bagian terminal glikoprotein dan glikolipid permukaan, memberikan keragaman besar pada glikokonjugat ini. Pola “sialilasi” diferensial adalah produk dari ekspresi glikosiltransferase spesifik jaringan (sialiltransferase).
Secara struktural, asam sialat milik keluarga sekitar 40 turunan alami asam neuraminic yang N-terasilasi, sehingga menimbulkan dua struktur “induk”: asam N-acetylneuraminic (Neu5Ac) atau asam N-glikolil neuraminic (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. Sebuah karbon C-3 terdeoksigenasi dan molekul gliserol pada posisi C-6.
Skema molekul asam sialat dengan enumerasi karbon (Sumber: Pengguna: glikoform [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Banyak turunan muncul dari substitusi gugus hidroksil pada posisi C-4, C-7, C-8 dan C-9 oleh bagian asetil, glikol, laktil, metil, sulfat dan fosfat; serta pengenalan ikatan rangkap antara C-2 dan C-3.
Pada posisi terminal linier, perlekatan bagian asam sialat ke rantai oligosakarida melibatkan ikatan -glukosidik antara gugus hidroksil dari karbon anomer C-2 dari asam sialat dan gugus hidroksil dari karbon C-3, C- 4 atau C-6 dari bagian monosakarida.
Keterkaitan ini dapat antara residu galaktosa, N-asetilglukosamin, N-asetilgalaktosamin dan di beberapa gangliosida unik, glukosa. Mereka dapat terjadi melalui ikatan N-glikosidik atau O-glikosidik.
Fitur
Asam sialic 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, 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.
Peran 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 pada permukaan, yang memiliki konsekuensi positif dalam beberapa peristiwa tolakan elektrostatik antara sel dan beberapa molekul.
Selanjutnya, muatan negatif memberikan asam sialic dalam membran peran dalam pengangkutan ion bermuatan positif.
Telah dilaporkan bahwa pengikatan endotelium dan epitel ke membran basal glomerulus difasilitasi oleh asam sialat, dan ini juga mempengaruhi kontak antara sel-sel ini.
Peran dalam rentang hidup komponen sel darah
Asam sialat memiliki fungsi penting sebagai bagian dari glikoforin A pada membran plasma eritrosit . Beberapa penelitian menunjukkan bahwa kandungan asam sialat 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 agregasinya karena tidak adanya asam sialat pada protein permukaannya. Dalam limfosit, asam sialat juga memainkan peran penting dalam proses adhesi dan pengenalan sel, serta dalam interaksi dengan reseptor permukaan.
Fungsi dalam sistem kekebalan tubuh
Sistem kekebalan mampu membedakan antara strukturnya sendiri atau struktur penyerang berdasarkan pengenalan pola asam sialat yang ada di membran.
Asam sialic, serta enzim neuraminidase dan sialyltransferase, memiliki sifat pengaturan yang penting. Bagian terminal asam sialat dalam glikokonjugat membran plasma memiliki fungsi penyamaran atau sebagai reseptor membran.
Selain itu, berbagai penulis telah mengangkat kemungkinan bahwa asam sialat memiliki fungsi antigenik, tetapi belum diketahui secara pasti. Namun, fungsi penyembunyian residu asam sialat sangat penting dalam regulasi sel.
Masking mungkin memiliki peran protektif langsung atau tidak langsung, tergantung pada apakah bagian asam sialat secara langsung menutupi residu karbohidrat antigenik, atau apakah asam sialat dalam glikokonjugat berdekatan yang menutupi bagian antigenik.
Beberapa antibodi memiliki residu Neu5Ac yang menunjukkan sifat penetral virus, karena imunoglobulin ini mampu mencegah perlekatan virus ke hanya berkonjugasi (glikokonjugat dengan bagian asam sialat) pada membran sel.
Fungsi lainnya
Di saluran usus, asam sialat memainkan peran yang sama pentingnya, karena mereka adalah bagian dari musin, yang memiliki sifat pelumas dan pelindung, penting untuk seluruh organisme.
Selanjutnya, asam sialat juga terdapat dalam membran sel epitel bronkus, lambung dan usus, di mana mereka terlibat dalam transportasi, 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 sialuria dan penyakit Salla, yang ditandai dengan ekskresi urin dengan sejumlah besar asam sialat bebas.
Penyakit imunologi lainnya berkaitan dengan perubahan enzim anabolik dan katabolik yang berhubungan dengan metabolisme asam sialat, yang menyebabkan akumulasi glikokonjugat yang menyimpang dengan bagian asam sialat.
Beberapa penyakit yang berhubungan dengan faktor darah juga diketahui, seperti trombositopenia, yang terdiri dari penurunan kadar trombosit dalam darah, mungkin disebabkan oleh kekurangan asam sialat di membran.
Penyakit Von Willebrand berhubungan dengan defek pada kapasitas adhesi trombosit ke glikokonjugat membran subendotel dinding pembuluh darah, yang disebabkan oleh defisiensi atau defisiensi glikosilasi atau sialilasi.
Trombastenia Glanzmann adalah kelainan bawaan lain dari agregasi trombosit yang akarnya adalah adanya glikoprotein yang rusak dalam membran trombosit. Cacat pada glikoprotein ini telah terbukti terkait dengan penurunan konten Neu5Ac.
Referensi
- Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Kimia Organik (Edisi ke-1). New York: Pers Universitas Oxford.
- Demchenko, AV (2008). Buku Pegangan Glikosilasi Kimia: Kemajuan dalam Stereoselektivitas dan Relevansi Terapi . Wiley-VCH.
- Rosenberg, A. (1995). Biologi Asam Sialat . New York: Springer Science + Business Media, LLC.
- Schauer, R. (1982). Asam Sialat: Kimia, Metabolisme dan Fungsi . Springer-Verlag Wien New York.
- Traving, C., & Schauer, R. (1998). Struktur, fungsi dan metabolisme asam sialat. CMLS Cellular and Molecular Life Sciences , 54 , 1330–1349.
