Karbohidrat Membran: Jenis, Struktur, Fungsi

Membran sel memisahkan sel dan kompartemen sel individu. Membran terdiri dari campuran lipid, karbohidrat, dan protein yang terikat oleh gaya pengikat. Karbohidrat terikat secara kovalen dengan glikoprotein (glikoprotein) atau lipid (glikolipid). Dan juga merupakan bagian penting dari membran sel, dan berfungsi sebagai tempat adhesi dan alamat bagi sel. Model Mosaik Fluida menggambarkan membran sebagai lapisan lipid ganda dengan protein dan karbohidrat yang mengambang. Karbohidrat membran terikat secara kimiawi dengan glikolipid dan glikoprotein. Tetapi, beberapa karbohidrat membran merupakan bagian dari proteoglikan yang menyisipkan rantai asam amino di antara asam lemak lipid. Meskipun beberapa karbohidrat dapat ditemukan berasosiasi dengan membran intraseluler, sebagian besarnya terletak pada lapisan terluar membran plasma, yang menghadap ke ruang ekstraseluler.

Jenis Karbohidrat Membran

Kelompok karbohidrat hanya terdapat pada permukaan luar membran plasma dan melekat pada protein, membentuk glikoprotein, atau lipid, membentuk glikolipid.

Glikoprotein

• Sebagian besar karbohidrat membran terikat pada glikoprotein.
• Hampir semua protein membran memiliki karbohidrat.
• Majoritas molekul glikoprotein terdiri dari protein; mereka memiliki satu atau lebih oligosakarida yang melekat pada suatu protein dan biasanya bercabang dan tidak memiliki pengulangan serial, sehingga sangat kaya akan informasi dan sangat mudah dikenali oleh protein lain.
• Seperti pada glikolipid, residu gula ditambahkan ke lumen ER dan aparatus Golgi. Karena alasan ini, rantai oligosakarida selalu ada di sisi non-sitosol membran.
• Gula dapat melekat pada protein di dua lokasi berbeda dalam sel: retikulum endoplasma, yang menghasilkan gula terkait-N, dan aparatus Golgi, yang menghasilkan gula terkait-O. Glikoprotein terkait-N memiliki gula yang melekat pada atom nitrogen, dan glikoprotein terkait-O memiliki gula yang melekat pada atom oksigen. Struktur gula terkait-N dan O yang berbeda memberi mereka fungsi yang berbeda.
• Glikoprotein yang terikat membran berperan dalam berbagai fungsi seluler, seperti pengenalan sel, antigenisitas permukaan sel, dan sebagainya.

Glikolipid

• Oligosakarida adalah gugus kepala hidrofilik lipid membran yang disebut glikolipid.
• Membran mengandung tiga jenis glikolipid: glikosfingolipid, yang paling banyak ditemukan dalam sel hewan, glikogliserolipid, dan glikofosfatidilinositol. Glikogliserolipid lebih banyak ditemukan dalam membran plasma sel tumbuhan.
• Hanya 5% lipid dalam membran merupakan glikolipid.
• Seperti pada glikoprotein, glikolipid bertindak sebagai tempat spesifik untuk pengenalan oleh protein pengikat karbohidrat.

Proteoglikan

• Molekul proteoglikan adalah rantai polisakarida yang terletak pada membran integral.
• Proteoglikan, yang terdiri dari rantai polisakarida panjang yang terikat secara kovalen ke inti protein, terutama ditemukan di matriks ekstraseluler di luar sel.
• Namun, untuk beberapa proteoglikan, inti protein memanjang melalui lapisan lipid atau terikat pada jangkar glikosilfosfotidilinositol (GPI) pada dua lapisan.

Struktur Karbohidrat Membran

• Dalam membran plasma, karbohidrat ditemukan dalam bentuk rantai gula pendek yang kadang-kadang bercabang. Rantai gula ini melekat pada protein perifer eksterior, yang membentuk glikoprotein, atau pada ujung polar molekul fosfolipid di lapisan lipid luar, yang membentuk glikolipid.
• Rantai karbohidrat dapat berbentuk lurus atau bercabang dan terdiri dari 2 hingga 60 unit monosakarida.
• Rantai oligosakarida yang terdiri dari glikolipid dan glikoprotein membran terdiri dari berbagai kombinasi enam gula utama: D-galaktosa, D-manosa, L-fukosa, asam N-asetilneuraminat (juga dikenal sebagai asam sialik), N-asetil-D-glukosamin, dan N-asetil-D-galaktosamin.
• Rantai samping oligosakarida glikolipid dan glikoprotein sangat berbeda dalam susunan gulanya.
• Meskipun mereka biasanya terdiri dari kurang dari lima belas gula, mereka sering bercabang dan gula dapat diikat dengan berbagai ikatan kovalen. Ini berbeda dengan rantai polipeptida di mana asam amino semuanya terikat dengan ikatan peptida yang identik.
• Ratusan trisakarida dapat dibuat hanya dengan menggabungkan tiga gula.
• Pada prinsipnya, baik keberagaman maupun posisi oligosakarida yang terekspos pada permukaan sel membuatnya sangat cocok untuk melakukan tugas-tugas tertentu yang berkaitan dengan pengenalan sel.

Fungsi Karbohidrat Membran

• Karbohidrat membran melakukan dua peran penting: membantu dalam pengenalan dan adhesi sel, termasuk pensinyalan sel-sel atau interaksi sel-patogen, dan berfungsi sebagai penghalang fisik secara struktural.
• Karbohidrat permukaan sel eritrosit menentukan golongan darah, dan mereka juga memiliki kemampuan untuk memicu reaksi imun.
• Setelah infeksi, sel endotel di dekat jaringan yang telah mengalami kerusakan mengekspos sejenis protein yang disebut selectin di membran plasma mereka. Sel endotel ini juga mengenali dan mengikat karbohidrat dari membran plasma limfosit saat mereka melewati aliran darah, memungkinkan limfosit untuk menempel pada dinding pembuluh darah dan menuju ke fokus infeksi.
• Karbohidrat, sebagai molekul pengenalan, memiliki peran penting dalam perkembangan embrio.
• Selama infeksi, patogen menemukan dan menempel pada karbohidrat membran plasma.
• Selain itu, glikokaliks membantu sel-sel di pembuluh darah menahan aliran cairan yang kuat di permukaannya.
• Ia melindungi mikroba dalam usus, yang menyerap nutrisi dan glikokaliks, dan bahkan membantu proses pemecahan makanan untuk penyerapan ini dengan menahan enzim pencernaan yang terkandung di dalamnya.
• Glikoprotein adalah protein yang berfungsi sebagai pengangkut plasma, hormon, dan enzim tertentu, dan karbohidrat adalah komponen penting dari molekul ini untuk aktivitas fisiologis.