ASID SIALIK: STRUKTUR, FUNGSI DAN PENYAKIT - BIOLOGI - 2025

The asid sialik adalah monosakarida sembilan atom karbon. Mereka tergolong dalam keluarga turunan asid neuraminik (5-amino-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galacto-nonulosonic acid) dan diedarkan secara meluas di alam, terutama di kerajaan haiwan.

Mereka biasanya tidak berlaku sebagai molekul bebas, tetapi dihubungkan oleh ikatan α-glukosidik dengan molekul karbohidrat atau molekul asid sialik lain, dan kemudian dapat menempati kedudukan terminal atau dalaman dalam rantai karbohidrat linier.

Skema molekul asid sialik (Sumber: Pengguna: glikoform melalui Wikimedia Commons)

Istilah "asid sialik" pertama kali diciptakan oleh Gunnar Blix pada tahun 1957, walaupun laporan sebelumnya oleh penyelidik lain menunjukkan bahawa penemuan mereka bermula satu atau dua dekad sebelumnya, ketika mereka digambarkan sebagai sebahagian daripada glikoprotein sialo mucin dan sialo sialo sphingolipids (gangliosides). .

Asid sialik terdapat di banyak kerajaan alam. Mereka telah dikesan dalam beberapa virus, bakteria patogen, protozoa, krustasea, cacing pipih, serangga dan vertebrata seperti ikan, amfibi, burung dan mamalia. Sebaliknya, mereka tidak dijumpai pada kulat, alga atau tumbuhan.

Struktur

Asid sialik berlaku terutamanya di bahagian terminal glikoprotein permukaan dan glikolipid, memberikan kepelbagaian yang besar pada glikokonjugat ini. Corak "sialilasi" yang berbeza adalah produk dari ungkapan glikosiltransferase khusus tisu (sialyltransferases).

Secara struktural, asid sialik tergolong dalam keluarga kira-kira 40 turunan semula jadi asid neuraminik yang N-asylated, menimbulkan dua struktur "induk": asid N-asetilneuramin (Neu5Ac) atau asid neuraminik N-glikolil (Neu5Gc) .

Ciri strukturnya merangkumi kehadiran kumpulan amino (yang dapat diubah suai) pada kedudukan 5, dan kumpulan karboksilik pada kedudukan 1, yang dapat diionisasi pada pH fisiologi. Karbon C-3 yang terdeoksigenasi dan molekul gliserol pada kedudukan C-6.

Skematik molekul asid sialik dengan penghitungan karbon (Sumber: Pengguna: glikoform melalui Wikimedia Commons)

Banyak derivatif timbul dari penggantian kumpulan hidroksil pada kedudukan C-4, C-7, C-8 dan C-9 dengan bahagian asetil, glikol, laktil, metil, sulfat dan fosfat; serta pengenalan ikatan berganda antara C-2 dan C-3.

Dalam kedudukan terminal linier, penyambungan bahagian asid sialik ke rantai oligosakarida melibatkan ikatan α-glukosidik antara kumpulan hidroksil karbon anomerik C-2 asid sialik dan kumpulan hidroksil karbon-C, 3-karbon. 4 atau C-6 bagi bahagian monosakarida.

Hubungan ini boleh berlaku antara residu galaktosa, N-asetilglukosamin, N-asetilgalaktosamin dan beberapa gangliosida unik, glukosa. Mereka boleh berlaku melalui ikatan N-glikosidik atau O-glikosidik.

ciri-ciri

Asid sialik dianggap dapat membantu organisma parasit bertahan dalam organisma tuan rumah; contohnya ialah patogen mamalia yang menghasilkan enzim metabolisme asid sialik (sialidases atau N-asetilneuraminic lyases).

Tidak ada spesies mamalia yang kehadiran asid sialik belum dilaporkan sebagai bagian glikoprotein secara umum, glikoprotein serum, mukosa, sebagai bahagian struktur permukaan sel atau sebagai sebahagian karbohidrat kompleks.

Mereka telah ditemukan dalam oligosakarida berasid dalam susu dan kolostrum manusia, lembu, domba, anjing dan babi, dan juga sebagai bagian dari kencing tikus dan manusia.

Peranan dalam proses lekatan sel

Glycoconjugates dengan bahagian asid sialik memainkan peranan penting dalam proses pertukaran maklumat antara sel yang berdekatan dan antara sel dan persekitarannya.

Kehadiran asid sialik dalam membran sel menyumbang kepada pembentukan cas negatif di permukaan, yang mempunyai akibat positif dalam beberapa kejadian penolakan elektrostatik antara sel dan beberapa molekul.

Di samping itu, muatan negatif memberikan asid sialik dalam membran berperanan dalam pengangkutan ion bermuatan positif.

Telah dilaporkan bahawa pengikatan endotelium dan epitel ke membran bawah tanah glomerular difasilitasi oleh asid sialik, dan ini juga mempengaruhi hubungan antara sel-sel ini.

Peranan dalam jangka masa komponen sel darah

Asid sialik mempunyai fungsi penting sebagai bahagian glikoforin A dalam membran plasma eritrosit. Beberapa kajian menunjukkan bahawa kandungan asid sialik berbanding terbalik dengan usia sel-sel ini.

Erythrocytes yang dirawat dengan enzim neuraminidase, yang bertanggungjawab untuk penurunan asid sialic, secara drastik mengurangkan separuh hayat mereka dalam aliran darah dari 120 hari hingga beberapa jam. Kes yang sama telah diperhatikan dengan platelet.

Thrombosit kehilangan daya lekatan dan pengagregatan mereka sekiranya tiada asid sialik dalam protein permukaannya. Dalam limfosit, asid sialik juga memainkan peranan penting dalam proses lekatan sel dan pengecaman, serta dalam interaksi dengan reseptor permukaan.

Fungsi dalam sistem imun

Sistem kekebalan tubuh dapat membezakan strukturnya sendiri atau menyerang berdasarkan pengiktirafan corak asid sialik yang terdapat pada membran.

Asid sialik, serta enzim neuraminidase dan sialyltransferase, mempunyai sifat peraturan yang penting. Bahagian terminal asid sialik dalam membran plasma glikosonjugat mempunyai fungsi pelindung atau sebagai reseptor membran.

Selain itu, pelbagai penulis telah mengemukakan kemungkinan bahawa asid sialik mempunyai fungsi antigenik, tetapi belum diketahui dengan pasti. Walau bagaimanapun, fungsi pelindung sisa asid sialik sangat penting dalam pengaturan sel.

Penutup boleh mempunyai peranan pelindung langsung atau tidak langsung, bergantung pada sama ada bahagian asid sialik secara langsung meliputi residu karbohidrat antigenik, atau apakah itu asid sialik dalam glikokonjugat bersebelahan yang menutupi bahagian antigenik.

Beberapa antibodi mempunyai residu Neu5Ac yang menunjukkan sifat meneutralkan virus, kerana imunoglobulin ini mampu mencegah lekatan virus hanya kepada konjugasi (glikokonjugat dengan bahagian asid sialik) pada membran sel.

Fungsi lain

Di saluran usus, asid sialik memainkan peranan yang sama pentingnya, kerana ia adalah bahagian dari mukin, yang mempunyai sifat pelincir dan pelindung, penting bagi seluruh organisma.

Selain itu, asid sialik juga terdapat pada membran sel epitelium bronkus, gastrik dan usus, di mana ia terlibat dalam proses pengangkutan, rembesan dan proses metabolik lain.

Penyakit

Banyak penyakit diketahui melibatkan kelainan dalam metabolisme asid sialik dan ini dikenali sebagai sialidosis. Antara yang paling menonjol adalah penyakit sialuria dan Salla, yang dicirikan oleh pembuangan air besar dengan sejumlah besar asid sialik bebas.

Penyakit lain yang bersifat imunologi ada kaitan dengan perubahan enzim anabolik dan katabolik yang berkaitan dengan metabolisme asid sialik, yang menyebabkan pengumpulan glikokonjugat yang menyimpang dengan bahagian asid sialik.

Beberapa penyakit yang berkaitan dengan faktor darah juga diketahui, seperti trombositopenia, yang terdiri daripada penurunan tahap trombosit dalam darah yang mungkin disebabkan oleh kekurangan asid sialik dalam membran.

Penyakit Von Willebrand sepadan dengan kecacatan keupayaan lekatan trombosit ke glikokonjugat membran subendothelial dinding saluran darah, yang disebabkan oleh kekurangan atau kekurangan glikosilasi atau sialilasi.

Trombasthenia Glanzmann adalah satu lagi gangguan kongenital pengagregatan trombosit yang akarnya adalah adanya glikoprotein yang cacat dalam membran trombosit. Kecacatan pada glikoprotein ini terbukti berkaitan dengan penurunan kandungan Neu5Ac.

Rujukan

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Kimia Organik (edisi pertama). New York: Oxford University Press.
2. Demchenko, AV (2008). Buku Panduan Glikosilasi Kimia: Kemajuan dalam Stereoselektiviti dan Perkaitan Terapi. Wiley-VCH.
3. Rosenberg, A. (1995). Biologi Asid Sialic. New York: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Schauer, R. (1982). Asid Sialic: Kimia, Metabolisme dan Fungsi. Springer-Verlag Wien New York.
5. Traving, C., & Schauer, R. (1998). Struktur, fungsi dan metabolisme asid sialik. CMLS Sains Hayat Sel dan Molekul, 54, 1330–1349.