Kuliah 02 Struktur m. Plasma_2014

STRUKTUR MEMBRAN PLASMA

BIOSEL 2014

Introduction

• Membran biologi dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu membran plasma dan membran organel.

• Membran plasma bertindak sebagai barrier yang menjaga perbedaan konsentrasi zat terlarut antara ekstraseluler dengan sitoplasma

• Membran organel, seperti RE, KG, kloroplast, mitokondria, dan organel bermembran lainnya menjaga perbedaan konsentrasi zat terlarut antara lumen organel dengan sitoplasma

Lanjutan introduction

• Membran juga berisi protein yang berfungsi sebagai enzim, pengenal dan reseptor untuk komunikasi dengan sel lain.

• Membran memiliki struktur dasar yang sama yaitu dibangun dari lipid dan protein yang melakukan interaksi nonkovalent.

• Lipid penyusun membran membentuk struktur bilayer (dwilapis). Protein membran dapat berbentuk protein perifer atau integral.

Membran sel yang strukturnya bilayer lipid

Lipid membran plasma• Fosfolipid berlimpah lipid membrane sel

hewan adalah fosfogliserida yang dibangun dari bingkai dasar gliserol.

• Sifat menarik dari fosfogliserida adalah bagian molekul yang berisi rantai hidrokarbon (bagian ekor) bersifat nonpolar dan hidrofobik, sedangkan bagian molekul yang berisi ikatan fosfat (bagian kepala) bersifat polar atau hidrofilik.

• Molekul dengan kelarutan ganda disebut molekul amfifilik atau amfifatik

Fosfatidilkolin salah satu penyusun lipid membran

Struktur bilayer dan misel fosfolipid bila berhadapan dengan medium air

Sfingomielin

• Sfingomielin, dibentuk dari sfingosin bukan gliserol.

• Sfingosin adalah rantai panjang asam lemak dengan gugus amin (NH2) dan dua gugus hidroksil (OH) pada salah satu ujung molekul.

• Fosfomielin bersama-sama dengan fosfogliserida menyusun lebih dari setengah biomass membran sel mamalia.

Kolesterol membran plasma

• Kolesterol berisi struktur cincin kaku yang melekat ke gugus hidroksil tunggal dan rantai pendek hidrokarbon nonpolar

• Bagian polar dari kolesterol adalah gugus hidroksil.

• Efek utama kolesterol pada membran biologi adalah menjaga agar rantai hidrokarbon dari fosfolipid membran tidak saling merapat, sehingga membran tetap cair pada temperatur rendah.

Struktur kolesterol dengan kepala hidofilik berupa gugus hidroksil

Fluiditas bilayer lipid• Fosfolipid penyusun struktur bilayer lipid dalam

kondisi cair akan mudah melakukan gerak rotasi dan difusi lateral dalam satu monolayer, namun sulit untuk melakukan gerak flip-flop atau transversal dari satu monolayer ke monolayer berikutnya

• Fluiditas bilayer lipid sangat ditentukan oleh komposisi dan temperatur.

• Pada temperatur fase transisi bilayer berada pada kondisi antara gel dan cair, dibawah fase transisi bilayer berada pada kondisi gel dan di atas fase transisi bilayer berada pada kondisi cair.

Bilayer lipid dengan tiga tipe gerakan fosfolipid penyusunnya

Asimetri bilayer lipid• Komposisi lipid dari dua monolayer pada bilayer lipid

pada banyak membran dapat sangat berbeda atau asimetri

• membran sel darah merah hampir semua fosfatidilkolin dan sfingomielin ada pada monolayer yang menghadap ekstrasel, sedangkan fosfatidiletanolamin dan fosfatidilserin ada pada monolayer yang menghadap intrasel.

• Karena muatan negatif fosfatidilserine yang terletak di monolayer sebelah dalam, maka terdapat perbedaan muatan diantara dua monolayer

• Asimetri lipid juga penting secara fungsional, terutama untuk mengkonversi signal eksktraseluler ke intraseluler.

Distribusi asimetri fosfolipid dan glikolipid pd bilayer lipid sel darah merahKuning fosfatidiletanolamin, hijau fosfatidilserin, merah fosfatidilkolin, merah hati sfingomielin

Glikolipid• Glikolipid ditemukan eksklusif hanya pada

monolayer yang menghadap eksktraseluler, jadi distribusinya sangat asimetri pada membrane plasma.

• Distribusi asimetri glikolipid pada bilayer dihasilkan dari penambahan gugus gula ke molekul lipid di lumen kompleks Golgi.

• Glikolipid terdapat pada semua membrane plasma sel hewan dan menyokong 5 % molekul lipid pada monolayer ekstraseluler.

• Glikolipid yang lebih kompleks, gangliosida, berisi oligosakarida dengan satu atau lebih residu asam sialat.

Molekul glikolipid yg dijumpai pada membran plasma

Protein membran plasma• Jumlah,tipe dan fungsi protein membran sangat

bervariasi• Membran plasma berisi protein hampir separoh

dari biomass membran.• protein transmembran (protein integral)

bersifat amfifatik yaitu memiliki bagian hidrofobik dan hidrofilik.

• protein perifer membran hanya terikat pada salah satu permukaan membran melalui interaksi nonkovalent dengan protein membran lain

• Contoh protein membran dengan fungsinya adalah protein yg bertindak sebagi reseptor, enzim, pengenal sel dll

Cara protein membran berasosiasi dengan bilayer lipid

19

20

21

Glikoprotein

• Sebagian besar protein transmembran pada sel hewan adalah terglikosilasi.

• Residu gula ditambahkan ketika di lumen RE dan kompleks Golgi, dan rantai oligosakarida selalu ada pada sisi nonsitoplasma dari membran.

• Karbohidrat ini terdapat sebagai rantai oligosakarida yang secara kovalent terikat pada protein membrane (glikoprotein) dan lipid (glikolipid).

• Glikoprotein dan glikolipid menyusun selubung gula atau glikokaliks.

Karbohidrat pada lipid dan protein integral membran plasma