penggunaan lipid sintetik untuk mempelajari hubungan antara struktur dan fungsinya

8/18/2019 Penggunaan Lipid Sintetik Untuk Mempelajari Hubungan Antara Struktur Dan Fungsinya

1/16

Penggunaan Lipid Sintetik untuk Mempelajari

Hubungan antara Struktur dan Fungsinya

Makalah Biologi Molekuler

Disusun oleh :

Barneus Wanglie Sugianto (1406607760)

Bima S. (1406604664)

M. Raihan Fuad (1406564452)

Ricky (1406570934)

Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik

Universitas Indonesia

Depok

2016


2/16

ii

Kata Pengantar

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-

Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah Biologi Molekuler yang berjudul “Penggunaan

Lipid Sintetik untuk Mempelajari Hubungan antara Struktur dan Fungsinya“. Penulisan makalah

ini dimaksudkan untuk menyelesaikan salah satu tugas UTS mata kuliah kami di semester empat

ini, yaitu mata kuliah Biologi Molekuler.

Selesainya penyusunan makalah ini tidak terlepas berkat bantuan dari berbagai pihak,

terutama kepada Ibu Rita selaku dosen mata kuliah Biologi Molekuler. Oleh karena itu melalui

kesempatan yang sangat berharga ini, kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang

telah membantu pembuatan makalah ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalasnya dengan

yang lebih baik.

Akhir kata “tiada gading yang tak retak, tiada manusia yang sempurna”, begitupun dengan

karya tulis ini. Kami menyadari bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

kami mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk lebih menyempurnakan

makalah ini. Akhir kata kami, ucapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat.

Depok, April 2016

Penulis


3/16

iii

ABSTRAK

Lipid sintetik dan surfaktan yang tidak terdapat pada system biological telah digunakan

dalam beberapa tahun terakhir di dunia sains. Aplikasi dari lipid sintetik yang dianggap paling

penting diantaranya pengantar obat, transfeksi gen, gen pesinyalan dan support untuk struktur lipid

biological. Di dalam makalah ini, kami membahas potensi dari kombinasi sinergi mehodologi

komputasi dan eksperimental untuk mempelajari sifat dari lipid dintetik dan surfaktan yang

tertanam pada membrane lipid dan liposom. Kami focus pada beberapa kasus dimana simulasi

molecular dinamik digunakan untuk mempelajari struktur dan propertis dari senyawa baru di level

atomic.


4/16

iv

DAFTAR ISI

Cover………………………………………………………………………………………. i

Kata Pengantar…………………………………………………………………………….. ii

Abstrak…………………………………………………………………………………….. iii

Daftar Isi…………………………………………………………………………………… iv

BAB I PENDAHULUAN…………………………………………………………………. 1

1.1 Dasar Teori…………………………………………………………………………….. 1

1.2 Tujuan & Manfaat……………………………………………………………………… 1

BAB II ISI…………………………………………………………………………………. 2

Pembahasan………………………………………………………………………………... 2

BAB III PENUTUP………………………………………………………………………... 10

3.1 Kesimpulan…………………………………………………………………………….. 10

3.3 Saran…………………………………………………………………………………… 11

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………… 12


5/16

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Dasar Teori

Lipid adalah molekul biologi yang tidak dapat larut dalam air namun bisa larut dalam senyawa

organic seperti kloroform. Sifat lipid bervariasi setiap organisme, tipe sel, sel organel. Aplikasi

lipid yang paling berkembang adalah farmakologi. Lipid analog bisa digunakan langsung sebagai

obat, seperti lipase atau bakteri lipid A untuk menstimulasi system imun. Saat ini riset paling

penting pada bidang farmaskologi adalah pengantar obat. Tipe lipid sintetik yang paling penting

kegunaan lipid dengan poli etilen glikol, biasanya dikenal dengan PEG lipid. Simulasi molekul

dinamik (MD) sudah dilakukan secara ekstensif untuk meng karakterisasi sifat fisik dari lipid.

Riset dasar adalah bidang lain dalam aplikasi lipid sintetik. Kegunaan yang sering digunakan lipid

sintetik adalah sebagai molekul pesinyalan.lipid terlabel spin digunakan dalam penghitungan

resonansi electron paramagnetic (EPR) untuk menjelaskan struktur bilayer dan dinamik, begitu

juga oksigen mentransport melalui membrandan sifat hifrofobik bilayer. Dalam kasus label spin,

simulasi dapat digunakan untuk mengkalkulasi spectrum EPR dari molekul, menjadi validasi

langsung untuk metodologi simulasi.

Pengeritan akan pentingnya struktur lipid dan perannya bisa dicapai di dalam komperisasi dengan

lipid natural. Modifikasi pada lipid fungsional dapat digunakan untuk mempelajari sifat besar dari

lipid bilayer atau untuk memahami lebih baik tentang interaksi lipid dengan makromolekul protein.

Modifikasi pada fungsi kelompok molekul lipid dapat dilihat sebagai mutagenesis. Surfaktan

sintetik juga mempunyai aplikasi dalam ekstraksi membrane protein, karakterisasi biokimia dan

kristalisasi. Sebagai contoh, kolesterol analog sering duganakan dalam pembelajaran reseptor

protein. Contoh lainnya adalah linolein, surfaktan yang digunakan dalam proses kristalisasi protein

1.2 Tujuan dan Manfaat

Mempelajari berbagai aplikasi lipid sintetik.

Mempelajari sifat dari lipid sintetik

Mempelajari hubungan antara struktur dan fungsi dari suatu lipid


6/16

2

BAB II

PEMBAHASAN

Lipid sintetik berguna dalam studi mengenai struktur lipid yang bertujuan untuk menghubungkan

struktur tertentu dengan sifat bilayer yang dibentuk oleh lipid dipelajari. Gugus ini dapat

dihilangkan atau diganti dengan gugus lain dengan sifat kimia yang berbeda, seperti muatan yang

berbeda atau kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen. Dalam hal ini, kolestrol dan

sphingolipids telah dipelajari secara ekstensif, baik secara eksperimen dan melalui simulasi MD

(molecular dynamics). Simulasi MD ini merupakan metode komputasional yang menghitung

perilaku sistem molekular terhadap waktu. Simulasi MD terhadap waktu. Simulasi MD digunakan

untuk memeriksa struktur, gerakan dan termodinamika dari molekul biologi dan kelompoknya.

Lipid berbasis gliserol juga telah dipelajari dengan analog sintetik (misalnya, analog sintetik

dengan berbagai ukuran kepala gugus) atau analog dengan kiralitas yang diubah, dan muatan

terbalik yang disintesis.

1. Analog Kolestrol Sintetik

Kolestrol adalah molekul utama yang mengatur sifat fisik dari lipid bilayers dan

mempengaruhi perilaku fase lipid dengan menurunkan suhu transisi fase utama dan

mengurangi nya pada konsentrasi kecil dan sedang. Pada konsentrasi besar, kolestrol

sepenuhnya menghilangkan fase transisi. Pada konsentrasi yang lebih tinggi, kolestrol dengan

lipid lainnya membentuk fase Ld (liquid disordered), dimana pada rentang suhu dan

konsentrasi tertentu, dapat muncul fase Lo (liquid ordered). Chol meningkatkan kekuatan

mekanik bilayer dan menurunkan permeabilitas. Mekanisme molekuler yang mendasari sifat

ini adalah kemampuan untuk meningkatkan urutan ekor lipid dan mengkondensasi bilayer .

Tidak mengherankan, kolesterol memodulasi interaksi antara membran lipid dan protein

membran,

baik integral dan periferal. Konsentrasi kolestrol dalam berbagai jenis membran berbeda secara

signifikan, dari yang terendah dalam membran mitokondria ke level tertinggi dalam membran

sel. Untuk semua alasan ini, kolestrol adalah salah satu molekul yang paling intensif dipelajari,

terutama pentingnya strukturnya. Pada 1970-an, struktur kolestrol ditemukan terdiri dari tiga

unsur struktural yang diperlukan untuk fungsi membrannya: kepala gugus polar kecil 3β-OH,

cincin sterol, dan ekor isooktil pendek. Perubahan pada unsur struktur ini biasanya


7/16

3

menurunkan kemampuan ordering dan kondensasi sterol. Dalam paragraf selanjutnya, kami

menyediakan contoh-contoh sterol dengan modifikasi sintetik terkait tiga unsur struktur

tersebut.

Figure 1 Struktur dari molekul kolestrol (a) Cholesterol, (b) Dchol, (c) clickable cholesterol, (d) cholesterol with a

3-carbon tail, (e) cholesterol with a 14-carbon tail, (f) cholesteryl succinate, (g) exchangeable cholesterol, (h) DC-

Chol, (i) epicholesterol, (j) cholesteryl phosphatidylcholine, and (k) thio-cholesterol.

Kolesterol enantiomerik (ent-Chol) adalah sintetis kolestrol analog yang tidak ada di alam

di mana pusat semua delapan kiral telah dibalikkan kiralitasnya dibandingkan dengan

kolestrol. Ent-Chol disintesis untuk pertama kalinya pada tahun 2002 oleh Jiang dan Covey

dengan sintesis 23-langkah dan keseluruhan hasil 2,6%. Penelitian yang lebih baru

mendeskripsikan sebuah sintesis 16-langkah, tapi dengan hasil keseluruhan dari 2%. Ent-Chol

ditemukan mempengaruhi sifat bilayer dan monolayer sampai batas yang sama seperti

kolestrol. Secara mengejutkan, di lini sel dengan gangguan biosintesis Chol,ent-Chol mampu

menggantikan kolestrol dan meningkatkankan pertumbuhan sel. Kemampuan dari ent-Chol ini

membuatnya berguna untuk mengenali apakah efek yang diamati dari kolestrol pada fungsi

membran protein hasil dari langsung, interaksi tertentu atau dimediasi melalui sifat membran


8/16

4

besar. Sebagai contoh, dua racun bakteri yang dikenal mendestabilisasi membran yang

mengandung kolestrol, streptolysin O dan Vibrio cholerae cytolysin, telah terbukti spesifik

terhadap bilayer dengan kolestrol tapi tidak pada bilayer dengan ent-Chol. Demikian pula,

peptida diketahui mempengaruhi perilaku fase lapisan gandaa lipid yang mengandung

kolestrol namun tidak mempengaruhi lapisan lipid ganda dengan ent-Chol. Selain itu, ent-Chol

tidak mampu mengaktivasi acyl-CoA cholesterol acyltransferase. Akhirnya, transporter jenis

ABC telah terbukti peka terhadap kiralitas sterol. Namun, dalam kasus serotonin reseptor 1 A,

ent-Chol mampu menggantikan kolestrol dan mempertahankan fungsi reseptor.

Sebuah cincin kolestrol asimetris dan memiliki dua permukaan: sebuah permukaan α tanpa

substituen dan permukaan β dengan dua gugus metil dan gugus hidroksil menghadap ke arah

luar. Karena konfigurasi ini di membran, ditemukan 3 simetri lipat. Sterol pertama di jalur

biosintesis kolestrol, lanosterol, memiliki lima gugus metil terletak di kedua permukaan;

dengan demikian, langkah sintesis dan penghilangan gugus metil membuat sterol secara

bertahap lebih halus. Selanjutnya, kemampuan ordering dan kondensasi sterol sepanjang jalur

biosintesis secara bertahap meningkat, menunjukkan bahwa jalur biosintesis mencerminkan

optimasi yang evolusioner dari sifat sterol. Mengembangkan ide ini, kami merancang sebuah

sterol baru dengan semua gugus metil dihilangkan, 18-19-di-nor-cholesterol (Dchol) (lihat

Gambar 1b.), dan beberapa sterol dengan gugus tunggal metil dihapus, berharap perbaikan

lebih lanjut sifat sterol. Namun, simulasi MD menunjukkan bahwa gugus-gugus metil

merupakan unsur penting yang menjaga orientasi sterol dalam membran, dan penghilangan

tersebut benar-benar mengurangi kemampuan ordering sterol. Meskipun rumit, sintesis Dchol

dibuktikan mungkin. Sintesis memerlukan 18 langkah dari senyawa komersial yang tersedia

dan hasilnya sebesar 3,5%. Studi biofisis menunjukkan sifat kondensasi yang sedikit lebih

rendah dari Dchol dan umumnya lebih lemah mempengaruhi sifat bilayer .

Hanya bagian polar dari molekul kolestrol yaitu gugus 3β-hidroksil, yang muncul di

sebagian besar membran-aktif alami sterol (misalnya, jamur khas jenis ergosterol atau tanaman

sterol camposterol). Satu-satunya steroid alami yang ada dalam jumlah yang banyak dalam

membran biologis dengan kepala gugus yang diubah adalah kolesterol sulfat (CS). Efek CS

pada sifat bilayer lebih lemah daripada kolestrol, kemungkinan karena pergeseran lokasi

bagian kutub menuju fase air. Beberapa steroid dengan gugus polar sintetis yang diubah telah

diketahui, tetapi sifat mereka ditemukan berbeda dengan kolestrol. Sebagai contoh, cholesteryl


9/16

5

PC (lihat Gambar. 1h) telah ditemukan membentuk bilayer dengan Chol, di-asil-gliserol, dan

ceramide. Selain itu, efek ordering cholesteryl PC di lapisan ganda POPC jauh lebih lemah

dibandingkan dengan kolestrol. Thio-cholesterol (lihat Gambar. 1k), steroid di mana gugus

OH diganti gugus kelompok SH yang sedikit lebih tidak polar, telah terbukti memiliki efek

sedikit lebih lemah pada sifat bilayer . Kami menawarkan dua contoh dari kasus sterol yang

lebih banyak dipelajari dengan kepala gugus yang dimodifikasi: epicholesterol dan cholesteryl

hemisuccinate.

Epicholesterol adalah sebuah bentuk epimer dari kolesterol dengan 3α-hirdoksil. Molekul

ini tidak terjadi di dalam. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa efek dari ephicolesterol

pada membran lebih lemah dibandingkan dengan kolesterol biasa. Hasil dari simulasi MD juga

menunjukkan hasil yang sama.

Mekanisme yang digunakan untuk menunjukkan pengurangan kekuatan dari interaksi

sterol-fosfolipid adalah dengan menggunakan pengubahan bagian polar sterol ke fasa cair.

Mekansime ini sejalan dengan sifat transfer spontan yang terjadi di antara liposom dengan

epikolesterol. Hasil studi kalorimetrik memberikan efek dari konsentrasi. Pada konsentrasi

lebih rendah, epikolesterol mempengaruhi tingkah laku interaksi, sedangkan pada konsentrasi

ebih tinggi, efek dari kolesterol yang mempengaruhi. Dengan demikian, epikolesterol tidak

mampu menggantikan kolesterol dalam hal interaksi dengan serotonin 1 A.

Kolesteril hemisukinase (CHS) adalah sejenis deterjen yang sering digunakan untuk

menggantikan kolesterol pada pembelajaran tentang kristalografi dan biokimia dari protein-G.

Pemilihan CHS didasarkan pada tingginya solubilitas sehingga memudahkan penggunannnya

di laboratorium. CHS menstabilkan liposom dan mengurangi ketidakstabilan dari sel dan

model membran. Simulasi MD pada CHS menunjukkan CHS mempengaruhi sifat lipid lebih

buruk dibandingkan kolesterol biasa. Pada kasus unsaturated bilayer , bentuk netral dari CHS

hampir sama efektifnya dengan kolesterol. Akan tetapi, pada keadaan bermuatan, CHS lebih

lemah dibandingkan kolesterol biasa. CHS juga berhasil menunjukkan bahwa ia mampu

mengambang di epermukaan air dibandingkan kolesterol. Hasil semua ini menunjukkan bahwa

CHS tidak sepenuhnya mampu menggantikan kolesterol.

Struktur terakhir dari elemen sterol adalah kolesterol dengan ekor (alkyl tail ). Jenis

kolesterol ini memiliki ekor pada ujung akhirnya. Jenis kolesterol ini memiliki efek yang kuat

terkait ordering jika dibandingkan dengan kolesterol biasa. Akan tetapi, efek pada


10/16

6

permeabilitas bilayer dan difusi tidak sekuat efek ordering -nya. Studi lebih lanjut masih

dibutuhkan untuk mengupas kolesterol dengan ekor ini.

2. Sphinghomyelin

Sphinghomyelin (SPM) adalah sejenis lipid dengan berbagai manfaat biologis. SPM

memiliki struktur dengan basis spingosin, amino alkohol 18-karbon, dan ikatan trans tak jenuh

pada posisi 4-5. Ekor hidrokarbon terikat dengan menggunakan ikatan amida dan ikatan di

gugus kepala terikatan dengan ikatan ester. SPM berbeda secara signifikan dengan gliserol

berbasi lipid. SPM memiliki grup hidroksil dn amida yang mampu membentuk ikatan hidrogen

sebagai donor. Pada lipid bilayer, grup ini terdeteksi di interfase air-membran. Terdapat variasi

SPM natural yang memudahkan kita untuk mempelajari dan memodifikasi jenis lipid ini.

Hingga sekarang masih sedikit SPM sintetis yang tersedia untuk dipelajari.

Gambar 2 Struktur dari sphingomyelins alami dan sintetik. (a) Sphingomyelin, (b) CPE-Me2, (c) SPM-OMe, (d)

SPM-CH2, (e) sphingomyelin with a double bond shown in green, (f) CPEMe1,(g) SPM-NMe, (h) SPM-NH, (i) SSM,

(j) CPE, (k) SPM-ONMe, dan (l) SPM-S.


11/16

7

Gugus kepala PC terhubung dengan seramida melalui ikatan ester pada semua SPM

natural. Kegunaan dari ikatan ini adalah untuk mempelajari spesies mana yang bisa digantikan

atom oksigennya dengan atom sulfur. Peningkatan stabilitas dari bilayer dan pengurangan

polaritas dari interfase membran-air dipelajari melalui SPM-S. Hasil berlawanan diperoleh

untuk SPM-NH dan SPM-CH2; stabilitas membran berkurang dan polaritas interfase

meningkat. Ketika interaksi antara SPM dan analognya serta kolesterol dipelajari, semua lipi

membentuk domain kolesterol yang banyak. Akan tetapi, pada SPM-NH dan SPM-CH2,

stabilitas yang lebih rendah terdeteksi untuk setiap domain yang terbentuk.

PC relatif merupakan gugus yang besar, hal ini dikarenakan adanya gugus kolin yang tebal.

Manfaat penting dari ukuran besar gugus ini dipelajari dengan SPM analog. Pada analog, gugus

kolin digantikan dengan atom hidrogen. Hasil observasi dengan kalorimetrik menunjukkan

dengan meningkatkan hidrogen, temperatur dari main-phase transition berkurang. Interaksi

antara SPM dengan analog nya serta kolestero juga dipengaruhi dengan keberadaan gugus

metil. Afinitas sterol lebih tinggi pada spesies dengan jumlah metil yang banyak. Selebihnya,

simulasi MD menunjukkan bahwa interaksi polar meningkat antara kolesterol dan lipid pada

spesies dengan jumlah metil yang banyak. Hasil ini disetujuin dengan sebutan model payung.

Pada mekanisme ini, gugus PC bertingkah sebagai payung yang melindungi bagian hidrofobik

dari kolestrol. Jenis lipid lain adalah seramida. Seramida diketahui memiliki sifat kondensasi

dan model payung juga diperkirakan menjadi salah satu mekanisme yang terjadi di seramida.

Sehingga, kita dapat menyimpulkan bahwa seramida mirip dengan kolesterol, kecuali dalam

hal ukuran.

Fosfatidiserin adalah gugus kepala dari gliserol berbasi lipid yang umumnya bermuatan

negatif. Jenis gugus ini tidak terdapat pada spingolipid. Sehingga sintesis antara spingolipid

dengan fosfatdiserin (SSM) dilakukan. Hasil dari sintesis dengan kolestrol kemudian diamati.

SSM memmiliki domain kolestrol yang sedikit lebih efektif dibandingkan SPM.

SPM memiliki 2 buah ikatan hidrogen (OH dan NH) yang terdapat pada interfase

membran-air. Fungsi dari grup ini dipelajari dengan menggunakan tiga sintetik analog: SPM-

Ome, SPM-Nme, dan SPM-Onme. Pada satu analog, dua buah ikatan hidrogen dimetilasi

sedangkan pada dua lainnya, salah satu dari ikatan hidrogen dimetilasi. Kehadiran metil

mendestabilkan fasa jel dan mengurangi temperatur dari main-phase transition. Simulasi MD

menunjukkan bahwa metilasi menjadikan luas permukaan terekspansi dan mengurangi order


12/16

8

parameter . Metilasi dari grup OH hampir sepenuhnya menghilangkan domain sterol-rich

sedangkan metilasi dari grup NH tidak menghilangkan domain apa pun meskipun terdapat

ketidakstabilan termal. Afinitas dari kolesterol pada membran hasil dari metilasi analog lebih

rendah dibandingkan dengan SPM. Hasil simulasi MD juga menunjukkan pengurangan

interaksi polar antara kolesterol dan analog termetilasi dengan SPM. Metilasi dari grup OH

tidak menimbulkan efek degradasi pada spingolipid. Akan tetapi, metilasi pada grup NH

mereduksi kecepatan dari degradasi. Terakhir, metilasi dari seluruh grup mampu

menghilangkan seluruh pori-pori membran.

N-cholesteryl sphingomyelin (SPM – Chol) merupakan sintesis spngolipid dengan ekor

amida tersubtitusi dengan kolesterol karbamat. SPM-Chol mampu membentuk kantung yang

bersifat resistan terhadap Triton X-100. Tidak seperti SPM, SPM-Chol pada campuran dengan

POPC tidak mampu membentuk domain sterol-rich. Mirip dengan PC-cholesteryl, SPM-Chol

terlihat bagus untuk digunakan sebagai pengantar obat (drug delivery) mengingat stabilitas

yang tinggi dan sifat resistansinya.

3. Lipid Zwiterionik Terbalik

Secara alamiah, lipid zwiterionik memiliki gugus fosfat yang melekat ke punggung gliserol

dan sebuah gugus bermuatan positif (etanolamin atau PC) yang melekat pada gugus fosfat.

Karena konfigurasi ini, kelompok bermuatan positif lebih dinamis dan cenderung lebih dalam

fase air. Lipid zwiterionik terbalik, atau lipid dengan urutan gugus bermuatan positif dan

negatif terbalik, tidak ada di alam tetapi telah disintesis sebagai kandidat yang mungkin untuk

digunakan dalam sistem pemberian obat. Namun, penggunaannya agak terbatas sampai

sekarang, tetap memberikan pemahaman tambahan mengenai lipid alami. Dalam semua lipid

sintetik, gugus kolin pertama kali melekat pada punggung gliserol, diikuti oleh gugus

bermuatan - fosfat, metil fosfat, karboksil, sulfonat, atau sulfat (Gambar. 11). Fase perilaku

lipid ini berbeda secara signifikan dari PC; suhu dari fase utama transisi yang sangat tinggi,

yang tidak diinginkan untuk lipid dengan kepala gugus besar. Interaksi antara lipid ini dengan

kation secara signifikan berkurang. Efek ini sangat penting untuk Ca 2+, karena mampu

mendestabilisasi liposom dan menginduksi fusi. Simulasi MD pada PC terbalik (dengan metil

fosfat) dalam perjanjian dengan penelitian eksperimental; interaksi dengan Na+, K +, dan Ca2+

anion berkurang. Selanjutnya, lapisan air pada permukaan antara membran air ditemukan


13/16

9

memiliki urutan berbeda dengan PC alami dan profil potensi elektrostatik benar-benar berubah.

Pembalikan gugus ini sangat mempengaruhi hidrasi dari bilayer . Observasi yang paling

penting fokus pada gugus karbonil lipid, yang menarik air di PC alami tetapi hampir

terdehidrasi di lipid yang dibalik lipid. Ini mungkin menjadi alasan untuk suhu yang lebih

tinggi dari fase transisi utama, seperti air dalam gugus karbonil secara signifikan

mempengaruhi urutan bilayer.


14/16

10

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Berdasarkan makalah kelompok kami yang membahas mengenai apliasi lipid sintetik, maka

dapat diambil kesimpulan-kesimpulan sebagai berikut:

1. Lipid sintetik digunakaan dalam studi untuk bisa mengenali struktur bilayer yang dibentuk

oleh lipid, dimana gugus yang ada bisa dimodifikasi atau diganti dengan gugus lain

dengan sifat kimia yang berbeda. Dalam hal ini kolesterol dan spinghomyelin (SPM)

merupakan molekul utama yang mengatur sifat lipid bilayers dan telah banyak dipelajari

baik secara eksperimen maupun simulasi MD (molecular dynamics) yang merupakan

metode untuk menghitung perilaku sistem molekular terhadap waktu. Kolesterol dan SPM

juga dipelajari dengan memakai metode analog sintetik.

2. Kolesterol mempunyai sifat meningkatkan kekuatan mekanik dari bilayer dan menurunkan

permeabilitas, hal ini karena kolesterol memodulasi interaksi antara membran lipid dan

protein membran, baik integral dan periferal. Konsentrasi kolesterol sendiri berbeda secara

signifikan dalam berbagai jenis membran dari yang terendah dalam mitrokondria dan

tertinggi dalam membran sel.

3. Struktur kolesterol ada tiga unsur yaitu gugus polar kecil 3ß-OH, cincin sterol, dan ekor

isooktil pendek. Perubahan atau modifikasi unsur ini akan bisa menurunkan kemampuan

ordering dan kondensasi sterol.

4. Salah satu sintetis kolestrol analog adalah Kolesterol enantiomerik (ent-Chol) dimana 8

kiral pusat dibalikkan kiralitasnya. Ent-Chol ini akan mempengaruhi sifat bilayer dan

monolayer dengan hasil yang sama dengan kolesterol. Bilayer Ent-chol juga lebih mampu

menahan destabilisasi membran yang mengandung kolesterol oleh racun dari bakteri dari

pada bilayer dengan kolesterol.

5. Dari jalur biosinttetis bisa diketahui bahwa gugus metil merupakan unsur penting dari

sterol dalam membran karena penghilangan gugus tersebut akan mengurangi kemampuan

ordering sterol. Unsur lain dari elemen sterol adalah Epicholesterol, Cholesteryl

hemisuccinae (CHS), dan kolesterol dengan ekor (alkyl tail).

6. SPM adalah sejenis lipid yang mempunyai berbagai manfaat biologis, SPM memiliki group

hidroksil dan membentuk ikatan hisdrogen sebagai donor. SPM-S digunakan untuk


15/16

11

mempelajari peningkatan stabilitas bilayer dan pengurangan polaritas dari interfase

membran-air. Hasil berlawanan akan diperolah melalui SPM-NH dan SPM-CH2.

7. Lipid Zwiterionik memiliki gugus fosfat yang melekat pada punggung gliserol dan sebuah

gus bermuatan positif (etanolamin atau PC) yangmelekat pada gugus fosfat. Lipid

Zwiterionik terbalik (gugus muatan positif dan negatif terbalik) tidak ada dialam dan

kandidat yang mungkin akan digunakan dalam pembuatan obat. Pembalikan gugus ini

sangat mempengaruhi hidrasi dari bilayer.

3.2 Saran

Berdasarkan kesimpulan-kesimpulan diatas, maka kelompok kami ingin memberikan saran-

saran terhadap pembahasan mengenai studi tentang aplikasi lipid sintetik yang diharapkan dapat

membantu penulisan makalah dimasa depan:

1. Diperlukan eksperimen dan penelitian lebih lanjut mengenai karateristik dari lipid bilayer

dengan menggunakan ekperimen lipid sintetik sehingga hasilnya bisa aplikatif dan bisa

diterapkan dalam kehidupan nyata seperti kedokteran dengan pembuatan obat-obatan

untuk penyakit dan juga untuk industri.

2. Makalah diatas menunjukkan bahwa penelitian mengenai lipid terutama bilayer dan unsur

lainnya yang mempengaruhi, seperti kolesterol dan SPM akan mampu untuk mengetahui

sturktur sel dan membran dalam makhluk hidup sehingga perlu adanya penelitian lanjutan

untuk memastikan unsur sintetik tersebut bisa diaplikasikan didunia nyata.

Demikian penyusunan makalah telah kelompok kami selesaikan, dengan kesadaran bahwa

masih banyak kekurangan di dalamnya. Namun, kami berharap makalah ini dapat bermanfaat

bagi kelompok kami khususnya dan para pembaca pada umumnya.


16/16

12

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2016. Theory of Molecular Dynamics Simulations. [ONLINE] Available at:

http://www.ch.embnet.org/MD_tutorial/pages/MD.Part1.html. [Accessed 08 April 2016]

Kepczynski, Mariusz, 2016. Functionalized lipids and surfactants for specific

applications. Biochimica et Biophysica Acta, BBAMEM-82165, 18

penggunaan lipid sintetik untuk mempelajari hubungan antara struktur dan fungsinya

Documents