Kitin: Pengertian, struktur, fungsi

Kitin adalah polisakarida yang berlimpah di alam, yang merupakan eksoskeleton dari arthropoda, seperti serangga dan krustasea. Kitin termasuk dalam kelompok karbohidrat polisakarida. Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen, biasanya dalam perbandingan 1: 2: 1. Mereka adalah salah satu kelas utama biomolekul. Polisakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari beberapa unit sakarida. Beberapa dari mereka berfungsi sebagai bahan bakar energi sedangkan yang lain memiliki fungsi struktural.

Sejarah dan terminologi

Penemuan kitin dikreditkan ke ilmuwan Perancis Henri Braconnot pada tahun 1811. Dia adalah orang pertama yang menggambarkan senyawa yang dia ekstrak dari jamur dan tidak larut dalam asam sulfat. Dia menamakannya fungine. Ilmuwan Perancis lainnya, Auguste Odier juga dapat mengisolasi senyawa tersebut dari kutikula kumbang dan menyebutnya chitine, yang merupakan kata Prancis yang berasal dari kata Yunani χιτών (“chiton”), yang artinya meliputi.

Belakangan, nama senyawa diubah menjadi kitin.  Sejak itu, kitin telah digunakan dalam kedokteran dan industri. Ini memiliki beberapa aplikasi karena tidak beracun, biodegradable (dengan demikian, lebih ramah lingkungan), dan memiliki sifat antimikroba. Misalnya, telah digunakan dalam jahitan bedah yang larut seiring waktu. Kitin juga telah digunakan sebagai aditif dalam krim dan kosmetik tertentu.  Struktur kitin diketahui pada tahun 1929 oleh ilmuwan Swiss Albert Hofmann [1906 –2008] (yang lebih populer diidentifikasi sebagai penemu asam lisergat dietilamida, LSD).

Struktur

Kitin menyerupai keratin (komponen protein pada rambut dan kuku manusia) dalam fungsi struktural. Meskipun demikian, ia berbeda dari keratin melalui komponen struktural karbohidrat (polisakarida). Dari segi struktur, itu menyerupai selulosa. Kitin adalah karbohidrat yang dimodifikasi untuk mengandung nitrogen. Kitin terdiri dari polimer linier monomer N-asetil-D-glukosamin (C8H13O5N) n »1.

Mirip dengan selulosa, monomer dihubungkan satu sama lain oleh ikatan glikosidik β (1 → 4). Dalam selulosa, monomer adalah unit glukosa. Lebih lanjut, kitin memiliki gugus asetilamin dan bukan gugus hidroksil pada setiap monomer. Ini memungkinkan lebih banyak peluang ikatan hidrogen antara polimer dalam kitin, dan dengan demikian menjadikan kekuatan struktural meningkat. Penghapusan gugus asetil [COCH3] dari kitin menghasilkan pembentukan kitosan, yang tidak seperti kitin, larut dalam air.

struktur kitin
struktur kitin

Jenis

Ada tiga bentuk kristal utama dari kitin yang diidentifikasi:

α-kitin. Ini adalah bentuk kitin yang paling dominan. Ini terjadi ketika mikrofibril diatur secara antiparalel. Ini kurang larut dalam air, dengan sifat mekanik yang kuat. Kelarutan dalam air yang rendah disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen intra-rantai. Ini terjadi pada arthropoda, termasuk serangga. Pada krustasea, ia sangat bermineral dengan garam kalsium dan magnesium.

β-kitin. Bentuk kitin ini terjadi ketika mikrofibril diatur dalam orientasi paralel. Ini dapat terhidrasi lebih mudah daripada α-kitin. Ini juga sangat fleksibel. Ini ditemukan dalam pena cumi-cumi dan duri diatom.

γ-chitin. Bentuk kitin ini terdiri dari β-kitin dan α-kitin. Itu ditemukan di kepompong kumbang tertentu.

Reaksi biologis yang umum

Biosintesis kitin

Kitin dianggap sebagai polisakarida alami kedua yang paling berlimpah. Ini terjadi di eksoskeleton serangga dan krustasea tertentu. Kitin juga merupakan komponen dari dinding sel pada jamur tertentu. Organisme lain yang mensintesis kitin adalah protista, spons, coelenterata, nematoda, moluska, dan Rhizobia tertentu. Pada serangga, kitin disintesis terutama di epidermis dan midgut.

Prekursor kitin mungkin trehalosa dan glikogen.  Di bawah ini adalah jalur biosintesis kitin di mana trehalosa adalah substrat awal, seperti yang diusulkan oleh Kramer dan Koga, 1986 dan Cohen, 2001: (1) trehalosa → β-D-glukosa (oleh trehalase) (2) β -D-glukosa → glukosa-6-fosfat (oleh heksokinase) (3) glukosa-6-fosfat → fruktosa-6-fosfat (oleh glukosa-6-fosfat isomerase) (4) fruktosa-6-fosfat → glukosamin-6- fosfat (oleh glutamin: fruktosa-6-fosfat aminotransferase) (5) glukosamin-6-fosfat → N-asetil-glukosamin-6-fosfat (oleh glukosamin-6-fosfat N-asetil-transferase) (6) N-asetil-glukosamin- 6-fosfat → N-acetylglucosamine-1-phosphate (oleh phosphoacetylglucosamine mutase) (7) N-acetylglucosamine-1-phosphate → UDP-N-acetylglucosamine (oleh UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase) (8 → UDP-asetil polimer kitin (oleh kitin sintase)

Kitin biasanya dikombinasikan dengan senyawa lain (mis. Kalsium karbonat), membentuk bahan komposit yang lebih kuat; kitin murni atau kalsium karbonat saja akan rapuh dan tidak sekuat komposit.

Degradasi kitin

Pada serangga dan krustasea yang mengalami molting dan metamorfosis, degradasi dan sintesis kitin terjadi secara simultan dan terkoordinasi. Sistem enzim biner (terdiri dari kitinase dan ~ -N-asetilglukosaminidase) dari cairan molting mendegradasi kitin dalam eksoskeleton dan lapisan usus menjadi komponen monomer, terutama selama molting. Khususnya, kitin mendegradasi kitin menjadi oligosakarida sedangkan ~ -N-asetilglukosaminidase selanjutnya mendegradasi oligosakarida menjadi monomer N-asetil-D-glukosamin dari ujung yang tidak mereduksi. [3] Enzim ini mengkatalisis hidrolisis ikatan β- (1-4) -glikosidik.

Fungsi

Kitin berfungsi sebagai penutup pelindung dan dukungan mekanik untuk organisme bertubuh lunak yang memproduksinya. Pada serangga dan arthropoda, kitin adalah komponen penting dari eksoskeleton mereka. Kitin juga hadir di dinding tubuh serangga, lapisan usus, kelenjar ludah, bagian mulut, dan titik perlekatan otot. Dalam jamur kitinous, kitin hadir daripada selulosa di dinding sel mereka.

Selain serangga, arakhnida tertentu juga memiliki kitin dalam lapisan luarnya yang keras. Kitin juga hadir dalam radula moluska dan paruh cephalopoda. Manusia dan vertebrata lainnya tidak menghasilkan kitin. Dengan demikian, enzim yang mendegradasi kitin dapat digunakan sebagai fungisida potensial serta insektisida yang menargetkan jamur chitinous dan serangga penyebab penyakit.

Kitin dan kitosan digunakan sebagai zat tambahan makanan, pengental, texturizer, pengemulsi, humektan, dan zat penstabil dalam permen, minuman, dan makanan lainnya. Chitosan secara umum dianggap aman oleh Administrasi Makanan dan Obat AS. Namun, individu dengan alergi pada krustasea mungkin perlu menghindari makanan yang mengandung kitin atau chitosan.

Kitin: Pengertian, struktur, fungsi 1

Tinggalkan Balasan