METABOLISME LIPID

PAPER

Disusun untuk memenuhi tugas Kimia Pangan

Oleh

Ardine Kumalasari 121810301017

Shella Ariska S. 121810301018

Nora Dwi Saputri 121810301021

Linda Faiqotul Himmah 121810301024

Yulia Agustin 1218103010

Wulan Islamintari 121810301075

Novin Mirotin 121810301079

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2015

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Lipid ialah senyawa organik yang memiliki sifat tidak larut dalam air, dan dapat

diekstraksi oleh larutan organik nonpolar. Lipid merupakan salah satu zat makromolekul

yang digunakan oleh tubuh untuk proses metabolisme. Lipid mempunyai fungsi melindungi

organ tubuh, membentuk sel, penghasil panas dalam tubuh, sebagai sumber asam lemak

esensial, pelarut vitamin yang larut dalam lemak, pemberi rasa kenyang dan kelezatan. Lipid

juga merupakan struktur penting dari membran sel, saraf dan merupakan komponen getah

empedu.

Hubungan antara proses biologi dan kimia pada makhluk hidup saling berkaitan erat.

Hal tersebut dapat dilihat, misalnya dari proses pencernaan makanan dalam tubuh yang tidak

lepas dari kedua proses tersebut. Metabolisme kimiawi dalam sistem pencernaan makanan

memiliki peranan penting dalam tiap prosesnya. Reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam

sistem pencernaan dapat membantu pemecahan molekul-molekul makanan menjadi molekul

yang lebih sederhana, sehingga dapat diserap oleh tubuh. Seperti halnya karbohidrat dan

protein, lipida atau yang lebih sering disebut lemak juga merupakan sumber energi dalam

proses metabolime yang terjadi di dalam tubuh. Besarnya energi yang dihasilkan setiap gram

lemak adalah lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat atau 1 gram

protein. 1gram lemak menghasilkan 9 kal, sedangkan karbohidrat atau protein hanya

menghasilkan 4 kal/gram.

Lemak yang beredar di dalam tubuh diperoleh dari dua sumber yaitu dari makanan dan

hasil produksi organ hati, yang bisa disimpan di dalam sel-sel lemak sebagai cadangan energi

(Guyton, 2007). Lemak yang terdapat dalam makanan akan diuraikan menjadi kolesterol,

trigliserida, fosfolipid dan asam lemak bebas pada saat dicerna dalam usus. Keempat unsur

lemak ini akan diserap dari usus dan masuk kedalam darah. Lemak tidak larut dalam air,

berarti lemak juga tidak larut dalam plasma darah. Agar lemak dapat diangkut ke dalam

peredaran darah, maka di dalam plasma darah, lemak akan berikatan dengan protein spesifik

membentuk suatu kompleks makromolekul yang larut dalam air. Ikatan antara lemak

(kolesterol, trigliserida, dan fosfolipid) dengan protein ini disebut lipoprotein. Berdasarkan

komposisi, densitas, dan mobilitasnya, lipoprotein dibedakan menjadi kilomikron, very low

density lipoprotein (VLDL), low density lipoprotein (LDL), dan high density lipoprotein

(HDL). Setiap jenis lipoprotein memiliki fungsi yang berbeda dan dipecah serta dibuang

dengan 15 cara yang sedikit berbeda. Lemak dalam darah diangkut dengan dua cara, yaitu

melalui jalur eksogen dan jalur endogen (Adam, 2009).

1.2. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam makalah ini yaitu

a. Bagaimana proses metabolisme lipid dalam tubuh?

b. Apa saja jalur metabolisme lipid dalam tubuh?

1.3. Manfaat

Adapun rumusan masalah dalam makalah ini yaitu

a. Mengetahui proses metabolisme lipid dalam tubuh

b. Mengetahui jalur metabolisme lipid dalam tubuh

BAB 2. PEMBAHASAN

Lipid adalah molekul-molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di

dalam pelarut-pelarut organik. Lipid juga dikenal oleh masyarakat awam sebagai minyak

(organik, bukan minyak mineral atau minyak bumi), lemak, dan lilin. Istilah “lipid” mengacu

pada golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofob yang esensial dalam

menyusun struktur dan menjalankan fungsi sel hidup. Karena nonpolar, lipida tidak larut

dalam pelarut polar, seperti air atau alkohol, tetapi larut dalam pelarut nonpolar, seperti eter

atau kloroform.

Metabolisme merupakan proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk

hidup atau sel, metabolisme disebut juga reaksi enzimatis karena metabolisme terjadi selalu

menggunakan katalisator enzim. Oleh karena itu, metabolisme lipida berarti proses

pembakaran lipid atau lemak, ataupun proses penguraian atau perombakan lemak di dalam

tubuh. Metabolisme lipid atau lemak dalam tubuh terjadi dalam hati / hepar. Metabolisme

lipid dibagi menjadi dua yaitu anabolisme dan katabolisme.

Sebelum itu kita akan mengenal dahulu mengenai proses dan transport lipid dimulai

dari pencernaan makanan. Proses distribusi lipid dijelaskan dalam 8 tahap yaitu:

a. Triasilgliserol yang berasal dari diet makanan tidak larut dalam air. Untuk

mengangkutnya menuju usus halus dan agar dapat diakses oleh enzim yang dapat larut di

air seperti lipase, triasilgliserol tersebut disolvasi oleh garam empedu seperti kolat dan

glikolat membentuk misel.

b. Di usus halus enzim pankreas lipase mendegradasi triasilgliserol menjadi asam lemak

dan gliserol. Asam lemak dan gliserol diabsorbsi ke dalam mukosa usus.

c. Di dalam mukosa usus asam lemak dan gliserol disintesis kembali menjadi triasilgliserol

d. Triasilgliserol tersebut kemudian digabungkan dengan kolesterol dari diet makanan dan

protein khusus membentuk agregat yang disebut kilomikron.

e. Kilomikron bergerak melalui sistem limfa dan aliran darah ke jaringan-jaringan.

f. Triasilgliserol diputus pada dinding pembuluh darah oleh lipoprotein lipase menjadi

asam lemak dan gliserol.

g. Komponen ini kemudian diangkut menuju sel-sel target.

a. Di dalam sel otot (myocyte) asam lemak dioksidasi untuk energi dan di dalam sel adipose

(adipocyte) asam lemak diesterifikasi untuk disimpan sebagai triasilgliserol.

Gambar 1. Pemrosesan dan distribusi lipid pada vertebrata. Pencernaan dan absorpsi lipid

dari diet terjadi di usus halus. Asam-asam lemak hasil pengurain trigliserida di pak dan

ditransport ke otot dan jaringan adiposa.

Jaringan menangkap asam lemak dari aliran darah untuk dibangun kembali menjadi

lipid atau untuk memperoleh energi dari oksidasinya. Metabolisme asam lemak intensif

khususnya di dalam sel hati (hepatocytes) Proses terpenting dari degradasi asam lemak adalah

ß-oksidasi yang terjadi di dalam mitokondria. Asam lemak dalam sitoplasma diaktifkan

dengan mengikatkannya pada coenzyme A, kemudian dengan sistem transport karnitin masuk

ke mitokondria untuk didegradasi menjadi acetyl-CoA melalui proses ß-oksidasi. Residu

acetyl hasil dapat dioksidasi lanjut menjadi CO2 melalui TCA dan rantai respirasi dengan

menghasilkan ATP. Jika produksi acetyl-CoA melebihi kebutuhan energi sel hepatocyte akan

diubah menjadi keton bodi untuk mensuplai energi pada jaringan lain. Hal ini terjadi jika

suplai asam lemak dalam plasma darah tinggi, misal dalam kondisi kelaparan atau diabetes

mellitus.

A. Katabolisme Lipid

1. DEGRADASI ASAM LEMAK: ß-OKSIDASI

Degradasi asam lemak terjadi di mitokondria dalam beberapa tahap:

Tahap 1: aktivasi asam lemak di sitoplasma. Asam lemak difosforilasi dengan menggunakan

satu molekul ATP dan diaktifkan dengan asetil Co-A menghasilkan asam lemak-CoA, AMP,

dan pirofosfat inorganik (gambar a.1.1) .

Gambar a.1.1 Pengaktifan asam lemak dengan acetyl-CoA menjadi asam lemak-CoA

Tahap 2: Pengangkutan asam lemak-CoA dari sitoplasma ke mitokondria dengan bantuan

molekul pembawa carnitine, yang terdapat dalam membran mitokondria (Gambar a.1.2).

Gambar a.1.2 Masuknya asam lemak ke mitokondria melalui transport

acyl-carnitine/carnitine.

Tahap 3: Reaksi ß-oksidasi, berlangsung dalam 4 tahap, yaitu (1) dehidrogenasi I, (2)

hidratasi, (3) dehidrogenasi II, dan (4) tiolasi (tahap pemotongan) (gambar a.1.3).

Gambar a.1.3 Urutan tahapan reaksi dalam ß-oksidasi asam lemak.

Tahap dari reaksi ß-oksidasi yaitu:

a. Dehidrogenasi I, yaitu dehidrogenasi Asam lemak-CoA yang sudah berada di dalam

mitokondrion oleh enzim acyl-CoAdehidrogenase, mengha-silkan senyawa enoyl-

CoA. Pada reaksi ini, FAD (flavin adenin dinukleotida) yang bertindak sebagai

koenzim direduksi menjadi FADH2. Dengan mekanisme fosforilasi bersifat oksidasi

melalui rantai pemafasan, suatu molekul FADH2 dapat menghasilkan dua molekul

ATP.

b. Hidratasi, yaitu ikatan rangkap pada enoylCoA dihidratasi menjadi 3-hidroxyacylCoA

oleh enzimenoyl-CoA hidratase.

c. Dehidrogenase II, yaitu dehidrogenasi 3-hidroxyacyl-CoAoleh enzim ß-hidroxyacyl-

CoA dehidrogenase dengan NAD+ sebagai koenzimnya menjadi ß-ketoacylCoA.

NADH yang terbentuk dari NAD+ dapat dioksidasi kembali melalui mekanisme

fosforilasi oksidatif yang dirangkaikan dengan rantai pernafasan menghasilkan tiga

molekul ATP.

d. Pemecahan molekul dengan enzim ß-ketoacyl-CoA thiolase. Pada reaksi ini satu

molekul ketoacyl-CoA menghasilkan satu molekul asetyl-CoA dan sisa rantai asam

lemak dalam bentuk CoA-nya, yang mempunyai rantai dua atom karbon lebih pendek

dari semula.

Proses degradasi asam lemak selanjutnya adalah pengulangan mekanisme ß-oksidasi

secara berurutan sampai panjang rantai asam lemak tersebut habis dipecah menjadi molekul

acetylCoA. Dengan demikian satu molekul asam miristat (C14) menghasilkan 7 molekul

acetylCoA (C2) dengan melalui 6 kali ß-oksidasi.

Tiap satu sklus ß-oksidasi dihasilkan energi sebesar:

a. 1 FADH2 = 2 ATP (pada dehidrogenasi 1)

b. 1 NADH = 3 ATP (pada dehidrogenasi 2)

c. 1 Acetyl-CoA.

Satu Acetyl-CoA dioksidasi melalui siklus TCA menghasilkan energi = 12 ATP.

Jadi jumlah ATP yang dihasilkan dalam satu siklus ß oksidasi = (3 + 3 + 12) ATP = 17 ATP

Gambar a.1.4. contoh pengulangan reaksi β oksidasi

Berikut merupakan contoh tahap oksidasi asam palmitat (C15H33COOH) dan energi yang

dihasilkan:

Gambar a.1.5. contoh pengulangan reaksi β oksidasi

Sehingga,

Tahap 1: Asam palmitat (mengandung 16 atom C) dioksidasi ß dalam 7 siklus menjadi 8

residu acetyl dalam bentuk acetyl-CoA.

Tahap 2: Tiap acetyl-CoA dioksidasi menghasilkan 2 CO2 dan 8 elektron dalam siklus TCA.

Tahap 3: Elektron yang dihasilkan dari tahap 1 dan 2 masuk ke rantai respirasi mitokondria

dengan menghasilkan energi untuk sintesisATP dengan forforilasi oksidatif.

Jadi dengan 7 siklus ß-oksidasi dihasilkan energi sebesar:

a. 7 FADH2 = 7 x 2 ATP = 14 ATP

b. 7 NADH = 7 x 3 ATP = 21 ATP

c. 8 Acetyl-CoA = 8 x 12 ATP = 96 ATP +

Jumlah ATP = 131 ATP

Reaksi katabolismenya:

Karena pada proses aktivasi dibutuhkan 1 ATP dengan reaksi:

2. JALUR MINOR DEGRADASI ASAM LEMAK

Jalur utama degradasi asam lemak adalah ß-oksidasi, yaitu untuk asam lemak jenuh beratom

C genap. Akan tetapi ada juga jalur-jalur khusus yang lain yaitu untuk degradasi asam lemak

tak jenuh, degradasi asam lemak dengan atom C ganjil, serta α- dan w-oksidasi.

2.1. ß-Oksidasi asam lemak tak jenuh

Asam lemak tak jenuh di alam

(misal asam oleat) mempunyai ikatan

rangkap pada konfigurasi cis. Karena

pada ß-oksidasi enzimnya spesifik untuk

enoyl-CoA dengan konfigurasi trans,

maka diperlukan enzim enoyl-CoA

isomerase untuk mengubah konfigurasi

cis menjadi trans. Adapun mekanisme

oksidasi asam lemak tak jenuh

berlangsung sama seperti ß-oksidasi

untuk asam lemak jenuh. Karena terdapat

satu ikatan tak jenuh, maka dalam proses

degradasinya, asam lemak tak jenuh

mengalami satu mekanisme reaksi

tambahan yaitu reaksi isomerisasi bentuk

cis ke trans yang dikatalisis oleh enzim

enoyl-CoA isomerase sebagaimana

ditunjukkan pada gambar disamping.

2.2. ß Oksidasi Asam Lemak dengan

atom C ganjil

Pada asam lemak dengan jumlah atom C ganjil, setelah pengambilan acetyl-CoA (2C)

sisanya adalah residu propionyl-CoA (3C). Propionyl-CoA ini masuk ke siklus Krebs lewat

Succinyl-CoA (gambar 3.8). Dalam hal ini propionyl-CoA dikarboksilasi menjadi D-

Gambar a.2.1Oksidasi asam lemak tak jenuh

(asam oleat). Oksidasi ini membutuhkan tambahan

enzim enoyl-CoA isomerase untuk mereposisi

ikatan rangkap dari cis ke isomer trans sebagai

intermediet normal pada ß-oksidasi.

metylmalonyl-CoA, kemudian diubah menjadi Succinyl-CoA melalui intermediet L-

metylmalonyl-CoA. Jumlah energi yang dihasilkan dalam 1 siklus krebs jika masuk lewat

Succinyl-CoA hanya sebesar 6 ATP Karena masuk siklus krebs lewat Succinyl-CoA maka

degradasi asam lemak dengan atom C ganjil lebih cepat dibandingkan dengan degradasi asam

lemak dengan atom C genap. Hal ini penting untuk memberikan konsumsi pada orang atau

makhluk hidup yang membutuhkan energi dengan cepat, missal orang Eskimo.

B. Anabolisme Lipid

Hati adalah tempat penting untuk pembentukan asam lemak, lemak, keton bodi, dan

kolesterol. Meskipun jaringan adiposa juga mensintesis lemak, tetapi fungsi utamanya adalah

menyimpan lipid. Metabolisme lipid di dalam hati berkaitan erat dengan karbohidrat dan

asam amino. Dalam keadaan absorpsi, hati mengubah glukosa menjadi asam lemak melalui

Gambar a.2.2. Oksidasi asam

lemak dengan atom

C ganjil (contoh: asam

propionat dalam bentuk

Propionyl-CoA)

asetyl-CoA. Hati dapat juga mendapatkan kembali asam lemak dari suplai lipid dengan

kilomikron dari usus. Asam lemak dari kedua sumber tersebut kemudian dikonversi menjadi

lemak netral dan fosfolipid.

1. BIOSINTESIS KETON BODIES

Tujuan pembentukan keton bodies adalah: (1) untuk mengalihkan sebagian acetylCoA

yang terbentuk dari asam lemak di dalam hati dari oksidasi selanjutnya, dan (2) untuk

mengangkut acetyl-CoA menuju jaringan lain untuk dioksidasi menjadi CO2 dan H2O (salah

satu cara distribusi bahan bakar ke bagian lain dalam tubuh). Asetyl-CoA hasil degradasi

asam lemak jika konsentrasinya dalam mitokondria hati tinggi, maka dua molekul asetyl-CoA

akan berkondensasi membentuk acetoacetyl-CoA (Gambar b.1.1 reaksi 1), penambahan satu

gugus acetyl selanjutnya menghasilkan 3-hydroxy-ß-methylglutyryl-CoA(HMG-CoA)

(Gambar b.1.1 reaksi 2), dan pelepasan satu acetyl-CoA dari senyawa tersebut dihasilkan

acetoacetate (Gambar b.1.1 reaksi 3). Ketiga senyawa hasil dari reaksi 1, 2, dan 3, yaitu

acetoacetyl-CoA, 3-hydroxy-ß-methylglutyrylCoA, dan acetoacetate disebut sebagai keton

bodies. Senyawa acetoacetate dapat direduksi menjadi 3-hydroxybutirate atau diurai menjadi

acetone (Gambar b.1.1 reaksi 4).

Keton bodies selanjutnya dilepaskan hati ke darah. Dalam kondisi lapar, keton bidies

dalam darah naik. Acetoacetate dan 3-hydroxybutirate bersama asam lemak digunakan

sebagai sumber energi untuk hati, otot skeletal, ginjal dan otak. Sedangkan aceton yang tidak

diperlukan dikeluarkan melalui paru-paru. Jika produksi keton bodies melebihi

penggunaannya di luar sel hati, maka keton bodies ini akan terakumulasi dalam plasma darah

(ketonemia), dan diekskresikan bersama urin (ketonuria). Karena keton bodies adalah asam

kuat moderat dengan pKa sekitar 4, maka dapat menurunkan nilai pH plasma darah

(ketoacidosis).

Gambar b.1.1 Reaksi-reaksi pembentukan keton bodies. Reaksi 1: pembentukan acetoacetyl-

CoA. Reaksi 2: pembentukan HMG-CoA. Reaksi 3: pembentukan acetoacetate. Reaksi 4.

Pengubahan acetoacetate menjadi acetone dan d-ß-hydroxybutirate.

2. BIOSINTESIS ASAM LEMAK

Biosintesis asam lemak sangat penting, khususunya dalam jaringan hewan, karena

mempunyai kemampuan terbatas untuk menyimpan energi dalam bentuk karbohidrat. Proses

ini dikatalisis oleh asam lemak synthase, suatu multienzim yang berlokasi di sitoplasma.

2.1. Biosintesis Asam Lemak Jenuh

Biosintesis asam lemak jenuh dimulai dari acetyl-CoA sebagai starter. Acetyl-CoA ini

dapat berasal dari ß-oksidasi asam lemak maupun dari piruvate hasil glikolisis atau degradasi

asam amino melalui reaksi pyruvate dehydrogenase. Acetyl-CoA tersebut kemudian

ditransport dari mitokondria ke sitoplasma melalui sistem citrate shuttle untuk disintesis

menjadi asam lemak. Reduktan NADPH + H+ disuplai dari jalur hexose monophosphate

(fosfoglukonat). Gambar b.2.1 adalah bagan pengangkutan acetyl-CoA dari mitokondria ke

sitoplasma.

Gambar b.2.1 Bagan pengangkutan acetyl-CoA dari mitokondria ke sitoplasma. Pyruvate

hasil katabolisme asam amino atau dari glikolisis glukosa diubah menjadi aecetyl-CoA oleh

sistem pyruvate dehydogenase. Gugus acetyl tersebut keluar matriks mitokondria sebagai

citrate, masuk ke sitosol untuk sintesis asam lemak. Oxaloacetate direduksi menjadi malate

kembali ke matriks mitokondrion dan diubah kembali menjadi malate. Malat di sitosol

dioksidasi oleh enzim malat menghasilkan NADPH dan pyruvate. NADPH digunakan untuk

reaksi reduksi dalam biosintesis asam lemak sedangkan pyrivate kembali ke matriks

mitokondrion.

Asam lemak synthase disusun oleh dua rantai peptida yang identik yang disebut

homodimer yang dapat dilihat pada gambar b.2.1 Masing-masing dari 2 rantai peptida yang

digambarkan sebagai suatu hemispheres tersebut, mengkatalisis 7 bagian reaksi yang berbeda

yang dibutuhkan dalam sintesis asam palmitat. Katalisis reaksi multi urutan dengan satu

protein mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan beberapa enzim yang

terpisah. Keuntungan tersebut antara lain: (1) reaksi-reaksi kompetitif dapat dicegah, (2)

reaksi terjadi dalam satu garis koordinasi, dan (3) lebih efisien karena konsentrasi substrat

lokal yang tinggi, kehilangan karena difusi rendah. Enzim kompleks asam lemak synthase

bekerja dalam bentuk dimer. Tiap monomernya secara kovalen dapat mengikat substrat

sebagai tioester pada bagian gugus –SH. Ada dua gugus –SH yang masing-masing terikat

pada residu Cysteine (Cys-SH) pada ß-ketoacyl-ACPSynthase dan 4´-phosphopantetheine

(Pan-SH) (Gambar b.2.2 (B)). Pan-SH, yang mirip dengan Koenzim A (CoA-SH) (Gambar

b.2.2 (A)), diikat dalam suatu domain enzim yang disebut acyl-carrier protein (ACP). ACP

bekerja seperti tangan yang panjang yang melewatkan substrat dari satu pusat reaksi ke reaksi

berikutnya.

Gambar b.2.2 Sistem enzim kompleks asam lemak synthase yang bekerja dalam bentuk

dimer.

Aktivitas yang terlibat dalam sistem enzim kompleks asam lemak synthase

dilokasikan dalam 3 domain protein yang berbeda. Domain 1 bertanggung jawab pada

katalisis reaksi 2a, 2b, dan 3, yaitu masuknya substrat asetyl-CoA atau acyl-CoA dan

malonyl-CoA yang diikuti dengan kondensasi kedua substrat tersebut. Domain 2

mengkatalisis reaksi 4, 5, dan 6, yaitu reaksi reduksi pertama rantai perpanjangan asam

lemak, dehidratase, dan reduksi kedua. Sedangkan domain 3 atau domain tiolase

mengkatalisis pelepasan produk akhir asam lemak

setelah 7 tahap perpanjangan (reaksi 7).

Gambar b.2.3 Gugus phosphopantetheine pada ACP dan Coenzyme A

2.2. Reaksi Biosintesis asam lemak Jenuh (Asam Palmitat)

Biosintesis asam lemak jenuh, dalam hal ini sebagai pokok bahasan adalah biosintesis

asam palmitat, karena proses metabolisme sudah banyak diketahui. Reaksi ini dibagi dalam

tiga tahap, yaitu tahap aktivasi, tahap elongasi, dan tahap tiolasi atau pelepasan produk akhir.

a. Tahap aktivasi :

Acetyl-CoA dibawa masuk dari mitokondria ke sitoplasma dengan mengubahnya menjadi

sitrat oleh aktivitas enzim Sitrat sintetase (Gambar b.2.1).

Acetyl-CoA dibentuk kembali dari sitrat dalam sitoplasma dengan enzim ATPsitrat liase

(Gambar b.2.1)

karboksilasi acetyl-CoA menjadi malonylCoA sebagai molekul yang menambahkan 2 atom C

pada pemanjangan asam lemak dengan melepaskan CO2. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim

acetyl-CoA karboksilase dengan bantuan Biotin (Gambar b.2.4). CO2 yang digabungkan

dengan acetyl-CoA berasal dari HCO3- dari buffer darah.

Gambar b.2.4. Reaksi pembentukan malonyl-CoA dari acetyl-CoA yang dikatalisis oleh

enzim acetylCoA karboksilase dengan bantuan Biotin. Enzim acetyl-CoA karboksilase

mempunyai 3 daerah fungsional, yaitu: (1) biotin carrier protein, (2) biotin carboxylase, dan

(3) transcarboxylase

b. Tahap elongasi:

Reaksi pemanjangan rantai secara kontinyu dapat dilihat pada gambar b.2.3 dan b.2.4

Reaksi 1: Pembentukan acetyl-ACP sebagai starter atau molekul pemula

Transfer residu acetyl dari Acetyl-CoA ke gugus SH dari molekul ACP pada

sistem enzim kompleks asam lemak synthase merupakan reaksi pemula dalam

mekanisme biosintesis asam lemak. Kedua atom karbon ini akan menjadi atom

karbon ujung (atom karbon nomor 15 dan 16) dari asam palmitat yang terbentuk.

Reaksi ini dikatalisis oleh salah satu dari enam enzim kompleks asam lemak

synthase, Acetyl-CoA-ACP transacylase.

Reaksi 2: transfer residu acetyl ke Cys-SH dari enzim & residu malonyl ke Pan-SH dari ACP

Residu acetyl dari molekul ACP kemudian ditransfer (translokasi) ke gugus –SH

dari residu cystein pada ß-ketoacyl-ACP-Synthase (Gambar, reaksi 2a). Secara

bersamaan gugus malonyl dari malonyl-CoA dipindah ke Pan-SH dari ACP

membentuk malonyl-ACP oleh enzim malonyl-CoA- ACP-transferase (Gambar

b.2.5, reaksi 2b).

Reaksi 3: Reaksi kondensasi pembentukan acetoacetyl-S-ACP

Gugus acetyl yang diesterkan pada enzim ß-ketoacyl-ACP-Synthase ditransfer ke

atom C nomer 2 pada malonyl-ACP dengan pelepasan CO2 yang berasal dari

HCO3- (lihat Gambar b.2.5, reaksi 3 pada tahap aktivasi) oleh enzim ß-ketoacyl-

ACP-Synthase membentuk acetoacetyl-S-ACP. Dengan demikian dalam reaksi

karboksilasi acetyl-CoA, CO2 dari HCO3-tersebut memegang peran katalitik karena

dilepaskan kembali sebagai CO2.

Reaksi 4: Reaksi reduksi pertama

Acetoacetyl-S-ACP direduksi oleh NADPH membentuk D-b-

b.2.5hydroxybutyryl-ACP, yang dikatalis oleh b-ketoacyl-ACP reductase. Struktur

intermediet yang dihasilkan adalah D, bukan L. Berbeda dengan struktur isomer

selama oksidasi asam lemak, yaitu memiliki konfigurasi L (Gambar a.1.3).

Reaksi 5: Reaksi dehidratasi

D-b-hydroxybutyryl-ACP selanjutnya didehidratasi oleh enoyl-ACP hidratase

menjadi α,-trans-butenoyl-ACP atau trans- - butenoyl-ACP atau disebut

crotonyl-S-ACP

Reaksi 6 : Reaksi reduksi kedua

Trans- -2- butenoyl-ACP direduksi oleh enoyl ACP reductase menghasilkan

butyryl-ACP. NADPH digunakan sebagai reduktor pada E colidan jaringan hewan.

Pembentukan butyryl-ACP berarti menyempurnakan satu siklus dari 7 siklus dalam

pembentukan palmitoyl-ACP. Untuk memulai siklus berikutnya, dilakukan proses

translokasi, yaitu gugus butyryl dari butyryl-ACP ditransfer ke gugus–SH dari enzim b-

ketoacyl-ACP synthase. ACP kemudian diesterkan dengan gugus malonyl dari molekul-

molekul malonylCoA lain oleh malonyl-CoA-ACP transferase. Kemudian siklus diulang,

yang mana pada tahap berikutnya kondensasi malonyl-ACP dengan butyryl-b-ketoasyl-ACP

synthase menghasilkan b-ketohexanoyl-ACP dan CO2. Setelah 7 siklus dihasilkan palmitoyl-

ACP sebagai produk akhir dari sistem enzim kompleks asam lemak synthase .

c. Tahap tiolasi:

Reaksi 7 : Pelepasan asam palmitat

Palmitoyl-ACP dapat dilepaskan menjadi asam palmitat bebas oleh kerja enzim

palmitoyl thioesterase (Domain 3) (Gambar 3.16.B), atau ditransfer dari ACP ke

CoA atau digabungkan secara langsung ke asam fosfatidat dalam jalur yang

menuju fosfolipid dan triasilgliserol.

Gambar b.2.5 Urutan tahap-tahap reaksi dalam biositesis asam lemak (asam palmitat)

Pada kebanyakan organisme, sistem enzim kompleks asam lemak synthase berhenti

pada produk asam palmitat dan tidak menghasilkan asam stearat. Hal ini karena: (1) spesifitas

panjang rantai maksimum yang dapat diakomodasi oleh sistem enzim kompleks asam lemak

synthase adalah gugus tetradecanoyl (C14), gugus hexadecanoyl (C16) tidak diterima oleh

sistem ini; (2) palmitoyl-CoA merupakan penghambat feedback sistem enzim kompleks asam

lemak synthase.

Reaksi keseluruhan dari reaksi biosintesa asam palmitat yang dimulai dari asetil-CoA adalah:

Jika dibandingkan dengan reaksi ß-oksidasi asam palmitat adalah:

14 olekul NADPH + 14H+ diperlukan pada biosintesis asam palmitat bersumber dari:

2.3. Biosintesis Asam Lemak Jenuh dengan jumlah atom C ganjil

Asam lemak dengan jumlah atom C ganjil banyak terdapat pada organisme laut. Asam

lemak ini juga disintesis oleh sistem enzim kompleks asam lemak synthase. Sintesisnya

dimulai dari molekul propionyl-ACP bukan acetyl-ACP. Penambhahan 2 atom C dilakukan

melalui kondensasi dengan malonyl-ACP, sama pada biosintesis asam lemak jenuh beratom

C genap.

Dari uraian tentang jalur ß-oksidasi asam lemak (katabolisme) dan biosintesis asam

lemak (anabolisme) terdapat lima perbedaan yang dapat diamati (gambar b.2.6), yaitu:

a. Lokasi intraseluler: ß-oksidasi terjadi di mitokondrion, biosintesis di sitoplasma

b. Tipe pembawa gugus acyl: dalam ß-oksidasi adalah CoA, dalam biosintesis adalah ACP

c. Dalam ß-oksidasi asam lemak sebagai akseptor elektron (oksidator) adalah FAD,

sedangkan dalam biosintesis asam lemak NADPH sebagai donor elektron (reduktor)Se

d. nyawa intermediet yang terbentuk pada reaksi hidratasi mempunyai konfigurasi L, pada

reaksi dehidrasi dalam biosintesis asam lemak senyawa intermedietnya mempunyai

konfigurasi D

e. Malonyl-CoA berperan sebagai prekursor penambahan unit C2 dalam biosintesis asam

lemak, sedangkan dalam ß oksodasi pengurangan unit C2 dalam bentuk acetyl-CoA.

Selain kelima perbedaan di atas, pada ß-oksidasi dihasilkan energi sedangkan pada

biosintesis asam lemak diperlukan energi.

Gambar b.2.6. Perbedaan antara jalur ß-oksidasi asam lemak dan biosintesis asam lemak. Ada

lima pokok perbedaannya, yaitu: (1) lokasinya, (2) pembawa gugus acyl, (3) akseptor/donor

elektron, (4) stereokimia reaksi hidrasi/dehidrasi, dan (5) Bentuk unit C2 yang

dihasilkan/didonorkan.

2.4. Biosintesis Asam Lemak setelah Asam Palmitat

Sistem enzim kompleks asam lemak synthase hanya mampu mensintesis asam lemak

dengan jumlah atom C maksimum 16. Untuk sintesis asam lemak yang beratom C lebih dari

16 digunakan asam palmitat sebgai precursor. Proses ini disebut elongasi asam lemak jenuh,

yang dapat terjadi di mitokodria dan mikrosom (retikulum endoplasma).

a. Elongasi asam lemak jenuh di mitokondria

Di dalam mitokondrion penambahan 2 atom C dengan acetyl-CoA pada ujung

karboksilat (dan bukan dengan malonyl-ACP seperti yang digunakan dalam proses de

novo biosintesis palmitat). Proses elongasi palmitat menjadi stearat (C18:0) mengikuti

reaksi seperti pada ß-oksidasi, dengan urutan reaksi seperti pada gambar 3.19. Untuk

reaksi reduksi pertama dan kedua digunakan NADPH bukan NADH.

Gambar b.2.7. Reaksi elongasi palmitoyl-CoA dengan satu molekul acetyl menghasilkan

steroyl-CoA Enoyl-CoA

b. Elongasi asam lemak jenuh di mikrosom

Di dalam mikrosom mekanisme elongasi asam lemak jenuh identik dengan yang terjadi

pada biosintesis asam palmitat, yaitu penambahan 2 atom C dengan malonyl-CoA,

kemudian diikuti dengan reduksi 1, dehidratasi, dan reduksi 2 untuk menghasilkan

stearoyl-CoA.

Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa dari asam palmitan merupakan asam lemak

yang diproduksi oleh tubuh dan selanjutnya mengalami proses elongasi untuk membentuk

asam lemak yang lain. Berikut bagannya

Gambar b.2.8. Rute sintesis asam-asam lemak lainnya. Asam palmitat diguanakan sebagai

procursor sistesis asam-asam lemak berantai panjang jenuh melalui proses elongasi atau

sintesis monoenoat palmitoleate dan oleat melalui proses desaturasi. Mamalia tidak dapat

mengubah oleate menjadi linoleate atau linolenate. Oleh karena itu dalam dietnya disebut

sebagai asam lemak esensial. Linoleate selanjutnya dapat diubah menjadi asam lemak

polienoat. Makna angka 18:1, yaitu : angka didepan (18) menunjukkan jumlah atom C asam

lemak, sedangkan angka dibelakangnya (1) menunjukkan jumlah ikatan rangkap

Jika dalam proses pembuatan asam lemak terdapat perubahan dari asam lemak jenuh

menjadi tak jenuh maka akan melalui reaksi desaturasi yang dikatalisis oleh asam lemak-CoA

desaturase. Pada vertebrata atau organisme aerobik, 1 molekul O2 digunakan sebagai akseptor

2 pasang elektron, yaitu 1 pasang berasal dari substrat asam-lemak-CoA dan 1 pasang berasal

dari NADPH. Transfer elektron dalam reaksi kompleks ini merangkai reaksi transport

elektron dalam mikrosom yang membawa elektron dari NADPH ke Cyt b5 melalui Cyt b5

reductase (Gambar b.2.9).

Gambar b.2.9 Transfer elektron dalam reaksi denaturasi asam lemak yang terjadi pada reticulum

endoplasma vertebrata.

BAB 3. PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari makalah ini yaitu

3.2. Saran

Adapun kesimpulan dari saran ini yaitu