OKSIDASI ASAM LEMAK
Asam lemak yang ada di dalam tubuh banyak mengalami oksidasi dalam ?-oksidasi menjadi asetil KoA. Oksidasi asam lemak ini terjadi di dalam mitokondria. mitokondria. Untuk memasuki mitokondria, asam-asam lemak pertama-tama harus diubah menjadi suatu bentuk asil-KoA oleh aksi tiokinase dan ATP dalam mikrosom atau pada permukaan mitokondria. Untuk asam-asam lemak rantai panjang, biasanya harus diubah terlebih dahulu menjadi asilkarnitin supaya dapat masuk menembus membran mitokondria. Sesampain Sesampainya ya di dalam dalam mitokondr mitokondria, ia, barulah asam lemak lemak dapat dapat dioksida dioksidasi. si. Semua Semua proses proses ini mulai dari masuk ke dalam dalam mitokondria mitokondria hingga mengalami oksidasi terjadi dalam tahap.
Sistem ?-oksidasi pada asam lemak melibatkan tahap, yaitu!
".
Akti# Akti#asi asi asam asam lema lemak k yang yang terjad terjadii di sitopl sitoplasm asma a
$.
Transp ransport ort asam asam lema lemak k ke dala dalam m mitok mitokond ondria ria
.
Prose Proses s ?-oksi ?-oksidas dasii di dalam dalam matrik matriks s mitok mitokond ondria ria
Aktivasi asam lemak
Asam lemak diakti%kan menjadi bentuk asil KoA oleh tiokinase atau Asil KoA sintetase &tiokinase'. (eaksi ini terjadi dalam dua langkah dan membutuhkan ATP, KoA dan )g $*. Asam lemak bereaksi dengan ATP membentuk asiladenilat yang kemudian bergabung dengan KoA untuk menghasilkan asil KoA. +alam proses akti#asi ini dibutuhkan $ %os%at berenergi tinggi karena ATP akan diubah menjadi piro%os%at &PPi'. nim inorganik piro%os%atase piro%os%atase menghidrolisis PPi menjadi %os%at &Pi' dan proses ini bersi%at irre#ersibel.
Akti#asi asam lemak ini umumnya terjadi di retikulum endoplasma, peroksisom dan membran luar mitokondria. Sebab pada daerah-daerah ditemukan enim asil KoA sintetase yang ber%ungsi mengakti%kan asam lemak.
+alam akti#asi asam lemak ada yang harus diperhatikan. aitu panjang rantai asam lemak yang akan diakti#askan. Apakah asam lemak tersebut berantai panjang &"/-$/ karbon', medium &0-"$ karbon' ataupun berantai pendek &10 karbon'.
Transport asil KoA ke dalam mitokondria
Asil KoA &asam lemak yang sudah diakti%kan' yang berantai panjang tidak dapat menembus membran mitokondria dengan mudah. Oleh karena itu, Asil KoA berantai panjang akan diubah dulu menjadi asilkarnitin oleh karnitin parmitoiltrans%erase-2 &karnitin asiltrans%erase-2' asiltrans%erase-2' yang ada di sitoplasma agar dapat masuk ke dalam mitokondria.
Semua proses ini terjadi dalam 0 tahap
".
3rup Asil pada pada asilKoA asilKoA ditrans%er ditrans%er ke karnitin karnitin yang dibantu dibantu oleh karnitin karnitin asiltrans asiltrans%eras %erase-2. e-2. Pada Pada tahap ini asilKoA asilKoA akan diubah menjadi Asilkarnitin. Asilkarnitin.
$.
Asilkar Asilkarnitin nitin akan akan diba4a diba4a masuk masuk menembus menembus membran membran mitokond mitokondria ria sampai sampai ke matriks matriks oleh oleh protein protein carrier .
.
Karnitin Karnitin asiltran asiltrans%er s%erase-2 ase-222 &yang berada di membran membran dalam mitokondr mitokondria' ia' akan mengkon# mengkon#ersi ersi asilkarni asilkarnitin tin menjadi menjadi asilKoA kembali sedangkan karnitin akan dilepas.
0.
Karnitin Karnitin akan akan dilepas dilepaskan kan ke ke sitoplasma sitoplasma untuk untuk digunakan digunakan kemba kembali. li.
Proses ?-oksidasi di dalam matriks mitokondria
Setiap siklus ?-oksidasi akan membebaskan dua unit karbon asetil KoA dan terjadi dalam 0 urutan reaksi.
".
Oksi Oksida dasi si!!
Asil Asil
KoA
meng mengal alam amii
dehi dehidr drog ogen enas asii
2katan double dibentuk double dibentuk antara karbon ? dan ?.
oleh oleh
5A+-d A+-dep epen ende dent nt
6a#o 6a#oen eni im, m,
asil asilK KoA
dehi dehidr drog ogen enas ase. e.
$.
7idrasi! noil KoA hidratase menghidrasi ikatan double tadi sehingga membentuk ?-hidroksiasil KoA.
.
Oksidasi! +alam tahap ini akan dihasilkan ?-ketoasil KoA.
0.
Peme8ahan &9lea#age'! (eaksi terakhir ?-oksidasi akan membebaskan $ karbon asetil KoA dari asil KoA.
Pada jalur ?-oksidasi, asam lemak yang jumlah atom karbonnya ganjil, akan membentuk asetil KoA hingga tersisa sebuah residu tiga karbon &propionil KoA'. Propionil KoA ini akan diubah menjadi suksinil KoA yang siap memasuki siklus asam sitrat.
Kesimpulan!
Pada oksidasi asam lemak, asam lemak akan diubah dalam proses ?-oksidasi menjadi asetil KoA.
Proses Oksidasi lain dengan ?-oksidasi
)eskipun ?-oksidasi merupakan jalur paling dominan pada oksidasi lemak, namun sebenarnya masih ada jalur oksidasi lain yang dikenal, yaitu ?-oksidasi. ?-oksidasi melakukan penghapusan:penghilangan satu atom karbon pada asam lemak dan tidak melibatkan ikatan asam lemak dengan koenim A. +alam proses ini tidak ada energi apapun yang dihasilkan.
Sebelum memulai oksidasi, terlebih dahulu asam lemak dihidroksilasi. ;aik itu hidroksilasi pada asam lemak rantai pendek maupun hidroksilasi asam lemak rantai panjang &untuk sintesis s
Proses Oksidasi lain dengan ?-oksidasi
alur ini termasuk jalur yang jarang. jalur ini terjadi di retikulum endoplasma pada hampir semua jaringan tubuh. Sama seperti ?-oksidasi, ?-oksidasi juga melibatkan hidroksilasi sebelum oksidasi asam lemak. +alam hal ini hidroksilasi terjadi pada karbon metil di akhir gugus karboksil atau karbon disebelah metil akhir.
alur ini juga melibatkan =%ungsi oksidasi 8ampuran> &mi@ed %un8tion o@idase' dan membutuhkan sitokrom P 0/, O$, dan BA+P7.
BIOSINTESIS ASAM LEMAK
Karbohidrat dan asam amino yang dikonsumsi berlebihan akan dikon#ersi menjadi asam lemak dan disimpan sebagai triasilgliserol. +an proses ini &selanjutnya kita sebut sintesis asam lemak' paling banyak terjadi di hati, ginjal, jaringan adiposa dan kelenjar mamaria. +alam proses ini, asetil KoA bertindak sebagai substrat langsung atau bahan utamanya, sedangkan palmitat sebagai produk akhirnya.
Sintesis asam lemak melibatkan asetil KoA dan BA+P7. Asetil KoA disini ber%ungsi sebagai sumber atom karbon sementara BA+P7 berperan sebagai bahan pendukungnya saja. Sintesis asam lemak terjadi dalam proses. ang diantaranya!
".
Produksi asetil KoA dan BA+P7
$.
Pembentukan )alonil KoA dari asetil KoA
.
(eaksi kompleks sintesis asam lemak
Prodksi asetil KoA dan NADP!
Asetil KoA dan BA+P7 merupakan syarat paling penting dalam sintesis asam lemak. Asetil KoA diproduksi di dalam mitokondria melalui oksidasi asam lemak dan piru#at, asam amino dan juga dari badan keton.
Seperti yang sudah di atas sebelumnya, bagaimana oksidasi asam lemak dapat menyediakan asetil KoA di dalam mitokondria. +imulai dari proses yang terjadi di sitoplasma sampai ke dalam mitokondria. Asetil KoA yang dihasilkan tersebutlah yang menjadi salah satu sumber bahan untuk sintesis asam lemak ini.
Sedangkan sumber asetil KoA yang diperoleh dari piru#at disediakan oleh piru#at dehidrogenase. Piru#at yang masuk ke dalam mitokondria akan diubah menjadi asetil KoA dan oksaloasetat. Piru#at dehidrogenase akan merubah piru#at menjadi asetil KoA sedangkan piru#at karboksilase mengubah piru#at menjadi oksaloasetat.
Sedangkan bahan BA+P7 dapat diperoleh dari jalur pentosa %os%at dan bisa juga dari BA+P7 yang dihasilkan enim malat.
Kemudian, untuk memulai proses sintesis asam lemak, asetil KoA akan bergabung terlebih dahulu dengan oksaloasetat membentuk sitrat. Asetil KoA harus diubah dulu menjadi sitrat karena asetil KoA tidak mampu menembus membran mitokondria.
Sitrat yang baru saja dibentuk mampu dengan bebas menembus membran mitokondria sampai ke sitoplasma. +i sitoplasma sitrat ini akan dipe8ah oleh sitrat liase menjadi asetil KoA dan oksaloasetat. Pada tahap ini, oksaloasetat diteruskan hingga membentuk malat sedangkan asetil KoA dilanjutkan ke proses berikutnya, yaitu pembentukan malonil KoA dari asetil KoA.
Pem"entkan Malonil KoA
Asetil KoA dikarboksilasi menjadi malonil KoA oleh asetil KoA karboksilase. )alonil KoA nantinya akan mendonor $ unit karbon untuk ditambahkan ke rantai asam lemak yang sedang tumbuh pada kompleks asam lemak sintase.
Proses pembentukan ini membutuhkan #itamin biotin. (eaksi ini terjadi dalam dua tahap! &"' karboksilasi biotin yang membutuhkan ATP dan &$' pembentukan malonil KoA dengan pemindahan gugus karboksil ke asetil KoA.
Saat asetilKoA karboksilase diakti%kan kadar malonil KoA akan meningkat. Saat sintesis asam lemak berlangsung, malonil KoA akan menginhibisi oksidasi asam lemak agar asam lemak yang akan terbentuk nantinya tidak langsung dioksidasi.
Kompleks Asam Lemak Sintase
Asam lemak sintase merupakan enim besar yang terdiri dari dimer yang identik, yang masing-masing subunitnya &monomer' memiliki tujuh akti#itas enim asam lemak sintase pada rantai polipeptida. Setiap monomernya berberat molekul $0/./// dan memiliki sebuah protein pemba4a asil &A9P, acyl carrier protein'. 5ungsi A9P dalam sintesis asam lemak adalah bertindak sebagai suatu karier perantara. Segmen A9P memiliki sebuah residu 0-%os%opanteteinil yang berasal dari pemutusan koenim A. Kedua subunit tersebut tersusun &kepala ke leher'. Salah satu subunit bergandengan dengan gugus %os%opanteteinil sul%hidril sedangkan subunit yang lainnya bergandengan dengan sisteinil sul%hidril.
Pada proses ini, gugus asetil dari asetil KoA akan dipindahkan ke gugus %os%opanteteinil sul%hidril A9P pada satu subunit, dan kemudian ke gugus siteinil sul%hidril pada subunit yang lainnya. 3ugus malonil dari malonil KoA kemudian melekat ke gugus %os%opanteteinil sul%hidril A9P pada subunit pertama. 3ugus asetil dan malonil berkondensasi sehingga menyebabkan pelepasangugus karboksil malonil sebagai karbondioksida. Kemudian sebuah rantai ?-keto asil &90' akan melekat pada gugus %os%opanteteinil sul%hidril.
(antai asil lemak 0-karbon tersebut kemudian dipindahkan ke gugus sisteinil sul%hidril dan kemudian bergaung dengan sebuah gugus malonil. Urutan reaksi ini terus menerus dilakukan sehingga panjang rantai men8apai "C karbon &palmitat'. +alam tahap ini, palmitat dibebaskan. Selanjutnya palmitat dapat mengalami desaturasi atau pemanjangan rantai.
KETO#ENESIS
Asetoasetat, ?-hidroksibutirat &+--hidroksibutirat', dan aseton merupakan senya4a-senya4a keton yang sangat penting bagi tubuh. Apabila laju oksidasi asam lemak tinggi, hati akan memproduksi banyak asetoasetat dan ?-hidroksibutirat.
Proses ketogenesis ini terjadi di dalam matriks mitokondria dengan asetil KoA sebagai bahan utamanya. Asetil KoA yang dibentuk dari oksidasi asam lemak, piru#at, atau beberapa asam amino merupakan prekursor badan keton.
Proses ketogenesis terjadi melalui tahap-tahap berikut!
".
+ua mol asetil KoA hasil ?-oksidasi bergabung dan membentuk asetoasetil KoA yang dikatalisis oleh enim tiolase.
$.
Asetoasetil KoA yang baru saja terbentuk akan bergabung dengan molekul asetil KoA yang lain untuk membentuk ?hidroksi ?-metil glutaril KoA &7)3-KoA'.
.
7)3-KoA dipe8ah menjadi asetoasetat dan melepas asetil KoA oleh 7)3-KoA liase.
0.
Asetoasetat se8ara spontan dapat mengalami dekarboksilasi sehingga membentuk aseton yang termasuk salah satu senya4a keton.
.
Kemudian asetoasetat juga dapat tereduksi menjadi ?-hidroksibutirat.
SINTESIS T$IASIL#LISE$OL
Sintesis triasilgliserol paling sering terjadi di hati dan di sel lemak. Triasilgliserol merupakan ester dari gliserol dan asam lemak.
+i hati gliserol %os%at dapat diperoleh dari %os%orilasi gliserol dan dari glikolisis. 3liserol yang ada di hati di%os%orilasi oleh enim gliserol kinase. Sayangnya jaringan adiposa tidak memiliki enim gliserol kinase ini sehingga pasokan gliserol %os%at di jaringan adiposa hanya diperoleh dari jalur glikolisis.
3ambar di ba4ah adalah gambar bagaimana proses pembentukan triasilgliserol.
Pada gambar di samping, jalur glikolisis dimulai dari bahan glukosa hingga menjadi bentuk +7AP &+alam gambar tersebut jalur glikolisis hanya ditampilkan se8ara singkat, tidak dipaparkan se8ara jelas'. +ihidroksiaseton %os%at &+7AP' selanjutnya direduksi oleh gliserol %os%at dehidrogenase menjadi gliserol %os%at.
Proses selanjutnya dapat diterangkan dengan tahap-tahap berikut!
".
3liserol -%os%at yang sudah tersedia &baik dari %os%orilasi gliserol maupun dari jalur glikolisis' akan ditambahkan dengan grup asil. Proses ini dikatalisis oleh gliserol -%os%at asiltrans%erase sehingga akan membentuk asam lyso%os%atidat.
$.
3rup asil lainnya akan ditambahkan pada asam lyso%os%atdat untuk membentuk asam %os%atidat. Proses ini juga dikatalisis oleh enim asiltrans%erase.
.
Asam %os%atidat mengalami de%os%orilasi dan menghasilkan diasilgliserol.
0.
+iasilgliserol bergabung dengan grup asil yang lain yang dikatalisis oleh asiltrans%erase hingga membentuk triasilgliserol.
Tiga asam lemak yang ditemukan di triasilgliserol bukanlah asam lemak yang sama. Pada karbon " ditemukan asam lemak jenuh &misal asam palmitat' sedangkan pada karbon $ dan dapat ditemukan asam lemak tidak jenuh &misal asam oleat'.
BIOSINTESIS KOLESTE$OL
Proses biosintesis kolesterol dapat dijelaskan dalam beberapa tahap berikut.
".
%& Sintesis !M# KoA '?-(idroksi ?-metilgltaril KoA)
Proses ini mirip dengan proses pembentukan 7)3 KoA dalam mekanisme ketogenesis. 7anya berbeda lokasi saja. Ketogenesis terjadi di mitokondria sedangkan sintesis kolesterol terjadi di sitoplasma. Kesimpulannya ada dua lokasi sintesis 7)3 KoA di dalam sel. ang satu terjadi di dalam mitokondria &ketogenesis' dan yang satunya lagi terjadi di sitoplasma &sintesis kolesterol'.
+ua molekul asetil KoA a4alnya berkondensasi membentuk asetoasetil KoA. +an molekul asetil KoA lainnya ditambahkan sehingga menghasilkan 7)3 KoA.
".
*& Pem"entkan mevalonat
nim 7)3 KoA akan mereduksi 7)3 KoA menjadi me#alonat. nim ini berada di retikulum endoplasma. Pada proses reduksi ini dibutuhkan eki#alen pereduksi yang disuplai oleh BA+P7.
7)3 KoA juga sangat dipengaruhi oleh hormon misalnya seperti hormon insulin dan glukagon. ika kadar glukagon meningkat, 7)3 KoA reduktase mengalami %os%orilasi dan menjadi tidak akti% sedangkan jika kadar insulin yang meningkat, enim tersebut akan mengalami de%os%orilasi dan menjadi akti%. ;egitu juga dengan hormon tiroid dan glukokortikoid. 7ormon tiroid meningkatkan akti#itas reduktase ini sedangkan glukokortikoid menurunkannya.
".
+& Prodksi nit isoprenoid
Selanjutnya me#alonat mengalami %os%orilasi oleh ATP. Kemudian me#alonat kinase mengkon#ersi me#alonat menjadi -%os%o piro%os%ome#alonat. ang terjadi berikutnya adalah dekarboksilasi oleh enim %os%ome#alonat sehingga terbentuk isopentenil piro%os%at.
Kesimpulannya, reaksi pertama dari tahap ini adalah me#alonat diubah menjadi -%os%o -piro%os%ome#alonat yang kemudian didekarboksilasi menjadi isopentenil piro%os%at.
2sopentenil piro%os%at inilah salah satu unit isoprenoid yang dimaksud. Sedangkan unit isoprenoid lainnya adalah ,-dimetilali piro%os%at. ,-dimetilali piro%os%at diperoleh dari reaksi isomerase yang dikatalisis oleh enim isomerase isopentenil piro%os%at.
+alam beberapa re%erensi, unit isoprenoid disebut unit 5-karbon isoprenoid.
".
,& Sintesis skalen
2sopentenil piro%os%at &Isopentenyl pyrophosphate, 2PP' dan ,-dimetilalil piro%os%at &dimethylallyl pyrophosphate, +PP' berkondensasi membentuk geranil piro%os%at &"/9'.
+alam tahap ini terjadi penambahan satu unit isoprenoid lagi untuk menghasilkan %arnesil piro%os%at. Unit isoprenoid ditambahkan disini adalah satu molekul 2PP. )olekul 2PP tersebut akan berkondensasi dengan 3PP untuk membentuk %arnesil piro%os%at &"9'. +ua unit %arnesil piro%os%at bergabung dan direduksi sehingga menghasilkan skualen &/9'.
".
& Peng"a(an skalen men.adi kolesterol 'Langka( terak(ir sintesis kolesterol)
Pada reaksi selanjutnya enim skualen monooksigenase mengubah skualen menjadi skualen $, epoksida. (eaksi ini membutuhkan BA+P7 dan oksigen molekular &O $'. Kemudian skualen $, epoksida mengalami siklisasi untuk menghasilkan lanosterol.
Pembentukan kolesterol dari lanosterol mengalami reaksi-reaksi penting berikut
".
(eduksi atom karbon dari /9 menjadi $D9.
$.
Penghilangan dua gugus metil dari 90 dan satu gugus metil dari 9 "0.
.
Pemindahan ikatan rangkap dari 9E ke 9.
0.
(eduksi ikatan rangkap antara 9$0 dan 9$.
