metabolisme asam lemak


METABOLISME ASAM LEMAK

Asam lemak merupakan sumber energi yang penting, karena pada massa yang sama asam lemak dapat menghasilkan energi yang dua kali lebih banyak daripada karbohidrat atau protein.

Ada 2 komponen utama dari metabolisme asam lemak, yaitu β oksidasi dan sintesis asam lemak.

  1. AKTIVASI ASAM LEMAK

Triacylglycerols hasil hidrolisis asam lemak dibawa oleh lipoprotein ke jaringan. Asam lemak masuk ke dalam sel dan diaktifkan dalam sitosol. Aktivasi ini membutuhkan dua ATP per asam lemak. Sebagian besar asam lemak diaktifkan kemudian dibawa ke dalam mitokondria untuk proses β oksidasi, tetapi sebagian kecil yang dibawa ke peroksisom.

  1. LANGKAH β OKSIDASI

Asam lemak yang sudah diaktifkan disebut asil lemak-koenzim A, atau  lemak asil-KoA.

Langkah β oksidasi:

  1. Pada langkah pertama dari β oksidasi, sebuah dehidrogenase asil-KoA mengkatalisis oksidasi gugus asil, menghasilkan pembentukan ikatan rangkap dua dan tiga antar karbon. Dua elektron dihilangkan dari gugus asil dipindahkan ke grup FAD palsu. Elektron ini ditransfer ke ubiquinone melalui serangkaian reaksi transfer elektron.
  2. Pada langkah kedua β oksidasi, adalah hydratase yaitu penambahan molekul air ke ikatan rangkap yang dihasilkan pada langkah pertama.
  3. Pada langkah ketiga β oksidasi, dehidrogenase lain mengkatalisis oksidasi dari kelompok hydroxyacyl. Dalam reaksi ini, NAD + berperan sebagai kofaktor.
  4. Langkah keempat dan terakhir dari β oksidasi disebut thiolysis. Pada langkah ini, thiolase mengkatalisis pelepasan asetil-KoA dari ketoasil-KoA.

 

  1. ENERGI HASIL

Satu putaran β oksidasi menghasilkan tiga produk, antara lain : 1 ubiquinol kofaktor, 1 kofaktor NADH, dan1 molekul asetil-KoA.

Selama siklus asam sitrat, para-asetil KoA digunakan untuk menghasilkan 3 kofaktor NADH, 1 kofaktor ubiquinol, dan 1 molekul GTP.

Selama fosforilasi oksidatif, masing-masing kofaktor ubiquinol digunakan untuk menghasilkan 2 molekul ATP, dan masing-masing kofaktor NADH digunakan untuk menghasilkan 3 molekul ATP. Molekul GTP adalah setara dengan satu molekul ATP.

Secara keseluruhan, satu putaran β oksidasi menghasilkan setara dengan 17 molekul ATP. Karena 2 ATP telah  digunakan untuk langkah aktivasi,maka hasil bersih adalah 15 molekul ATP.

  1. OKSIDASI PALMITATE

Contoh suatu Asam lemak palmitat. Asam palmitat adalah asam lemak yang memiliki 16-karbon. Palmitat melewati tujuh putaran β oksidasi , masing-masing menghasilkan produk yang setara dengan 17 molekul ATP. Produk akhir dari β oksidasi lengkap adalah molekul tambahan asetil-KoA, yang setara dengan 12 molekul ATP. Secara keseluruhan, β oksidasi lengkap palmitat menghasilkan 131 molekul ATP. Dikurangi 2 ATP untuk aktivasi sehingga dari satu molekul palmitat menghasilkan 129 molekul ATP .

  1. ASAM LEMAK TAK JENUH

Banyak asam lemak umum mengandung ikatan rangkap cis. Hal ini menjadi hambatan untuk reaksi β oksidasi. Contoh asam lemak tak jenuh adalah asam linoleat.

Tiga putaran pertama dilanjutkan secara normal. Namun, enoyl-KoA yang dimulai babak keempat memiliki ikatan rangkap antara atom karbon ketiga dan keempat dan tidak diakui oleh asil KoA dehidrogenase-. Sebaliknya, sebuah isomerase enoyl-CoA mengubah ikatan rangkap cis 3-4 untuk ikatan 2-3 trans ganda sehingga β oksidasi dapat dilanjutkan. Karena reaksi isomerase enoyl-CoA meninggalkan langkah penghasil ubiquinol dari putaran β oksidasi,maka pada putaran ini menghasilkan energi 15 ATP, bukan 17.

Masalah lain muncul di babak kelima. Langkah pertama hasilnya seperti biasa, tetapi molekul yang dihasilkan memiliki dua ikatan ganda: satu di posisi 2-3, dan satu di posisi 4-5. Hydratase enoyl-CoA dari langkah kedua tidak bisa mengenali molekul tersebut dienoyl-KoA. Masalah ini diatasi dengan mengurangi kelompok dienoyl, tetapi reaksi membutuhkan investasi satu kofaktor NADPH, yang setara dengan tiga molekul ATP. Setelah tindakan isomerase enoyl-CoA, gugus asil dapat melanjutkan melalui jalur tersebut.

Linoleat berjalan melalui delapan putaran β oksidasi. Jika linoleat tidak memiliki ikatan ganda, ini akan menghasilkan total 146 molekul ATP. Namun, karena koreksi untuk ikatan rangkap, sehingga total ATP yang dihasilkan adalah  141 ATP per linoleat. Secara umum, ikatan ganda yang dimulai pada posisi ganjil biaya setara dengan dua molekul ATP, dan ikatan ganda dimulai pada posisi genap biaya setara dengan tiga molekul ATP.

  1. RANTAI ASAM LEMAK GANJIL

Sebagian besar asam lemak memiliki jumlah atom karbon genap, karena terbentuk dari dua atom unit asetil. Namun, beberapa tanaman dan asam lemak bakteri memiliki atom karbon ganjil. Pada dasarnya, untuk menyingkirkan satu tambahan atom karbon, satu molekul ATP diinvestasikan, dan proses yang dihasilkan setara dengan sembilan ATP tambahan. Oleh karena itu, untuk menghitung hasil energi dari β oksidasi lengkap dari asam lemak rantai ganjil, tambahkan 8 ATP  dari ATP asam lemak  yang memiliki satu atom karbon dibawahnya.

  1. RANTAI  LEMAK ASAM SANGAT PANJANG

Asam lemak rantai pendek teroksidasi dalam mitokondria, sedangkan rantai asam lemak sangat panjang β oksidasi terjadi dalam peroksisom. Proses ini hampir sama dengan β oksidasi dalam mitokondria. Bedanya, pada langkah pertama tidak mengurangi ubiquinone, namun pada β oksidasi peroksisom justru menghasilkan hidrogen peroksida. Peroksida ini dapat digunakan dalam reaksi lain untuk mengoksidasi zat-zat beracun dalam sel. Setiap putaran β oksidasi dalam peroksisom menghasilkan 15 molekul ATP. Karena enzim dalam peroksisom memiliki afinitas rendah untuk mengoksidasi asam lemak rantai pendek, maka asam lemak rantai panjang dipotong diangkut ke mitokondria untuk menyelesaikan β oksidasi.

  1. SINTESIS VS. OKSIDASI

sekilas, sintesis asam lemak seperti kebalikan dari β-oksidasi lemak gugus asil yang dibangun dan terdegradasi dua atom karbon pada satu waktu, dan beberapa intermediet reaksi dalam dua jalur yang mirip atau identik. Namun, jalur untuk sintesis asam lemak tidak bisa menjadi kebalikan β-oksidasi; β-oksidasi adalah termodinamika menguntungkan, proses kebalikan termodinamika tidak menguntungkan. Dengan demikian, sintesis asam lemak membutuhkan simpanan energi yang besar dalam bentuk ATP.

  1. LANGKAH SINTESIS

Sebelum sintesis asam lemak dapat dimulai, gugus asetil harus dipindahkan dari koenzim-A untuk protein pembawa asil, yang disebut ACP.

  1. Langkah pertama dalam siklus menambahkan dua unit -karbon pada asam lemak. Dua atom karbon berasal dari malonil-KoA, yang diproduksi dari asetil-KoA dalam suatu reaksi memerlukan satu molekul ATP.
  2. Pada langkah kedua, NADPH digunakan untuk mengurangi ketoasil-ACP dari langkah satu.
  3. Pada langkah ketiga, hydroxyacyl-ACP dehydrase mengkatalisis pemindahan molekul air dari hydroxyacyl-ACP dihasilkan pada langkah kedua.
  4. Pada langkah keempat, penurunan NADPH-dependent kedua mengubah-enoyl ACP pada langkah menjadi tiga asil lemak-ACP dua atom karbon lebih panjang dari substrat awal. Secara keseluruhan, menambahkan dua atom karbon pada asam lemak memerlukan  satu ATP dan dua molekul NADPH.

 

  1. SINTESIS Palmitat

Sintesis palmitat membutuhkan tujuh putaran sintesis asam lemak. Secara keseluruhan, membutuhkan  49 ATP. Setelah proses akhir sintesis asam lemak, thioesterase asil lemak mengkatalisis pemindahan asam lemak dari protein pembawa asil.

 

 

  1. Sintesis LEMAK ASAM

Pada bakteri dan kloroplas, sintesis asam lemak dilakukan oleh beberapa enzim. Pada mamalia, reaksi utama dari sintesis asam lemak dilakukan oleh satu enzim multifungsi terbuat dari dua polipeptida yang identik. Kemasan aktivitas beberapa enzim menjadi satu protein multifungsi seperti sintase asam lemak mamalia memungkinkan enzim untuk disintesis dan dikendalikan secara terkoordinasi. Juga, produk dari satu reaksi dapat dengan cepat menyebar ke situs aktif berikutnya.

KESIMPULAN

Metabolisme asam lemak berperan penting dalam  fungsi-fungsi sel tubuh. Perhatikan bahwa dalam sintesis asam lemak, rantai ini diperpanjang dua atom karbon pada suatu waktu, dengan memerlukan ATP. Dalam oksidasi asam lemak, rantai yang terdegradasi dua atom karbon pada kurun waktu tertentu, menghasilkan ATP. Dua jalur diatur sehingga sel dapat mensintesis energi, menyimpan asam lemak dalam waktu lama, dan mengoksidasi asam lemak ketika sel perlu menghasilkan ATP.

 

Karya :Jatmiko budhi prakosa

 

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s