iierepo.unud.ac.id/id/eprint/6832/1/b6f847caa43af9739ab38...DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES. ii...

i

MONOGRAF | MALONDIALDEHID | PREKUSOR STRESS OKSIDATIF

DASAR-DASAR

BIOKIMIA

DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

ii

Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2002 Tentang Hak Cipta

Lingkup Hak CiptaPasal 21. Hak Cipta merupakan hak eksklusif bagi Pencipta atau Pemegang Hak Cipta untuk mengumumkan

atau memperbanyak Ciptaannya, yang timbul secara otomatis setelah suatu ciptaan dilahirkan tanpa mengurangi pembatasan menurut peraturan perundang-undangan yang berlaku.

Ketentuan PidanaPasal 721. Barang siapa dengan sengaja melanggar dan tanpa hak melakukan perbuatan sebagaimana dimaksud

dalam Pasal 2 Ayat (1) atau Pasal 49 Ayat (1) dan Ayat (2) dipidana dengan penjara masing-masing paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp 1.000.000,00 (satu juta rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp 5.000.000,00 (lima juta rupiah).

2. Barang siapa dengan sengaja menyiarkan, memamerkan, mengedarkan atau menjual kepada umum suatu ciptaan atau barang hasil pelanggaran hak cipta atau hak terbit sebagai dimaksud pada Ayat (1) dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp. 500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).

iii


UDAYANA UNIVERSITY PRESS2014

DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA

DASAR-DASAR

BIOKIMIA


iv

Hak Cipta pada Penulis. Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang :

Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa izin tertulis dari penerbit.

Penulis:Dr. Ir. Sri Wahjuni, M.Kes.

Cover & Ilustrasi: Repro

Lay Out: I Putu Mertadana

Diterbitkan oleh:Udayana University Press

Kampus Universitas Udayana DenpasarJl. P.B. Sudirman, Denpasar - Bali, Telp. 0361 255128 Fax. 0361 255128

Email: [email protected] htt p://penerbit.unud.ac.id

Cetakan Pertama:2012, ix + 78 hlm, 15,5 x 23 cm

ISBN: 978-602-7776-87-6

DASAR-DASAR

BIOKIMIA

v


Penulis panjatkan Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa (Ida Sang Hyang Widhi Wasa, berkat

rahmat Nya lah Dasar-Dasar Biokimia dapat tersusun. Diktat ini disusun sebagai bahan acuan perkuliahan Biokimia.

Bila dipandang secara luas Biokimia merupakan ilmu yang berkembang seeara cepat yang menerangkan berbagai molekul dan reaksi kimia yang terjadi di dalam sel, dan organisme hidup. Mengingat arti Biokima merupakan ilmu pengetahuan yang herkenaan dengan dasar kimiawi kehidupan (kata bios dalam bahasa Yunani berarti ”kehidupan”).

Konsep Sel adalah satuan struktural pada pelbagai sistem kehidupan.Dengan berpegang pada konsep ini, kita akan mendapatkan suatu defi nisi fungsional biokimia, yaitu sebagai ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan unsur-unsur kimiawi pada sel hidup dengan berbagai reaksi serta proses yang dialami.

Ilmu biokimia mempunyai ruang lingkup yang sama luasnya dengan ruang lingkup kehidupan. Di mana kehidupan itu ada, disitu berlangsung proses-proses

PRAKATA


vi

kimiawi. Para pakar biokirnia mempelajari proses-proses kimiawi yang terjadi dalam mikroorganisme, tumbuhan, insekta, burung, mammalia rendah dan tinggi, terlebih dahulu harus mengetahui metabolismenya, molekulernya, dan enzim-enzim yang mempengaruhi pada proses-proses tersebut. Didalam sel selalu dikatalisis oleh sejumlah enzim, sehingga metabolisme bukanlah suatu proses acak melainkan sangat terintegrasi dan terkoordinasi.

Penulisan diktat ini masih jauh dari sempurna, ini sangat disadari oleh penulis Berpijak dari sinilah penulis dengan rendah hati memohon kritik dan saran kepada mereka yang lebih akhli dan para pakar biokimia untuk memberi masukkan yang positip kepada penulis untuk perbaikan diktat Dasar-dasar Biokimia ini, sebelum dan sesudahnya penulis ucapkan terimakasih.

Denpasar, Medio Januari 2014Penulis

vii


Kata Pengantar .................................................................. v

BAB I DASAR-DASAR BIOKIMIA KARBOHIDRAT ................................................................ 1 Pendahuluan ............................................................ 1 Klasifi kasi karbohidrat ........................................... 2 BAB II DASAR-DASAR BIOKIMIA PROTEIN DAN ENZIM ..................................................................... 7 Pendahuluan ............................................................ 7 Struktur Protein ....................................................... 8 Klasifi kasi berdasarkan fungsi Protein ................ 16 Enzim ........................................................................ 20 Ikatan Elektrostatik Protein ................................... 30 Ikatan Hidrogen pada Protein ............................... 31

BAB III DASAR-DASARBIOKIMIALEMAK,VITAMIN, DANMINERAL ...................................... 32 Pendahuluan ............................................................ 32 Asam Lemak ............................................................ 35 Vitamin Dan Mineral .............................................. 47

DAFTAR PUSTAKA ......................................................... 75BIODATA PENULIS ......................................................... 77

DAFTAR ISI


viii

Gambar 1. Terbentuknya Ikatan Peptida ............................... 9Gambar.2. Struktur primer ...................................................... 12Gambar 3. Struktur sekunder .................................................. 13Gambar 4. Struktur tersier ....................................................... 14Gambar 5. Struktur Kwaterner ............................................... 15Gambar 6: Besar relatif molekul enzim ................................. 21Gambar 7. Katalisator menurunkan pembatas energi ......... 25Gambar 8. Reaksi dua subtrat ................................................ 29Gambar 9. Isomer cis dan trans ............................................... 40Gambar 10. Asam phospatidat ................................................ 42Gambar 11. Diphospotidilgliserol (kardiolipin) ................... 43Gambar 12. Gliserol dan Struktur umum triasil gliserol .... 43Gambar 13. 1,3- Distearopalmitin ........................................... 43Gambar 14. 1,2- Distearopalmitin ........................................... 44Gambar 15. 3-phospatidilkolin............................................... 45Gambar 16. Kolesterol .............................................................. 45Gambar 17. Reaksi terjadinya oksidasi ................................. 46Gambar 18. Hasil kerja vitamin E .......................................... 47Gambar 19. Sintesis askorbat UDP-glukoronat ................... 50Gambar 20. Jalur rangkaian reaksi pada hewan ................... 54Gambar 21. Sumber retinol dalam makanan ........................ 59Gambar 22. Pigmen pengelihatan .......................................... 62Gambar 23. Asam lemak tak jenuh jamak ............................ 65Gambar 24. Hubungan timbal balik ...................................... 66

DAFTAR GAMBAR

ix


DAFTAR TABEL

1. Contoh-contoh Monosakarida .................................. 32. Berbagai Bentuk Pentosa penting ............................ 43. Berbagai Bentuk Heksosa .......................................... 54. Asam-asam Amino Pembangun Protein ................. 115. Asam-asam Amino diperlukan Manusia ............... 166. Beberapa Fungsi Utama Protein............................... 177. Beberapa Enzim memerlukan unsur Anorganik ... 228. Koenzim berfungsi sebagai pembawa sementara spesifi k ......................................................................... 239. Asam-asam Lemak Jenuh .......................................... 3710. Nutrisi Asam Lemak tak Jenuh Jamak ................... 38


x

1


BAB IDASAR-DASAR BIOKIMIA

KARBOHIDRAT

PENDAHULUAN Karbohidrat (hidrat-arang) tersebar luas di dalam

tumbuhan, hewan, serta unsur maknan. Senyawa ini memegang peranan penting baik sebagai pembentuk maupun untuk metabolisma. Sebagai contoh, glukosa di dalam tumbuhan disintesis dari karbon dioksida serta air melalui fotosintesis; Dan disimpan sebagai pati atau diubah menjadi selulosa yang merupakan kerangka tumbuhan. Hewan dapat mensitesis sebagian karbohidrat dari lemak atau protein yang terdapat dalam jaringan tubuhnya. Lemak dan protein ini berasal dari tumbuh-tumbuhan. Pengetahuan tentang struktur dan sifat-sifat karbohidrat mempunyai makna penting untuk memahami peranannya dalam pengelolahan berbagai fungsi tubuh mammalia.(Murray, 2003)

Glukosa merupakan karbohidrat yang paling penting, karena karbohidrat diubah menjadi glukosa dan dari glukosa semua karbohidrat lainnya di dalam tubuh dapat


2

dibentuk. Glukosa termasuk jenis prekusor untuk jenis-jenis karbohidrat lain yang mempunyai fungsi spesifi k, misalnya glikogen untuk cadangan energi, ribosa untuk struktur asam nukleat, galaktosa di dalam laktosa susu, dan di dalam senyawa-senyawa lipid kompleks pada syaraf otak ( glikoprotein dan proteoglikan jaringan sendi). Kelainan yang berhubungan dengan karbohidrat mencakup penyakit diabetes melitus, galaktosemia, glikogen storage diseses dan intoleransi susu.(Lehninger,1999)

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

Secara garis besarkarbohirat dapat diklasifi kasikan menjadi 4 golongan utama yaitu : Monosakarida merupakan bentuk karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana lagi. Bentuk ini juga dapat dibagi lagi menjadi triosa, tetrosa, pentosa ataupun oktasa menurut jumlah atom yang dimilikinya, dan sebagai aldosa ataukah keton yang ada, tergantung apakah gugus aldehid ataukah keton. Contoh-contoh lain disaajikan pada Tabel 1.

3


Tabel 1: Contoh-contoh MonosakaridaALDOSA KETOSA

Triosa (C3H6 O3)Gliserosa

(Glisrraldehid) Dihidroksi aseton

Tetrosa (C4H8O4) Eritrosa EritrulosaPentosa (C5H10O5) Ribosa RibulosaHaksosa (C6H12O6) Glukosa Fruktosa

Klasifi kasi berikutnya adalah Disakarida yang bila dihidrolisis menghasilkan 2 molekul monosakarifda yang sama atau berbeda. Contohnya Sukrosa terdapat pada tanaman (glukosa & fruktosa). Laktosa terdapat di susu (Glukosa & galaktosa) dan maltosa terdapat di air liur (glukosa dan glukosa), disusul dengan oligosakarida menghasilkan 3 – 6 unit monosakarida pada hidrolisis contohnya maltotriosa. Dan yang terakhir adalah polisakarida menghasilkan lebih dari 6-molekul monosakarida pada hidrolisis contoh pati & glikogen. Pati merupakan simpanan polisakarida pada sel tanaman sebagai bahan bakar, sedangkan glikogen merupakan simpanan polisakarida yang ada pada hewan. Kedua senyawa tersebut dalam bentuk granula serta dapat berbentuk koloid keruh apabila granula ini diekstrak dengan air panas.Beberapa polisakarida berfungsi sebagai penyimpan bahan bakar sel yaitu pentosa. Senyawa ini merupakan unsur penting yang membentuk nukleatida, asam-asam nukleat dan banyak koenzim yang dapat dilihat pada tabel 2di bawah ini :


4

Tabel 2. Berbagai Bentuk Pentosa PentingGula Ditemukan Fungsi biokimia Makna klinis

D-Ribosa Asam-asam nukleat

Unsur-unsur struktural asam

nukleat dari koenzim mis:ATP.

NAD.NADP, fl avoprotein, zat

antara dlm lintasan pentosa pospat

D-RibulosaTerbentuk dalam

pelbagi proses metabolisme

Zat antaradalam lintasan pentosa fosfat

D-ArabinosaGumrabikum,

prem (plum) dan ceri

Unsur pembangun glikoprotein

D- Liksosa Otot jantung

Unsur pembentuk liksofl avin yang

diisolasi dari otot jantung

L-XilulosaZat antara dalam

lintasan asam kromat

Ditemukan didalam urine

pada pentosuria

Di antara semua bentuk heksosa, maka

glukosa,galaktosa, fruktosa, dan manosa mempunyai makna fi siologi yang penting dapat dilihat pada tabel 3.

5


Tabel 3. Berbagai bentuk Heksosa dengan makna Fisiologi yang penting

Gula Sumber Fungsi Makna klinis

D-glukosa Asam-asam nukleat

Zat gula dalam tubuh, gula ini dibawah darah dan merupakan bentuk utama yg digunakan oleh

jaringan

Bisa ada dlm urine (glikosuria) pada diabetes akibat kenaikkan gula darah (hiperglikemia), gula alternatip untuk penderita diabetes

D-Fruktosa

Sari buah, madu, hidrolisis , gula tebu dan inulin (dari Jerusalem

artichoke)

Dapat diubah menjadi glukosa dalam hati serta usus dan dengan demikian dapat dipakai dalam

tubuh

Toleransifruktosa bawaan

menimbulkan akumulasi

fruktosa dan hipoglikemia

D-Galaktosa Hidrolisis laktosa

Dapat diubah menjadi glukosa dalam hati dan dimetabolisir.

Disintesis dalam kelenjar mammae untuk membuat

laktosa susu, unsur pembentuk

glikolipid dan glikoprotein

Kegagalan meatbolismenya

menimbulkan galaktosemia dan

katarak

D-ManosaHidrolisis manosa, dan gum tanaman

Untukpembentuk banyak senyawa

glikoprotein


6

Soal- soal Karbohidrat1. Jelaskan makna karbohidrat dan beri pula contohnya?2. Mengapa rumus bangun rantai-lurus (aldoheksosa)

dapat menghasilkan sebagian sifat glukosa, namun struktur siklik lebih disukai atas dasar termodinamika?

3. Mengapa Karbohidrat merupakan derivat aldehit atau keton dari alkohol polihidrat ?

7


BAB IIDASAR-DASAR BIOKIMIA PROTEIN

DAN ENZIM

PENDAHULUAN

Protein adalah salah satu kelompok bahan makronutrien. Dibandingkan dengan bahan

makronutrien lain (lemak dan karbohidrat) protein berperan lebih penting dalam pembentukan biomolekul daripada perannya sebagai sumber energi. Keistimewaan lain dari protein adalah strukturnya mengandung N, di samping C,H,O, dan S. Protein merupakan makromolekul terbanyak dalam sel (hampir setengah berat keringnya). Protein juga merupakan polimer asam amino yang terikat satu sama lain dengan ikatan peptida berbobot molekul tinggi. Protein sederhana hanya mengandung asam-asam amino sedangkan protein kompleks mengandung bahan tambahan bukan asam amino seperti pada protein heme, glikoprotein, dan lipoprotein.

G.J. Mulder (1838) seorang Belanda adalah pakar kimia yang pertama–tama mengetahui betapa pentingnya peran protein di dalam kehidupan. Mulder atas saran pakar


8

kimia terkemuka dizamannya Berzelius menyebutkan: senyawa yang penting itu Protein. Diambil dari bahasa Yunani proteios artinya yang pertama atau terutama. Kelak kemudian dari istilah itu ternyata benar-benar tepat karena protein merupakan komponen utama jaringantubuh manusia dan hewan. Bahkan protein terlihat langsung dalam sistem komunikasi makluk (saraf), sistem pertahanan tubuh (zat kebal/anti bodi), pengaturan metabolik (hormon-hormon), transport oksigen ( hemoglobin), dan katalis reaksi biokimia.

STRUKTUR PROTEIN

Protein dapat didefi nisikan sebagai senyawa makromolekul polipeptida yang berbobot molekul tinggi dan tersusun dari sejumlah asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Di alam dapat dijumpai beratus-ratus macam asam amino, namun hingga saat ini diketahui bahwa pada dasarnya protein tersusun hanya 20-21 macam asam amino yang khas; Kecuali prolin dan hidroksiprolin, semua asam amino pembangun protein memiliki satu gugus pada atom C primer berdampingan dengan salah satu gugus karboksi, dikenal sebagai asam amino-α.

9


Gambar 1. Terbentuknya Ikatan Peptida (Murray.,2003)

Selain itu tiap asam amino mempunyai gugus R yang berbeda dan khas yang menyebabkan sifat-sifat unik bagi asam amino disajikan tabel 4 disini memperlihatkan asam-asam amino pembangun struktural yang umumnya dijumpai lengkap denganstruktur molekulnya.

Di dalam molekul protein asam amino dihubungkan satu sama lain oleh ikatan peptida yaitu ikatan yang terbentuk antara gugus amin asam amino satu dengan gugus karboksil unit asam amino.Kalau jumlah struktur, dan susunansemuanya residu asam amino dalam sebuah polipeptida diketahui, struktur primier polipeptida tersebut terlihat jelas.


10

Asam amino yang gugus α-karboksilatnya ikut terlihat dalam pembentukkan ikatan peptida disebut sebagai “residu aminoasi”. Residu ini diberi nama dengan menggantikan akhiran –at atau –inpada asam amino bebas dengan akhiran –il,contohnya alanil, aspartil,tirosinl.Peptida yang diberi nama sebagai derivat residu aminoasil dengan gugus terminal karboksil yaitu tetrapeptida Lys-Leu-Tyr-Gln ini merupakan derivat Glutamin, dan disebut dengan lisil – leusil – tirosil – glutamin. Akhiran –in pada glutamin menunjukkanadanyaα-karboksilnya yang tidak terlibat dalam pembentukkan ikatan peptida.

Banyak senyawa peptida yang dihasilkan oleh fungus, bakteri, dan spesies hewan rendah mengandung asam-asam amino yang tidak terdapat dalam protein. Polipeptidasiklik tirosidin dan gramsidin, antibiotik dari jamur yang biosintesisnya terjadi tanpa bergantung pada mRNA, mengandung baik n-fenilalanin maupun lisin merupakan homolog ornitin, semua ini salah satu contoh peptida yang mengandung asam amino tidak lazim.(Murray.,2003)

11


Tabel 4. Asam- asam amino Pembangun Protein


12

Dikelompokkan dalam empat tingkatan struktur yaitu:1. Struktur Primer merupakan struktur linear dari

residu asam amino sepanjang rantai polipeptida, yang melibatkan pembentukkan ikatan kovalen berupa ikatan peptida dan ikatan disulfi da dari intra atau antar rantai polipeptida (Gb.2)

Gambar.2. Struktur primer (ikatan peptida)(Murray.,2003)

2. Struktur Sekunder merupakan struktur tiga demensi dari rantaipeptida dimana terjadi pelipatandari bagian-bagian rantai polipeptida membentuk struktur tertentu yang beraturan seperti α-helik, yang melibatkan pembentukan ikatan kovalen antar asam amino dan ikatan disulfi da dari sistein juga terdapat

13


ikatan-ikatan hidrogen dari gugus polar pada residu asam amino (Gb.3 :Struktur sekunder yang merupakan ikatan alfa-heliks dibawah ini)

Gambar 3. Struktur sekunder

3. Struktur Tersier merupakan tiga demensi dari molekul protein secara keseluruhan. Dalam pembentukkan struktur tersier disamping pelipatan membentuk struktur tersier disamping pelipatan membentuk struktur α heliks maupun lembar β, juga terjadi interaksi-interaksi non kovalen lain seperti Van der Waals dan interaksi gugus non polar yang mendorong


14

terjadinya pelipatan yang tepat dari rantai peptida (Gb.4)

Gambar 4. Struktur tersier (rantai polipeptida B)(Murray.,2003)

4. truktur Kwatener merupakan molekul yang kompleks tidak hanya terdiri dari satu rantai polipeptida, tetapi mengandung beberapa rantai polipeptida. Jadi pada struktur ini, rantai polipeptida yang satu dengan lainnya dapat berinteraksi pula satu sama lain baik berupa interaksi polar, non polar amupun intereksi Van der Waals ( Gb.5)

15


Gambar 5. Struktur Kwaterner (4 unit polipeptida, makromolekul hemaglobin)(Devlin.,2007)

Kebutuhan protein dari makanan didasarkan pada kebutuhan asam amino esensial atau Indispensable (tidak dapat dibuat) dan asam amino non esensial atau Dispensable (dapat dibuat) Tabel 2.2 di bawah ini. Protein katalitik (Enzim) yaitu merupakan mayoritas jenis-jenis protein, dengan sendirinya dipilahkan berdasarkan tipe reaksi yang dikatalisis olehnya.Dari segi nutrisi asam-asam amino dalam sistem biologi ada 20 macam seperti diatas. Asam amino nonesensial lebih penting bagi sel, karena dalam tubuh organisme ( misal Manusia) sudah terjadi evolusi penurunan kemampuan untuk membuat sendiri asam amino esensial.


16

Tabel 5. Asam-asam Amino yang diperlukan ManusiaAsam Amino Esensial Asam Amino Nonesensial

ArgininHistidinIsoleusinLeusinLisinMetioninFenilalaninTreoninTriptopanValin

AlaninAsparaginSisteinGlutamatGlutaminGlisinHidrosipolinGlisinHidrosipolinProlinSerinTirosin

KLASIFIKASI BERDASARKAN FUNGSINYA Protein dapat dipilahkan menurut fungsi biologisnya

misalnya sebagai protein struktural, katalitik, ataupun protein transport (Tabel 2.3) di bawah ini.

Protein katalitik (Enzim) yang merupakan mayoritas jenis-jenis proein, dengan sendirinya dipilah berdasarkan tipe reaksi yang dikatalisis olehnya.

Selain penggolongan di atas protein pada tabel 6 diklasifi kasikan pula berdasarkan komposisi zat-zat yang menyusunnya. Dalam hal ini protein di bedakan atas protein sedarhana danprotein majemuk. Hidrolisis protein sederhana akan menghasilkan asam amino-alfa, sedangkan dari protein majemuk selain asam amino juga

17


diperoleh senyawa bukan protein yang disebut gugus prostetik. Selanjutnya protein sederhana terbagi lagi menjadi kelompok-kelompok berdasarkan kelarutan dalam berbagai kelarutan, sedangkan protein majemuk terbagi menjadi kelompok-kelompok berdasarkan jenis gugus prostetiknya. Klasifi kasi protein lainnya berdasarkan fungsi hayati adalah keratin dan kolagen digolongkan protein strukturnya: miosin dan aktin pada otot daging termasuk kelompok protein kontraktil ( Tabel 2.3).

Tabel 6. Beberapa Fungsi utama ProteinFungsi Protein (contoh-contoh)

Peranan katalisator Enzim-enzimKontraksi Aktin MiosinPengaturan gen Histon, protein represor, enzimPeranan hormonal Insulin, dan hormon protein lainnyaProteksi Fibrin imunoglobulin, interferonPeranan regulasi Kalmodulin, Ca2 binding proteinPeranan Struktural Kolagen, elastin, keratin

TransportAlbumin (bilirubin, asam lemak, dll)Hemoglobin (oksigen), lipoprotein, transferin (besi)

Protein sederhana terdiri dari:1. Albumin yaitu protein yang larut dalam air dan larutan

garam encer; Terdapat dalam putih telur, darah, susu, dan sayur-sayuran.

2. Globulin adalah protein yang tidak larut dalam air, tetapi larut dalam larutan encer garam encer. Banyak


18

dapat di dalam tubuh sebagai zat antibodi dan fi brinogen.

3. Histon yaituprotein basa karena banyak mengandung asam amino bermuatan positip, seperti lisin dan/ arginin. Karena bersifat basa, histon cenderung berikatan dengan senyawa asam di dalam sel yaitu asam nukleat. Histon larut dalam air dan tidak larut dalamlarutan encer amonium hidroksida.

4. Globin pada mulanya protein ini dimasukan dalam kelompok histon karena kelarutan yang sama. Tetapi selanjutnya diketahui adanya perbedaan baik pada titik isolistriknya, padasusunan asam aminonya, maunya pada toksisitasnya. Histon kaya akan arginin/lisin dan sedikit mengangung tritofan. Tetapi globin justru mengandung arginin dan tritofan dalam jumlah sama, banyak mengandung histidin, tetapi tidak mengandung isoleusin. Contoh globin dan hemaglobin.

5. Glutelin ialah protein yang netral, tetapi dapat larut dalam asam dan basa encer. Contohnya ialah glutelin pada gadum.

6. Prolamin merupakan protein sederhana yang banyak terdapat pada tanaman sayur. Nama prolamin pertama kali di usulkan oleh Osborne karena hidrolisisnya menghasilkan banyak prolin dan amonia. Prolamin

19


hanya larut dalam alkohol 70 -80 % tidak larut dalam air maupun alkohol absolut/ pelarut netral lainnya. Contohnya Zein pada jagung dan gliadin pada gandum.

7. Skleroprotein atau albuminoid adalahprotein yang mempunyai fungsi sebagai struktur kerangka dan pelindung pada manusia dan hewan. Antara lain ialah:- Kolagen yaitu protein penunjang utama pada

tulang, persendian, dan tendon. Protein ini tak dapat dicernaoleh enzim pepsin, dan tripsin daripada pepsin. Bila dididihkan dalam air/ basa/ asam encer kolagen akan larut menjadi gelatin yang mudah dicerna oleh enzim-enzim tersebut.

- Elastin terdapat pada jaringan elastik seperti tendon dan pembuluh darah. Protein ini lebih mudah dicerna oleh enzim tripsin daripada pepsin.

- Keratin tidak larut baik dalam air, asam/ basa encer, maupun pelarut organik lainnya. tetapi dalam kulit, rambut, dan kuku.

8. Protamin merupakan polipeptida yang relatif lebih sederhana. Protein ini basa sifatnnya dan tidak mengalami kougulasi oleh pemanasan. Protamin ini larut dalam air dan banyak ditemui di dalam sperma


20

ikan, misalnya: salmin pada ikan salmon, dan klupein pada ikan herring.

Protein majemuk, beberapa di antaranya:1. Fosfoprotein, hasil hidrolisis fosfoprotein adalah

amino dan asam fosfat. Sebagai contoh: kasein susu, dan ovovitein kuning telur.

2. Glikoprotein, gugus prostetik protein ini ialah karbohidrat atau turunan karbohidrat. Contohnya : musin yang terdapat dalam air liur, mengandung asam uronat dan mukoid pada serum, telur mengandung polisakarida glukosamin manosa.

3. Khromoprotein

ENZIM

Enzim adalah protein yang mempunyai aktivitas biokatalis. Aktivitas biokatalis yaitu mempercepat reaksi biokimia, tidak mengalami perubahanbiofi sik selama reaksi, tetapi berubah kembali setelah reaksi selesai. Lebih dari 2000 jenis enzim, masing-masing dapat mengkatalisis reaksi kimia yang berbeda, telah ditemukan di dalam berbagai bentuk kehidupan

Enzim merupakan unit fungsional dari metabolisme sel. Bekerja dengan urut-urutan yang teratur,

21


mengkatalisis ratusan reaksi bertahap yang menguraikan biomolekulnutrien, reaksi yang menyimpan dan mengubah energi kimia dan yang membuat makronutrien sel dari prekusor sederhana. Enzim mula-mula diberi nama dengan menambahkan akhiran-ase kepada substrat yang menjadi sasaran kerja enzim.Contoh: Enzim yang menghidrolisis pati (amilum) disebut amilase, yang menghidrolisis lemak disebut lipase dan yang menghidrolisis protein disebut proteinase. Enzim protein inilah mempunyai berat molekul kira-kira 12.000 sampai lebih 1 juta, karena enzim berukuran amat besar dibandingkan dengan substrat atau gugusan t argetnya (Gambar 6) di bawah ini:

Gambar 6: Besar relatif molekul enzim berukuran medium (BM. 100.000 : diameter 7 nm) dan molekul substratnya (BM 250, panjang 0,8

nm). (Linenger.,1999)


22

Sisi aktif menempati hanya sebagian kecil dari daerah permukaan molekul enzim, sebagai contoh perlihatkan perbandingan molekul air.

Tabel 7. Beberapa enzim mengandung atau memerlukan unsur anorganik esensial sebagai kofaktorFe2+ atau Fe3+

Cu 2+

Zn2+

Mg2+

K+

Ni2+

Mo

Se

Sitokrom oksidaseKatalaseOksidase

Sitokrom oksidase

DNA PolimeraseKarbonik AnhidraseAlkohol dehidrase

HeksokinaseGlukosa-6-fosfatase

Piruvat Kinase ( juga memerlukan Mg2+)

Urease

Nitrat Reduktase

Glutation Peroksidase

Enzim yang strukturnya sempurna dan aktif mengkatalisis, bersama-sama dengan koenzim ataugugus logamnya disebut haloenzim. Koenzim dan ion bersifat

23


stabil sewaktu pemanasan, sedangkan bagian protein enzim yang disebut apoenzim, terdenaturasi oleh pemanasan. Struktur dan mekanisme reaksinya akan dijelaskan pada kuliah vitamin.

Tabel 7. Koenzim berfungsi sebagai pembawa sementara atom spesifi k atau gugus fungsional

Koenzim Senyawa yang dipindahkan

Tiamin pirofosfat (Vitamin B1 )Flavin adenin dinukleotida (Vitamin B2)Nikotinamida adenin dinukleona (nikotinamid)Koenzim APiridoksal fosfat( Vitamin B6)5 - Deoksiadenosilkobalamin (Koenzim B12)BiositinTetrahidrofolat

AldehidaAtom hidrogenIon Hidrida (H+)Gugus AsilGugus AminoAtom H & gugus alkilCO2Gugus satu-karbon lainnya

Sistem IUB (The International Union of Biochemistry) yaitu:1. Jenis-jenis reaksi dan enzim yang mengkatalisisnya

membentuk enam kelas:- Oksidareduktase yang dikatalisis adalah

pemindahan elektron- Tranferase yang dikatalisis adalah pemindahan

gugus fungsionil- Hidrolase yang dikatalisis adalah pemindahan


24

gugus fungsional ke air.- Liase yang dikatalis adalah adalah penambahan

gugus keikatan ganda dan sebaliknya- Isomerase yang dikatalisis adalah pemindahan

gugus di dalam molekul menghasilkan bentuk isomer.- Ligase yang dikatalis adalah pembentukkan

ikatan C-C, C – S, C – O, dan C – N oleh Reaksi kondensasi yang berkaitan dengan penguraian ATP.

2. Nama enzim terdiri atas 2 bagian; Nama pertama untuk menjelaskan susbtrat, nama keduayang berakhiran –ase, menyatakan tipe reaksi yang dikatalisis.

3. Informasi tambahan, bila diperlukan untuk menjelaskan reaksi, dapat dituliskan dalam tanda kurung di bagian akhir, misalnya enzim yang mengkatalisis reaksi:

D-malat + NAD piruvat +CO2 + NADH + H+ diberi nama 1.1.1.37.L-malat : NAD+ oksidoreduktase.

4. Setiap enzim mempunyai nomor kode ( EC) yang menandai tipe reaksi berkenaan dengan klas (digit pertama), subklas (digit kedua), dan subsubklas (digit ketiga), digit keempat adalah spesifi k. Jadi , EC 2.7.1.1 menyatakan klas 2 (tranferase), subklas 7 (transfer fosfat), subsubklas 1 (suatu fungsi alkohol sebagai aseptor fosfat, digit terakhir menunjukkan

25


heksokinaseataubD- heksokinase 6-fosfatase) yaitu enzim yang mengkatalisis pengalihan/ tranfer fosfat dari ATP ke gugus hidroksil pada atom karbon 6 molekul glukosa.

Gambar 7. Katalisator menurunkan pembatas energi aktivitas reaksi kimia, tanpa mengubah keseluruhan perubahan energi bebas reaksi

(Devlin.,2007)

Enzim merupakan biokatalisator sejati. Molekul ini meningkatkan dengan nyata kecepatan reaksi biokimia spesifi k yang jika tanpa enzim akan berlangsung sangat lamban. Bagaimana kah katalisator, termasuk enzim meningkatkan kecepatan reaksi biokimia? Pertama-tama kita harus mengingat kembali bahwa kandungan energi molekul secara individu di dalam suatu populasi pada


26

suhu yang sangat beragam dan dapat digambarkan pada Gambar 7. menunjukkan bentuk reaktif yang disebut tahap transisi. Energi aktivasi suatureaksi adalah jumlah energi dalam kalor yang diperlukan untuk membawa semua molekul pada 1 mol senyawa pada suhu tertentu menuju tingkat transisi pada puncak batas energi, Laju reaksi yang dikatalisis oleh enzim seperti halnya reaksi biasa akan meningkatkan dengan peningkatan suhu. Ini berlaku sampai suhu tertentu tercapai. Diluar rentang kritis,yaitu pada suhu transisi, aktivitas enzim menurun dengan tajam. Diatas suhu tertentu tidak hanya enzim saja, bahkan hampir semua protein akan mudah rusak konformasinya. Bila energi termal cukup besar untuk mengakibatkan pemutusan beberapa ikatan, maka ikatan-ikatan disekitarnya melemah, dan seluruh molekul membuka. Kerusakan yang luas pada konformasi disebut denaturasi protein. Sebagaian besar protein pada suatu organisme akan mengalami denaturasi pada suhu 100 dan 150 di atas suhu yang biasanya terdapat pada sel. Gambar 7 menunjukkan pertama kecepatan reaksi kimia akan sangat tinggi, jikasebagaian besar molekul berada dalam keadaan transisi, tetapi kecepatan ini akan amat rendah jika hanya sebagian kecil yang berada dalam keadaan transisi. Keduamempercepat reaksi kimia dengan menambahkankatalisator. Dengan cara demikian katalisator menurunkan energi aktivasi reaksi-reaksi kimia, dan

27


meningkatkan fraksi molekul di dalam sesuatu populasi molekul tertentu, untuk lebih cepat bereaksi persatuan waktu dibandingkan dengan keadaan tanpa katalisator

Banyak bukti yang memperlihatkan bahwa enzim, seperti katalisator lain juga bergabung selama siklus katalitiknya. Enzim mengikat substrat membentuk komplek enzim-substrat yang bersifat sementara, terurai menjadi enzim bebas dan produknya. Bilamana konsentrasi substrat S meningkatkan aktivitas katalitiknya konsentrasi enzim E tertentu akan meningkat mengikuti pola hiperbolik mendekati kecepatan maksimum Vmaks nya khas. Pada saat ini praktis semua enzimberadadalam bentuk kompleks ES karenya jenuh oleh S. konsentrasi substrat yang mencapai setengah Vmaks adalah tetapan Michaelis-Menten KMyang bersifat khas bagi masing-masing enzim yang bekerja pada subtrat tertentu. Persamaan Michaelis-Menten

Vmax (S) Vo = Km + (S)

Persamaan di atas juga berlaku bagi reaksi dua subtrat, yang terjadi melalui mekanisme berganti tunggal atau mekanismr berganti ganda (ping pong). Mekanisme laju reaksi bentuk tunggal menggunakan persamaan lurus Y =ax + b. Konversi linear (tunggal) persamaan Michaelis Menten menggunakan garis lineweayer-Burk, Garis Hanes,


28

Garis Eadie-Hofstee, garis Woolf atau mekanisme laju reaksi ping-pong menggunakan metode King- Altman (Gambar 8). Tiap-tiap enzim mempunyai pH optimum, selain spesifi sitas yang khas bagi substratnya. Enzim dapat juga dihambat secara baik, oleh senyawa yang bersifat kompetitif atau non kompentitif, yang strukturnya biasanya menyerupai substrat, bersaing dengan substrat secara baik untuk berikatan dengan sisi ikat, tetapi penghambatan ini tidak berubah oleh enzim bebas dan kompleks enzim subtrat. Kera penghambatan ini tidak dapat di atasin oleh substrat. Enzim menyebabkan berlangsungnya reaksi kimia dengan mengarahkan substrat berdekatan dengan sisi katalitik, dengan memberikan gugus pemberi dan penerima proton yang bersifat katalitik, atau dengan menimbulkan tegangan atau lenturan pada subtrat. Di samping aktivasi katalitiknya, beberapa enzim memiliki aktivitas pengatur dan berperan sebagai pemacu atau pengatur kecepatan metabolisma. Beberapa enzim pengatur, yang dinamakan enzim alosterik, diatur kecepatannya oleh pengikatan dapat balik nonkovalen molekul modulator atau pengatur spesifi k pada sisi alosterik atau sisi pengaturan.Molekul modulator tersebutdapat merupakan substratnya sendiri atau sisi pengaturan.Molekul modulator tersebut dapat merupakan substratnya sendiri atau beberapa senyawa antara metabolik lain. Golongan enzim pengatur yang lain terdiri dari enzim-

29


enzim yang diatur oleh modifi kasi kovalen beberapa gugus fungsional yang perlu bagi aktivitasnya. Beberapa enzim terdapat dalam bentuk ganda, yang disebut isozim, yang mempunyai sifat-sifat kinetika yang berbeda :

Gambar 8. Reaksi dua subtrat dapat berlangsung berurutan (sequential mechanism) (Devlin.,2007)

Katalisis oleh enzim disebabkan oleh adanya gugusan-gugusan fungsional pada permukaan enzim bertindak sebagai gugusan pengikat dan atau gugusan reaktif


30

(gugusan analitik). Gugusan tersebut terletak pada rantai samping polipeptida ( R).- Pengikatan substrat terjadi pada tempat khusus pada

permukaan enzim, yang disebut kegiatan (Active Site) yang biasanya berbentuk celah (Cleft).

- Karena semua kegiatan enzim terjadi pada tempat kegiatan, maka gugusan fungsional yang berperan ( sebagai gugusan pengikat maupun gugusan katalitik terletak pada tempat tersebut),

IKATAN ELEKTROSTATIK

Contoh : Tripsin adalah suatu endopeptidasr yang memecahkan (menghidrolisis), ikatan peptida bila pada rantai polipeptida dijumpai asam amino Lys dan arg. Pada tempat kegiatan tripsin terdapat gugus asp yang dapat mengikat Lys atau arg dimana asp sebagai gugusan pengikat.

31


IKATAN HIDROGENPada jenis ikatan ini, atom hidrogen dimiliki bersama

oleh 2 atom.

Soal-soal1. Jelaskan Struktur sekunder dan tersier ?2. Berdasarkan Struktur primer, sekunder & tersier, serta

kwatener dari protein hemoglobin?3. Jelaskan aturan tata nama/ nomenklatur enzim

menurut IUB-MB?4. Berikan 5 contoh nama enzim yang mengikuti aturan

pertanyaan soal 3?5. Jelaskan 4 macam mekanisme kontrol aktivitas enzim

serta jelaskan prinsip dari tiap mekanisme tersebut serta contohnya?


32

BAB IIIDASAR-DASAR BIOKIMIA LEMAK,

VITAMIN DAN MINERAL

PENDAHULUAN

Lemak adalah suatu kelompok senyawa heterogen yang berhubungan dengan asam lemak, baik

secara aktual maupun potensial. Mereka memiliki sifat yang sama, yaitu: (1) relatif tidak larut dalam air. (2) Larut dalam pelarut nonpolar seperti. eter, kloroform dan benzen.

Dalam tubuh, lemak berfungsi sebagai sumber energi yang efi sien-baik secara langsung maupun secara potensial, bila disimpan di dalam jaringa lemak. Lemak juga merupakan bahan penyekat dalam jaringansubkutan dan sekitar organ-organ tertentu. Kadar lemak jaringan syaraf sangat tinggi. Gabungan antara lemak dan protein (lipoprotein) merupakan unsur sel dan dalam mitokondria didalam sitoplasma dan juga berfungsi sebagi alat transport lipid dalam darah.

33


Klasifi kasi lemak yang dikemukakan oleh Bloor :A. Lipid sedarhana: ester asam, lemak dengan berbagai

alkohol.1. Lemak-Senyawa ester asam lemak dengan

gliserol. Lemak yang berada dalam keadaan cair dikenal sebagai minyak.

2. Malam-Senyawa ester asam lemak dengan alkohol monohidrat yang berbobot molekul lebih tinggi.

B. Lipid Kompleks: senyawa ester asal lemak yang mengandung gugiis alkalis yang mengandung nitrogen dan substituen lain. 1. Fosfolipid-lipid yang mengandung residu asam

fosfat, diluar asam lemak dan alkohol. Lipid ini sering mempunyai basa yang mengandung N, dan substituen. Lain.

Misal : (a) gliserofosfolipid – gugus alkohol berupa gliserol

(b) sfi ngofosfolipid – gugus alkohol berupa sfi ngosin

2. Glikolipid (glikosfi golipid) - kelompok lipid yang mengandung asam lemak, sfi ngosin dan karbohidrat

3. Bentuk-bentuk lipid kompleks lainnya-bentuk lipid seperti sulfolipid dan amino lipid.


34

Lipoprotein dapat pula dimasukkan ke dalam kategori ini.

C. Lipid Prekusor dan derivatnya, Bentuk ini mencakup asam-asam lemak, gliserol, steroid, senyawa alkohol disamping gliserol serta serol, aldehid lemak dan badan keton, hidrokarbon, vitamin larut-lemak serta berbagai hormon.

Karena tidak bermuatan, asigliserol (gliserida ), kolesteroi dan ester kolesteril dinamakankan lipid netral.

Komposisi LipidBahan lipid adalah ester asam lemak, yang menghasilkan

bahan tambahan lain selain lemak dan alkohol, pada waktu dihidrolisis . Beberapa contoh dari kelompok ini adalah;1. Phospholipid, bila dihidrolissis akan menghasilkan

asam lemak, asam fospat, suatu alkohol (biasanya gliserol tetapi tidak selalu) dan suatu basa nitrogen (seperti kholin atau ethanolamin).

2. Glikolipid, bila dihidrolisis manghasilkan asam lemak, alkohol- komplek dan suatu karbohidrat. Lipid ini mengandung nitrogen tetapi tidak mengandung asam fosfat.

3. Aminolipid, Sulfolipid dan sebagainya.

35


Turunan LipidTurunan lipid adalah bahan-bahan yang dihasilkan

seiama hidrolisis sederhana dan lipid komplek, antara lain adalah: 1. Asam lemak.2. Alkohol alifatik rantai panjang seperti: asetil alkohol,

C16H33OH, Mirisil alkohol C30H61OH.3. Sterol-sterol, alkohol yang mengandung inti

phenanthren seperti kolesterol, egosteron.

ASAM LEMAK

Asam lemak diperoleh dari hidrolisis lemak. Asam lemak yang terdapat dalam lemak alam biasanya mengandung jumlah karbon yang genap (kerana mereka disintesis dari unit 2-karbon) dan merupakan derivat rantai lurus. Rantai dapat jenuh (tidak mengandung ikatan rangkap) atau tidak jenuh (mengandung satu atau lebih ikatan rangkap).

Tata namaTata nama sistematik yang paling sering dipakai

berdasarkan nama asam lemak menurut hidrokarbon dengan jumlah atom karbon yang sama-oat menggantikan akhiran e dari karbohidrat (sitem Genevan). Jadi asam jenuh


36

berakhiran -anoat, misalnya: asam oktanoat, dan asam lemak jenuh jamak (ada ikatan rangkap) berakhiran dengan-erioat, misal: oktadesenoat (asam oleat). Atom-atom karbon diberi nomor dari atom karboksii (karbon no. 1). Atom karbon yang berdekatan karbon kaboksil diberi no.2 yang di kenal σεβαγαι karbon-ω, dan karbon no. 3 adalah karbon-α, dan dari aton karbon ketiga (terakhir) dikenal sebagai karbon. Berbagai perjanjian dipakai untuk menunjukkkan jumlah dan posisi ikatan rangkap, misal ω9 menunjukkan ikatan rangkap antara atom karbon 9 dan 10 dari asam lemak contoh: asam oleat dengan kode 18: 1; 9 atau ω9 18:1 artinya pada asam lemak tak jenuh ini terdapat satu ikan rangkap pada atom karbon nomor 9 serta 18 banyaknya atom karbon (Gb.3.1).

10 9CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

Gambar 8. Asam oleat, n-9 (Murray.,2003)

Asam lemak jenuh dapat digambarkan berdasarkan atom asetat sabagai anggota pertama dari rangkaian (rumus umumnya: CnH2n-1). Contoh-contoh diperlihatkan dalam Tabel 8 di bawah.

37


Tabel 9. Asam-asam lemak jenuhNama umum Jumlah

atomKeterangan

Format 1 Mengambil bagian dalam metabolisma unit2“C1”

Asetat 2 Produk akhir yang penting dari proses fermentasi karbohidrat oleh hewan pemamah biak

Propionat 3 Produk-akhir yang penting Dari proses fermentasi oleh hewan pemamah biak.

Butirat Valerat Kaproat 4

Dalam lemak tertentu dengan jumlah yang sedikit (khususnya mentega). Produk2 fermentasi karbohidrat oleh hewan pemamah biak.

Kaprilat (oktanoat) Kaprat (dekanoat)

8

10

Dengan jumlah sedikit didalam banyak jenis lemak (termasukmentega), khususnya yang berasal dari nabati.

Laurat 12 Kayu manis, biji kelapa sawit, minyak kelapa salam, spermaseti

Miristat 14 Biji pala,biji kelapa sawit, minyak kelapa, myrtus.

Palmitat 16 Lazim dijumpai dalam semua lemak hewani dan nabati

Stearat 18 Lazim dijumpai dalam semua lemak hewani dan nabati

Arakhidat 20 Minyak kacang (arachis)Behenat 22 Biji-bijianLignoserat 24 Serebrosida, minyak kacang

Asam lemak tak jenuh jamak dapat dibagi menjadi 3 bagian :(1) Asam lemak tak jenuh tunggal (monoetanoid): yang

hanya mengandung satu ikatan rangkap (rumus


38

umumnya : CnH2n-1COOH)(2) Asam lemak tak jenuh jamak (Polienoat) : yang

mengandung dua atau iebih ikatan rangkap (rumus umumnya: CnH2n-3COOH atau CnH2n-5COOH).

(3) Eikosanoid : senyawa-senyawa ini, yang berasal dari asam lemak eikosa-(20 karbon)-polienoat, terdiri atas prostanoid dan leukotrien.

Secara fi siologi dan nutrisi asam lemak tak jenuh jamak dapat dilihat Tabel 9 di halaman berikut

Tabel 10. Nutrisi Asam Lemak Tak Jenuh Jamak Secara Fisiologi

Jml Atom C & Jml serta

lokasi ikatan rangkap

Seri

Nama UmumAs.

Monoenoat (1.ik.

rangkap)

Nama sistematik Terdapat pada

16:1;9 ω7 Palmitoleat Sis-9-heksadekenoat

Hampir semua asam lemak

18:1;9 ω9 Oleat Sis-9- oktadekanoat

Asam lemak yang paling sering dalam lemak

alami

18:1;9 ω9 Elaidat Trans-9- oktadekanoat

Lemak terhidrogenasi dari ruminan

22:1;13 ω9 Erusat Sis-13-dokosenoat

Minyak biji lobak dan mustard

24: 1;15 ω9 Nervonat Sis-15-dokosenoat

Dalam serebrosida

39


Asam dienoat (2 ikatan rangkap)

18:2:9;12 ω6 Linoleat All-sis- oktadekadienoat

M jagung, kacang, biji

kapas, kedelai

Asam Trienoat (3 ikatan rangkap)

18:3;6;9;12 ω6 g-Linolenat All-sis-6,9,12 oktadetrienoat

Asam lemak pada hewan

18:3; 9;12;15 ω3 g-Linolenat All-sis-6,9,12 oktadetrienoat

Pada minyak linseed

Asam Tetraenoat (4 ikatan ganda)

20:4;5;11;14 ω6 Arakhidonat All-sis 5,8,11,14 eikosatetranoat

Minyak kacang & fosfolipid

hewan

Asam Pentaenoat (5 ikatan rangkap)

20:5;5;9;11;14;17 ω3 TimnodonatAll-sis-

5,8,11,14,17 eikosapen taenoat

Minyak ikan mis: levetran/ cod liver

oil

22:5;7;10;13;16;19 ω3 KlupanodonatAll-sis

7,10,13,16,19, dokosapentaenoat

Minyak ikan, fosfo

lipid di otak

Asam Heksaenoat (6 ikatan rangkap)

22:5;4,7,10,13,16,19 ω3 ServonaAll-sis- 4,7,10,13,18,19 dokoheksaenoat

Minyak ikan, foafolipid dalam otak


40

Isomer Asam Lemak Tidak JenuhVariasi dalam letak ikatan rangkap pada rantai asam

lemak tidak jenuh membentuk isomer-isomer. Jadi asam oleat mempunyai 15 isomer posisi yang berbeda. Bila radikal-radikal yang dipertimbangkan terletak pada sisi yang sama dad ikatan, senyawa disebut “sis”; bila terletak pada sisi berlawanan “trans “ ini di gambarkan pada Gambar 9. dibawah ini:

Gambar 9. Isomer cis dan trans (Murray.,2003)

Gambar di atas menjelaskan bentuk kimia yang berhubungan steroid, dimaria radikal-radikal yang dipertimbangkan terletak sisi yang sama pada ikatan, senyawa tersebut “cis”, bila terletak pada sisi yang berlawanan disebut “trans”.

Sifat-sifat umum lemakLemak netral murni tidak berbau, tidak ada rasa dan

umumnya tidak berwarna. Warna dari lemak dan minyak

41


alami adanya pigmen-pigmen yang bercampur/larut dalam lemak. Lemak tidak lamt dalam pelarut berair tapi langsung larut dalam benzena, ether, kloroform, alkohol panas dan pelarut orgamk lainnya. Ini merupakan dasar urnum untuk memisahkan lemak dari bahan-bahan lain. Asam-asam lemak yang berantai pendek dapat lamt dalam air dan semakin panjang rantai asam-asam lemaknya semakin berkurang daya kelarutan dalam air. Dari segi tehnik , kelarutan asam -asam lemak ini mempunyai arti yang sangat penting, misal asam-asam yang tidak jenuh sangat mudah larut dalam pelarut organik di bandingkan asam-asam lemak jenuh. Hal ini dapat digunakan untuk memisahkan berbagai asam lemak yang tidak jenuh dan dikenal sebagai proses kristalisasi.

Lemak netral tidak menguap dan dapat dikristalkan. Masing-masing lemak memiliki titik cair sendiri-sendiri, tergantung pada sifat asam lemak yang dikandungnya Dan titik cair ini dipakai sebagai cara untuk deferensiasi bila lemaknya cukup murni.

Misalnya : Tristearin mencair pada 71° C Tripalmitat mencair pada 66° CTriotein mencair pada -5° C.


42

Asam lemak tidak jenuh lainnya adalah:1. Asam linoleat diethenoat, ditemukan pada lemak

hewani maupun lumbuh-tumbuhan.2. Asam linolenat, merupakan asam tri ethenoid,

ditemukan terutama pada lemak tumbuhan.3. Asam arakhidonat, suatu asam tetra ethenoid,

ditemukan pada lemak dan fraksi phosphatidat dari jaringan hewani, terutama pada organ hati.

Asam phospatidat merupakan zat antara penting pada sintesis triasiLgliserol (tligliserida) dan phospolipid tetapi tidak banyak ditemukan dalam jaringan(Gb.10). Kardiolipin adalah suatu phospolipid yang ditemukan dalam membran mitokondRIa. Senyawa ini dibentuk dari phospodigliserida (Gambar.10)

Gambar 10. Asam phospatidat (Linenger.,1999)

Lipida yang paling sederhana dan paling banyak mengandung asam lemak sebagai unit penyusun adalah triasiigliserol (trigliserida), juga sering dinamakan lemak,

43


lemak netral Triasilgliserol merupakan ester dari alkohol gliserol dengan tiga molekul asam lemak (Gb.11) :

Gambar 11. Diphospotidilgliserol (kardiolipin) (Linenger.,1999)

Gambar 12. Gliserol dan Struktur umum triasil gliserol ( Linenger 1999)

Pada gambar 12, bila ketiga asam lemak seluruhnya adalah sama dan bila R Adalah C17H35 maka lemak tersebut disebut tristearin, karena mengikat 3 residu stearat yang diesterkan dengan gliserol. Pada asilgliserol campuran terdapat lebih dari satu asam lemak (Gb.12 dan Gb. 13).

Gambar 13. 1,3- Distearopalmitin (α,α -distearopalmitin) (Linenger.,1999)


44

Pada gliserida (gliserol) banyak mengandung asam lemak jenuh, tetapi gliserol dan asam lemak, seperti lemak sederhana, yang juga mengandung asam phospat dan kolin disebut phospodikolin (lisitin,Gb.15) tersebar luas dalam sel-sel tubuh yang mempunyai tiingsi struktural dan metabolisme pada membran selain iisitin yang merupakan senyawa penyusun membran plasma adalah kolesterol (Gb.16).

Gambar 14. 1,2- Distearopalmitin (α, β -distearopalmitin)(Linenger.,1999)

Kolesterol tersebar luas di dalam jaringan syaraf. Acapkali kolesterol ditemukan dalam bentuk kombinasi dengan asam lemak seperti ester kolesteril (kolesterol yang terclapat dalam lemak hewan).

Pengertian asam lemak jenuh menjadi tidak jenuh biasanaya merupakan penyebab turunnya titik cair. Pada lemak alami yang biasanya merupakan campura gliserida sehingga titik cairnya tidak dapat dipakai untuk analisis. Bila minyak atau beberapa ester asam lemak dipanaskan dengan lambat, akan mencair, tetapi ada juga yang sudah berupa cairan pada waktu temperatur mulai naik, kemudian

45


akan memadat kembali. Pencairan kedua akan terjadi pada temperatur yang lebih tinggi lagi.

Gambar 15. 3-phospatidilkolin.(Linenger.,1999)

Gambar 16. Kolesterol (Lehninger.,1999)

Gliserida campuran mengandung banyak asam-asam lemak tidak jenuh yang biasanya berbentuk cairan pada temperatur kamar disebut minyak. Minyak ini akan mengikat hidrogen pada ikatan rangkapnya bila ada katalisator seperti nikel, kemudian berubah menjadi padat (lemak padat). Proses ini disebut pengentalan atau hidrogenasi. Bila lemak dibiarkan dalam waktu lama berhubungan dengan udara yang lembab, khususnya ada cahaya dan panas, akan terjadi perubahan menjadi tengik


46

Perubahan ini terjadi karena proses oksidasi dan proses ini dipercepat dengan adanya logam-logam yang bersifat katalissis seperti seng, tembaga. Pada proses oksida ini dihasilkan sejumlah aldehid, asam bebas dan peroksida organik. Reaksi terjadinya peroksidasi lipid (Gambar.17). Lemak menjadi tengik sehingga menimbulkan rasa tidak enak, bahkan pada beberapa individu menimbulkan keracunan ringan. Merurut Burr dan Barnes pengawetan suatu makanan sering kali hanyalah tergantung pada usaha mencegah kerusakkan pada lemaknya, dengan pemberian vitamin E sebagai pemutus rantai radikal - bebas asam lemak tak banyak, dengan jalan memindahkan hidrogen fenolat kepada radikal bebas peroksil dari asam lemak tak jenuh banyak yang telah mengalarni peroksidasi. (Gb.18 ).

Gambar 17. Reaksi terjadinya oksidasi pada asam lemak tak jenuh banyak (Murray.,2003)

47


Kerusakan minyak dan lemak selain dibebabkan oleh proses oksidasi dapat juga disebabkan oleh proses hidrolisis. Pada proses hidrolisis dihasilkan gliserida dasi asam-asam berantai pendek (€4 - Cn), sehingga akan terjadi perubahan rasa dan bau menjadi tengik.

Gambar 18. Hasil kerja vitamin E sebagai pemutus rantai. (Murray., 2003)

VITAMIN DAN MINERAL

Vitamin merupakan nutrien organik yang dibutuhkan dalam jumlah kecil untuk berbagai fungsi biokirniawi dan yang umumnya tidak disintesis oleh tubuh sehingga harus dipasok dari makanan. Vitamin yang pertama kali ditemukan, yakni vitamin A dan B, ternyata masing-masing bersifat larut dalam lemak dan larut dalam air. Padahal vitamin dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan kelarutannya yaitu :1. Vitamin yang larut dalam air : vit. C, vit. B1,B2 ,B6 dan

B12, niasin, asam tetrathidrofolat, asam pentotenat, Biotin.

2. Vitamin yang larut dalam lemak : vit. A, vit. D, vit. E, vit. K.


48

Berbagai vitamin dibutuhkan dalam makanan dalam jumlah yang berbeda tergantung dan jumlah yang dibutuhkan tubuh dan kesanggupan tubuh menyerap makanan dan menyimpan dalam tubuh. Defi siensi relatif vitamin dalam makanan akan menimbulkan berbagai keadaan penyakit yang khas. Defi siensi vitamin tunggal dari kelompok vitamin B jarang terjadi, karena diit yang jelek paling sering disertai dengan keadaan defi siensi multipel; Walaupun begitu, sejumlah sindrom yang tegas meruoakan ciri khas defi siensi vitamin tertentu. Di mana vitamin-vitamin yang larut dalam air, dikenali keadaan penyakit beri-beri (defi siensi tiamin karena vitamin ini merupakan kofaktor dalam reaksi enzimatik); keiLosis, glositis, sebore, dan fotofobia (defi siensi ribofl avin), pelagra (defi siensi niasin), neuratis perifer (defi siensi piridoksin), anemia pernisiosa (defi siensi kobalamin), anemia megaloblastik (defi siensi asam folat), dan penyakit skorbat/skurvi (defi siensi asam askorbat). Defi siensi vitamin dapat dihindari dengan mengkonsumsi (diit) berbagai jenis makanan dalam jumlah yang memadai.

Vitamin larut- airDi Indonesia defi siensi vitamin-vitamin ini masih

ditemukan walaupun mungkin dalam frekwensi yang lebih rendah dibanding dengan masa lampau. Namun, defi siensi

49


dari sejumlah vitamin kadang-kadang terjadi juga di Amerika Serikat yang keadaan pangannya sudah baik.

Vitamin C (Askorbat)Kebutuhan harian minimum orang dewasa untuk

askorbat kira-kira 50 mikromol (10 mg). Jalur sintesis askorbat (Gb.19). Prokariota tidak memerlukan vitamin ini. Telah diterangkan diatas vitamin mempunyai fungsi dalam reaksi enzimatik pada vitamin C: ikut berperan pada kerja enzim-enzim prolin, lisil hidroksilase, dan p-hidroksifenil-piruvat oksidase, dan juga dalam pembentukkan noradrenalin. Untuk distribusi askorbat agak tidak lazim. Kadar tinggi didapatkan pada kelenjar andrenaiis dan corpus vitreum mata. Ini memberi kesan adanya hubungan dengan berbagai hidroksilase yang ikut berperan dalam pembentukkan hormon kelenjar andrenaiis, dugaan ini diperkuat oleh pelepasan askorbat yang tinggi karena pengaruh kortikotropin. Namun sel andrenaiis biakan bisa dapat membuat hormon steroid dengan baik walaupun tanpa adanya askorbat. Fakta ini tidak sepenuhnya mengahapus namun melemahkan pendapat bahwa askorbat berperan sebagai donor elektron untuk enzim-enzim hidroksilase, karena oksigenase lain yang peka terhadap askorbat ternyata juga berfungsi In vitro tanpa askorbat.


50

Sumber askorbat terbaik yang diketahui adalah buah-buahan, terutama buah jeruk dan beberapa jenis sayuran. Sering dianjurkan untuk mendapatkan masukan askorbat setiap hari karena askorbat tidak di timbun. Kelebihan askorbat akan dieskresi atau di metabolisme. Baik keuntungan maupun kerugian pemberian vit. C dalam dosis tinggi yang sekarang belum belum diketahui, kecuali akan mengalami batu oksalat bila mengkonsumsi askorbat dalam dosis tinggi (merupakan hasil metabolisme askorbat).

Gambar 19. Sintesis askorbat UDP-glukoronat yang diturunkan dari UDP-glukosa sebagai zat bakal.(Murray.,2003)

51


Bagi sebagian besar orang, baik keuntungan maupun kerugian pemberian askorbat mungkin kecil sekali, sedemikian kecil sehingga untuk menjawab yang pasti perlu uji coba yang luas disertai analisis statistik yang tak tercela.

Kobalamin Dalam bahasa terdahulu teiah kita ketahui bahwa

absorpsi molekul yang besar irii memerlukan suatu glikoprotein yang disebut: faktor intrinsik, dan bahwa kebutuhan hariannya adalah sekitar satu nanomoi (ada yang memperkirakan sampai serendah 200 pikomol/ hari pada orang dewasa). Karena tanaman tidak menggunakan kobalt dan tidak membentuk kobalamin, sumber pokok dari senyawa ini dalam rantai makanan adalah mikroorganisme yang telah mengembangkan alur-alur metabolisme yang membentuk kobalamin. Hewan mendapatkan kobalamin dengan jalan memakan mikroorganisme tersebut atau memakan hewan lain. Hati dapat menimbulkan kobalamin sekitar 1 mg, suatu sediaan yang cukup banyak sehingga dapat mencegah timbulnya gejaiah defi siensi salama bertahun-tahun pada orang yang sudah kehiiangan kemampuan untuk mengabsorpsi tersebut (misalnya lambungnya sudah dibuang).

Bila tidak ada faktor intnnsik, kobalamin akan terikat pada protein-protein lain yang terdapat dalam empedu dan tidak dapat diabsorpsi. Walaupun demikian, sebagaian


52

kecil kobalamin masih dapat diabsorpsi bila diberikan dalam dosis yang sangat tinggi (700 mikromol, satu mg atau lebih). Reseptor dalam usus hanya dapat menangani 400 sampai 1000 pikomol (0,5 - 1,5 mikrogram) kobalamin per hari. Sekali diabsorpsi kobalamin dihadapkan paling sedikitnya tiga protein pengikat di dalam darah, hanya satu diantaranya, yaitu trans kobalamin II, yang bertindak sebagi pengangkut langsung kobalamin dalam darah.

Defi siensi kobalamin menimbulkan suatu penyakit sistem gabungan (Combined System Desease) yaitu penyakit. yang melibatkan beberapa sistem organ tubuh misal: sekresi getah lambung berkurang sehingga menyebabkan terkena karsinoma (kerusakan) lambung, sistem syaraf, eritropoesis (anemia), gangguan fungsi gastrointestinal yang kronis Diantara orang normal, mereka dengan diit vegetaris murni dapat terkena resiko penyakit ini karena mereka menghindari minum susu yang dianggap sebagai jaringan hewan

BiotinDefi siensi biotin jarang dijumpai. Kebutuhan akan.

vitamin ini sedikit sekali dan itupun sebagian dapat dipenuhi melalui sintesis oleh bakteri usus. Biotin diketahui merupakan kofaktor beberapa jenis enzim karboksilase. Sejumlah bayi mengalami dermatitis yang dapat diatasi

53


dengan pemberian biotin, dan sejumlah kecil orang dewasa mengalami keadaan yang serupa akibat makan telur mentah dalam jumlah banyak, Telur mentah mengandung avidin, suatu protein yang mengikat biotin sehingga dapat diabsorpsi.

FolatPenentuan pada suatu sampel kecil orang Amerika

dewasa mandapatkan bahwa kebutuhan harian minimum untuk folat adalah kurang dari 0,1 mikromol. Penilaian diit penduduk Amerika menunjukkan bahwa masukkan harian folat berkisar antara 0,9-2,5 mikromol. Absorpsi folat berkisar antara 0-96 %. Untuk diit campuran biasa, absorpsi ditaksir sekitar 50 %.

Anemiamegaloblastikbiasanya disebabkan oleh defi siensi folat bukan defi siensi kobalamin. Defi siensi folat sering dijumpai di daerah-daerah yang makananya terbatas dan terutama terdiri dari biji-bijian, namun tidak jarang dijumpai pula dikalangan atas atau pada para penganut diit vegetaris di negara-negara yang lebih makmur.

Perubahan megaloblastik dalam sumsum tulang biasa ditemukan pada wanita hamil. Masalah yang dihadapi serupa dengan masalah pada defi siensi zat besi: yang dapat mengakibatkan kematian ibu. Defi siensi folat dapat timbul karena makanan yang pemasakannya terlalu lama atau


54

makanan terlalu sedikit karena terlalu bergantung pada biji-bijian yang di murnikan.

NikotinamidaNikotinamida, komponen aktif dalam NAD dan

NADP, dapat dibentuk dari tritofan di dalam hati (Gb. 20). Rangkaian reaksi yang membentuknya menyimpang dari alur katabolisme utama pada 2-amino-3-karboksimukonik semialdehida. Pada jalur utama senyawa ini mengalami dekarboksilasi. Namun senyawa ini secara spontan mengalami siklisasi membentukquinolinat, yang selanjutnya bergabung dengan 5-phosporibosil pirophospat dan membentuk nikotinat mononukleotida dengan melepaskan CO2. Nukleotida ini diubah menjadi NAD dengan penambahan gugus adenilil dari ATP dan nitrogen amida dari glutamin.

Gambar 20. Jalur rangkaian reaksi pada hewan gugusan nikotinat dari NAD dan NADP dibentuk dari tritofan.(Murray.,2003)

55


Nikotinat dan nikotinamida dalam makanan juga digunakan untuk membentuk NAD dan NADP melaiui reaksi langsung phoporibosil piraphospat Senyawa-senyawa ini tak perlu ada dalam diit bila diit tersebut mengandung cukup sekali tritofan untuk memenuhi kebutuhan sintesis protein dan pembentukkan nikotinat, bila laju perubahan triptofan ke nikotinat adalah seimbang dengan laju kehilangan gugusan nikotinat. Manusia adalah contoh hewan yang tidak membutuhkan nikotinat dalam makanan, asal sediaan tritofan mencukupi. Pada orang dewasa, konversi molar dan kelebihan tritofan ke NAD adalah sekitar 3% dari total yang dipecah, sehingga 60 mg tritofan menghasilkan 1 mg nikotinat, dalam bentuk NAD. Pergantian harian dari NAD adaiah setara dengan kira-kira Img nikotinat per megajoule masukkan lewat rnakanan, sehingga seorang dewasa dengan kebutuhan harian 10 megajoule akan memerlukan kira-kira 600 megajoule tritofan untuk memenuhi kebutuhan nikotinatnya bila tritofan merupakan sumber satu-satunya. Taksiran ini mungkin terlalu tinggi. karena ada bukti-bukti yang menunjukkan bahwa efi siensi pembentukkan nikotinat menjadi lebih besar bila ada ancaman defi siensi (triptofan sejumlah ini dapat dipasok oleh 250 gram steak atau 1330 gram jagung).(Machlin,L.,2002).


56

Keganasan yang disebut karsinoid dapat juga merangsang timbulnya dermatitis Pellagra, karena sel tumor mempunyai kemampuan tinggi untuk mengubah tritofan menjadi 5-hidroksitriptamin (serotonin). Hasil akhir utama, 5-hidroksi-indolasetat, dapat diekskresi sampai 1,5 rnilimol perhari, sedangkan sekresi normal adalah maksimum 0,05 ml mol. Nikotinat dosis tinggi bersiiat toksik. Nikotinat mengakibatkan vasodilatasi melalui mekanisme yang belum diketahui dan menghambat mobilisasi asam lemak dari trigliserida. Terjadi pula penurunan kolesterol. Hal ini diuji juga mengobatan untuk menurunkan kolesterol sebagai pengobatan penyakit aterosklerosis Pengobatan ini diakibatkan oleh pemberian nikotinat yang dapat meningkatkan N-metil nikotinat sutu produk normal dari NAD dengan jalan bila masukkan metionin dan kolin yang berlebih hal ini menimbulkan kekurangan gugus metil.(Devlin.,T.,2007)

PantotenatUnsur pembentuk koenzim A dan sintesis asam lemak

ini terdapat secara luas. Defi siensi pantotenat pada manusia tak dikenal kecuali pada percobaan pemberian antagonis sintetis.

57


PiridoksaiDefi siensi alami pridoksal juga tak dikenal pada orang

dewasa karena piridoksal maupun zat bakalnya yaitu piridoksin terdapat secara luas. Kasus ini terpisah ditemukan pada bayi yang diberi susu buatan yang defi siensi, yang mengakibatkan kejang (konvuisi). Pada orang dewasa defi siensi dapat ditimbulkan baik karena pemberian suatu antagonis maupun karena penggunaan obat yang bereaksi dengan aldehid, seperti TNH (isonicotini acid hydrazide ) yang digunakan pada turbekulosis atau hidralazin yang digunakan pada hipertensi. Piridoksal dalam dosis yang sangat tinggi bersifat toksik dan juga menyebabkan kejang.

Ribofl avinDefi siensi ribofl avin terdapat bersama dengan

defi siensi lainnya pada daerah-daerah yang miskin / penderita dengan kebiasakan makan yang tidak biasa. Defi siensi ribofl avin yang terpisah jarang dijumpai. Gejala defi siensi ribofl avin tidak khas, meliputi keradangan lidah, jejas pada sudut bibir, dermatitis dan anemia. Malnutrisi perju dipertimbangkan bila ditemukan gejala-gejala defi siensi ribofl avin. Kebutuhan pada orang dewasa ditaksir sekitar 0,2 mikromol permegajoule energi. Ribofl avin lambat dikeluarkan dari tubuh kaena adanya ikatan yang kuat antara koenzim fl avin dengan masing-masing apoenzimnya.


58

TiaminVitamin ini sering dijumpai pada makanan beras. Di

negara barat yang kebanyakkan mengkonsumsi alkohol, memakan beras selep dan menderita penyakit saluran gastrointestinal yang menahun dapat terserang defi siensi vitamin ini. Defi siensi Tiamin dapat cepat terjadi dengan pemberian makanan parenteral tanpa supiementasi tiamin. Telah dibuktikan dengan percobaan bahwa orang normal akan kehabisan tiamin dalam waktu 12-14 hari. Defi siensi yang akan terjadi dapat diketahui dengan pengukuran transketolase erotrosit. Kenaikkan 25 % aktivitas transketolase pada suplementasi tiamin pirophospat menunjukkan defi siensi. Kandungan total pada tubuh 80 mikromol

Vitamin larut-lemakKelompok vitamin yang hidrofobik ini tidak akan

diabsorpsi kecuali pada pencernaan, difi siensi vitamin ini terjadi pada penderita malabsorpsi. Penggunaan minyak mineral dalam jangka waktu lama yang dahulu dipakai sebagai obat pencakar dapat menimbulkan defi siensi.

Vitamin AVitamin ini merupakan zat bakal dari retinol, suatu

senyawa 20-karbon poliprenol (Gambar 21). Sebagian dari

59


zat bakal tersebut adalah ester asam iemak Dan isomer semua Irons (all trans) dari retinol, yang paling banyak adalah retinil palmitat. Ester ini dalam usus kecil dihidrolisis membentuk retinol bebas, yang akan diserap kedalam mokusa usus. Retinal dan retinol diseimbangkan oleh suatu alkohol Ester retinil dalam diit dihidrolisi’s dalam lumen usus, membentuk retinol, yang kemudian ester palmitat untuk pengangkutan dan penyimpanan.

Gambar 21. Sumber retinol dalam makanan meliput β-oksidasi, mengalami oksidasi dalam mukosa usus menjadi Retinal (Devlin,2007)

Komponen makanan lainnya dengan aktivitas vitamin A adalah karoten yang dianggap sebagaipigmen panangkap


60

cahaya untuk fotosintasis. Pada sintesis karoten dua poliprenii pirophospatdigabung kepala-dengan- kepala mirip dengan skualen, namun disini digunakan senyawa 20karbon sedangkan zat bakal skualen adalah -15 karbon. Karoten yang terbanyak adalah p –karoten, suatu senyawa simetris yang dalam mokusa usus akan dioksidasi membentuk duamolekul retinal, analog aldehida dari retinol. Retinal dan retinol dapat saling berubah melalui suatu reaksi yang dikatalisis oleh enzim alkohol dihidrogenase, suatu enzim yang memerlukan NAD dan terdapat pada hampir semua jaringan Sejumlah karoten menunjukkan konfi gurasi retinal hanya pada separuh molekulnya, sedangkan sebagian yang lain samasekali tidak.(Maclin.,L.J.,2002)

Sebagian karoten dalam diit diabsorpsi tanpa diubah dan larut dalam fase lipid Dari lipoprotein. Kadar normal dalam plasma 2- 4 mol. Orang yang makan wortel atau sejenisnya dalm jumlah yang berlebihan, kadar karoten plasmanya dapat sedemikian tinggi sampai orang tersebut menjadi kuning. Karotenemia ini tidak berbahaya, seperti juga halnya pada likopenemia yang kadang-kadang terjadi penggemar tomat, Penderita likopenemia menjadi kuning kemerah-merahan karena likopen yang diabsorpsi. Likopen adalah senyawa poliprenil yang tak dapat digunakan oleh manusia. Karoten yang diabsorpsi kemudian dapat dioksidasi sebagai zat bakal retinal.(Machlin.,L.J.,2002)

61


Retinol yang dihasilkan dalam mukosa usus, baik dari ester retinil maupun dari Karoten, diubah menjadi ester palmitoil dan masuk kedalam peredaran darah karena melarut dalam fase trigliserida dari kilomikron. Hati akan mengambilnya untuk disimpan dalam sel-sel Kupff er, sehingga dalam tiap gram jaringan hati bisa didapatkan Sampai sebanyak 2 mikromol ester retinil. Ester ini secara tetap dipecah dan dibentuk kembali oleh hati, dan sel-sel parenkim hati akan melepas retinol dalam ikatan dengan protein pengangkut khusus, yang pada gilirannya akan berikatan dengan suatu protein yang juga pengangkut tiroksin. Tiap liter plasma hanya mengandung 40 mg protein pengikat retinol dan kadar retinol plasma total normal adalah 1-2,5 μmol..(Machlin.,L.J.,2002)

Ester retinil dalam sel-sel retina akan mengalami hidrolisis dan retinol yang dibebaskan kemudian dioksidasi oleh NAD melalui reaksi yang dikatalisis oleh suatu dehudrogenase khusus yaitu retinol dehidrogenase. Posisi keseimbangan retinol dehidrogenase tidak cenderung kearah pembentukkan retinal, tetapi retinal akan segera diikatkan pada opsin, protein yang terdapat pada sel-sel batang dan kerucut membentuk senyawa gabungan yang merupakan pigmen yang peka cahaya. Oksidasi retinol akan terus berlangsung sampai semua opsin mengikat retinal. Pengikatan retinal oleh opsin mungkin melibatkan


62

pembentukan basa schiff dengan suatu gugusan lisin pada protein. Pigmen sel batang, yang sudah banyak dipelajari, dinamakan rhodopsi.(.(Machlin.,L.J.,2002)

Masih diperlukan satu langkah tambahan sebelum pigmen penglihatan terbentuk. Opsin dibentuk sedemikian hanya dapat mengikat 11-cis-retinal. Di dalam retina mungkin terdapat isomerase yang mengkatalisis keseimbangan antara isomer semua-trans dengan isomer 11-cis, atau mungkin keseimbangan ini berjalan spontan. Meskipun Posisi keseimbangan cenderung ke arah trans, afmitas yang kuat dari bentuk 11-cis terhadap opsin menggeser reaksi keseluruh arah pembentukan pigmen (Gambar.22) (Machlin.,L.J.,2002)

Gambar 22. Pigmen pengelihatan merupakan kompleks 11-cis-retinal dengan opsin (Machlin,L.J.,2002)

63


Mekanisme bagaimana absorpsi cahaya merangsang penghantaran syaraf melibatkan perubahan afmitas membran terhadap proton Rhodopsin terdapat di dalam membran, berbentuk mirip cakram, dan ditumpuk seperti silender pada ujung bagian Dalam sel batang (Susunan bertumpuk meningkatkan kemungkinan bahwa suatu foton Akan diabsorpsi selama ia bergerak sepanjang sel batang). Absorpsi cahaya merangsang suatu serangkaian perubahan konformasi dalam rhodopsin yang mengakibatkan pengambilan proton karena penurunan konstanta ionisasi sejumlah gugus yang terdapat pada protein opsin.Proses ini didorong oleh perubahan yang bersamaan dalam konfi gurasi retinal yang terikat ke bentuk all - trans, yang hanya menunjukkan afmitas rendah terhadap opsin..(Machlin.,L.J.,2002)

Sebagian pendapat menyatakan bahwa penurunan muatan negatif pada opsin melalui suatu cara membantu gerakan kalsium kadalam ruang sitoplasma, yang selanjutnya menurunkan penghantaran natrium melimtasi membran plasma dari sel-sel batang dan menghasilkan suatu potensial aksi. Ion kalsium juga mendorong perlambatan phosporilasi rhodopsin pada saat dibentuk kembali dari cis-retinal dan opsin. Phosporilasi ini membuatnya lebih negatip dan mengakibatkan pelepasan proton, sehingga mengakhirt stimulasi. Pelepasan phospat kemudian


64

akan membuat sistem peka kembali terhadap perubahan konformasi akibat rangsangan cahaya.(.(Machlin.,L.J.,2002)

Fungsi vitamin ini akan menyebabkan kebutaan bahkan akan mati. Sebelum mati terjadi penumpukkan abnormal dari keratin dalam membran mokusa, kegagalan perubahan bentuk tulang yangmengakibatkan tulang panjang menjadi padat dan tebal seperti tulang tengkorak, kerusakkan pada jaringan saraf, kenaikan serebrospinal yang mengakibatkan hidrosefalus, degerasi testikular pada laki dewasa, dan pada wanita abortus atau malformasi pada bayi yang dilahirkan. Jelas vitamin A berperan pada sejumlah fungsi yang sangat penting pada sebagia besar jaringan. Kita tahu apa yang menyebabkan perubahan-perubahan itu, tetapi kita tahu bahwa hal itu mungkin tidak terkait dengan interkonversi retinol-retinal, karena bentuk asamnya yaitu retinoat akan mencegah kegagalan fungsi pada semua jaringan kecuali pada saluran reproduksi dan mata.Karena retinoat tak menyelamatkan mata, jelas bahwa retinoat tidak dengan mudah direduksi menjadi retinal. Disini mungkin kita berurusan dengan fungsi karoten yang lebih primitif dan mendasar, sedangkan penggunannya dalam pengembangan kemampuan untuk melihat hanya merupakan hasil yang kebetulan karena kemampuan senyawa-senyawa ini untuk menyerap cahaya..(Machlin.,L.J.,2002)

65


Vitamin E (Tokolferol)Asam lemak tak-jenuh banyak dapat dikenai spontan

oleh oksigen melalui Mekamsme autokatalitik yang mengangkut radikal bebas (Gambar 23). Mekanisnya dapat dimulai karena terkena cahaya atau oleh kompleks ion logam transisi (peralihan). Penyebab keretanan senyawa tak jenuh banyak adalah stabilisasi senyawa antara berbentuk radikal bebas melalui resonansi..(Machlin.,L.J.,2002)

Gambar 23. Asam lemak tak jenuh jamak dapat dioksidasi melalui reaksi rantai radikal bebas, satu di antaranya ditunjukkan dalam

gambar, terputus oleh kehadiran vitamin E.(Murray.,2003)


66

Tokoferol adalah senyawa yang dapat memotong reaksi rantai radikal bebas dengan cara melepas elektron, meskipun mekanisme (Gambar 24). Tokoferol memutus rantai rangkap dari asal lemak tak jenuh banyak yang dibantu senyawa selenium dan enzim glutation peroksidase dari senyawa glutatiaon, disini terjadi reaksi tinbak balik antara vitamin E, selenium, glutation, dan vitamin C. Sudah dijelaskan di atas bahwa vitami E sebagai antioksidan yang bersifat lipofi lik sehingga dapat berperan pada membran sel untuk mencegah perokssidasi lipid. (Murray.,2003)

Gambar 24. Hubungan timbal balik antara Vitamin E, Selenium, Vitamin C, dan Glutation dalam membran sel. (Machlin,L.J.2002)

67


Vitamin KSenyawa ini terdapat pada tanaman dan juga

disintesis oieh bakteri usus. Walaupun sebagian besar vitamin K disintesis bakteria mungkin tidak dapat diserap karena sumber ini mungkin mereka kurang mengkonsumsi daging Bagaimanapun hewan coba yang diberi antibiotik untuk menekan pertumbuhan fl ora usus selalu mengalami defi siensi. Defi siensi kadang-kadang dijumpai pada bayi, khususnya bayi yang baru lahir prematur dan dijumpai pada orang dewasa yang mengalami sumbatan pada ductus choledochus yang menghalangi saluran empedu. Senyawa ini sukar iarut dalam air karena mempunyai rantai samping poliorenil yang panjang..(Machlin.,L.J.,2002)

MineralBerbagai mineral telah dinyatakan esensial bagi

manusia dan dapat dibagi Menjadi dua kelompok mineral minor dan mineral mayor. Difi nisi minor yaitu dalam tubuh hanya terdapat sampai batas mikro gram jaringan tubuh: mineral mayor : Ca, P, S, K, Na, Cl, Mg dan mineral minor: Fe, Mn, Cu, I, An, Co, Mo, Se, Cr, So, Ni, F, Si, V. Mineral mayor maupun mineral minor telah banyak anda pelajari pada semester sebelumnya sesuai dengan fungsi dari senyawa-senyawa tersebut pada pelajaran kimia dasar. organik, anorganik maupun kimia fi sik seeara biokimia


68

tidak menyimpang iauh hanya dalam biokimia dikaitkan dengan fi siologi organ tubuh dan ekskresinya. Pada bab ini diterangkan mineral-mineral yang sering di gunakan di Biokimia..(Machlin.,L.J.,2002)

Kaisium (Ca)Kalsium diabsorpsi dari membran basolateral sel

mokusa usus dan sel tubulus Proximalis ginjal oleh antiporter atrium/kalsium. Antiport ini elektrogenik karena untuk tiap Ca+ dipindahkan tiga Na+. Di samping itu ada pula Ca- ATP ase yang memompa Ion tersebut dengan cara menghidrolisis ATP.

Kebutuhan kalsium dalam diit sedemikian rupa dapat di tekan rnisalnya pada bayi baru lahir memiliki kandungan kalsium 0,7 mol, padahal sampai usia 18 tahun kandungan kalsium harus rata-rata tiap hari sekitar 5 milimol -10 milimol kalsium, sehingga total kandungan kaisiumnya 34 mol. Air susu sapi lebih tiriggi phospatnya dibanding kandungan kaisiumnya. Perbandingan phospat dan kalsium 1 - 7, kenaikkan phospat ini rnenurunkan kelarutan kalsium dalam usus besar maupun dalam darah. Kelebihan ratio ini menyebabkan kenaikan pembentukkan kompleks kalsium phospat yang tidak larut, dan akan dikeluarkan melalui tinja bila hal ini terjadi pada usus. .(Machlin.,L.J.,2002)

69


Susu adalah sumber kalsium utama bagi remaja, tetapi kandungan kalorinya tinggi dan adanya laktose membuat kurang disukai bagi orang dewasa yang hidup kurang gerak dalm masyarakat yang sudah maju. Keju juga banyak mengandung kalsium dan kalorinya tinggi walaupun kadar laktosenya rendah. Sayuran-sayuran hijau walupun tidak semuanya, merupakan sumber kalsium bagi kaum vegetaris.

PhospatLebih dari 80 % iimbunan phospat terdapat dalam

tulang, sisanya terutama terdapat dalam jaringan, terikat pada berbagai metabolit yang teiah banyak menarik perhatian kita. Otot mengandung 15 % baik karena massa otot yang besar maupun karena kandungan phospokreatinin yang tinggi..(Machlin.,L.J.,2002)

Karena phospat adalah unsur sel hidup yang universal, senyawa ini didapatkan Dalam diit alami hewan. Phospat diabsorpsi dengan bantuan simpoter natrium/phospat yang terdapat pada usus dan ginjal. Dua ion Na+ diangkut bersama satu ion HPO32-. Sehingga muatan netral dapat dipertahankan. Absorpsi fosfat dalam usus dirangsang oleh 1,25-dihidroksi-kolekalsiferol, dan reabsorpsi phospat dalam ginjal dihambat oleh parathormon, Reabsorpsi dalam ginjal juga dihambat oleh phospat inorganik dan oleh ion


70

hidrogen. Karena. itu asidosis mempercepat kehilangan phospat baik dengan meningkatkan mobilisasi fosfat dari tulang maupun rnenurunkan pH Namun, pengendalian endokrin yang ketat pada kadar phospat dan terdapatnya phospat secara universal dalam makanan mencegah terjadinya defi siensi phospat..(Machlin.,L.J.,2002)

Natrium, Kalium, dan KloridaKebutuhan minurnan rata-rata untuk natrium pada

orang dewasa di negeri dingin ditaksir sekitar antara 1,7 - 1,8 milimol perhari, pada masa pertumbuhan ditambah 11 milimol perhari. Kebutuhan yang rendah ini disebabkan oleh adanya pengendalian ketat pada pengeluaran natrium. Pengeluaran natrium lewat urine dapat dikurangi sampai tingkat yang berarti, sehingga keringat merupakan tempat pengeluran yang utama. Tanpa adaptasi keringat mengandung sekitar 68 m M natrium. Bekerja pada lingkungan yang panas dan lembab pada awalnya menyebabkan kehilangan beberapa liter keringat dan karena itu ratusan milimol natrium. Namun, dalam waktu 10-14 hari akan terjadi penyesuaian yang mencolok untuk mengurangi sekresi kelenjar keringat. Kadar natrium dapat turun sampai serendah 2 milimol, meskipun yang lebih umum adalah 6-7 milimol (dalam penelitian ditemukan dalam pengeluaran keringat adalah antara 5 - 9 L keringat

71


dengan pengeluaran natrium antara 32-55 milimol). Dengan demikian kebutukan harian dengan mudah dipenuhida i makanan alami bagi hampir semua orang, kecuali bagi mereka yang kadarig-kadang bekerja berat dalam lingkungan panas. Keinginan orang yang berlebihan akan garam lebih disebabkan oleh selera daripada kebutuhan gizi yang mendesak. Ekskresi natium pada 71 orang laki-laki tanpa gejala hipertensi diitnya ditekan sebesar 180 milimol perhari. Pada orang normal masukan natrium sebesar 600 -700 milimol.

Pada orang normal kalium terus menerus dikeluarkan dalam air seni (urin) dan harus diganti. Defi siensi kalium dapat diatasi dengan pemberian kalium antara 5-10 milimol per hari. Pemberian yang berlebih sampai 300 milimol per hari menimbulkan keracunan akut, tetapi pemberian dalam jumlah sedikit kurang dari itu, akan menimbulkan diare.

Kalium merupakan unsur semua sel dan karena itu terdapat dalam semua diit normal. Jumlah mencukupi bila ada pengeluaran abnormal, seperti : muntah yang terus menerus, diare, sekresi aldosteron berlebihan atau pengobatan dengan beberapa jenis diuretik.

Defi siensi klorida tanpa disertai defi siensi natrium dan kaliurn tak pernah dijumpai sebelum penggunaan susu buatan dan pemberian makan parenterai. Oleh karena dianggap tidak merupakan masalah, pihak pabrik rupanya


72

lupa menambahkan klorida dalam susu buatannya. Bayi yang diberi susu buatan ini tak berhasil tumbuh dengan baik dan mengalami alkalosis metabolik dengan kadar natrium dan kalium yang rendah. Defi siensi kiorida mengakibatkan alkalosis karena dengan demikian bikarbonat menjadi anion utama yang tersedia untuk reabsorpsi bersama natrium dan kalium. Hal ini juga menjelaskan mengapa terjadi kegagalan reabsorpsi kation-kation tersebut dalam jumlah cukup.

MagnesiumKebutuhan minimum akan magnesium belum berhasil

ditetapkan. Selama kelaparan pengeluaran magnesium dalam urine kurang dari 0,5 milimol. Karena distribusinya yang luas dalam semua sel dan pengendaliannya yang ketat, defi siensi primer yang disebabkan oleh diit sangat jarang dijumpai. Keadaan defi siensi disebabkan oleh pengeluaran yang berlebih atau kegagalan dalam absorpsi. Hal in dapat terjadi pada kwasiokor, defi siensi phospat, penggunaan diuretik, intoksikasi digitalis, asdosis diabetik dll. Kandungan magnesium jaringan ini kadang-kadang rendah, tanpa disertai penurunan kadar dalam darah. Pengaruh defi siensi magnesium pada manusia agak meluas Pengaruh yang paling berat adalah pada sistem syaraf, yang tampak sebagai kelemahan, aritmia jantung dll.

73


Zat besi (Fe)Kebutuhan zat besi ditentukan oleh jumlah yang

diperlukan untuk membentuk jaringan baru mulai dari saat pembuahan sampai mencapai masa dewasa ditambah dengan jumlah yang diperlukan untuk mengganti zat besi tubuh dan kebuthan zat besi yang akan diabsorpsi ditunjukkan tabel 10 dibawah ini. Data ini dapat digunakan sebagai pedoman untuk mengukur kebutuhan zat besi dalam diit seandainya fakta tidak menunjukkan efi siensi absorpsi dan besarnya pengeluaran sangat bervariasi, tidak hanya dari orang ke orang, tetapi juga dari hari ke hari, tergantung pada jenis diit, keadaan fi siologi saluran pencernaan, dan variasi daur reproduksi pada wanita.

Tabel 10. Kandungan Zat Besi Pada Pria Dan WanitaKandungan tubuh

MilimolKebutuhan fi siologi

Milimol/tahunUmur Timbunan TotalTahun Pria Wanita Pria Wanita Pria Wanita

419*60-70

1,02,713,012,3

1,02,78,39,0

5,113,96,260

5,313,34044

2,62,55,01,2

2,02,6

8,3 **1,4

* Nilai pada gadis

** Taksiran WHO adalah 18 mmol/ tahun untuk orang dewasa yang dapat haid.


74

Soal-soal1. Jelaskan lipida penyusun membran ?2. Sebutkan jenis lipida yang berperan sebagai komponen

membran sel?3. Tuliskan struktur lipida tersebut?3. Jelaskan Struktur umum dan fungsi kolesterol?4. Jelaskan secara singkat transport lipida secara umum

pada manusia?5. Jelaskan pembentukkan keton bodi/ senyawa keton

dalam proses ketogenesis dan kondisi klinis yang mendasarinya serta peranan keton bodi?

75


DAFTAR PUSTAKA

Ahmed, E. 2001. Immune Mechanism in Atherosclerosis. Dissertation. ISSBN: 91-628-4612-4. Konferensrummet, Centrum för Molekulär Medicin, Karolinska Sjukhuset.

Alphonse, E. 1999. Cellular and Moleculer Pathogenesis. Lippincott -Raven publisher philadelphia. New Yand Desease Informatioork.

Babiak, J. and Rudel, L. J. 1987. Lipoprotein and Atherosclerosis on Shepherd, J Clinical Endocrinology and Metabolisme, vol I 0 3, Bailliere Tindall, London.

Bartly. J. C. 1989. Lipid Metabolism and Its Disease In. J.J. Kaneko ed.Clinical Biochemistry Fourth ed Academic Press Inc. New York.

Devlin,T.,2007. Texbook of Biochemistry with Clinical Corelation,3nd ed, Willey Publication ,NewYork

Figueiredo, P.A .,etal.2008. The RoleMitochondria in Aging of Skeleton Muscle.,Biogerontology 9: 67-84

Gomez Cabrera,M.C.,and Vina.,J.2008 Moderate Exercise is an Antioxidant:Upregulation of Antioxidant Genes by


76

Training.,Free Radical Biology &Medicine,44: 126 -31Guyton, A.C., and Hall, J.E.2007, Fisiologi Kedokteran

(Terjemahan). Jakarta :Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Lehninger.,2000. Fundamental Biochemistry(Terjemahan), Penerbit Airlangga

Machlin, L.J.,2002.Hard Book of Vitamin 4ndeded, marcel Dekker Inc, New York

Middleton Jr,E.,et.al.2000. The Eff ects of Plant Flavonoids on Mammalian Cells:Implacation for Infl amation, Heart Disease, and Cancer. Pharmacological review.52 :673 – 751.

Murray.,2003.Harpers Biochemistry 26nded., Prectice Hall International INC.,USA.

Schultz , G.S.,Ladwig,G.,and Wysocki, A.2005.Extracellular Matrix:Review of its roles in Acute and Chronic Wounds.World Wide Wound

Szmitko,P.E.,Wang, C.H.,Weisel,R.D.,De-Almmeida,J.R.,Anderson.,T.J.,And Verma,S.2003.New Marker of Infl ammation and Endothelial Cell Activation,Circulation 108 :1917 - 1923

77


BIODATA PENULIS

Dr. Ir. Sri Wahjuni, M. Kes dilahirkan di Surabaya pada

Juni 1959, menempuh pendidikan sejak dari sekolah dasar (SD) sampai dengan Pascasarjana di Surabaya. Menyelesaikan pendidikan pada Fakultas Teknik Kimia UPN Surabaya (1985), dan Program Pascasarjana Universitas Airlangga (1999)

Surabaya, dan Program Pascasarjana (Doktor) Universitas Udayana (2011). Sejak 1986, menjadi dosen pada jurusan Kimia FMIPA Univesritas Udayana sampai sekarang, sekretaris Laboratorium FMIPA Bersama Universitas Udayana (2012—sekarang). Terlibat dan penelitian dan publikasi, antara lain 1) “Pengaruh Subsitusi Berbagai Kadar Minyak Ikan Lemuru dalam diet terhadap penurunan trigliserida tanpa maupun dengan Suplementasi vitamin-E pada Tikus”, dalam Review, Vol.1. No.1, Juni 1999; 2) “Kadar Laktosa pada beberapa Merek Susu yang beredar di Pasaran kota Badung” ( Denpasar). Review Kimia, Vol.1 No.2., Agustus. 2000; 3) Pemanfaatan arang aktif dari tempurung


78

kelapa sebagai penghilang ketengikan pada Minyak Goreng Tradisional Review Kimia, Vol.3, No.2., Agustus 2001; 3) “Kadar Protein Teri dengan Beberapa Kadar Penggaraman yang beredar di Kota Denpasar”. Review Kimia. Vol.2, No,2,. Agustus 2002; 4) “ Kadar Glukosa pada Nasi yang dimasak di Magic Com. Selama periode penyimpanan 12 jam, 18 jam, 24 jam, dan 30 jam”. Review Kimia Vol.3 No. 1 April. 2003; 5) “Kadar Iod pada Minyak Goreng Bermerk dan Minyak Goreng Tradisional”, dalam Review Kimia; Vol.4, No.2 Agustus 2004; 6) “Kadar Lemak pada Mesis yang Bermerk dan Tak Bermerk”, dalam Review Kimia. Vol 5, No.1 April 2005; 7) “UridAcid Inhibition Activity of Annona Muricata L Leave Extract in Hyperuricemia induced Wistar Rat”., Advances inPure and Applied Chemistry Vol.2,No.1.ISSN 216-0854. 2012.

Juga menyajikan makalah di berbagai pertemuan ilmiah, antara lain “Pemanfaatan arang aktif dari tempurung kelapa sebagai Penghilang ketengikan pada Minyak Goreng Tradisional”; Dipresentasikan pada seminar Nasional Biokimia UI. 2008, dan “Ekstrak Bunga Wjaya Kusuma dapat menurunkan kadar Hiperkolesterolemia pada Tikus Wistar”, Seminar Nasional UNPAD, 4 Juli2012.

iierepo.unud.ac.id/id/eprint/6832/1/b6f847caa43af9739ab38...DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES. ii...

Documents

Transcript of iierepo.unud.ac.id/id/eprint/6832/1/b6f847caa43af9739ab38...DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES. ii...