ANABOLISME DAN KATABOLISME LEMAK

KATABOLISME LEMAK

Menurut Lehninger (2005: 10), katabolisme merupakan fase metabolisme yang bersifat

menguraikan, yang menyebabkan molekul organik nutrien seperti karbohidrat, lipid, dan protein

yang datang dari lingkungan atau dari cadangan makanan sel itu sendiri terurai di dalam reaksi-

reaksi bertahap menjadi produk akhir yang lebih kecil dan sederhana, seperti asam laktat, CO2, dan

amonia. Katabolisme diikuti oleh pelepasan energi bebas yang telah tersimpan di dalam struktur

kompleks molekul organik yang lebih besar tersebut. Pada tahap-tahap tertentu di dalam lintas

katabolik, banyak dari energi bebas ini yang disimpan melalui reaksi-reaksi enzimatik yang saling

berkaitan, di dalam bentuk molekul pembawa energi adenosine trifosfat (ATP). Sejumlah energi

mungkin tersimpan di dalam atom hidrogen berenergi tinggi yang dibawa oleh koenzim

nikotinamida adenine dinukleotida fosfat dalam bentuk tereduksinya, yaitu NAHPD. Katabolisme

disebut pula desimilasi.

Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami esterifikasi yaitu

membentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika

sewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi. Proses

oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnya

sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur inipun

akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi (Nugroho, 2009). Lebih lanjut

Nugroho menguraikan proses metabolisme asam lemak sebagai berikut.

1. Katabolisme Gliserol

Gliserol sebagai hasil hidrolisis lipid (trigliserida) dapat menjadi sumber energi. Gliserol ini

selanjutnya masuk ke dalam jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis. Pada tahap awal, gliserol

mendapatkan 1 gugus fosfat dari ATP membentuk gliserol 3-fosfat. Selanjutnya senyawa ini masuk

ke dalam rantai respirasi membentuk dihidroksi aseton fosfat, suatu produk antara dalam jalur

glikolisis.

2. Oksidasi Asam Lemak (Oksidasi Beta)

Sebelum dikatabolisir dalam oksidasi beta, asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu menjadi asil-

KoA. Dengan adanya ATP dan Koenzim A, asam lemak diaktifkan dengan dikatalisir oleh enzim asil-

KoA sintetase (Tiokinase).

Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang. Asam lemak rantai

panjang ini akan dapat masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan senyawa karnitin. Langkah-

langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai berikut.

a. Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisir oleh enzim tiokinase.

b. Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim karnitin palmitoil transferase I

yang terdapat pada membran eksterna mitokondria menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asil

karnitin, barulah senyawa tersebut bisa menembus membran interna mitokondria.

c. Pada membran interna mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin translokase yang

bertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan karnitin keluar.

d. Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan KoA dengan dikatalisir

oleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada di membran interna mitokondria menjadi Asil

Koa dan karnitin dibebaskan.

e. Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk dalam proses oksidasi beta.

Pada proses oksidasi beta, asam lemak masuk ke dalam rangkaian siklus dengan 5 tahapan proses

dan pada setiap proses, diangkat 2 atom C dengan hasil akhir berupa asetil KoA. Selanjutnya asetil

KoA masuk ke dalam siklus asam sitrat. Menurut Poedjiadi (1994: 279-280), tahapan-tahapan

tersebut adalah sebagai berikut.

a. Pembentukan asil KoA dari asam lemak berlangsung dengan katalis enzim asil KoA sintetase yang

disebut juga tiokinase.

b. Reaksi kedua adalah reaksi pembentukan enoil KoA dengan cara oksidasi. Enzim asil KoA

dehidrogenase berperan sebagai katalis dalam reaksi ini. Koenzim yang dibutuhkan dalam reaksi ini

adalah FAD yang berperan sebagai akseptor hydrogen. Dua molekul ATP dibentuk untuk tiap pasang

electron yang ditransportasikan dari molekul FADH2 melalui sistem transport electron.

c. Pada reaksi ketiga, enzim enoil KoA hidratase merupakan katalis yang menghasilkan L-hidroksiasil

KoA. Reaksi ini ialah reaksi hidrasi terhadap ikatan rangkap anatar C-2 dan C-3.

d. Reaksi keempat adalah reaksi oksidasi yang mengubah hidroksiasil koenzim A menjadi ketoasil

koenzim A. Enzim L-hidrokdiasil koenzim A dehidrogenase melibatkan NAD yang direduksi menjadi

NADH.

e. Tahap kelima adalah reaksi pemecahan ikatan C-C, sehingga menghasilkan aseil koenzim A dan asil

koenzim A yang mempunyai jumlah atom C dua buah lebih pendek dari molekul semula.

Asil KoA yang terbentuk pada reaksi tahap 5, mengalami metabolisme lebih lanjut melalui reaksi

tahap 2 hingga tahap 5 dan demikian seterusnya sampai rantai C pada asam lemak terpecah menjadi

molekul-molekul asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA dapat teroksidasi menjadi CO2 dan H2O melalui

siklus asam

ANABOLISME LEMAK

Anabolisme atau biosintesa asam lemak terdiri dari tiga tahap utama, masing-masing dua tahap awal

sebagai mekanisme de novo dan tahap akhir bukan mekanisme de novo. Ketiga tahap tersebut

diperlihatkan pada reaksi di bawah ini

   

Tahap pembentukan malonil KoA dan asetil-S KoA

Tahap pemanjangan rantai secara berkesinambungan

Tahap pemanjangan rantai yang terjadi tahap demi tahap

Biosintesis asam lemak ini atau disebut juga lipogenesis terjadi didalam sitoplasma yang memiliki

enzim kompleks asam lemak sintetase.

            Biosintesis diatas merupakan contoh biosintesis asam lemak palminat. Pemilihan ini

didasarkan pada banyaknya proses metabolism asam lemak palminat yang diketahui. Selain itu asam

lemak palminat merupakan senyawa sumber untuk biosintesis asam lemak jenuh dan tak jenuh dan

berantai lebih panjang

            Pemanjangan asam lemak palminat menjadi asam lemak jenuh berantai lebih panjang,

terutama stearat, belangsung melalui reaksi kondensasi palmitoil KoA dengan asetil KoA

menghasilkan β-ketostearoil KoA. Proses ini dikatalis oleh β-ketoasilil KoA reduktase. Seanjudnya

produk ini diubah menjadi steroil KoA tak jenuh dan direduksi dengan NADH menghasilkan steroil

KoA. Dua proses terakhir masing-masing dikatalis oleh enzim enoil KoA hidratase dan enoil KoA

reduktase

            Proses pemanjangan rantai asam palminat diatas terjadi didalam mitokondria. Mekanisme lain

terjadi didalam mikrosom, dimana pemanjangan rantai asam lemak palminat berlangsung

denganmenggunakan meloni KoA dan mekanisme reaksi berlangsung seperti reaksi biosintesis asam

palminat yang dibahas sebelumnya

            Biosintesis asam lemak tak jenuh biasanya menggunakan asam palminat dan asam stearat

sebagai senyawa sumber. Pembentukan asam lemak tak jenuh palmitoleat (C16: 1) dan asam oleat

(C18: 1) dikatalis oleh enzim monooksigenase yang terdapat di dalam reticulum endoplasma jaringan

sel hati dan sel lemak. Proses biosintesis ini dibantu olehsistem pengankutan electron dari NADPH ke

sitokrom b5 (dalam jaringan sel hewan) atau ke Fe-S-protein (dalam beberapa tumbuhan dan jasad

renik)

             Prose biosintesis di atas tidak berlaku pada bakteri Eschericia coli. Bakteri melakukan

pembentukan asam palmitoliat dari β-hidroksidekanoil-ACP yang terbentuk dari reaksi antara asetil

KoA dan melonil KoA dengan katalis kompleks sintetase asam lemak

            Asam lemak esensial seperti linoleat dan linolenat merupakn senyawa yang tidak dapat

disintesis oleh hewan mamalia. Kedua jenis asam lemak ini hanya dapat disintesis oleh tumbuhan.

Dan mamalia mendapatkan kedua jenis asam lemak tersebut dengan mengkonsumsi tumbuhan. Kedua

senyawa ini merupakan sumber untuk biosintesis asam polienoat penting lain, seperti asam arakidonat

dan asam dokohesanoad