7/21/2019 Degradasi Lipid

1/24

KATABOLISME LIPID

Aktivasi Asam Lemak

Triasilgliserol

Triasilgliserol memegang peranan yang sangat penting dalam

menghasilkan energi pada hewan. Senyawa ini mengandung energi tertinggi dan

disimpan dalam sel sebagai butir-butir lemak yang disimpan dalam jumlah amat

besar di dalam jaringan adiposa. Dalam bab ini, kita akan mengamati lintas

metabolik dan energi yang akan dihasilkan bilamana asam lemak kaya energi

ini, dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air pada jaringan hewan. Kita juga

akan melihat bahwa oksidasi asam lemak melalui lintas akhir yang juga dilalui

oleh oksidasi karbohidat, yaitu siklus asam sitrat.

Aktivasi dan oksidasi asam lemak di dalam mitokondria

Asam lemak diaktifkan dan dioksidasi didalam mitokondria karena

hampir semua asam lemak dari jaringan hewan mempunyai jumlah atom karbon

genap. Seperti perobaan yang dilakukan oleh Knoop pada oksidasi asam

lemak-fenil yang diberikan kepada kelini. !ugus fenil disubstitusi pada atom

karbon , atau atom karbon metil ujung. "antai karbon genap asam lemak -fenil

selalu menghasilkan asam fenil asetat, dan rantai karbon ganjil asam-fenil selalu

menghasilkan asam ben#oat sebagai produk akhir yang dikeluarkan di dalam

urin. Dari hasil ini, beliau menyimpulkan bahwa reaksi oksidatif dimulai dari

atom karbon , diikuti oleh penguraian berturut-turut potongan $-karbon dari

rantai karbon, mungkin sebagai asetat, yang dioksidasi menjadi %&$ dan '$&.

Sisa molekul tidak dioksidasi lebih lanjut dan karenanya, dikeluarkan dari

tubuh.

Albert (ehninger mengemukakan bahwa AT) diperlukan untuk

mengaktifkan asam lemak pada gugus karboksilnya oleh suatu reaksi en#imatik.

*egitu pula dengan penelitian yang dilakukan oleh +eodor (ynen yang

mengemukakan bahwa aktivasi asam lemak yang bergantung pada AT)

melibatkan esterifikasi en#imatik gugus karboksil dengan gugus tiol dari

7/21/2019 Degradasi Lipid

2/24

koen#im A dan bahwa semua senyawa antara selanjutnya didalam urutan

oksidasi asam lemak adalah tioster dari koen#im A.

Asam lemak masuk ke dalam mitokondria melalui proses transport

tiga tahap.

Asam lemak dipindahkan ke dalam sitosol dari dua sumber, yaitu

asam lemak bebas yang diperoleh melalui darah yang terikat oleh albumin

serum. Senyawa ini dibebaskan dan menembus membran sel, masuk kedalam

sitosol. Sumber yang kedua adalah pemeahan triasilgliserol sel oleh kerja

lipase. Asam lemak bebas di dalam sitosol tidak dapat melalui membran

miokondria begitu saja, namun harus mengalami rangkaian ketiga proses reaksi

en#imatik untk memasuki matriks mitokondria tempat oksidasi asam lemak.

Tahap pertama dikatalisa oleh en#im yang terdapat pada membran

luar mitokondria, asil Ko-A sintetase, yang melangsungkan reaksi

"%&&' AT) KoA-S' "-%-S-KoA A/) ))i

0

&

Ket 1 "%&&' 2 asam lemak berantai panjang

))i 2 pirofosfat anorganik

)ada reaksi ini, terbentuk suatu ikatan tioester diantara gugus

karboksil asam lemak dan gugus tiol koen#im A, menghasilkan asil lemak Ko-

A gambar 03-$4 bersamaan dengan itu, AT) mengalami penguraian

menghasilkan A/) dan pirofosfat organik. 5ni merupakan reaksi berkaitan

energi yang dihasilkan dari penguraian AT) menjadi A/) dan firofosfat pada

sisi aktif yang digunakan untuk membuat tioester baru. Asil lemak Ko-A, seperti

asetil Ko-A merupakan senyawa kaya energi 1 hidrolisinya menjadi asam lemak

bebas dan KoA-S'.

)irofosfat yang terbentuk pada reaksi aktivasi ini selanjutnya dapat

dihidrolisis oleh en#im kedua, anorganik pirofosfatase 1

)irofosfat '$& $ +osfat $

7/21/2019 Degradasi Lipid

3/24

Karena hidrolisis pirofosfat didalam sel utuh berjalan jauh kearah

sempurna, hal ini enderung menarik reaksi aktivasi sebelumnya 0 jauh

kesebelah kanan, mengarah ke pembentukan asil lemak Ko-A. "eaksi

keseluruhannya yaitu jumlah reaksi 0 dan $ adalah1

Asam lemak AT) KoA-S'asil lemak-S-KoA A/) $)i

6ster asil lemak Ko-A tersebut tidak dapat menembus dinding

dalam mitkondria, tetapi en#im karnitin asil transferase I yang terdapat pada

pada dinding luar dari membran dalam ini mengkatalisis reaksi kedua pada

proses masuknya asam lemak1

Asil lemak-S-KoA karnitin asil lemak 7 karnitin Ko-A-S'6ster asam lemak karnitin sekarang menembus melalui membran

dalam, menuju bagian matriks mitokondria. )erhatikan bahwa asil lemak-

karnitin merupakan ester oksigen, dan asil lemak Ko-A merupakan suatu

tioester. Kartinin gambar 03-8 kebanyakan terdapat terdapat di jaringan hewan

dan tanaman. *eberapa organisme tingkat rendah, misalnya aing tidak dapat

membuat senyawa tersebut, sehingga memerlukannya dalam bentuk yang sudah

disintesa di dalam dietnya. /anusia punya karnitin dari lisin.

)ada tahap ketiga dan terakhir, proses masuknya gugus asil lemak

seara en#imatis ialah dengan memindahkan asil dari karnitin menuju Ko-A

didalam mitokondria oleh asil karnitin transferase 55 4 en#im tersebut terletak

pada permukaan sebelah dalam dari membran dalam, tempat en#im ini membuat

kembali asil lemak Ko-A dan membebaskan ke dalam matriks1

Asil lemak-karnitin KoA-S' asil lemak 7S-KoA Karnitin

9

:alaupun proses tiga tahap untuk memindahkan asam lemak

kedalam mitokondria ini mungkin kelihatannya tidak perlu sedemikian

kompleks, proses ini menyebabkan kumpulan KoA sitosol dan intramitokondia

terpisah karena keduanya berbeda fungsinya. Kumpulan KoA mitokondria

digunakan dalam degradasi oksidatif piruvat, asam lemak, dan beberapa asam

amino. Sedangkan KoA sitosol dimanfaatkan dalam biosintesis asam lemak.

7/21/2019 Degradasi Lipid

4/24

5ngat kembali bahwa AT) sitosol dan intramitokondria juga dipisahkan oleh

membran dalam mitokondria. Terdapat dua hal yang penting. 6n#im pertama di

dalam proses pemasukan asam lemak karnitin asiltransferase 5, merupakan

en#im pengatur, dan mengontrol keepatan oksidasi asam lemak nantinya. Asil

lemak-KoA siap untuk melakukan oksidasi komponen asam lemak oleh

serangkaian en#im spesifik di dalam matriks mitokondria.

Tahap Pertama Oksidasi Asam Lemak

Setelah asam lemak memasuki mitokondria, oksidasi asam lemak terjadi

dalam dua tahap utama. )ada tahap pertama, asam lemak mengalami pelepasan

unit $ karbon berturut-turut seara oksidatif, mulai dari ujung karboksil rantai asam

lemak, dengan berulang-ulang melewati rangkaian en#im yang melepaskan satu

unit asetil $-karbon pada satu kali proses, dalam bentuk asetil-KoA. )ada tahp

kedua oksidasi asam lemak, residu asetil dari asetil-KoA dioksidasi menjadi %&$

dan '$& melalui siklus asam sitrat atau badan keton. Kedua tahap oksidasi asam

lemak mengakibatkan aliran atom hydrogen atau eletron yang bersangkutan

melalui transport eletron pada mitokondria menjadi oksigen. ;ang berkaitan

dengan aliran eletron ini adalah fosforilasi oksidatif AD) menjadi AT). untuk membentuk ikatan ganda pada rantai karbon, menghasilkan

suatu trans-2-enoil-KoAsebagai produk, dalam tahap yang dikatalisa oleh

dehidrogenase asil-KoA. )ada reaksi ini, atom hydrogen yang dilepaskan

dari asil lemak-KoA dipindahkan ke +AD, yang merupakan gugus

7/21/2019 Degradasi Lipid

5/24

protestik yang terikat kuat pada dehidrogenase asil-KoA. "eaksi yang

terjadi aalah sebagai berikut 1

Asil lemak-S-KoA 6-+AD trans-2-enoil-KoA + 6-+AD'$

Tahap 'idrasi

)ada tahap kedua dari siklus oksidasi asam lemak, air ditambahkan

kepada ikatan ganda trans-2-enoil-KoAmembentuk 3-hidroksiasil-KoA,

yang dikatalisis oleh enoil-KoA hidratase.

trans-2-enoil-KoA '$& 3-hidroksiasil-KoA

Tahap Dehidrogenase Kedua

)ada tahap ketiga, 3-hidroksiasil-KoA dihidrogenasi untuk

membentuk 3-ketoasil-KoAoleh kerja 3-hidroksiasil-KoA dehidrogenase,

dan ?AD bertindak sebagai penerima eletron spesifik. ?AD' yang

terbentuk di dalam reaksi ini lalu memberikan ekuivalen pereduksinya ke

?AD' dehidrogenase pada rantai respirasi.

3-hidroksiasil-KoA-S-KoA ?AD 3-ketoasil-KoA?AD' '

Tahap )emotongan

Tahap keempat sekaligus terakhir dari siklus oksidasi asam lemak

dikatalisis oleh asetil-KoA asetiltransferaselebih dikenal sebagai tiolase

yang melangsungkan reaksi 3-ketoasil-KoA dengan molekul dari KoA-S'

bebas untuk membebaskan potongan $ karbon karboksilat dari asam lemak

asalnya, sebagai asetil-KoA. Dan produk sisanya, yaitu ester KoA dari

asam lemak semula yang sekarang diperkeil dengan dua atom karbon.

3-ketoasil-KoAKoA-S' asil lemak S-KoA yang diperpendek Asetil-

KoA

7/21/2019 Degradasi Lipid

6/24

Tahap Kedua (Siklus Krebs dan Transfer Elektrn!

Suatu senyawa yang terdiri dari empat karbon yaitu oksaloasetat

berkondensasi dengan suatu senyawa dua atom karbon Asetil Ko-A membentuk

sitrat dengan enam karbon, di mana asetil Ko-A memberikah gugus asetil nya

kepada senyawa 8-karbon oksaloasetat yang nantinya akan membentuk senyawa @-

karbon sitrat. Kemudian sitrat diubah menjadi isositrat yang juga merupakan

molekul @ karbon. 5somer sitrat ini isositrat mengalami dekarboksilasi oksidatif

dan juga melepaskan %&$ menjadi senyawa dengan mempunyai -karbon yaitu = 7

ketoglutarat. Senyawa ini kemudian mengalami dekarboksilasi oksidatif lagi

menjadi suksinat dengan mempunyai 8 atom karbon. Setelah itu, Suksinat akan

diubah kembali menjadi oksaloasetat yang akan memulai kembali siklus asam

sitrat dengan melalui tiga langkah yaitu oksidasi, dehidrasi dan oksidasi lagi.

Dua atom karbon masuk kedalam daur sebagai unit asetil dan dua atom

karbon keluar dari daur dalam bentuk %&$, sehingga dipastikan akan terjadi reaksi

oksidasi-reduksi di dalam daur asam sitrat. )ada oksidasi yang pertama suksinat

akan diubah menjadi +umarat, kemudian fumarat akan diubah menjadi malat

melalui hidrasi, setelah itu malat akan diubah menjadi oksaloasetat dengan

oksidasi. )ada kenyataannya, ada empat reaksi oksidasi-reduksi. Tiga ion hibrida @

elektron dipindahkan kepada tiga molekul ?AD, sedangkan sepasang atom

hidrogen dua elektron dipindahkan kepada molekul +lavin Adenin Dinukleotida

+AD. )embawa elektron ini akan menghasilkan sembilan molekul Adenosin

Trifosfat AT) bila dioksidasi oleh &$ di dalam rantai pernafasan. Di samping itu

terbentuk pula satu senyawa fosfat berenergi tinggi dalam setiap satu putaran

siklus asam sitrat.

7/21/2019 Degradasi Lipid

7/24

Karena oksaloasetat akan digunakan terus pada setiap siklus, maka oksaloasetat

tidak akan dikeluarkan dari siklus asam sitrat. Seara teoritis, satu molekul

oksaloastetat sudah ukup untuk melakukan oksidasi gugus asetil dalam jumlah

yang banyak atau tidak terbatas.

*erikut adalah gambaran umum dari proses siklusBdaur asam sitrat

krebs 1

Siklus diatas adalah gambaran umum tentang siklus asam sitrat.

Cntuk selanjutnya akan di bahas reaksi-reaksi yang terjadi di dalam siklus asam

sitrat tersebut. Siklus asam sitrat mempunyai atau terdiri dari 3 tahap, tahap-tahap

tersebut adalah sebagai berikut 1

Pembentukan sitrat leh kndensasi Asetil K"A den#an Oksalasetat

"eaksi pertama pada siklus asam sitrat adalah pembentukan sitrat.

)embentukan sitrat ini adalah proses kondensasi asetil Ko-A dengan

oksaloasetat dan sitrat sintetase sebagai katalisnya. Karbon metil ada gugus

asetil pada asetil Ko-A akan berkondensasi dengan gugus karbonil pada

oksaloasetat dan seara serentak ikatan tioester akan dipeah untuk

membebaskan koen#im A bebas.

)ada awalnya oksaloasetat berkondensasi dengan asetil Ko-A dan

membentuk sitril Ko-A. Kemudian nanti sitril Ko-A ini akan mengalami

hidrolisis dan membentuk sitrat serta Ko-A. 'idrolisis sitril Ko-A menarik

keseluruhan reaksi ke arah sintesis sitrat. "eaksinya adalah sebagai berikut 1

Asetil %oA &ksaloasetat '$& Sitrat %oA-S' '

KoA-S' yang dihasilkan dalam rekasi di atas akan bebas bereaksi

berpartisipasi dalam dekarboksilasi oksidatif molekul piruvat yang lain untuk

menghasilkan molekul asetil KoA yang lain dan selanjutnya akan masuk

kedalam siklus. Sitril Ko-A di sini merupakan senyawa antara. /olekul ini

7/21/2019 Degradasi Lipid

8/24

dibentuk pada sisi aktif en#im. Kemudian dengan segera terhidrolisis

menghasilkan KoA-S' dan sitrat, yang kemudian akan dilepaskan dari sisi

aktif. Sitrat sintetase merupakan en#im pengatur. Dalam berbagai jenis sel,

reaksi yang dikatalis merupakan tahap pembatas keepatan pada siklus asam

sitrat.

Pembentukan Issitrat dari sitrat den#an sen$a%a antara sis"aknitat

)ada reaksi ini sitrat mengalami isomerisasi untuk mengubah @ unit

atom karbon mengalami dekarboksilasi oksidatif. 5somerisasi sitrat

berlangsung melalui dua tahap yakni dehidrasi dan juga hidrasi. "eaksi yang

digambarkan adalah sebagai berikut 1

Sitrat Sis-Akonitat 5sositrat

Dalam pembentukan isositrat ini katalis yang berperan di dalamnya

adalah enzim akonitase. 6n#im ini adalah en#im yang agak kompleks. 6n#im

akonitase mengandung besi dan juga sulfur yang labil terhadap asam. 6mpat

atom besinya membentuk kompleks dengan empat sulfida inorganik dan

empat atom sulfur sistein. "umpun +e-S berperan dalam dehidrasi dan hidrasi

substrat yang diikatnya.

Pembentukan & ' ket#lutarat dari issitrat $an# men#alami dehidr#enasi

melalui sen$a%a antara ksalsuksinat

)ada tahap ini isositrat mengalami dehidrogenasi yang membentuk = 7

ketoglutarat. 6n#im yang mengkatalis pada reaksi ini adalah enzim isositrat

dihidrogenase. Ada dua jenis isositrat dehidrogenase yaitu 1

/emerlukan ?AD

?ADini akan menangkap elektron.

7/21/2019 Degradasi Lipid

9/24

penerima elektron. 'anya saja bedanya adalah ?AD) ini yang dihasilkan

bukan ?AD' akan tetapi ?AD)'.

*erikut adalah reaksi pembentukan = 7 ketoglutarat dari isositrat 1

5sositrat ?AD?AD) = 7 ketoglutarat %&$

?AD' ?AD)'

)ada reaksi pembentukan = 7 ketoglutarat diatas memerlukan senyawa

antara yaitu oksalosuksinat. &ksalosuksinat adalah suatu > 7 keto yang tidak

stabil. )ada saat terikat dengan en#im, ia melepaskan %&$, membentuk = 7

ketoglutarat. Keepatan pembentukan = 7 ketoglutarat ini penting dalampenentuan keepatan daur keseluruhan.

Pembentukan Suksinil K"A dari & ' ket#lutarat melalui dekarbksilasi

ksidatif

)ada tahap ini, = 7 ketoglutarat mengalami dekarboksilasi oksidatif.

'ampir sama dengan pembentukan asam sitrat menjadi = 7 ketoglutarat,

pembentukan suksinil Ko-A ini dibentuk melalui dekarboksilasi oksidatif dan

membentuk suksinil Ko-A. )embentukan suksinil Ko-A dari = 7 ketoglutarat

tertuang dalam reaksi berikut 1

= 7 ketoglutarat ?AD %oA Suksinil %oA %&$ ?AD'

"eaksi diatas dapat terjadi dengan adanya bantuan dari katalis

kompleks ketoglutarat dehidrogenase. Kompleks en#im ini mengandung 9

maam en#im. :alaupun mirip dengan pembentukan = 7 ketoglutarat tadiakan tetapi ada perbedaan yang penting yaitupada sistem ketoglutarat

dehidrogenase tidak memiliki mekanisme pengaturan yang sedemikian teliti

seperti kompleks piruvat dehidrogenase.

Pembentukan suksinat dari suksinil K"A

)embentukan suksinat dari suksinil Ko-A memerlukan katalissuksinil

Ko-A sintetase. Suksinil Ko-A tidak akan kehilangan Ko-A nya melalui

hidrolisis sederhana yang akan membuang energi bebas tetapi sebaliknya

7/21/2019 Degradasi Lipid

10/24

suksinil Ko-A melangsungkan reaksi berkaitan yang menyimpan energi yaitu

pemeahan ikatan tioster yang terjadi bersamaan dengan fosforilasi guanosin

difosfat !D) menjadi guanosin trifosfat !T). "eaksinya adalah sebagai

berikut 1

Suksinil S-%oA )i !D) Suksinat !T) %oA-S'

"eaksi ini merupakan satu-satunya reaksi di dalam siklus asam sitrat

yang langsung menghasilkan senyawa fosfat energi tinggi. !T) sendiri

digunakan sebagai donor fosfat pada sintesis protein dan juga proses

transduksi. !T) yang dibentuk oleh sintetase suksinil Ko-A lalu dapat

memberikan gugus fosfat terminal kepada AD) membentuk AT) dengan

dibantu nukleosida difosfokinase.

!T) AD) !D) AT)

Pembentukan Oksalasetat kembali

"eaksi senyawa 8 karbon merupakan tahap yang terakhir dari daur

asam sitrat. Suksinat akan diubah menjadi oksaloasetat melalui 9 langkah

yaitu oksidasi, hidrasi dan oksidasi lagi.

Pembentukan )umarat dari Suksinat melalui prses dehidr#enasi

+umarat dibentuk melalui proses dehidrogenase atau oksidasi dari

suksinat. Dalam reaksi pada tahap ini digunakan en#im suksinat dehidrigenase

yang mengandung flavin adenin nukleotida yang terikat seara kovalen.

Sebagai akseptor hidrogen digunakan +AD, bukan ?AD. ?AD

digunakanpada oksidasi-reduksi yang lainnya di dalam daur asam sitrat. +AD digunakan

dalam reaksi ini karena perubahan energi bebas tidak menukupi untuk

mereduksi ?AD. +AD hampir selalu menjadi akseptor elektron dalam reaksi

oksidasi yang memindahkan dua atom hidrogen dari suatu substrat. *erikut

adalah reaksi nya 1

Suksinat 6-+AD +umarat 6-+AD'$

7/21/2019 Degradasi Lipid

11/24

+AD'$yang dihasilkan melalui oksidasi suksinat tidak terpisah dari

en#im. 5ni jelas berbeda dari ?AD' yang terbentuk pad reaksi oksidasi-

reduksi yang lain.

Pembentukan malat dari hasil hidrasi fumarat

"eaksi pembentukan malat ini dikatalisis olehfumarat hidratase atau

yang biasa disebut fumarase. 6n#im ini bersifat sangat spesifik. 6n#im ini

menghidrase ikatan ganda trans pada fumarat. Akan tetapi en#im ini tidak

bekerja pada maleat yaitu isomer sisi dari fumarat. *erikut adalah reaksi

pembentukan malat oleh hidrasi fumarat 1

+umarat '$& /alat

Pembentukan ksalasetat melalui dehidr#enase atau ksidasi malat

)embentukan oksaloasetat ini adalah merupakan reaksi terakhir pada

siklus asam sitrat. /alat akan teroksidasi menjadi oksaloasetat dengan

menggunakan katalis malat dhidrogenase. )ada reaksi ini dibutuhkan juga

?ADyang nanti akan mengikat ' menjadi ?AD'.

7/21/2019 Degradasi Lipid

12/24

elektron dari ?AD' ataupun +AD'$kepada &$ melalui serangkaian pengemban

elektron. )roses ini merupakan sumber utama pembentukan AT) pada

organisme aerob. Sebagai ontoh adalah fosforilasi oksidatif menghasilkan $@

dari 9 AT) yang terbentuk pada oksidasi sempurna glukosa menjadi %& $dan

'$&. +osforilasi oksidatif terjadi di dalam membran dalam mitokondria, yaitu

matriks.

)ada intinya transpor elektron melewati 9 tahap kompleks yaitu

?AD'-E reduktase ?AD' dehidrogenase, sitokrom reduktase dan juga

sitokrom oksidase. )ada masing-masing tahap tersebut akan menghasilkan ion

'

. Ada beberapa maam jenis gugus pembawa elektron yang semuanya

berikatan dengan protein. !ugus-gugus tersebut adalah nikotinamida adenin

dinukleotida ?AD yang aktif dengan berbagai dehidrogenase, flavin

mononukleotida +/?, uikuinon E atau sering disebut Koenzim ! yaitu

senyawa kuinon isoprenoid yang larut di dalam lemak dan berfungsi dalam

bentuk ikatannya dengan satu atau lebih protein, pusat esi-sulfur +e-S,

sitokrom dan juga tembaga pada sitokrom aa3. )embawa-pembawa elektron

tersebut larut di dalam air dan tertanam di dalam membran sebelah dalam

mitokondria.

Seara garis besar dalam transfer elektron, elektron dibawa dari ?AD'

dehidrogenase ke sitokrom reduktase. Kompleks kedua pada rantai oleh

uikinon tereduksi E. Cbikinon juga membawa elektron dari +AD'$ ke

sitokrom reduktase. Kemudian setelah itu elektron dibawa kesitokrom oksidasi

oleh sitokrom %. Kemudian yang terakhir adalah elektron dipindahkan dari

sitokrom oksidase menuju &$.

*erikut adalah tahapan-tahapan di dalam transport elektron 1

6lektron di bawa dari ?AD' ke ?AD'-E reduktase ?AD' dehidrogenase

6lektron dari ?AD' masuk pada ?AD'-E reduktaseB?AD'

7/21/2019 Degradasi Lipid

13/24

dehidrogenase. )ada reaksi ini gugus prostetik yang terikat kuat pada ?AD'

dehidrogenase menjadi tereduksi. !ugus prostetik ini adalah flavin

mononukleotida +/? yang mengandung suatu molekul vitamin *$ atau

rioflavin. +/? ini akan tereduksi menjadi +/?$. *erikut adalah reaksi

mereduksinya +/? menjadi +/?'$1

?AD' ' +/? ?AD +/?'$

6lektron kemudian ditransfer dari +/?'$ ke serangkaian rumpun

elerang-esi +e-S yaitu jenis gugus prostetik yang lain dari ?AD'-E

reduktase ?AD' dehidrogenase. "umpun +e-S dalam protein besi belerang

disebut jugaprotein ukan hemberperan sangat penting dalam banyak reaksi

reduksi di dalam sistem biologis. Tahap ini akan membuang '.

6lektron dari ?AD' dehidrogenase dibawa ke uikuinon "!# atau koenzim !

Selanjutnya adalah +e-S mengangkut elektron dari gugus prostetik

+/?'$menuju ke uikuinon"!# atau yang sering juga disebut koenzim !. E

merupakan turunan kinon dengan ekor isoprenoid yang panjang. Cbikuinon

selanjutnya mengalami reduksi menjadi uikuinol "!$2# dengan senyawa antara

radikal eas anion semikinon "!-# dengan dihasilkannya kembali bentuk

teroksidasi ?AD' dehidrogenase%*erikut adalah reaksinya 1

+/?'$ E +/? E'$

Aliran elektron dari ?AD' ke E'$ melalui ?AD' dehidrogenase

menyebabkan terpompanya 8 'ke sisi sitosol membran dalam mitokondria.

/olekul ubikuinon tidak hanya mengumpulkan elektron dari ?AD' tetapi juga

+AD'$ yang sebagai ontohnya adalah +AD'$ sebagai hasil dari suksinat

dehidrogenase di dalam siklus asam sitrat. 6n#im ini merupakan bagian dari

kompleks suksinat ! reduktase. *erbeda dengan ?AD' dehidrogenase,

kompleks suksinat ! reduktase dan en#im lain yang mentransfer elektron dari

+AD'$ke E tidak memompa proton karena perubahan energi bebas dari reaksi

yang dikatalisnya keil. Akibatnya adalah jumlah AT) yang dihasilkan pada

oksidasi +AD'$lebih sedikit dibandingkan daripada melalui ?AD'.

6lektron dari ubikuinon E dibawa ke Sitokrom & melaluisitokrom reduktase

7/21/2019 Degradasi Lipid

14/24

Sitokrom adalah protein yang mengandung besi yang berfungsi untuk

memindahkan elektron dan berwarna merah atau oklat. !olongan ini

merupakan protein heme. Sitokrom reduktase mengandung dua jenis sitokrom

yang dinamaisitokrom dan sitokrom &'. Sitokrom b yang terdapat dua bentuk

menerima elektron dari ubikuinon dan memindahkannya ke sitokrom 0,

kemudian elektron yang diterimanya akan dipindahkannya ke sitokrom . )ada

tahap ini, juga akan terbentuk '.

6lektron dipindahkan dari sitokrom reduktasekesitokrom oksidase sitokrom aa3yang

langsung akan didistribusikan ke &$

Tahap ini adalah tahapan terakhir di mana transfer elektron berjalan.

Sitokrom oksidase berperan di dalam pengkatalisa elektron yang nanti akan

dipindahkan ke &$.. Sitokrom aa9 berbeda dari sitokrom lain, protein ini

mengandung dua molekul hem a yang terikat kuat. )ada tahap sitokrom

oksidase ini juga akan terbentuk '.

Setelah komponen sitokrom a menerima elektron dari sitokrom dan

tereduksi menjadi bentuk +e55, molekul ini memberikan elektronnya ke a 9.

Kemudian sitokrom a9 tereduksi lalu memberikan elektronnya kepada &$. 5ni

adalah tahap yang penting di dalam transport elektron, karena keempat elektron

harus diberikan hampir bersamaan kepada &$untuk menghasilkan '$& dengan

mengambil 8'dari medium air. Dari semua anggota rantai transport elektron,

hanya sitokrom aa9yang dapat bereaksi langsung dengan oksigen.

Pembentukan ATP

7/21/2019 Degradasi Lipid

15/24

Tahap yg

berkaitan

dengan ?AD 9

AT)

Tahap yang

berkaitan

dengan +AD $

AT)

AT)

Asil-KoA dehidrogenase

9-'idroksiasil-KoA dehidrogenase

5sositrat dehidrogenase

=-ketoglutarat dehidrogenase

Suksinil-KoA sintetase

Suksinat dehidrogenase

/alat dehidrogenase

F

3

3

3

F

3

08

$0

$8

$8

3

0@

$8

Aktivasi Asam (emak

Total AT) yang terbentuk

090

-$

0$G

Tabel di atas merupakan perinian jumlah AT) yang terbentuk pada oksidasi

asam palmitat yang memiliki 0@ karbon. Setiap dalam satu ?AD terdapat 9 AT)

dan dalam satu +AD terdapat $ AT). Setiap oksidasi Asam palmitat mengalami F

kali tahap >-oksidasi yang menghasilkan 3 Asetil-KoA dan 9 AT). Setiap satu

Asetil-KoA yang mengalami tahapan selanjutnya, yaitu siklus Krebs, akan

menghasilkan 0$ AT), karena terdapat 3 Asetil-KoA maka didapat G@ AT).

Sehingga total AT) yang dihasilkan dari dua tahap tersebut adalah 090 AT).

?amun, dalam proses mengaktivasi asam lemak diperlukan $ AT) sehingga total

AT) yang tersisa adalah 0$G AT).

Oksidasi Asam Lemak Tidak ,enuh

Crutan oksidasi yang baru saja dijelaskan memberikan ringkasan lintas

yang dilalui oleh asam lemak jenuh, yaitu asam lemak yang memiliki hanya satu

ikatan tunggal pada rantai karbonnya. Akan tetapi, kebanyakan asam lemak yang

ditemukan pada hewan dan tumbuhan bersifat tidak jenuh karena memiliki satu

atau lebih ikatan ganda. !olongan ini memiliki konfigurasi sis, dan ikatan ganda

tersebut biasanya tidak berada pada letak spesifik di rantai asam lemak yang dapat

7/21/2019 Degradasi Lipid

16/24

dikatalisa oleh en#im hidratase enoil-KoA en#im yang biasanya mengkatalisis

reaksi pertambahan air dengan ikatan ganda H$-enoil-KoA yang dihasilkan selama

oksidasi > asam lemak.

Akan tetapi, melalui kerja dua en#im pembantu, siklus oksidasi asam

lemak yang dijelaskan sebelumnya dapat juga mengoksidasi asam lemak tidak

jenuh yang biasa dimanfaatkan oleh sel sebagai bahan bakar. Kerja kedua en#im

ini, yang satu suatu isomerase dan yang lain sebagai reduktase% /isalnya pada

oksidasi asam oleat, suatu asam lemak tidak jenuh yang terdiri dari 03 karbon yang

banyak dijumpai, yang ikatan ganda sis-nya terdapat diantara karbon no. G dan 0

ditunjukkan oleh HG

. )roses masuknya asam oleat kedalam mitokondria sama

dengan proses masuknya asam lemak lain seara normal, yaitu1

Di luar membran luar mitokondria, terjadi pengubahan asam oleat menjadi

oleil KoA yang reaksinya dikatalisa oleh en#im asil-KoA sintetase yang terdapat

pada membran luar mitokondria dengan membutuhkan AT).

Di luar membran dalam mitokondria, terjadi pengubahan oleil KoA

menjadi oleil karnitin yang reaksinya dikatalisa oleh en#im karnitin asiltransferase

5 yang terdapat pada dinding luar dari membran dalam mitokondria.

Di dalam matriks mitokondria, terjadi pengubahan oleil karnitin menjadi

oleil KoA yang reaksinya dikatalisa oleh en#im asilkarnitin transferase 55 yang

terdapat pada permukaan sebelah dalam dari membran dalam mitokondria.

/olekul oleil-KoA lalu memasuki tiga kali putaran molekul siklus

oksidasi asam lemak tahap pertama dehidrogenasi, tahap kedua hidrasi, tahap

ketiga dehidrogenasi kedua, dan tahap keempat pemotongan, menghasilkan 9

molekul asetil-KoA dan ester-KoA asam lemak tidak jenuh 0$ karbon, dengan

ikatan ganda sis-nya diantara karbon no. 9 dan 8.

)roduk ini tidak dapat dikatalisis oleh en#im selanjutnya pada siklus asam

lemak normal, yaitu hidratase enoil-KoA yang bekerja hanya terhadap ikatan ganda

trans. ?amun demikian, dengan kerja satu diantara dua en#im pembantu, yaitu

isomerase enoil-KoA, sis-H9-enoil KoA diisomerasi menjadi trans-H$-enoil-KoA.

7/21/2019 Degradasi Lipid

17/24

Trans-H$-enoil KoA merupakan substrat normal bagi enoil KoA hidratase,

yang lalu mengubahnya menjadi (-9-hidroksiasil KoA yang bersangkutan. )roduk

ini sekarang dikatalis oleh en#im-en#im lainnya pada siklus asam lemak,

menghasilkan asetil-KoA dan asam lemak jenuh 0 karbon sebagai ester KoA nya.

Senyawa yang terakhir ini mengalami 8 kali putaran lagi melalui siklus normal

asam lemak, menghasilkan asetil-KoA lainnya, sehingga dihasilkan G asetil-KoA

dari 0 molekul asam oleat 03 karbon.

6n#im pembantu lainnya, reduktase diperlukan untuk oksidasi banyak

asam lemak tidak jenuh. /isalnya pada oksidasi asam linoleat dengan 03 karbon

yang memiliki $ ikatan ganda sis, satu diantara karbon no. G dan 0 H G dan yang

lain diantara karbon no. 0$ dan 09 H0$. (inoleil-KoA mengalami 9 kali putaran

melalui urutan oksidasi asam lemak baku yang telah kita kenal, menghasilkan 9

molekul asetil-KoA dan ester KoA asam lemak tidak jenuh 0$ karbon dengan

ikatan ganda sis siantara karbon no. 9 dan 8 seperti dalam hal oleil-KoA, dan

ikatan ganda sis lainnya diantara karbon no. @ dan F.

5katan ganda sis pada H9 lalu diisomerisasi oleh isomerase enoil-KoA

menjadi trans-H$-enoil-KoA dengan menghasilkan satu molekul asetil-KoA, yang

selanjutnya mengalami reaksi normal oksidatif.

Asil KoA yang dihasilkan dari empat kali putaran daur oksidasi

sebelumnya mengandung ikatan rangkap rangkap sis - H8. Dehidrogenase pada

jenis ini oleh asil Koa dehidrogenase menghasilkan #at antara $,8-dienoil yang

bukan substrat bagi en#im berikutnya pada jalur oksidasi normal. Kendala ini dapat

diatasi oleh $,8-dienoil-KoA reduktase, suatu en#im yang menggunakan ?AD'

untuk mereduksi #at antara $,8 - dienoil menjadi enoil-KoA-sis-H9dan ester KoA

asam lemak tidak jenuh 0 karbon dengan ikatan ganda sis diantara karbon no. 9

dan 8. /olekul ini lalu dioksidasi seperti proses yang telah kita kenal dengan

empat kali putaran lagi. 'asil keseluruhannya adalah bahwa asam linoleat diubah

menjadi G asetil-KoA dengan bantuan $ en#im pembantu.

7/21/2019 Degradasi Lipid

18/24

7/21/2019 Degradasi Lipid

19/24

membentuk suksinil-KoA , yang dikatalis oleh metil-malonil-KoA mutase, yang

memrlukan deoksiadenosilkoalamin sebagai Koen#im. /olekul ini merupakan

bentik Koen#im dari vitamin *0$ atau kobalamin.

(-/etilmalonil-KoA suksinil-KoA

Suksinil Ko-A tentulah merupakan suatu senyawa atas siklus asam sitrat

dan akhirnya berubah menjadi oksaloasetat.

Crutan metabolik dari )ropionil-KoA menjadi Suksinil-KoA ini

mungkin kelihatannya seperti ara yang sulit untuk menghasilkan perubahan

keseluruhan ini. Seseorang mungkin mengira bahwa suksinil-KoA dapat dibuat

dengan melekatkan %&$ kepada karbon no.9 dari bagian asam propionat pada

molekul propionil Ko-A. Sebaliknya, sel telah memilih menempatkan %&$ pada

atom karbon $ dan pada sisi yang IsalahJ. Setelah epimerase menempatkan %&$

pada atom karbon $ dan pada sisi yang IbenarJ yaitu membentuk (-metilmalonil-

KoA kelihatannya akan ukup sederhana untuk memindahkan gugus karboksil dan

karbon $ ke karbon $ pada gugus propionil ini lihat gambar diatas.

Sebaliknya, malahan gugus-%&-S-KoA yang demikian besar itulah

yang dipindahkan, dengan bantuan koen#im deoksiadenosilkobalamin yang

kompleks. Di sini, kembali kita dapat menganggap bahwa sel telah belajar

menyelesaikan problem kimiawi yang sulit dengan jalan berputar.

"eaksi mutase metilmelonil-KoA merupakan reaksi yang luar biasa.

"eaksi ini terdiri atas pertukaran gugus-%&-S-KoA pada atom karbon $ pada gugus

propionil asal dari metilmelonil-KoA, bagi suatu atom ' pada atom karbon 9. 5ni

adalah salah satu reaksi en#imatik yang relatif jarang di biologi. Disini terjadi

pertukaran gugus alkil atau alkkkil tersubstitusi dengan atom hidrogen pada

karbon berikutnya. 6n#im yang mengkatalisis yang aneh ini semuanya

mengandung -deoksiadenosil-kobalamin. 5ngat kembali bahwa penyerapan

vitamin *0$pada usus menyebabkan penyakit anemi pernisiosa. Ternyata metil-

malonil-KoA merupak senyawa antara, bukan hanya di dalam oksidasi asam lemak

dengan karbon ganjil, tetapi juga di dalam degradasi oksidsi ketiga asam amino.

7/21/2019 Degradasi Lipid

20/24

;aitu1 metionin, valin dan isoleusin. *eberapa penyimapangan genetik di dalam

metabolisme metil malonil K&A telah ditemukan pada manusia L, terutama bayi. Di

antaranya, kerusakan pada mutase metilmalonil-KoA yang bersifat yang bersifat

menurun, menyebabkan metil malonil KoA tidak dapat diubah memenjadi suksinil-

KoA. Akibatnya asam metil mametilmelanoat tidak dapat dimetabolisme lebih

lanjut, dan munul dalam jumlah besar di dalam darah dan urin, menyebabkan

penurunan p' darah. Keadaan ini disebut metilmalonat asidemia dapat diatasi pada

beberapa penderita yang menyuntikkan sejumlah besar Mitamin *0$, karena

kerusakan genetik ini mengakibatkan menurunnya keepatan reaksi en#imatik

yang mengubah vitamin *0$ menjadi bentuk koen#im aktifnya. Tetapi pada

penderita kelompok lain dari metimalonat KoA tidak dapat diatasi oleh pemberian

vitamin *0$4 dalam hal ini penyakit ini dapat mematikan.

Oksidasi Badan Ketn

*adan ketonBketon bodies adalah hasil dari oksidasi asam lemak yang

terjadi di dalam hepar, merupakan senyawa yang dibentuk dari asetoasetat dan D-

hidroksi butirat, bersama-sama aseton. Asetoasetat dan D- hidroksi butirat tidak

dioksidasi lanjut di dalam hati, tetapi diangkut oleh darah menuju jaringan perifer

Aseton merupakan senyawa yang mudah menguap, terdapat dalam

jumlah banyak di dalam darah. Asetoasetat dan D- hidroksi butirat yang dihasilkan

dari reaksi kemudian berdifusi ke luar dari sel hati menuju aliran darah dan

diangkut ke jaringan perifer.

&tot jantung dan korteks ginjal lebih memilih, dalam hal ini diartikan

akan lebih efisien jika menggunakan asetoasetat sebagai sumber energi dari pada

glukosa. Sebaliknya glukosa merupakan bahan bakar utama bagi otak dan sel

darah merah pada orang bergi#i baik dengan diet seimbang. Akan tetapi otak dapat

beradaptasi menggunakan asetoasetat dalam keadaaan kelaparan dan diabetes. )ada

kelaparan F N bahan bakar yang diperlukan oleh otak didapat dari asetoasetat.

*erikut ini merupakan jalur pengubahan badan keton menjadi asetil-

7/21/2019 Degradasi Lipid

21/24

KoA1

)ada jaringan perifer D- hidroksi butirat dioksidasi menjadi asetoasetat oleh D-

hidroksi butirat dehidrogenase4

Asetoasetat yang terbentuk kemudian diaktifkan, membentuk ester KoA nya,

dengan memindahkan KoA-nya dari suksinil KoA, yang merupakan senyawa

antara pada siklus asam sitrat. "eaksi ini terjadi oleh aktivitas katalitik 9-ketoasil-

KoA transferase

Asetoasetil-S-KoA yang terbentuk kemudian diuraikan oleh tiolase

menjadi asetil-KoA.

Seara keseluruhan proses pengubahan badan keton menjadi asetil-KoA

seperti berikut1

7/21/2019 Degradasi Lipid

22/24

Asetil KoA yang dihasilkan lalu memasuki siklus asam sitrat untuk

menyempurnakkan oksidasinya dalam jaringan perifer. Asetoasetat yang larut

dalam air dapat dianggap sebagai bentuk unit asetil KoA yang dapat diangkut

dengan mudah. Asam lemak dilepaskan oleh jaringan adiposa dan diubah menjadi

unit-unit asetil oleh hati, yang kemudian mengeluarkannya sebagai asetoasetat.

Asetoasetat memiliki peran pengaturan, kadar asetoasetat yang tinggi dalam darah

menandakan berlimpahnya unit asetil yang menyebabkan berkurangnya laju

lipolisis di jaringan adiposa.

'al yang menentukan lintasan yang dilalui asetil-KoA di dalam

mitokondria hati adalah tersedianya oksaloasetat untuk memulai masuknya asetil-

KoA ke dalam siklus asam sitrat.

7/21/2019 Degradasi Lipid

23/24

MAKALA/

BIOKIMIA

KATABOLISME LIPID

Disusun oleh 1

Kelompok $

?adiya :ahyu %iptasari 0098$80F

Khim;atul ?gu#um 0098$8009

Siti Kaswati 0098$800

Dewi ?ilam Tyas 0098$80$3

7/21/2019 Degradasi Lipid

24/24

%intia "isma 0098$8098

)endidikan *iologi Subsidi

,0*0SA+ PE+DIDIKA+ BIOLO-I

)AK0LTAS MATEMATIKA DA+ ILM0 PE+-ETA/0A+ ALAM

0+I1E*SITAS +E-E*I 2O-2AKA*TA

3453