Katabolisme Lipid

48
LIPID

description

katabolisme

Transcript of Katabolisme Lipid

  • LIPID

  • LIPID Senyawa organik yang terdapat di alam serta tidak

    larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non-polar

    LEMAK Ester gliseril dari asam organik berantai panjang.

    Pada temperatur kamar berbentuk padat MINYAK Ester gliseril dari asam organik berantai panjang.

    Pada temperatur kamar berbentuk cair ASAM LEMAK Asam karboksilat yang diperoleh dari sutau

    hidrolisis lemak atau minyak

  • ASAM LEMAK Have a long hydrocarbon chain with a terminal carboxylic

    acid Saturated : have no double bond Unsaturated : have one or more double bonds cis or

    trans

  • N o m e n c l a t u r e

    According to the number of carbon atoms in the chain & the number and position of any double bond The number before colon gives the total number of carbons The number after the colon gives the count of double bond The configuration and position of double bonds are indicated by c (cis) or t (trans) followed by and one or more numbers

  • Major biological roles

    Components of membranes (glycerophospholipids and sphingolipids)

    Several protein are covalently modified by fatty acids

    Act as energy stores (triacylgliserols) and fuel molekul

    Fatty acids derivatives serve as hormones and intracellular second messengers

  • Metabolisme Lipid

  • Katabolisme Asam Lemak

    Oksidasi lengkap triasilgliserol = 37 kJ/g

    Oksidasi lengkap karbohidrat & protein = 17 kJ/g

  • KatabolismeasamlemakPenyerapan dan transpor

    didegradasi di lumen usus kecil, direkombinasi pada RE & badan golgi

    Aktivasi asam lemak

    dikatalisis oleh enzim fatty acyl CoA ligase Transfer asam lemak Oksidasi asam lemak

  • Ceritakan apa yang terjadi bila kita mengkonsumsi lipid (minyak/trigliserida), mulai dari proses pencernaan di mulut sampai degradasi menghasilkan CO2 dan H2O !

    Mulut : pencernaan secara mekanik Lambung : terdapat enzim lipase, namun tidak dapat bertugas

    karena suasana asam yang tinggi (pH 1,2-2,5) Metabolisme lipid dimulai di usus halus (small intestine). Kantung empedu asam empedu untuk mengemulsi

    lipid. Lipase (pancreatic lipase) menguraikan lipid/ trigliserida asam lemak bebas & gliserol, monoasilgliserol, diasilgliserol

    Fats are combined with apoproteins to form chylomicrons, which transport the fats through blood and lymph

  • Penyerapan & Transpor Lipid

    Lemak dihidrolisis di lumen usus kecil menjadi gliserol, asam lemak, mono-asilgliserol & diasil-gliserol.

    Direkombinasi TGA di RE & kompleks golgi sel mukosa usus.

    Lemak (termasuk kolesterol) bergabung dengan apoprotein membentuk chylomicrons

    Lemak di chylomicron dicerna dipembuluh menghasilkan chylomicron remnants, e.g VLDL

    Asam lemak ditemukan dalam kompleks dengan albumin

    Lemak yang disintesis di hati bergabung dengan sekumpulan apoprotein membentuk VLDL, yang dihidrolisis selama perjalanannya menuju jaringan tepi pada permukaan dalam dari pembuluh.

    Hidrolisis oleh lipoprotein lipase menghasilkan IDL yang diserap oleh hati untuk diolah menjadi LDL

    LDL merupakan bentuk utama kolesterol yang ditransport ke jaringan, HDL berperan membawa kolesterol dari jaringan kembali ke hati.

  • Struktur Chylomicron

    d = 100-500 nm

  • Aktivasi Asam Lemak Small & medium chain

    acyl CoA molecules (10 carbon) are readily able to cross the inner membran by diffusion

    Before entering the mitocondrial matrix, the fatty acids is activated by forming a thioester link with CoA, which is present on the outer mitochondrial membrane, and uses a molecule of ATP

  • Transfer from cytosol into mitochondria: carnitine transport

    enzim carnitine acyltransferase I yield fatty acyl carnitine enzim carnitine acyltransferase II exchanging fatty acyl carnitine for free canitine & producing fatty acyl CoA

  • Fatty Acids Breakdown (-oxidation)

    Overview bring about the oxidation of long-chain fatty acids first : converted to their acyl coenzyme A (CoA) derivatives then degraded by the successive removal of two-

    carbon units as acetyl CoA The pathways produces FADH2 & NADH directly The acetyl CoA produced can also enter the TCA

    cycle & produce further FADH2 & NADH

    Lokasi : Sitosol (prokarya) Matriks Mitokondria (eukarya)

  • -oxidation pathway

    Inside the mitochondrial matrix : fatty acyl coA are oxidized with initial oxidationof the -carbon and a series of steps that each releases 2 carbon, in the form of acetyl coA.

    Each step involves four reaction The pathway is cyclic, in that each step end with

    formation of an acyl CoA, shortened by two carbon, which undergoes the same process in the next step

    1 mol of palmitoyl-CoA (16-carbon fatty acids) undergoes 7 cycles of oxidation to give 8 mol of acetyl CoA

    acetyl CoA from -oxidation enters the TCA

  • Reaksi 1 : Dehidrogenasi pertama enzim : fatty acyl-CoA dehydrogenase

    the enzyme bound FADH2 shuttle protein : electron-transfering flavoprotein (ETFP)

  • Reaksi 2 dan 3 : Hidrasi dan Dehidrogenasi enzim : enoil-CoA hidratase & 3-hydroksiasil CoA dehidrogenase

    Reaksi 4 : Thiolytic cleavage cleavage of the - bond and release of acetyl CoA the product : shortened fatty acyl CoA, ready to begin a new

    cycle of oxidation enzim : -ketotiolase (tiolase)

  • Energy yield from fatty acids oxidation

    Palmitoil-CoA + 7 CoA-SH + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O 8 Acetyl-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+

    Asumsi 1 daur TCA = 12 ATP, 1 FADH2 = 2 ATP , 1 NADH = 3 ATP Stryer : 1 daur TCA = 10 ATP 1 FADH2 = 1.5 ATP , 1 NADH = 2.5 ATP

    -2

    8 x 10 = 80 7 x 1.5 = 10.5 7 x 2.5 = 17.5

    106

  • Energy yield from fatty acids oxidation Palmitoil-CoA + 7 CoA-SH + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O

    8 Acetyl-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+

    !!!!!!!! Activation of palmitat to palmitoyl CoA : - 2 ATP

  • Oxidation of Unsaturated Fatty Acids

    Unsaturated fatty acids with double bonds at odd-number carbon atoms

    Unsaturated fatty acids with double bonds at even-number carbon atoms

    2 enzim tambahan : enoil CoA

    isomerase & 2,4-dienoil-CoA reduktase

  • 3 cycles of -oxidation

    -oxidation

  • Odd-numbered double bonds are handled by the isomerase Even-numbered double bonds are handled by the reductase and the

    isomerase Setiap ikatan rangkap di asam lemak menghilangkan tahap reaksi

    dehidrogenasi pertama pada -oksidasi (tahap pembentukkan FADH2)

    Asam lemak tak jenuh trans : sulit dimetabolisme, kecuali di hewan mamalia. Banyak terdapat di margarine, asam lemak tak jenuh trans menyebabkan jantung koroner

  • Oxidation of fatty acids with odd-numbered carbon chains Substrat terakhir pada siklus -oksidasi asam lemak berkarbon

    ganjil adalah 5-carbon acetoacetil CoA Tiolitic cleavage 1 asetil CoA + 1 propionil CoA

    masuk daur TCA metabolisme lebih lanjut sebelum masuk ke TCA

    Propionil-CoA karboksilase

    metilmalonil-CoA epimerase

    metilmalonil-CoA Mutase (B12 coenzyme)

  • D A U R

    T C A

  • Ketidakmampuan mengkatabolisme propionil-CoA defek enzim metilmalonil-CoA mutase : akumulasi L-metilmalonil CoA dan dikeluarkan dari tubuh sebagai asam metilmalonat asidosis (pH darah bersifat asam) & kerusakan sistem saraf pusat

    Treatment : pemberian dosis tinggi vitamin B12

  • -oxidation

    Minor pathway Akumulasi asam lemak yang tidak biasa, asam phytanic yang

    merupakan turunan phytol (komponen klorofil) Gugus metil pada posisi atom C-3 menyebabkan -oksidasi tidak

    dapat berlangsung, sehingga terjadi oksidasi pada posisi atom C menghasilkan senyawa asam peristanic, substrat yang nantinya dapat menjalani -oksidasi

    Refsums disease : -oksidasi tidak dapat berlangsung disorder sistem syaraf

    Treatment : diet containing little or no chlorophyll

  • Ketogenesis / Ketone Bodies

    Akumulasi asetil-CoA melebihi kapasitas Terjadi (biasanya) karena level oksaloasetat sangat rendah in fasting/diabates, oksaloasetat is consumed to form

    glucose by the gluconeogenic pathway, hence is unvailable for condensation with asetil-CoA

    Lokasi : mitokondria (umumnya mitokondria hati)

  • 2 molekul asetil-CoA Asetoasetil-CoA Asetoasetil-CoA + asetil-CoA HMG-CoA (-hidroksi- -

    metilglutaril-CoA), enzim : HMG-CoA synthase Ketika HMG-CoA terbentuk di sitosol digunakan sebagai

    intermediet awal proses biosintesis kolesterol Ketika HMG-CoA terbentuk di mitokondria asetoasetat +

    asetil-CoA, enzim HMG-CoA liase Asetoasetat -hidroksi-butirat atau aseton Ketone bodies : Asetoasetat, -hidroksi-butirat, aseton

    penderita diabetes : high levels of ketone bodies are present in blood, the odor of acetone may be detected in the breath

  • Acetoacetate is major fuel in some tissues

    George Cahill & co workers heart muscle & renal cortex use acetone in the presence of glucose

    the brain adapts to utilization of acetoacetat during starvation

    in prolonged starvation, 75% of the fuel needs of the brain are met by acetoacetate