MEKANISME LEMAK.docx

download MEKANISME LEMAK.docx

of 22

  • date post

    15-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    30
  • download

    0

Embed Size (px)

description

MEKANISME LEMAK

Transcript of MEKANISME LEMAK.docx

A. MEKANISME LEMAK1. Katabolisme Asam LemakDegradasi Asam Lemak: -OksidasiDegradasi asam lemak terjadi di mitokondria dalam beberapa tahap:Tahap 1: aktivasi asam lemak di sitoplasma. Asam lemak difosforilasi dengan menggunakan satu molekul ATP dan diaktifkan dengan asetil Co-A menghasilkan asam lemak-CoA, AMP, dan pirofosfat inorganik.

Gambar: Pengaktifan asam lemak dengan acetyl-CoA menjadi asam lemak-CoA.

Tahap 2: Pengangkutan asam lemak-CoA dari sitoplasma ke mitokondria dengan bantuan molekul pembawa carnitine, yang terdapat dalam membran mitokondria.

Gambar: Masuknya asam lemak ke mitokondria melalui transport acyl-carnitine/carnitine.

Tahap 3: Reaksi -oksidasi, berlangsung dalam 4 tahap, yaitu:1. Dehidrogenasi I, yaitu dehidrogenasi Asam lemak-CoA yang sudah berada di dalam mitokondrion oleh enzim acyl-CoA dehidrogenase, mengha-silkan senyawa enoyl-CoA. Pada reaksi ini, FAD (flavin adenin dinukleotida) yang bertindak sebagai koenzim direduksi menjadi FADH2. Dengan mekanisme fosforilasi bersifat oksidasi melalui rantai pemafasan, suatu molekul FADH2 dapat menghasilkan dua molekul ATP.2. Hidratasi, yaitu ikatan rangkap pada enoyl-CoA dihidratasi menjadi 3-hidroxyacyl-CoA oleh enzim enoyl-CoA hidratase.3. Dehidrogenase II, yaitu dehidrogenasi 3-hidroxyacyl-CoA oleh enzim -hidroxyacyl-CoA dehidrogenase dengan NAD+ sebagai koenzimnya menjadi -ketoacyl-CoA. NADH yang terbentuk dari NAD+ dapat dioksidasi kembali melalui mekanisme fosforilasi oksidatif yang dirangkaikan dengan rantai pernafasan menghasilkan 3 molekul ATP.4. Pemecahan molekul dengan enzim -ketoacyl-CoA thiolase. Pada reaksi ini satu molekul ketoacyl-CoA menghasilkan satu molekul asetyl-CoA dan sisa rantai asam lemak dalam bentuk CoA-nya, yang mempunyai rantai dua atom karbon lebih pendek dari semula.

Gambar: Urutan tahapan reaksi dalam -oksidasi asam lemak.

Proses degradasi asam lemak selanjutnya adalah pengulangan mekanisme -oksidasi secara berurutan sampai panjang rantai asam lemak tersebut habis dipecah menjadi molekul acetyl-CoA. Dengan demikian satu molekul asam miristat (C14) menghasilkan 7 molekul acetyl-CoA (C2) dengan melalui 6 kali -oksidasi.

Tiap satu siklus -oksidasi dihasilkan energi sebesar: 1 FADH2 = 2 ATP (pada dehidrogenasi 1)1 NADH = 3 ATP (pada dehidrogenasi 2)1 Acetyl-CoA dioksidasi melalui siklus TCA menghasilkan energi = 12 ATP.Jadi jumlah ATP yang dihasilkan dalam satu siklus -oksidasi = (3 + 3 + 12) ATP = 17 ATP

Jalur Minor Degradasi Asam LemakJalur utama degradasi asam lemak adalah -oksidasi, yaitu untuk asam lemak jenuh beratom C genap. Akan tetapi ada juga jalur-jalur khusus yang lain yaitu untuk degradasi asam lemak tak jenuh, degradasi asam lemak dengan atom C ganjil, serta - dan -oksidasi.

-Oksidasi asam lemak tak jenuhAdapun mekanisme oksidasi asam lemak tak jenuh berlangsung sama seperti -oksidasi untuk asam lemak jenuh. Karena terdapat satu ikatan tak jenuh, maka dalam proses degradasinya, asam lemak tak jenuh mengalami satu mekanisme reaksi tambahan yaitu reaksi isomerisasi bentuk cis ke trans yang dikatalisis oleh enzim enoyl-CoA isomerase.Pada asam lemak tak jenuh, ada siklus -oksidasi yang tidak melalui reaksi dehidrogenasi I yang menghasilkan FADH2, yaitu pada pmotongan 2 C yang mengandung ikatan rangkap. Dengan demikian jumlah ATP yang dihasilkan pada -oksidasi asam lemak tak jenuh lebih sedikit bila dibandingkan dengan jumlah ATP yang dihasilkan oleh -oksidasi asam lemak jenuh dengan jumlah atom C yang sama.

Gambar: Urutan reaksi dalam oksidasi asam lemak tak jenuh (Contoh: asam linoleat dalam bentuk linoleoyl-CoA-Oksidasi Asam Lemak dengan atom C ganjilPada asam lemak dengan jumlah atom C ganjil, setelah pengambilan acetyl-CoA (2C) sisanya adalah residu propionyl-CoA (3C). Propionyl-CoA ini masuk ke siklus Krebs lewat Succinyl-CoA. Dalam hal ini propionyl-CoA dikarboksilasi menjadi D-metylmalonyl-CoA, kemudian diubah menjadi Succinyl-CoA melalui intermediet L- metylmalonyl-CoA. Jumlah energi yang dihasilkan dalam 1 siklus krebs jika masuk lewat Succinyl-CoA hanya sebesar 6 ATP. Karena masuk siklus krebs lewat Succinyl-CoA maka degradasi asam lemak dengan atom C ganjil lebih cepat dibandingkan dengan degradasi asam lemak dengan atom C genap.

Gambar: Oksidasi asam lemak dengan atom C ganjil (contoh: asam propionat dalam bentuk Propionyl-CoA)

Bagi penderita anemia pernisiosa sebagai akibat kekurangan vitamin B, kerja enzim methylmalonyl-CoA mutase terganggu, sehingga L-Methylmalonyl-CoA tidak bisa diubah menjadi Succinyl-CoA. Dalam urin penderita ini ditemukan L-methylmalonyl-CoA maupun propionyl-CoA dalam jumlah yang besar.- dan -oksidasioksidasi adalah degradasi senyawa asam karboksilat dengan melepaskan 1 atom karbon pada ujung karboksilnya. Asam lemak yang bagian ujungnya mempunyai cabang metil tidak bisa langsung didegradasi melalui mekanisme -oksidasi, melainkan harus dioksidasi terlebih dahulu melalui mekanisme oksidasi. Dalam mekanisme oksidasi, gugus karboksilat dilepaskan sebagai CO2 dan atom karbon- dioksidasi oleh hidrogen peroksida menjadi gugus aldehida. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim peroksidase asam lemak, tidak membutuhkan CoA-SH dan tidak menghasilkan ATP. Gugus aldehid yang terbentuk selanjutnya dioksidasi dengan menggunakan NAD+ menjadi asam karboksilat. Dengan demikian asam lemak yang dihasilkan dalam satu kali reaksi oksidasi telah berkurang dengan 1 atom C. Selain itu gugus aldehid tersebut dapat dioksidasi menjadi gugus alkohol, membentuk senyawa alkohol asam lemak.-oksidasi adalah oksidasi atom C pada ujung asam lemak. Reaksi ini dimulai dengan hidroksilasi gugus CH3 yang dikatalisis oleh monooksigenase membentuk CH2OH dan dilanjutkan dengan oksidasi membentuk gugus karboksilat -COOH. Hasilnya adalah asam lemak dikarboksilat yang dapat mengalami -oksidasi dari kedua ujungnya sampai diperoleh asam dikarboksilat C8 (asam suberat) atau C6 (asam adipat) yang dapat diekskresi dalam urin. Kedua asam ini dijumpai pada urin penderita ketotik dikarboksilat asiduria. -oksidasi dilakukan oleh enzim-enzim hidroksilasi yang memerlukan sitokrom P-450 dalam mikrosom.

-oksidasi di PeroksisomBentuk modifikasi -oksidasi terjadi di peroksisom hati, yang dikhususkan untuk degradasi asam lemak berantai panjang (n > 20). Dua perbedaan pokok -oksidasi di mitokondria dan di peroxisome adalah:1. Pada tahap reduksi 1, flavoprotein acyl-CoA oxidase di peroxisome memasukkan elektron secara langsung ke O2 menghasilkan H2O2, yang segera diubah menjadi H2O dan O2 oleh katalase. Energi yang dihasilkan tidak disimpan sebagai ATP tetapi dibuang dalam bentuk panas. Dalam mitokondria elektron yang dihasilkan pada tahap reduksi 1 dimasukkan ke O2 menghasilkan H2O melalui rantai respirasi yang digabungkan dengan pembentukan ATP.2. Dalam sistem perosisomal, -oksidasi lebih aktif dilakukan terhadap asam lemak berntai panjang, seperti asam hexakosanoat (26:0), dan asam lemak bercabang, seperti asam fitanat dan asam pristanat. Pada mamalia konsentrasi lemak yang tinggi dalam diet akan menaikkan sintesis enzim -oksidasi peroxisomal hati. Karena peroxisome hati tidak mempunyai enzim-enzim untuk siklus TCA dan tidak dapat mengkatalisa oksidasi acetyl-CoA menjadi CO2, maka asam lemak berantai panjang atau bercabang tersebut dikatabolisme menjadi produk asam lemak yang lebih pendek, selanjutnya dieksport ke mitokondria untuk dioksidasi secara sempurna.

Gambar: Perbandingan -oksidasi di mitokondria dan di peroxisome dan glyoxysome

2. Anabolisme LipidHati adalah tempat penting untuk pembentukan asam lemak, lemak, keton bodi, dan kolesterol. Meskipun jaringan adiposa juga mensintesis lemak, tetapi fungsi utamanya adalah menyimpan lipid.Metabolisme lipid di dalam hati berkaitan erat dengan karbohidrat dan asam amino. Dalam keadaan absorpsi, hati mengubah glukosa menjadi asam lemak melalui asetyl-CoA. Hati dapat juga mendapatkan kembali asam lemak dari suplai lipid dengan kilomikron dari usus. Asam lemak dari kedua sumber tersebut kemudian dikonversi menjadi lemak netral dan fosfolipid.

Biosintesis Keton BodiesTujuan pembentukan keton bodies adalah: 1. untuk mengalihkan sebagian acetyl-CoA yang terbentuk dari asam lemak di dalam hati dari oksidasi selanjutnya,2. untuk mengangkut acetyl-CoA menuju jaringan lain untuk dioksidasi menjadi CO2 dan H2O (salah satu cara distribusi bahan bakar ke bagian lain dalam tubuh)Asetyl-CoA hasil degradasi asam lemak jika konsentrasinya dalam mitokondria hati tinggi, maka dua molekul asetyl-CoA akan berkondensasi membentuk acetoacetyl-CoA, penambahan satu gugus acetyl selanjutnya menghasilkan 3-hydroxy--methylglutyryl-CoA (HMG-CoA), dan pelepasan satu acetyl-CoA dari senyawa tersebut dihasilkan acetoacetate. Ketiga senyawa hasil dari reaksi 1, 2, dan 3, yaitu acetoacetyl-CoA, 3-hydroxy--methylglutyryl-CoA, dan acetoacetate disebut sebagai keton bodies. Senyawa acetoacetate dapat direduksi menjadi 3-hydroxybutirate atau diurai menjadi acetone. Keton bodies selanjutnya dilepaskan hati ke darah. Dalam kondisi lapar, keton bidies dalam darah naik. Acetoacetate dan 3-hydroxybutirate bersama asam lemak digunakan sebagai sumber energy untuk hati, otot skeletal, ginjal dan otak. Sedangkan aceton yang tidak diperlukan dikeluarkan melalui paru-paru.Jika produksi keton bodies melebihi penggunaannya di luar sel hati, maka keton bodies ini akan terakumulasi dalam plasma darah (ketonemia), dan diekskresikan bersama urin (ketonuria). Karena keton bodies adalah asam kuat moderat dengan pKa sekitar 4, maka dapat menurunkan nilai pH plasma darah (ketoacidosis).

Gambar: Reaksi-reaksi pembentukan keton bodies. Reaksi 1: pembentukan acetoacetyl-CoA. Reaksi 2: pembentukan HMG-CoA. Reaksi 3: pembentukan acetoacetate. Reaksi 4. Pengubahan acetoacetate menjadi acetone dan d--hydroxybutirate.

Biosintesis Asam LemakBiosintesis asam lemak sangat penting, khususnya dalam jaringa