Metabolisme Lipid Pada Tumbuhan

OLEHAWARI SUSANTIBP: 1320422015

PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ANDALASPADANG,2014

Metabolisme

Anabolisme Katabolisme

Proses metabolisme primer menghasilkan senyawa-senyawa yang digunakan dalam proses biosintesis sehari-hari, yaitu karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat.

metabolisme sekunder menghasilkan senyawa dengan aktivitas biologis tertentu seperti alkaloid, terpenoid, flavonoid, tannin dan steroid. Dll.

LIPID •Golongan senyawa organik yang sangat heterogen yang menyusun jaringan tumbuhan dan hewan. Lipid merupakan golongan senyawa organik kedua yang menjadi sumber makanan.

•Lipid disusun oleh sejumlah senyawa lemak yang tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik seperti eter, aseton, kloroform dan benzena.

•Termasuk senyawa lipid adalah monogliserida, digliserida, fosfatida, serebrosida, sterol, terpen, asam lemak dll (Poedjiadi 1994; Zamora, 2005).

Lipid SederhanaMinyak dan lemak termasuk dalam golongan lipida sederhana. minyak dan lemak yang telah dipisahkan dari jaringan asalnya mengandung sejumlah kecil komponen selain trigliserida, yaitu: lipida kompleks (lesitin, sephalin, fosfatida lainnya, glikolipida)

Lipid MajemukLipida majemuk jika dihidrolisis akan menghasilkan gliserol , asam lemak dan zat lain. Secara umum lipida komplekss dikelompokkan menjadi dua, yaitu fosfolipid dan glikolipida.

SterolSterol sering ditemukan bersama-sama dengan lemak. Sterol telah dijumpai di alam, terdapat pada jaringan binatang dan tumbuhan, ragi, jamur, tetapi jarang ditemukan dalam bakteri.

Perbedaan lipid berdasarkan pengelompokannya

Secara Kimia lipid sederhana di bedakan

berdasarkan berdasarkan bentuk

strukturnya trigliserida. Hasil kondensasi ester dari satu molekul gliseril

dengan tiga molekul asam lemak,

Triasilgliserol.

Jika ketiga asam lemak penyusun lemak itu sama disebut trigliserida paling

sederhana.

LIPID SEDERHANA

Trigliserida jika dihidrolisis akan menghasilkan 3 molekul asam lemak rantai panjang dan 1 molekul gliserol.

LIPID MAJEMUK

Dihidrolisis

gliserol, asam fosfat serta senyawa nitrogen.

Fosfolipida dan Glikolipida

asam lemak

Lesitin dan sephalin

STEROL

fitostrerol Kolesterol

Lemak hewaniMinyak nabati.

Oils •Oils occur in all parts of a plant, but are most common in seeds. Some seeds have so much oil that it can be commercially harvested. The most commonly used oils are cotton, sesame, safflower, sunflower, olive, coconut, peanut, corn, castor bean, and soybean oils.

•The most common seed oil fatty acids are oleic acid (onedouble bond), linoleic acid (two double bonds), and linolenic acid (three double bonds). Linoleic and linolenic are essential fatty acids.

Minyak dihasilkan dari biosintesis asam lemak, yang

ditandai dengan adanya akumulasi TAG (triasilgliserol).Asam lemak (C:18) yang disimpan oleh tanaman mempunyai struktur yang bervariasi berdasarkan panjang rantai dan jumlah ikatan tak jenuhnya.

Asam oleat (18:1) Golongan MUFA

dengan 1 ikatan ganda

Asam linoleat (18:2) Golongan PUFA dengan

2 ikatan ganda

Asam stearat (18:0)Golongan asam lemak jenuh.

Asam linolenat (18:3) Golongan PUFA dengan 3 ikatan ganda dan 2 struktur

berbeda (α dan γ)

Plant metabolic pathways are linked

Menurut Nikolau et al. (2003), tahapan utama dalam proses biosintesis TAG :

Karboksilasi asetil-koA menjadi malonil-koA

Pelepasan gugus asil dari ACP (Acyl Carrier Protein)

Desaturasi asam lemak di plastida

Desaturasi asam lemak di retikulum endoplasma

Pembentukan oil body melalui akumulasi TAG

Asetil –KoA+ Co2 Malonil-KoA

Acyl Carrier Protein

Adanya proses kondensasi berulang yang dikatalis oleh 3 tipe ketoasil-ACP-sintase (KAS)

Reaksi kondensasi pertama menghasilkan butyryl-koA

Enzim ACCase

Tahap 1: Karboksilasi asetil-koA

Jumlah siklus reaksi ini menentukan panjang rantai asam lemak yang terbentuk.

Tiga tipe enzim ketoasil-ACP-sintase (KAS):

Sumber: Pidkowich et al., 2007

KAS III: menambahkan gugus asetil pertama dari asetil-KoA menjadi malonil-ACP. Malonil ACP diperpanjang menjadi C10-C12 ketoasil-ACP

KAS II:Mengkatalis perpanjangan rantai C16-ACP menjadi C18-ACP

KAS I:Memperpanjang rantai dari C10-C12 ketoasil-ACP menjadi C16-ACP

Skema lintasan biosintesis lipid pada tanaman untuk menghasilkan minyak.

Katalis

Tahap 2: Desaturasi asam lemak di plastida

Tahap 3: Pelepasan gugus asil dari ACP

Tahap 4: Desaturasi asam lemak di RE

*FAD: fatty acid desaturase

Tahap 5: Pembentukan tubuh minyak (oil body) melalui akumulasi TAG

Oil body dibentuk di RE.

Diawali dengan sintesis oleosin dan TAG.

TAG dibentuk dari kumpulan acyl-CoA di RE setelah ditransfer

dari gliserolipid menjadi CoA.

Jalur Sintesis Tag Ramli et al., 2002.

Kandungan lipid pada biji

Function of lipid molecules

Fatty Acids Biosynthesis

Fatty acid biosynthesis in plants takes place within plastids.

During fatty acid biosynthesis, a repeated series of reactions incorporates acetyl moieties of acetyl-CoA into an acyl group 16 or 18 carbons long

DAFTAR PUSTAKA• Bates, p. D., j. B. Ohlrogge, and m. Pollard. 2007. Incorporation of newly synthesized

fatty acids into cytosolic glycerolipids in pea leaves occurs via acyl editing. Journal of biological chemistry vol. 282 no. 43: pp 31206-31216.

• Baud, s. And l. Lepiniec. 2010. Review: physiological and developmental regulation of seed oil production. Progress in lipid research. Doi:10.1016/j.plipres.2010.01.001.

• Dahlqvist, a., u. Stahl, m. Lenman, a. Banas, m. Lee, l. Sandager, and h. Ronne, and s.

Stymne. 2000. Phospholipid diacylglycerol acyltransferase: an enzyme that catalyzes the acyl-coa-independent formation of triacylglycerol in yeast and plants. Proceeding of national academy of sciences vol. 97 no. 12: pp 6487-6492.

• Durrett, t. P. C. Benning, and j. Ohlrogge. 2008. Plant triacylglycerols as feedstocks for

the production of biofuels. The plant journal vol. 54: pp 593–607.

• Estiti, B.H. 1995. Anatomi Tumbuhan Berbiji. Penerbit ITB Bandung, hal. 247-255. Ebook.

• Mayer, k. M. And j. Shanklin. 2007. Identification of amino acid residues involved in substrate specificit y of plant acyl-acp thioesterases using a bioinformatics-guided approach. Bmc plant biology 7:1.

• Nikolau, b. J., j. B. Ohlrogge, and e. S. Wurtele. 2003. Plant biotin-containing

carboxylases. Archives of biochemistry and biophysics vol. 414: pp 211–222. • Ophardt, c. E. 2003. Overview of metabolism. Virtual chem book

ofelmhurstcollege.Http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/5900verviewmet.html. Diakses tanggal 24 Agustus 2014.

• Pidkowich, m. S., h. T. Nguyen, i. Heilmann, t. Ischebeck, and j. Shanklin. 2007. Modulating seed β-ketoacyl-acyl carrier protein synthase ii level converts the composition of a temperate seed oil to that of a palm-like tropical oil. Proceeding of national academy of sciences vol. 104 no. 11: pp 4742-4747.

• Ramli, U. S., D. S. Baker, P. A. Quant, and J. L. Harwood. Control analysis of lipid

biosynthesis in tissue cultures from oil crops shows that flux control is shared between fatty acid synthesis and lipid assembly. Biochemical Journal 364: pp 393–401.

• Salisbury, F.B. dan C.W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Terjemahan dari Plant Physiology oleh D.R Lukman dan Sumaryono, Penerbit ITB Bandung, hal. 133-139. Ebook.

• Weete, J.D. 1980. Lipid Biochemistry. Prenum Press New York, pp. 1-129. • Yu, w. L., w. Ansari, n. G. Schoepp, m. J. Hannon, s. P. Mayfield, and m. D. burkart.

2011. Modifications of the metabolic pathways of lipid and triacylglycerol production in microalgae. Microbial cell factories vol. 10 no. 91.