Metabolisme LemakMetabolisme Lemak

Triasilgliserol

= trigliserida

• 9 kkal/g vs 4 kkal/g (glikogen)

• Terdiri dari:

� 3 asam lemak (gugus asil)

� dan gliserol. � dan gliserol.

• Asam lemak:

� jenuh (cth: as palmitat)

� tak jenuh (cth: as oleat)

Gliserol Gugus asil

Lipoprotein (fungsi & struktur)

KelasDiameter

(nm)Sumber dan fungsi

Apolipoprotein utama

Kilomikron (CM)

≈ 500Usus halus; Mentransporttriasilgliserol dari asupan

A, B48, C (I, II, III), E

Very low density

≈ 43Hati; Mentransport

triasilgliserol yang disintesisB100, C (I, II, density

lipoprotein (VLDL)

≈ 43 triasilgliserol yang disintesisoleh tubuh

B100, C (I, II, III), E

Low density lipoprotein

(LDL)≈ 22

Terbentuk dari degradasi IDL. Mentransfer kolesterol

ke jaringan periferB100

High density lipoprotein

(HDL)≈ 8

Hati; Mengambil kolesteroldari jaringan untuk dibawa

ke hati.

A, C (I, II, III), D, E

Penggunaan asam lemak sebagai bahan

bakar• Ada 3 tahapan proses:

– triasilgliserol dipecah menjadi asam lemak dan

gliserol di dalam jaringan adiposa yang

kemudian ditransportkan ke jaringan lain.kemudian ditransportkan ke jaringan lain.

– Asam lemak diaktivasi dan ditransport ke

dalam mitokondria.

– Asam lemak dipecah menjadi asetil–KoA

(senyawa berkarbon 2) � Siklus asam sitrat.

Metabolisme gliserol

Gliserol diubah menjadi senyawa antara glikolisis� masuk

ke lintasan glikolisis

Oksidasi Beta Asam Lemak

Terjadi dalam mitochondria

• Unit 2-C yang dilepas adalah asetil-CoA, bukan

asetat bebas

• Prosesnya diawali dg oksidasi dari karbon"beta" • Prosesnya diawali dg oksidasi dari karbon"beta"

dari karbon karboksil, oleh karena itu disebut

"beta-oxidation“ ���� untuk hasilkan energi

• Terdiri dari 4 tahapan reaksi/siklus

Oksidasi

asam lemak

Transport Melalui Membran Mitokondria

� Asam lemak tidak dapat langsung melalui membran dalam

mitokondria

� Asil KoA ditransfer ke karnitin → asil-karnitin

� Membutuhkan enzim karnitin palmitoil transferase I dan II

4 Tahapan reaksi β-Oksidasi

1. Dehidrogenasi → oksidasi asil-KoA menjadi

trans-∆2-Enoil-KoA

2. Hidratasi → Hidratasi trans-∆2-Enoil-KoA

menjadi L–3–Hidroksilasil-KoAmenjadi L–3–Hidroksilasil-KoA

3. Dehidrogenasi → Oksidasi L–3–Hidroksilasil-

KoA menjadi 3–Ketoasil-KoA

4. Thiolisis → Tiolisis 3–Ketoasil-KoA

menghasilkan Asetil–KoA

�1 putaran β-oksidasi menghasilkan:

� 1 NADH, 1 FADH2 dan 1 asetil-KoA

� contoh: Asam Palmitat (C 16)

Melalui 7 kali oksidasi = 7 NADH & 7 FADH2

Menghasilkan 8 asetil-KoA ≈ 24 NADH, 8 FADH2, dan

8 ATP8 ATP

Asetil-KoA yang dihasilkan kemudian dioksidasi lagi

untuk menghasilkan energi melalui siklus asam sitrat

dan STE

Energi oksidasi 1 molekul As. Palmitat ≈ 108 ATP

(NADH : FADH = 2.5 : 1.5)

Sintesis asam lemak

• Lintasan yang dilalui untuk mensintesis asam

lemak berbeda dengan pemecahannya.

– Sintesis asam lemak terjadi di sitosol/sitoplasma.

– Senyawa intermediet terikat oleh acyl carrier – Senyawa intermediet terikat oleh acyl carrier

protein (ACP), bukan asetil-KoA.

– Senyawa pengawal terjadinya sintesis adalah

malonil–ACP.

– Menggunakan NADPH + H+.

– Perpanjangan rantai berhenti pada C16

(asam

palmitat)

Pembentukan malonil-KoA

Acyl Carrier Protein (ACP)

• Senyawa intermediet pada sintesis asam

lemak terikat secara kovalen pada acyl

carrier protein (ACP)

Perpanjangan rantai

• Pada Bakteri enzim yang berperan dalam

proses ini merupakan molekul protein yang

berbeda; pada organisme tingkat tinggi yang

berperan adalah protein yang sama.

– Reaksi perpanjangan diawali dengan terjadinya

perpindahan gugus KoA pada acetil-KoA dan perpindahan gugus KoA pada acetil-KoA dan

malonil-KoA oleh ACP.

Perpanjangan rantai

• Asetil-ACP dan malonil-ACP

berkondensasi membentuk

asetoasetil-ACP

• Reaksi selanjutnya sama seperti kebalikan dari

lintasan degradasi asam lemak, kecuali:

– menggunakan NADPH bukan NADH dan FADH2

– Terbentuk D–Hidroksibutirat bukan L–Hidroksibutirat

Perpanjangan rantai

• Perpanjangan terus berulang sampai 6 kali

menggunakan malonil-KoA, sehingga

terbentuk palmitoil-ACP.

• Enzim tioesterase kemudian memotong

Perpanjangan rantai

• Enzim tioesterase kemudian memotong

gugus palmitoil dari ACP dan digabung

dengan KoA � Palmitoil-KoA.

Translokasi asetil-KoA

• Asetil–KoA disintesis di dalam matriks mitokondria,

sedangkan asam lemak disintesis di sitosol.

– Unit asetil-KoA ditransfer ke dalam mitokondria sebagai sitrat

Metabolisme NukleotidaMetabolisme Nukleotida

Metabolisme Nukleotida (nukleosida

trifosfat)

� Nukleotida: Senyawa ester fosfat dari suatu gula

pentosa dengan basa nitrogen yang terikat pada atom

C1 dari pentosa

� Basa : Purin (Adenin, Guanin) ; Pirimidin (Urasil, � Basa : Purin (Adenin, Guanin) ; Pirimidin (Urasil,

Timin, Sitosin)

� Gula : Ribosa (RNA), Deoksi ribosa (DNA)

� Unit monomer yang berfungsi sebagai prekursor asam

nukleat dan fungsi biokimia lainnya

contoh : AMP, GMP, UMP, TMP, CMP

Katabolisme Nukleotida

� Asam nukleat (DNA dan RNA) dari diet didegradasi menjadi nukleotida oleh nuklease pankreas dan fosfodiesterase usus halus

� Nukleotida didegradasi menjadi nukleosida oleh � Nukleotida didegradasi menjadi nukleosida oleh nukleotidase dan nukleosida fosfatase

� Nukleosida diserap langsung

� Degradasi lanjutan

Nukleosida + H2O � basa + ribosa (nukleosidase)

Nukleosida + Pi � basa + r-1-fosfate (n. fosforilase)

Katabolisme Purin :

� 90% digunakan kembali (salvage) (pada mamalia)

� 10% didegradasi menjadi asam urat

� Basa adenin → inosin → hipoksantin; adenosin

deaminase, nukleosidase

Katabolisme Pirimidin :� Reaksi : defosforilasilasi, deaminasi, dan pemutusan

ikatan glikosida.

� Urasil dan timin direduksi di hati

� Produk akhir:

�ß-alanina

(dari sitosin dan urasil)

�ß-aminoisobutirat

(dari timin)(dari timin)

Biosintesis Nukleotida

� Biosintesis purin (Adenin dan Guanin)

o Jalur de novo→ dari prekursor sederhana

o Jalur salvage→ dari hasil degradasinyao Jalur salvage dari hasil degradasinya

� Biosintesis Pirimidin (Sitosin, Urasil, dan Timin)

Biosintesis Purin jalur de novo

� Diawali dengan sintesis IMP (Inosin

MonoPhosphate)

� Terbuat dari 6 prekursor sederhana (CO2; Glisin;

2 Format; Glutamin; dan Aspartat)

� Sintesis IMP terdiri dari 11 tahapan reaksi

11 tahapan Reaksi Sintesis IMP

1. Aktivasi ribosa-5-fosfat

2. Penambahan glutamin→ atom N9

3. Penambahan glisin→ C4, C5, dan N7

4. Penambahan format→ C8

5. Penambahan glutamin→ N35. Penambahan glutamin→ N3

6. Pembentukan cincin imidazola

7. Penambahan bikarbonat→ C6

8. Penambahan aspartat→ N1

9. Eliminasi fumarat

10. Penambahan format→ C2

11. Siklisasi IMP

Sintesis AMP dan GMP

1. Adenilosuksinat sintase

2. Adenilosuksinase

3. IMP dehidrogenase

4. Transamidinase

AMPs

XMP

IMP AMP

GMP

1

3 4

2

Regulasi

sintesis

Purin

Biosintesis Purin jalur salvage

� Penggunaan ulang hasil degradasi nukleotida

menjadi nukleotida

� Memerlukan energi yang lebih rendah daripada

sintesis de novosintesis de novo

� Memerlukan 2 enzim penting

� HGPRT (hipoksantin-guanin fosforibosil

transferase)

� APRT (Adenin fosforibosil transferase)

Jalur salvage Adenin

Jalur salvage

Guanin

Biosintesis Pirimidin

� Diawali dengan sintesis UMP (Uridin MonoPhosphate)

� Terbuat dari 3 prekursor sederhana (HCO3-; Aspartat;

dan glutamat)

� Sintesis UMP terdiri dari 6 tahapan reaksi

Sintesis UTP

Sintesis CTPSintesis CTP

Metabolisme Lipid

Lipid

• Senyawa organik tidak larut dalam air

• Larut dalam pelarut organik non polar (hidrokarbon

atau dietil eter)atau dietil eter)

• Contoh : Triasilgliserol (lemak dan minyak), lilin,

terpena, dan steroid.

Triasilgliserol

� Disebut juga trigliserida

� Bentuk utama penyimpan

energi metabolik pada manusia

� Terdiri dari 3 asam lemak dan

gliserol

� Asam lemak : jenuh (ex: � Asam lemak : jenuh (ex:

palmitat )dan tak jenuh (ex:

asam oleat)

Lipase

Metabolisme gliserol : diubah menjadi

senyawa antara glikolisis

Oksidasi asam lemak

• Untuk menghasilkan energi

• Terjadi di matriks mitokondria

• Franz Knoop (1904) → 1950-an

• Melalui β-oksidasi• Melalui β-oksidasi

• Diawali dengan aktivasi asam lemak dan

transport ke mitokondria

• Terdiri dari 4 tahapan reaksi (per-siklus)

Aktivasi asam lemak

� Terjadi di luar mitokondria

� Dikatalisis oleh enzim asil KoA sintetase

(thiokinase)

� Menghasilkan Asil-KoA

Transport MelaluiMembran Mitokondria

� Asam lemak tidak dapatlangsung melaluimembran dalammitokondria

� Asil KoA ditransfer kekarnitin → asil-karnitinAsil KoA ditransfer kekarnitin → asil-karnitin

� Membutuhkan enzimkarnitin palmitoiltransferase I dan II

� Tahapan reaksi β-Oksidasi

1. Dehidrogenasi → oksidasi asil-KoA menjadi

trans-∆2-Enil-KoA

2. Hidratasi → Hidratasi trans-∆2-Enil-KoA

menjadi L–3–Hidroksiasil-KoA

3. Dehidrogenasi → Oksidasi L–3–Hidroksiasil-3. Dehidrogenasi → Oksidasi L–3–Hidroksiasil-

KoA menjadi 3–Ketoasil-KoA

4. Thiolisis → Tiolisis 3–Ketoasil-KoA

menghasilkan Asetil–KoA

1 2

3

4