METABOLISME ASAM LEMAK

Asam lemak merupakan sumber energi yang penting, karena pada massa yang sama asam lemak dapat

menghasilkan energi yang dua kali lebih banyak daripada karbohidrat atau protein. Ada 2 komponen

utama dari metabolisme asam lemak, yaitu β oksidasi dan sintesis asam lemak.

1. AKTIVASI ASAM LEMAK

Triacylglycerols hasil hidrolisis asam lemak dibawa oleh lipoprotein ke jaringan. Asam lemak masuk ke

dalam sel dan diaktifkan dalam sitosol. Aktivasi ini membutuhkan dua ATP per asam lemak. Sebagian

besar asam lemak diaktifkan kemudian dibawa ke dalam mitokondria untuk proses β oksidasi, tetapi

sebagian kecil yang dibawa ke peroksisom.

1. LANGKAH β OKSIDASI

Asam lemak yang sudah diaktifkan disebut asil lemak-koenzim A, atau  lemak asil-KoA.

Langkah β oksidasi:

1. Pada langkah pertama dari β oksidasi, sebuah dehidrogenase asil-KoA mengkatalisis oksidasi

gugus asil, menghasilkan pembentukan ikatan rangkap dua dan tiga antar karbon. Dua elektron

dihilangkan dari gugus asil dipindahkan ke grup FAD palsu. Elektron ini ditransfer ke ubiquinone

melalui serangkaian reaksi transfer elektron.

2. Pada langkah kedua β oksidasi, adalah hydratase yaitu penambahan molekul air ke ikatan rangkap

yang dihasilkan pada langkah pertama.

3. Pada langkah ketiga β oksidasi, dehidrogenase lain mengkatalisis oksidasi dari kelompok

hydroxyacyl. Dalam reaksi ini, NAD + berperan sebagai kofaktor.

4. Langkah keempat dan terakhir dari β oksidasi disebut thiolysis. Pada langkah ini, thiolase

mengkatalisis pelepasan asetil-KoA dari ketoasil-KoA.

1. ENERGI HASIL

Satu putaran β oksidasi menghasilkan tiga produk, antara lain : 1 ubiquinol kofaktor, 1 kofaktor NADH,

dan1 molekul asetil-KoA. Selama siklus asam sitrat, para-asetil KoA digunakan untuk menghasilkan 3

kofaktor NADH, 1 kofaktor ubiquinol, dan 1 molekul GTP. Selama fosforilasi oksidatif, masing-masing

kofaktor ubiquinol digunakan untuk menghasilkan 2 molekul ATP, dan masing-masing kofaktor NADH

digunakan untuk menghasilkan 3 molekul ATP. Molekul GTP adalah setara dengan satu molekul ATP.

Secara keseluruhan, satu putaran β oksidasi menghasilkan setara dengan 17 molekul ATP. Karena 2 ATP

telah  digunakan untuk langkah aktivasi,maka hasil bersih adalah 15 molekul ATP.

1. OKSIDASI PALMITATE

Contoh suatu Asam lemak palmitat. Asam palmitat adalah asam lemak yang memiliki 16-karbon.

Palmitat melewati tujuh putaran β oksidasi , masing-masing menghasilkan produk yang setara dengan 17

molekul ATP. Produk akhir dari β oksidasi lengkap adalah molekul tambahan asetil-KoA, yang setara

dengan 12 molekul ATP. Secara keseluruhan, β oksidasi lengkap palmitat menghasilkan 131 molekul

ATP. Dikurangi 2 ATP untuk aktivasi sehingga dari satu molekul palmitat menghasilkan 129 molekul

ATP .

1. ASAM LEMAK TAK JENUH

Banyak asam lemak umum mengandung ikatan rangkap cis. Hal ini menjadi hambatan untuk reaksi β

oksidasi. Contoh asam lemak tak jenuh adalah asam linoleat.

Tiga putaran pertama dilanjutkan secara normal. Namun, enoyl-KoA yang dimulai babak keempat

memiliki ikatan rangkap antara atom karbon ketiga dan keempat dan tidak diakui oleh asil KoA

dehidrogenase-. Sebaliknya, sebuah isomerase enoyl-CoA mengubah ikatan rangkap cis 3-4 untuk ikatan

2-3 trans ganda sehingga β oksidasi dapat dilanjutkan. Karena reaksi isomerase enoyl-CoA meninggalkan

langkah penghasil ubiquinol dari putaran β oksidasi,maka pada putaran ini menghasilkan energi 15 ATP,

bukan 17.

Masalah lain muncul di babak kelima. Langkah pertama hasilnya seperti biasa, tetapi molekul yang

dihasilkan memiliki dua ikatan ganda: satu di posisi 2-3, dan satu di posisi 4-5. Hydratase enoyl-CoA dari

langkah kedua tidak bisa mengenali molekul tersebut dienoyl-KoA. Masalah ini diatasi dengan

mengurangi kelompok dienoyl, tetapi reaksi membutuhkan investasi satu kofaktor NADPH, yang setara

dengan tiga molekul ATP. Setelah tindakan isomerase enoyl-CoA, gugus asil dapat melanjutkan melalui

jalur tersebut.

Linoleat berjalan melalui delapan putaran β oksidasi. Jika linoleat tidak memiliki ikatan ganda, ini akan

menghasilkan total 146 molekul ATP. Namun, karena koreksi untuk ikatan rangkap, sehingga total ATP

yang dihasilkan adalah  141 ATP per linoleat. Secara umum, ikatan ganda yang dimulai pada posisi ganjil

biaya setara dengan dua molekul ATP, dan ikatan ganda dimulai pada posisi genap biaya setara dengan

tiga molekul ATP.

1. RANTAI ASAM LEMAK GANJIL

Sebagian besar asam lemak memiliki jumlah atom karbon genap, karena terbentuk dari dua atom unit

asetil. Namun, beberapa tanaman dan asam lemak bakteri memiliki atom karbon ganjil. Pada dasarnya,

untuk menyingkirkan satu tambahan atom karbon, satu molekul ATP diinvestasikan, dan proses yang

dihasilkan setara dengan sembilan ATP tambahan. Oleh karena itu, untuk menghitung hasil energi dari β

oksidasi lengkap dari asam lemak rantai ganjil, tambahkan 8 ATP  dari ATP asam lemak  yang memiliki

satu atom karbon dibawahnya.

1. RANTAI  LEMAK ASAM SANGAT PANJANG

Asam lemak rantai pendek teroksidasi dalam mitokondria, sedangkan rantai asam lemak sangat panjang β

oksidasi terjadi dalam peroksisom. Proses ini hampir sama dengan β oksidasi dalam mitokondria.

Bedanya, pada langkah pertama tidak mengurangi ubiquinone, namun pada β oksidasi peroksisom justru

menghasilkan hidrogen peroksida. Peroksida ini dapat digunakan dalam reaksi lain untuk mengoksidasi

zat-zat beracun dalam sel. Setiap putaran β oksidasi dalam peroksisom menghasilkan 15 molekul ATP.

Karena enzim dalam peroksisom memiliki afinitas rendah untuk mengoksidasi asam lemak rantai pendek,

maka asam lemak rantai panjang dipotong diangkut ke mitokondria untuk menyelesaikan β oksidasi.

1. SINTESIS VS. OKSIDASI

sekilas, sintesis asam lemak seperti kebalikan dari β-oksidasi lemak gugus asil yang dibangun dan

terdegradasi dua atom karbon pada satu waktu, dan beberapa intermediet reaksi dalam dua jalur yang

mirip atau identik. Namun, jalur untuk sintesis asam lemak tidak bisa menjadi kebalikan β-oksidasi; β-

oksidasi adalah termodinamika menguntungkan, proses kebalikan termodinamika tidak menguntungkan.

Dengan demikian, sintesis asam lemak membutuhkan simpanan energi yang besar dalam bentuk ATP.

1. LANGKAH SINTESIS

Sebelum sintesis asam lemak dapat dimulai, gugus asetil harus dipindahkan dari koenzim-A untuk protein

pembawa asil, yang disebut ACP.

1. Langkah pertama dalam siklus menambahkan dua unit -karbon pada asam lemak. Dua atom karbon

berasal dari malonil-KoA, yang diproduksi dari asetil-KoA dalam suatu reaksi memerlukan satu

molekul ATP.

2. Pada langkah kedua, NADPH digunakan untuk mengurangi ketoasil-ACP dari langkah satu.

3. Pada langkah ketiga, hydroxyacyl-ACP dehydrase mengkatalisis pemindahan molekul air dari

hydroxyacyl-ACP dihasilkan pada langkah kedua.

4. Pada langkah keempat, penurunan NADPH-dependent kedua mengubah-enoyl ACP pada langkah

menjadi tiga asil lemak-ACP dua atom karbon lebih panjang dari substrat awal. Secara

keseluruhan, menambahkan dua atom karbon pada asam lemak memerlukan  satu ATP dan dua

molekul NADPH.

1. SINTESIS Palmitat

Sintesis palmitat membutuhkan tujuh putaran sintesis asam lemak. Secara keseluruhan, membutuhkan  49

ATP. Setelah proses akhir sintesis asam lemak, thioesterase asil lemak mengkatalisis pemindahan asam

lemak dari protein pembawa asil.

1. Sintesis LEMAK ASAM

Pada bakteri dan kloroplas, sintesis asam lemak dilakukan oleh beberapa enzim. Pada mamalia, reaksi

utama dari sintesis asam lemak dilakukan oleh satu enzim multifungsi terbuat dari dua polipeptida yang

identik. Kemasan aktivitas beberapa enzim menjadi satu protein multifungsi seperti sintase asam lemak

mamalia memungkinkan enzim untuk disintesis dan dikendalikan secara terkoordinasi. Juga, produk dari

satu reaksi dapat dengan cepat menyebar ke situs aktif berikutnya.

KESIMPULAN

Metabolisme asam lemak berperan penting dalam  fungsi-fungsi sel tubuh. Perhatikan bahwa dalam

sintesis asam lemak, rantai ini diperpanjang dua atom karbon pada suatu waktu, dengan memerlukan

ATP. Dalam oksidasi asam lemak, rantai yang terdegradasi dua atom karbon pada kurun waktu tertentu,

menghasilkan ATP. Dua jalur diatur sehingga sel dapat mensintesis energi, menyimpan asam lemak

dalam waktu lama, dan mengoksidasi asam lemak ketika sel perlu menghasilkan ATP.

A.PENGERTIAN LEMAK

Lemak (Lipid) adalah zat organik hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air.Namun lemak

dapat larut dalam pelarut organik seperti kloroform,eter dan benzen.

B.STRUKTUR KIMIA LEMAK

Unsur penyusun lemak antara lain adalah Karbon(C),Hidrogenn(H),Oksigen(O) dan kadang-

kadang Fosforus(P) serta Nitrogen(N).

Molekul lemak terdiri dari empat bagian,yaitu satu molekul gliserol dan tiga molekul asam

lemak.Asam lemak terdiri dari rantai Hidrokarbon(CH) dan gugus Karboksil(-COOH).Molekul

gliserol memiliki tiga gugus Hidroksil(-OH) dan tiap gugus hidroksil berinteraksi dengan gugus

karboksil asam lemak.

C.PEMBAGIAN LEMAK

Berdasarkan komposisi kimianya lemak terbagi atas tiga,yaitu:

1.Lemak Sederhana

Lemak sederhana tersusun oleh trigliserida, yang terdiri dari satu gliserol dan tiga asam

lemak.Contoh senyawa lemak sederhana adalah lilin(wax) malam atau plastisin(lemak

sederhana yang padat pada suhu kamar),dan minyak(lemak sederhana yang cair pada suhu

kamar).

2.Lemak Campuran

Lemak Campuran merupakan gabungan antara lemak dengan senyawa bukan lemak.Contoh

lemak campuran adalah lipoprotein(gabungan antara lipid dan

denganprotein),Fosfolipid(gabungan antara lipid dan fosfat),serta fosfatidilkolin(yang

merupakan gabungan antara lipid,fosfat dan kolin).

3.Lemak Asli(Derivat Lemak)

Deriwat lemak merupakan senyawa yang dihasilkan dari proses hidrolisis lipid.misalnya

kolesterol dan asam lemak.Berdasarkan ikatan kimianya asam lemak dibedakan menjadi

2,yaitu:

Asam lemak Jenuh,bersifat non-esensial karena dapat disintesis oleh tubuh dan pada

umumnya berwujud padat pada suhu kamar.Asam lemak jenuh berasal dari lemak

hewani,misalnya mentega.

Asam lemak tidak jenuh, bersifat esensial karena tidak dapat disintesis oleh tubuh dan umunya

berwujud cair pada suhu kamar.Asam Lema tidak jenuh berasal dari lemak nabati,misalnyya

minyak goreng.

D.SUMBER LEMAK

Berdasarkan asalnya,sumber lemak dapat dibedakan menjadi 2,yaitu

Lemak yang berasal daari tumbuhan(disebut lemak Nabati).Beberapa bahan yang mengandung

lemak nabati adalah kelapa,kemiri,zaitun,kacang tanah,mentega,kedelai,dll.

Lemak yang berasal dari hewan(disebut lemak hewani).Beberapa bahan yang mengandung

lemak hewani  adalah daging,keju,susu,ikan segar,telur,dll.

E.FUNGSI LEMAK

Banyaknya lemak yang dibutuhkan oleh tubuh manusia umumnya berbeda-beda tetapi

umumnya berkisar antara 0,5-1gram lemak per 1kg berat badan per hari.Orang yang tinggal di

daerah bersuhu dingin dan orang yang bekerja berat membutuhkan lemak lebih banyak.Di

dalam tubuh kita,lemak memppunyai beberapa fungsi penting,diantaranya adalah:

Sebagai pelindung tubuh dari suhu rendah

Sebagai pelarut vitamin A,D,E dan K

Sebagai pelindung alat-alat tubuh vital(antara lain jantung dan lambung),yaitu sebagai bantalan

lemak

Sebagai penghasil energi tertingggi

Penahan rasa lapar,karena adanya lemak akan memperlambat pencernaan.Bila pencernaan

terlalu cepat maka akan cepat pula timbulnya rasa lapar.

Sebagai salah satu bahan penyusun membran sel

sebagai salah satu bahan penyusun hormon dan vitamin(khususnya untuk sterol)

Sebagai salah satu bahan penyusun empedu,asam kholat (di dalam hati),dan hormon

seks(khususnya untuk kolesterol.Pembawa zat-zat makan esensial

F.PROSES PENCERNAAN LEMAK DALAM TUBUH

Pencernaan lemak tidak terjadi di mulut dan lambung karena di tempat tersebut tidak

terdapat enzim lipase yang dapat menghidrolisis atau memecah lemak.Pencernaan lemak

terjadi di dalam usus,karena usus mengandung lipase.

Lemak keluar daari lambung masuk ke dalam usus sehingga merangsang hormon

kolesistokinin.Hormon kolesistokinin menyebabkan kantung empedu berkontraksi sehingga

mengeluarkan cairan empedu ke dalam duodenum(usus dua belaas jari).Empedu mengandung

garam empedu yang memegang peranan penting dalam mengemulsikan lemak.Emulsi Lemak

merupakan pemecahan lemak yang berukuran besar menjadai butiran lemak yang berukuran

lebih kecil.ukuran lemak yang lebih kecil (trigliserida) yang teremulsi akan memudahkan

hidrolisis lemak oleh lipase yang dihasilkan dari penkreas.Lipase pankreas akan menghidrolisis

lemak teremulsi menjadi campuran asam lemak dan monoligserida (gliserida

tunggal).Pengeluaran cairan penkreas dirancang oleh hormon sekretin yang berperan dalam

meningkatkan jumlah elektrolit (senyawa penghantar listrik) dan cairan pankreas,serta

pankreoenzim yang berperan untuk merangsang pengeluaran enzim-enzim dalam cairan

pankreas.

Absorpsi hasil pencernaan lemak sebagian besar (70%) terjadi di usus halus.Pada

waktu asam lemak dan monogliserida di absorpsi melalui sel-sel mukosa pada dinding

usus,keduanya di ubah kembali menjadi lemak (trigliserida dengan bentuk partikel-partikel

kecil(jaringan lemak.Saar dibutuhkam,timbunan lemak tersenit akan diangkut menuju hati.

Proses Rantai Transpor Elektron. Jalur yang paling efisien pada sel eukariotik untuk produksi

ATP penting adalah respirasi aerobik yang terjadi di dalam mitokondria. Setelah glikolisis, produk piruvat

dibawa ke mitokondria dan selanjutnya dioksidasi dalam siklus TCA. Siklus ini menyimpan energi di

koenzim tereduksi yang mentransfer energi yang melalui apa yang disebut rantai transpor elektron.

Sebagian dari energi yang dilestarikan selama reaksi katabolisme   terjadi di dekat akhir dari seri

metabolisme reaksi dalam rantai transpor elektron.

Energi yang diberikan kepada elektron dari berkurangnya koenzim NADH dan suksinat oleh

siklus TCA ditransfer dalam langkah-langkah kecil dalam membran dalam mitokondria   melalui rantai

lima kompleks protein. Langkah-langkah oksidasi kecil mencapai konversi ADP dengan energi molekul

mata uang ATP. Ini serangkaian reaksi digabungkan sering disebut sebagai fosforilasi oksidatif.

Energi yang digunakan dalam perubahan transpor elektron pompa proton melintasi membran

mitokondria bagian dari matriks dalam untuk ruang antarmembran, menghasilkan gradien konsentrasi

hidrogen yang kuat. Proses ini disebut kemiosmosis menurut penemu nya, Peter Mitchell. Perbedaan

konsentrasi proton memproduksi baik potensial listrik dan potensi pH melintasi membran. Kompleks

protein ATP   sintase kemudian membuat penggunaan membran ini potensi untuk mencapai fosforilasi

ADP menjadi ATP.

Transpor elektron atau rantai pernapasan mendapatkan namanya dari fakta elektron diangkut untuk

bertemu dengan oksigen dari respirasi pada akhir rantai. Keseluruhan rantai reaksi transpor elektron

adalah:

2 H + + 2 e + + ½ O2 —> H2O + energi

Perhatikan bahwa 2 ion hidrogen, 2 elektron, dan molekul oksigen bereaksi membentuk sebagai produk

air dengan energi yang dilepaskan dalam suatu reaksi eksotermis. Reaksi relatif lurus ke depan benar-

benar membutuhkan delapan atau lebih langkah. Energi yang dilepaskan digabungkan dengan

pembentukan tiga molekul ATP per setiap penggunaan rantai transpor elektron.

A. Fungsi zat perantara

Sebelum masuk rantai tanspor elektron yang berada dalam mitokondria, 8 pasang atom H yang

dibebaskan selama berlangsungnya siklus Krebs akan ditangkap oleh NAD dan FAD menjadi NADH dan

FADH. Pada saat masuk ke rantai transpor elektron, molekul tersebut mengalami rangkaian reaksi

oksidasi-reduksi (Redoks) yang terjadi secara berantai dengan melibatkan beberapa zat perantara untuk

menghasilkan ATP dan H2O. Beberapa zat perantara dalam reaksi redoks, antara lain flavoprotein,

koenzim A dan Q serta sitokrom yaitu sitokrom a, a3, b, c, dan c1. Semua zat perantara itu berfungsi

sebagai pembawa hidrogen/pembawa elektron (electron carriers).

B. Apakah yang dihasilkan dari reaksi rantai transpor elektron?

Jika Anda lihat dengan baik pada gambar reaksi rantai transpor elektron, bahwa untuk 1 molekul NADH2

yang masuk ke rantai transpor elektron dapat dihasilkan 3 molekul ATP sedangkan dari 1 molekul

FADH2 dapat dihasilkan 2 molekul ATP.

Gambar 2.9 Bagan transformasi energi dalam Biologi

Jadi, selama reaksi oksidasi dari 1 molekul glukosa dapat dihasilkan 38 ATP, terdiri atas 2 ATP dari

glikolisis, 2 ATP dari dekarboksilasi oksidatif dan 6 ATP dari siklus Krebs (berasal dari 10 NADH2)

serta 4 ATP dari siklus Krebs (berasal dari FADH2), jika dijumlahkan akan diperoleh hasil seperti

berikut.

1) Energi ATP berasal dari 10 NADH2 selama 3 kali = 3 x (2+2+6) = 34

2) Energi ATP berasal dari 2 NADH2 selama 2 kali = 2 x 2 = 4

Pengertian Lemak, Fungsi Lemak, Struktur Kimia Lemak, Pembagian lemak, Sumber Lemak,

dan Proses metabolisme lemak dalam tubuh manusia. Itulah yang akan saya bagikan pada

postingan kali ini.Semoga bermanfaat bagi sobat sobat semua.Langsung aja ya