Sabtu, 04 Agustus 2012

Biosintesis Asam Lemak

BAB I
PENDAHULUAN

Asam lemak adalah rantai hidrokarbon alifatik panjang yang memiliki gugus asam karboksilat. Panjang  rantai hidrokarbon asam lemak bervariasi dari 10 sampai 30 karbon. Rantai hidrokarbon ini bersifat nonpolar yang berfungsi untuk menyeimbangkan gugus asam karboksilat yang bersifat polar.Rantai hidrokarbon asam lemak biasanya berjumlah genap karena berkaitan dengan tambahan dua karbon dari aseteil-CoA saat biosintesis asam lemak.
Sintesis asam lemak bukan beararti kebalikan dari jalur penguraian asam lemak artinya pembentukan asam lemak sebagian besar berlangsung melalui lintas yang berbeda, dikatalisis oleh rangkaian enzim yang berbeda dan terjadi didalam bagian sel yang tidak sama, walaupun ada sebagian kecil asam lemak yang dihasilkan melalui kebalikan dari reaksi penguraian asam lemak dalam mitokondria.
Ciri kedua yang menonjol dari mekanisme biosintesis asam lemak adalah bahwa senyawa antara asil didalm proses ini adalah senyawa tioester, bukan KoA seperti yang terjadi didalam oksidasi lemak, tetapi merupakan protein dengan berat molekul rendah yang disebut protein pembawa asil atau ACP yang mempunyai gugus  SH-esensial.
Ciri ketiga adalah bahwa sintesis asam lemak terjadi didalam sitosol sel eukariotik sedangkan oksidasi asam lemak terjadi terutama didalam mitokondria.Asam lemak yang dibuat didalam sitosol kemudian digunakan sebagai unit pembangun untuk membuat triasilgliserol atau fosfolipid.

BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Asam Lemak
    Asam lemak adalah rantai hidrokarbon alifatik panjang yang memiliki gugus asam karboksilat. Panjang  rantai hidrokarbon asam lemak bervariasi dari 10 sampai 30 karbon.

Rantai hidrokarbon ini bersifat nonpolar yang berfungsi untuk menyeimbangkan gugus asam karboksilat yang bersifat polar.Rantai hidrokarbon asam lemak biasanya berjumlah genap karena berkaitan dengan tambahan dua karbon dari aseteil-CoA saat biosintesis asam lemak.

2.2 Biosintesis Asam Lemak  Berlangsung Melalui Lintas Khusus
Sintesis asam lemak bukan beararti kebalikan dari jalur penguraian asam lemak artinya pembentukan asam lemak sebagian besar berlangsung melalui lintas yang berbeda, dikatalisis oleh rangkaian enzim yang berbeda dan terjadi didalam bagian sel yang tidak sama, walaupun ada sebagian kecil asam lemak yang dihasilkan melalui kebalikan dari reaksi penguraian asam lemak dalam mitokondria. Lebih lanjut ditemukan bahwa senyawa antara  berkarbon 3 ikut serta didalam biosintesis asam lemak dan bahwa CO2 juga diperlukan.
Ciri kedua yang menonjol dari mekanisme biosintesis asam lemak adalah bahwa senyawa antara asil didalm proses ini adalah senyawa tioester, bukan KoA seperti yang terjadi didalam oksidasi lemak, tetapi merupakan protein dengan berat molekul rendah yang disebut protein pembawa asil atau ACP yang mempunyai gugus  SH-esensial.
Ciri ketiga adalah bahwa sintesis asam lemak terjadi didalam sitosol sel eukariotik sedangkan oksidasi asam lemak terjadi terutama didalam mitokondria.Asam lemak yang dibuat didalam sitosol kemudian digunakan sebagai unit pembangun untuk membuat triasilgliserol atau fosfolipid.

2.3 ProsesBiosintesis Asam Lemak
Pada hakikatnya sintesis asam lemak berasal dari asetil KoA.Enzim bekerja sebagai katalis adalah kompleks enzim-enzim yang terdapat pada sitoplasma, sedangkan enzim-enzim pemecah asam lemak terdapat pada mitokondria.
 Reaksi awal adalah karboksilasi asetil koenzim A menjadi malonil koenzim A.asetil KoA intramitokondrion pertama-tama bereaksi dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat, ini merupakan tahap pertama dalam siklus asam sitrat oleh aktivis sitrat sintase.
    Asetil KoA + oksaloasetat +H2O         Sitrat +KoA + H+  
Sitrat yang terbentuk, kemudian keluar dari matriks menuju sitosol, menembus membran mitokondria dalam  melalui system transport trikarboksilat yang spesific selanjutnya sitrat bereaksi dengan KoA sitosol dan ATP untuk menghasilkan Asetil KoA sitosol, reaksi ini dikatalisis oleh sitrat liase yang disebut juga sebagai enzim pemecah sitrat.
    Sitrat + ATP +KoA           Asetil-KoA  + ADP+Pi + oksaloasetat
Oksaloasetat yang terbentuk tidak dapat kembali ke mitokondria seperti semula. Untuk bisa kembali ke matrik mitokondria melalui system transport dikarboksilat oksaloasetat terlebbih dahulu di reduksi menjadi malat oleh malat sitosolid dehidrogenase, yang selanjutnya di  oksidasi kembali menjadi oksaloasetat untuk menyempurnakan proses ulang-alik. Setelah asetil KoA terbentuk di dalam sitosol selanjutnya mengalami karboksilasi menghasilkan malonil KoA, yang menjadi precursor 14 atom karbo dari ke 16 atom karbon palmitat.Reaksi tidak dapat balik ini dikatalisis oleh asetil-KoA karboksilase.
     ATP +Asetil-KoA + CO2 + H2O         malonil KoA + ADP + Pi + H+
CO2 yang masuk ke dalam reaksi menjadi gugus karboksilat bebas malonil KoA.
Reaksi kedua ialah pemindahan gugus karboksilat kepada asetil KoA.katalis dalam reaksi ini ialah transkarboksilase.Telah diteliti bahwa zat-zat antara dalam sintesis asam lemak diikat oleh suatu protein pengangkut asil (acyl carrier protein) atau ACP.ACP adalah protein yang relative kecil tahan panas, dengan berat molekul 9.000. Gugus prostetiknya  adalah  4’-fosfopantetein yang juga membentuk bagian dari struktur Koenzim-A.
    Asetil KoA  + ACP         asetil ACP + HSKoA
    Malonil KoA + ACP          Malonil ACP + HSKoA
Gugus prostetik protein pembawa asil adalah senyawa 4’-fosfopantetein, yang terikat secara kovalen terikat pada gugus hidroksil residuserin pada rantai polipeptida.Fosfopantetein, yang mengandung vitamin B asam pantotenat, adalah juga bagian dari molekul KoA.Gugus SHnya adalah tempat masuknya gugus malonil selama sintesis asam lemak.Kedua gugus SH berpartisipasi dalam biosintesis asam lemak.
Reaksi ketiga dalam sintesis asam lemak adalah tahap memperpanjang rangkaian atom C,yang dimulai dengan pembentukan asetil ACP dan malonil ACP, dengan katalis asetiltransasilase dan maloniltransasilase.
Maloniltransasilase bersifat sangat khas, sedangkan asetiltransasilase dapat memindahkan gugus asil selain asetil, walaupun lambat. Asam lemak dengan jumlah atom C ganjil di sintesis berawal dari propinil ACP.      

Dari reaksi pembentukan di atas, Asetil dan malonil ACP bereaksi membentuk asetoasetil ACP, dengan enzim asil-malonil ACP kondense sebagai katalis.
    Asetil ACP + malonil ACP               asetoasetil ACP + ACP + CO2
Pada reaksi kondensasi ini, senyawa 4 atom C dibentuk dari senyawa 2 atom C dengan senyawa 3 atom C dan CO2 dibebaskan. Tahap selanjutnya ialah reduksi gugus keto pada C no 3, dari asetoasetil ACP manjadi 3-hidroksi butiril ACPdengan ketoasil ACP reduktase sebagai katalis. Kemudian 3-hidroksi butiril ACP diubah menjadi krotonil ACP dengan pengeluaran molekul air (dehidrasi). Enzim yang bekerja pada reaksi ini adalah 3-hidroksi asil ACP dehidratase.Reaksi terakhir  dalam sintesis asam lemak adalah pembentukan butiril ACP dari krotonil ACP dengan katalis enoil ACP reduktase. Jadi putaran pertama proses perpanjangan rantai C ini telah mengubah asetil koenzim A menjadi butiril ACP.
    Untuk memulai putaran reaksi selanjutnya, dalam hal untuk memperpanjang rantai dengan unit 2-karbon lainnya, gugus malonil selanjutnya dipindahkan dari malonil KoA ke gugus fosfopantetin –SH pada ACP.Gugus butiril lalu meninggalkan gugus SH-Sis dan menggantikan CO2 dari gugus malonil pada gugus ACP-SH. Gugus 3-ketonya direduksi pada ketiga tahap selanjutnya pada siklus sintase untuk menghasilkan gugus asil 6-karbon jenuh.Lalu gugus heksanoil dipindahkan dari fosfopantetein –SH ke gugus sistein –SH. Dari siklus tersebut dihasilkan Palmitoil-S-ACP sebagai produk akhir. Proses perpanjangan ini berhenti pada karbon 16, dan asam palmitat bebas dilepaskan dari molekul ACP oleh aktivitas enzim hidrolitik.


2.4 Pengaturan Biosintesis Asam Lemak
Kecepatan biosintesis asam lemak ditentukan terutama oleh kecepatan reaksi asetil-KoA karboksilase, yang membentuk malonil-KoA.Asetil-KoA karboksilase adalah suatu enzim alosterik.Enzim ini hampir-hampir tidak aktif jika tidak akTif jika tidak terdapat modulator pengaktifnya yaitu sitrat.Bilamana konsentrasi sitrat pada mitokondrion meningkat, molekul ini terlepas menuju sitosol.Didalam sitosol, sitrat menjadi pemberi isyarat alosterik bahwa siklus asam sitrat telah cukup memperoleh bahan bakar dan bahwa kelebihan asetil-KoA perlu disimpan sebagai lemak.Sitrat menjadi terikat pada tempat alosterik asetil-KoA karboksilase, menyebabkan peningkatan yang tinggi pada kecepatan pengubahan asetil-KoA menjadi malonil-KoA.Sitrat sitosol adalah juga sumber asetil-KoA yang diperlukan pada sintesis asam lemak.Sebaliknya, bilamana terdapat kelebihan produksi palmitoil-KoA, molekul ini berperan sebagai suatu isyarat alosterik yang menghambat asetil-KoA karboksilase.Karena asam lemak tidak dapat disimpan dalam bentuknya sendiri tetapi hanya sebagai triagliserol, konsentrasi gliserol fosfat dapat mengontol sintesis asam lemak.


2.5 Biosintesis Triasilgliserida Dan Hubungannya Denga Fosfolipid
Jalur metabolik biosintesis suatu trigliserida dapat terlihat pada gambar. Tahap pertama sitesis trigliserida ialah pembentukan gliserofosfat, baik dari gliserol(reaksi 1) maupun dari dihidroksi aseton fosfat (reaksi 2). Reaksi 1 berlangsung dalam hati dan ginjal dan reaksi 2 berlangsung dalam mukosa usus serta dalam jaringan adipose. Selanjutnya gliserofosfat yang telah terbentuk bereaksi dengan 2 mol asil koenzim A membentuk suatu asam fosfatidat (reaksi 3). Tahap berikutnya ialah reaksi hidrolisis asam fosfatidat ini dengan fosfatase sebagai katalis dan menghasilkan suatu 1,2-digliserida(reaksi 4). Asilaswi terhadap 1,2-digliserida ini merupakan reaksi pada tahap akhir karena molekul asil koenzim A akan terikat pada atom C nomor 3, sehingga terbentuk trigliserida (reaksi 5)

Dari gambar tersebut juga dapat dilihat jalur metanolik biosintesis fosfolipid. Sebelum membewntuk trigliserida, 1,2- digliserida dapat bereaksi dengan sitidindifosfat-kolin (CDP-kolin) menghasilkan fosfatidikolin (reaksi 10). Selain itu 1,2- digliserida dapat pula bereaksi dengan sitidindifosfat-etanolamina menghasilkan fosfatidiletanolamina(reaksi 6)
CDP-kolin dan CDP-etanolamina

Etanolamina atau kolin mengikat guguis fosfat dari ATP dengan enzim kinase sebagai katalis dengan menghasilkan fosfoetanolamina atau fosfoklorin.Kemudian fosfoetanolamina atau fosfoklirin bereaksi sebagai sitidintrifosfat (CTP) menghasilkan CDP-etanolamina atau CDP-kolin.Katalis untuk reaksi ini adalah transferase. CDP-etanolamina atau CDP-kolin dapat bereaksi dengan 1,2-digliserida membentuk fosfatidil etanolamina atau fosfatidil kolin. Fosfatidiletanolamina dapat juga terbentuk dari fosfatidilserin dapat terbentuk dari fosfatidil etanolamina dengan serin. Dalam reaksi ini terjadi penggantian gugus etanolamina dengan gugus serin (reaksi 8)

BAB III
PENUTUP
3.1    Kesimpulan
Asam lemak adalah rantai hidrokarbon alifatik panjang yang memiliki gugus asam karboksilat. Panjang  rantai hidrokarbon asam lemak bervariasi dari 10 sampai 30 karbon.
senyawa antara asil di dalam proses ini adalah senyawa tioester, bukan KoA seperti yang terjadi didalam oksidasi lemak, tetapi merupakan protein dengan berat molekul rendah yang disebut protein pembawa asil atau ACP yang mempunyai gugus  SH-esensial.
Proses biosintesis asam lemak ada 3, yaitu:
    Karboksilasi asetil KoA menjadi Malonil KoA
    Pemindahan gugus karboksilat kepada asetil KoA
    Tahap perpanjangan rangkaian atom C
Pengaturan biosintesis asam lemak ada 2, yaitu:
    Kecepatan reaksi asetil KoA karboksilase, yang membentuk malonil KoA
    Konsentrasi gliserolfosfat dapat mengontrol sintesis asam lemak

DAFTAR PUSTAKA
Lehninger, Albert L.1992.Dasar-Dasar Biokimia Jilid 2.Jakarta : Erlangga
Mathews, Christophner K dan K.E. Fan Holde.1995.biochemistry.USA: The Benjamin Chummings Publishing Company, INC
Poedjiadi, Anna dan Supriyanti, F.M. Titin.2006.Dasar-Dasar Biokimia.Jakarta: UI Press
http://www.vivaborneo.com


Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Ditunggu komen yang lainnya juga ya...