Transcript
Page 1: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat-

NYA,yang mana telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada kami ,sehingga

kami dapat menyelesaikan makalah Biokimia ini dengan judul “BETA OKSIDASI

ASAM LEMAK JENUH” ini dengan baik. Adapun penyusunan makalah ini untuk

memenuhi tugas dari Ibu Dra.Dwi Wiwik ERnawati, M.Kes. Kami menyadari bahwa

dalam makalah ini masih sangat banyak kekurangan yang dikarenakan keterbatasan

ilmu dan kemampuan yang kami miliki, Oleh sebab dari itu, kami mengharapkan

kritik dan saran yang membangun untuk tercapainya kesempurnaan dari makalah ini.

Semoga dengan adanya makalah ini dapat member ilmu pengetahuan maupun

wawasan bagi para pembacanya, khususnya mahasiswa prodi kimia dan mahasiswa

jurusan PMIPA pada umumnya.

Jambi, Mei 2011

Penulis

1

Page 2: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .......................................................................................... 1

DAFTAR ISI.......................................................................................................... 2

BAB I. PENDAHULUAN..................................................................................... 3

1.1 Latar Belakang......................................................................................... 3

1.2 Rumusan Masalah.................................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah...................................................................................... 3

1.4 Tujuan...................................................................................................... 3

BAB II. PEMBAHASAN...................................................................................... 4

2.1 Pengertian lipid......................................................................................... 4

2.2Metabolisme lipid.................................................................................... 6

2.3 Beta oksidasi asam lemak jenuh.............................................................. 7

2.4 Perhitungan ATP...................................................................................... 10

BAB III. PENUTUP.............................................................................................. 14

3.1 Kesimpulan.............................................................................................. 14

3.2 Saran........................................................................................................ 14

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ 15

2

Page 3: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi dapat larut

dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena, kloroform. Dalam tubuh

manusia lipid berfungsi sebagai komponen struktur membrane sel, sebagai bentuk

penyimpanan energy, sebagai bahan bakar metabolik dan sebagai agen pengemulsi.

Katabolisme asam lemak terjadi di dalam mitokondria melalui proses yang

dikenal sebagai Oksidasi-β. Dalam proses ini fragmen dua-karbon berturut-turut

dikeluarkan dari asam lemak dalam bentuk asetil KoA.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam makalah ini adalah:

1. Apa pengertian lipid?

2. Bagaimana proses metabolisme lipid?

3. Apa yang dimaksud beta oksidasi asam lemak jenuh?

4. Bagaimana perhitungan hasil akhir oksidasi beta?

1.3 Batasan Masalah

Pembahasan metabolisme lipid mempunyai cakupan yang sangat luas. Karena

keterbatasan penulis, maka batasan masalah dalam makalah ini adalah merujuk pada

rumusan masalah di atas.

1.4 Tujuan

Setelah mempelajari makalah ini dapat mengetahui dan menjelaskan mengenai:

1. Proses metabolism lipid

2. Beta oksidasi asam lemak jenuh

3. Perhitungan hasil akhir oksidasi beta

3

Page 4: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Pengertian Lipid

Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi dapat larut

dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena, kloroform.

Ada beberapa fungsi lipid diantaranya:

a. Sebagai komponen struktural membran sel

b. Sebagai cadangan energi

c. Sebagai bahan bakar metabolik

d. Sebagai hormone dan vitamin

Beberapa jenis lipid, yaitu:

1) Asam lemak

asam lemak merupakan asam monokarboksilat rantai panjang

dengan rumus umum: CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1 – COOH

ada dua jenis asam lemak, yaitu:

a) asam lemak jenuh

asam lemak ini tidak memiliki ikatan

rangkap H H H H

- C – C – C - C -

H H H H

b) asam lemak tak jenuh

asam lemak ini memiliki satu atau lebih ikatan rangkap

H H H H H H H H H H H

- C – C = C – C - - C – C = C – C – C = C – C -

H H H H H

asam monoenoat asam polienoat

2) Asil gliserol (gliserida)

Gliserida merupakan ester asam lemak dan gliserol,

fungsi dasar dari gliserida adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau

minyak).

4

Page 5: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

3) Fosfogliserida (fosfolipid)

Lipid yang mengandung asam fosfat diesterkan pada gugus C3-hidroksil

disebut fosfigluiserida.

4) Derivat asam lemak (ester kolesterol)

Bagian asam lemak biasanya merupakan jenis berantai panjang dan sering tak

jenuh. Ester kolesterol merupakan bentuk penyimpanan dan pengangkutan dari

kolesterol.

Ester kolesterol terbentuk dalam tetesan lipid intrasel dan dalam lipoprotein plasma.

5) Terpen

Merupakan atom polimer dari unit isoprene atom lima karbon. Dalam terpen

termasuk vitamin A, E dan K dan dolikol, poliprenol yang mengandung banyak

unit-unit isoprene.

2.2 Metabolisme Lipid

Lipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid

netral, yaitu trigliserid (ester antara gliserol dengan 3 asam lemak). Secara ringkas,

hasil dari pencernaan lipid adalah asam lemak dan gliserol, selain itu ada juga yang

masih berupa monogliserid. Sebagian besar asam lemak dan monogliserida tidak larut

dalam air, oleh karena itu diangkut dan dilepaskan dalam sel epitel usus, Di dalam sel

ini asam lemak dan monogliserida segera dibentuk menjadi trigliserida (lipid) dan

berkumpul berbentuk gelembung yang disebut kilomikron. Kilomikron ini kemudian

ditransportasikan menuju hati dan jaringan adiposa. Di dalam sel-sel hati dan jaringan

adiposa, kilomikron segera dipecah menjadi asam-asam lemak dan gliserol.

Selanjutnya asam-asam lemak dan gliserol tersebut, dibentuk kembali menjadi

simpanan trigliserida.

Secara ringkas, hasil akhir dari pemecahan lipid dari makanan adalah asam

lemak dan gliserol. Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam

lemak mengalami esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi

trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika sewaktu-waktu tak tersedia

sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi. Proses oksidasi asam

lemak inilah yang dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA.

5

Page 6: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

2.3 Beta Oksidasi Asam lemak Jenuh

Asam lemak jenuh adalah asam lemak yang tidak mengandung ikatan rangkap

dalam strukturnya. Karena hampir semua asam lemak dari jaringan hewan memiliki

jumlah atom karbon genap, telah lama dipikirkan bahwa asam lemak disintesa dan

didegradasi oleh penambahan atau pengurangan potongan-potongan dua karbon.

Misalkan, oksidasi asam palmitat yang mempunyai 16 atom karbon akan

menghasilkan 8 unit asetil KoA tetapi hanya memerlukan 7 siklus oksidasi Beta. Satu

urutan oksidasi beta menghasilkan 1 mol asetil KoA dan memberi 5 mol ATP kepada

sel. Tiap mol asetil KoA, bila dioksidasi dalam siklus Krebs menjadi CO2 dan H2O,

memberi tambahan ikatan fosfat energi tinggi kepada sel yang ekivalen dengan 12

mol ATP.

Tahap pengaktifan asam lemak yaitu

Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang.

Asam lemak rantai panjang ini tidak bisa langsung masuk kedalam mitokondria

sehingga harus diaktifkan dulu agar dapat masuk ke dalam mitokondria dengan

bantuan senyawa karnitin. Berikut adalah mekanisme transportasi asam lemak trans

membrane mitokondria melalui mekanisme penngangkutan karnitin.

6

Page 7: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

Mekanisme transportasi asam lemak trans membran mitokondria melalui mekanisme pengangkutan karnitin

Langkah-langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai

berikut:

1. Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisir

oleh enzim tiokinase.

2. Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim karnitin

palmitoil transferase I yang terdapat pada membran eksterna mitokondria

menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asil karnitin, barulah senyawa tersebut

bisa menembus membran interna mitokondria.

3. Pada membran interna mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin

translokase yang bertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan

karnitin keluar.

4. Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan

KoA dengan dikatalisir oleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada

di membran interna mitokondria menjadi Asil Koa dan karnitin dibebaskan.

7

Membran mitokondria internaKarnitin palmitoil

transferase II

Karnitin Asil karnitintranslokase

KoA Karnitin

Asil karnitin Asil-KoA

Asil karnitin

Beta oksidasi

Membran mitokondria eksterna

ATP + KoA AMP + PPi

FFA Asil-KoA

Asil-KoA sintetase

(Tiokinase)

Karnitin palmitoil

transferase I

Asil-KoA KoA

Karnitin Asil karnitin

Page 8: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

5. Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk

dalam proses oksidasi beta.

Setelah itu asam lemak masuk dalam oksidasi beta.

Oksidasi asam lemak

Bagian pertama oksidasi asam lemak jenuh memiliki empat tahap, yakni:

Tahap dehidrogenasi pertama

Setelah ester asil lemak KoA jenuh masuk ke dalam matriks, molekul itu

mengalami dehidrogenasi enzimatik pada atom karbon α dan β (atom karbon 2

dan 3) untuk membentuk ikatan ganda pada rantai karbon dan menghasilkan suatu

trans-∆2 -enoil-KoA sebagai produk. Dalam tahap yang dikatalisa oleh

dehidrogenase asil-KoA, yaitu enzim yang mengandung FAD sebagai gugus

prostetik

Asil lemak-S-KoA + E-FAD → trans-∆2 -enoil-S-KoA + E-FADH2

Tahap hidrasi

Pada tahap kedua dari siklus oksidasi asam lemak, air ditambahkan pada

ikatan ganda trans-∆2 -enoil-KoA untuk membentuk l stereoisomer β-

hidroksiasil-KoA yang ditunjukkan oleh 3-hidroksiasil-KoA yang dikatalisis oleh

enoil-KoA hidratase.

trans-∆2 -enoil-S-KoA + H2O ↔ L-3-hidroksiasil-S-KoA

Tahap dehidrogenase kedua

Pada tahap ketiga siklus oksidasi asam lemak ini L-3-hidroksiasil-S-KoA

didehidrogenasi membentuk 3-ketosil-KoA oleh kerja 3-hidroksiasil-KoA

dehidrogenase dan NAD+ sebagai penerima electron spesifik.

L-3-hidroksiasil-S-KoA + NAD+ ↔ 3-ketosil-S-KoA + NADH + H+

Tahap tiolisis

Tahap keempat dan terakhir dari siklus oksidasi asam lemak jenuh dikatalisis

oleh asetil-KoA asetiltransferase (tiolase) yang melangsungkan reaksi 3-ketoasil-

8

Page 9: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

KoA dengan molekul dari KoA-SH bebas untuk membebaskan potongan 2 karbon

karboksil terminal dari asam lemak asalnya, sebagai asetil-KoA, dan produk

sisanya, yaitu ester KoA dari asam lemak semula yang sekarang diperkecil dengan

dua atom karbon.

3-ketosil-S-KoA + KoA-SH ↔ asil lemak –s KoA yang diperpendek + asetil-s-

KoA

9

Page 10: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

Bagian kedua asam lemak jenuh

Asetil-KoA yang dihasilkan oleh babak pertama oksidasi beta ini selanjutnya

akan masuk siklus asam sitrat.

Asetil KoA dioksidasi melalui siklus asam sitrat atau siklus krebs

Reaksi-reaksi dalam siklus asam sitrat:

1) Sitrat sintase , mengkatalis kondensasi asetil KoA dengan oksaloasetat

untuk membentuk sitrat.

2) Akonitase , mengkatalis perubahan asam sitrat menjadi isositrat secara

reversibel.

3) Isositrat hidrogenase , mendekarboksilasi isositrat menjadi alfa-

ketoglutarat secara oksidatif. Dalam proses ini NAD+ doreduksi menjadi

NADH dan CO2 dilepaskan.

4) Alfa-ketoglutarat dehidrogenase , menghasilkan suksinil KoA dan

KoA. NAD+ yang lain pun direduksi menjadi NADH dan CO2 dilepaskan.

10

Page 11: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

5) Suksinil KoA sintesa, mengubah suksinil KoA menjadi suksinat.

6) Suksinat dehidrogenase , mengoksidasi suksinat menjadi fumarat.

Enzim ini memindahkan dua atom H ke FAD untuk membentuk FADH2.

7) Fumarat hidratase , menghidrasi fumarat menjadi malat.

8) Malat dehidrogenase , membentuk oksaloasetat dan satu lagi dari malat.

Tahap terakhir ini menyempurnakan siklus asam sitrat.

2.4 Perhitungan ATP

Babak pertama Oksidasi Asam Lemak

Menghasilkan Asetil- KoA dan ATP

Satu molekul asetil-KoA dan dua pasang atom hidrogen dipindahkan dari asil

lemak-KoA berantai panjang yang masuk ke tahap ini, sehingga rantainya

diperpendek denagn 2 atom karbon. Persamaan bagi satu tahap, dimulai dengan

ester KoA asam palmitat (16 atom ) adalah

Palmitoil-S-KoA + KoA-SH + FAD + NAD+ + H2O

Meristoil-S-KoA + asetil-A-KoA + FADH2 + NADH + H+

Setelah pemindahan satu unit asetil-KoA dari palmitoil-KoA, kita berhadapan

dengan ester KoA asam lemak yang telah diperpendek, yaitu asam miristat 14

karbon. Miristoil KoA ini sekarang dapat masuk ke dalam siklus oksidasi asam

lemak dan mengalami rangkaian empat reaksi selanjutnya, yang sama dengan

rangkaian pertama, menghasilkan molekul asetil-KoA kedua dan lauril-KoA, yaitu

ester KoA dari asam lemak homolog 12-karbon, asam laurat.

Bersama-samaa, ketujuh lintasan yang melalui siklus Oksidasi asam lemak

diperlukan untuk mengoksidasi satu molekul palmitoil-KoA untuk menghasilkan

delapan molekul asetil-KoA:

Palmitoil-S-KoA + 7KoA-SH + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O

8 asetil-S-KoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+

Setiap molekul FADH2 yang terbentuk selama oksidasi asam lemak memberikan

sepasang elektron ke ubikuinon pada rantai respirasi, dan ada dua molekul ATP

11

Page 12: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

yang dihasilkan dari ADP dan fosfat selama terjadinya transport pasangan

elektron ke oksigen dan fosforilasi oksidatif yang berkaitan dengan itu.

Serupa dengan hal tersebut, setiap molekul NADH yang terbentuk memindahkan

sepasang elektron ke NADH dehidrogenase mitokondria, transport selanjutnya

dari setiap pasang elektron menuju oksigen mengakibatkan pembentukan tiga

molekul ATP dari ADP dan fosfat.

Jadi, lima molekul ATP dibentuk per molekul asetil-KoA yang dipindahkan pada

setiap lintas yang melalui rangkaian ini, yang terjadi pada jaringan hewan, seperti

hati atau jantung. Oleh karena itu, kita dapat menuliskan persamaan keseluruhan

bagi oksidasi palmitoil-KoA menjadi delapan molekul asetil-KoA, termasuk

transport elektron dan fosforilasi oksidatif:

Palmitoil-S-KoA + 7KoA-SH + 7O2 + 35Pi + 35ADP

8asetil-S-KoA + 35ATP + 42H2O (a)

Inilah persamaan keseluruhan bagi babak pertama oksidasi asam lemak.

Babak Kedua Oksidasi Asam Lemak, Asetil-KoA

Dioksidasi melalui Siklus Asam Sitrat

Asetil KoA yang dihasilkan dari oksidasi asam lemak tidak berbeda dengan asetil-

KoA yang dibentuk dari piruvat. Gugus asetilnya, pada akhirnya akan dioksidasi

menjadi CO2 dan H2O oleh lintas yang sama, yakni siklus asam sitrat.persamaan

berikut ini menggambarkan neraca keseimbangan babak kedua di dalam oksidasi

asam lemak, yaitu oksidasi kedelapan molekul asetil-KoA yang dibentuk dari

palmitoil-KoA, dengan fosforilasi yang terjadi bersamaan dengan itu:

8asetil-S-KoA + 16O2 + 96Pi + 96 ADP

8KoA-SH + 96ATP + 104H2O + 16CO2 (b)

Dengan menggabungkan persamaan (a) dan (b) bagi babak pertama dan kedua

oksidasi asam lemak, kita memperoleh persamaan keseluruhan bagi oksidasi

sempurna palmitoil-KoA menjadi karbon dioksida dan air.

Palmitoil-S-KoA + 23O2 + 131Pi + 131ADP

12

Page 13: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

KoA-SH + 131ATP + 16CO2 + 146H2O (c)

Atau dengan cara lain, dapat dirincikan sebagai berikut: Asam palmitat yang

mempunyai 16 atom karbon (C16H32O2), setelah diaktivasi dan ditransfer oleh

karnitin maka akan masuk ke mitokondria dan selanjutnya mengalami beta-

oksidasi asam lemak dan masuk ke siklus krebs.

1. Palmitoil KoA akan membentuk asetil KoA dengan 7 kali beta-oksidasi,

yaitu menghasilkan 7 FADH2 dan 7 NADH yang masing-masing setara

dengan 2 ATP dan 3 ATP. Jadi, dalam beta oksidasi asam lemka jenuh

asam palmitat dihasilkan 35 ATP.

2. selanjutnya asetil KoA yang dihasilkan dari beta-oksidasi ini akan masuk

ke dalam siklus asam sitrat atau siklus krebs. Dimana dalam satu kali

siklus asam sitrat ini, digunakan 1 mol asetil KoA yang didapat dari hasil

beta-oksidasi. Asetil KoA masuk ke siklus asam sitrat atau siklus krebs,

terbentuk 3 NADH yang setara denagn 9 ATP, 1 FADH2 yang setara

dengan 2 ATP dan 1 GTP yang setara denagn 1 ATP. Jadi, 1 mol asetil

KoA menghasilkan 12 ATP. Oleh karena aktivasi asam palmitat

menghasilkan 8 asetil KoA maka perhitungannya menjadi:

dalam 8 mol asetil KoA,

NADH = 3 x 8 = 24 mol, maka 24 x 3 = 72 ATP

FADH2 = 1 X 8 = 8 mol, maka 8 x 2 = 16 ATP

GTP = 1 x 8 = 8 mol, maka 8 x 1 = 8 ATP

Jadi, (72 ATP + 16 ATP + 8 ATP) = 96 ATP

3. jumlah ATP yang dihasilkan dalam oksidasi asam palmitat adalah ATP

yang dihasilkan dari beta-oksidasi + ATP yang dihasilkan dari siklus asam

sitrat atau siklus krebs = 131 ATP.

13

Page 14: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

14

Page 15: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi

dapat larut dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena,

kloroform.

Beta oksidasi asam lemak jenuh adalah Proses oksidasi asam lemak

jenuh dan menghasilkan asetil KoA.

Jumlah ATP yang dihasilkan dalam oksidasi asam palmitat adalah ATP

yang dihasilkan dari beta-oksidasi + ATP yang dihasilkan dari siklus

asam sitrat atau siklus krebs = 131 ATP.

3.2. Saran

Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Apabila ada kritik dan

saran yang membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini agar

kedepannya lebih baik lagi.

15

Page 16: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, L. Albert. Dasar-Dasar Biokimia Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Montgomery, Rex. Dkk. Biokimia Jilid 2 Edisi keempat. Yogyakarta:

Universitas Gadjah Mada.

http://ginaangraeni10.wordpress.com/2010/05/23/beta-oksidasi-asam-lemak-jenuh

http://id.shvoong.com/exact-sciences/biokimia/1870394-oksidasi-asam-lemak-jenuh/

http://www.biology.arizona.edu\biochemistry, 2003, The Biology Project-Biochemistry

16

Page 17: Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

METABOLISME LIPID DAN

BETA-OKSIDASI ASAM LEMAK JENUH

DOSEN PENGAMPU MK:

Dra. M. Dwi Wiwik E, M.Kes

Drs. Haryanto, M.Kes

Disusun Oleh:

Titik Rohayatin A1C109004

Janharlen. P A1C109044

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2011

17


Top Related