katabolisme karbohidrat
DESCRIPTION
MMMMMMTRANSCRIPT
KATABOLISME KARBOHIDRAT, PROTEIN, LEMAK DAN HUBUNGANNYA
Pengertian Katabolisme
Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks
(organik) menjadi sederhana (anorganik) yang menghasilkan energi. Untuk dapat digunakan
oleh sel, energi yang dihasilkan harus diubah menjadi ATP (Adenosin TriPhospat). ATP
merupakan gugus adenin yang berikatan dengan tiga gugus fosfat. Pelepasan gugus fosfat
menghasilkan energi yang digunakan langsung oleh sel, yang digunakan untuk melangsungkan
reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dan lain-lain. Contoh
katabolisme adalah respirasi sel, yaitu proses penguraian bahan makanan yang bertujuan
menghasilkan energi. Sebagai bahan baku respirasi adalah karbohidrat, asam lemak, dan asam
amino dan sebagai hasilnya adalah CO2(karbon dioksida, air dan energi). Respirasi dilakukan
oleh semua sel hidup, sel hewan maupun sel tumbuhan.
Katabolisme Karbohidrat
Struktur karbohidrat
Karbohidrat merupakan sumber energi uatama dan sumber serat utama. Karbohidrat mempunyai
tiga unsur, yaitu karbon, hydrogen dan oksigen. Jenis-jenis karbohidrat sangat beragam.
Karbohidrat dibedakan satu dengan yang lain berdasarkan susunan atom-aromnya, panjang
pendeknya rantai serta jenis ikatan. Dari kompleksitas strukturnya karbohidrat dibedakan
menjadi karbohidarat sederhana (monosakarida dan disakarida)dan karbohidrat dengan struktur
yang kompleks (polisakarida). Selain kelompok tersebut juga masih ada oligosakarida yang
memiliki monosakarida lebih pendek dari polisakarida, contohnya adalah satkiosa, rafinosa,
fruktooligosakarida, dan galaktooligosakarida
Fungsi dari Karbohidrat
1. Simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antara metabolism
2. Bagian dari kerangka structural dari pembentuk RNA dan DNA
3. Merupakan elemen structural dari dinding sel tanaman maupun bakteri.
4. Identitas sel, berikatan dengan protein atau lipid dan berfungsi dalam proses pengenalan antar
sel .
Proses Katabolisme Karbohidrat
Pada Proses katabolisme karbohidrat, sering disebut dengan glikolosis yaitu proses
degradasi. Proses degradasi 1 molekul glukosa (C6) menjadi 2 molekul piruvat (C3) yang terjadi
dalam serangkaian reaksi enzimatis menghasilkan energi bebas dalam bentuk ATP dan NADH
Proses glikolisis terdiri dari 10 langkah reaksi yang terbagi menjadi 2 Fase, yaitu:
- 5 langkah pertama yang disebut fase preparatory
- 5 langkah terakhir yang disebut fase payoff
Fase I memerlukan 2 ATP dan Fase II menghasilkan 4 ATP dan 2 NADP, sehingga total
degradasi Glukosa menjadi 2 molekul piruvat menghasilkan 2 molekul ATP dan 2 molekul
NADP.
Pada tahap pertama, molekul D-Glukosa diaktifkan bagi reaksi berikutnya dengan fosforilasi
pada posisi 6, menghasilkan glukosa-6-fosfat dengan memanfaatkan ATP Reaksi ini bersifat
tidak dapat balik. Enzim heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut dibantu oleh ion
Mg2+ sebagai kofaktor.
Reaksi berikutnya ialah isomerasi, yaitu pengubahan glukosa-6-fosfat, yang merupakan
suatu aldosa, menjadi fruktosa-6-fosfat, yang merupakan suatu ketosa, dengan enzim
fosfoglukoisomerase dan dibantu oleh ion Mg2+.
Tahap selanjutnya adalah fruktosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa-1,6-difosfat oleh enzim
fosoffruktokinase dibantu oleh ion Mg2+ sebagai kofaktor. Dalam reaksi ini,gugus fosfat
dipindahkan dari ATP ke fruktosa-6-fosfat pada posisi 1.
Reaksi tahap keempat dalam rangkaian reaksi glikolisis adalah penguraian molekul fruktosa-
1,6-difosfat membentuk dua molekul triosa fosfat, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan D-
gliseraldehid-3-fosfat oleh enzim aldolase fruktosa difosfat atau enzim aldolase. Hanya
satu di antara dua triosa fosfat yang dibentuk oleh aldolase, yaitu gliseraldehid-3-fosfat, yang
dapat langsung diuraikan pada tahap reaksi glikolisis berikutnya. Tetapi, dihidroksi aseton fosfat
dapat dengan cepat dan dalam reaksi dapat balik, berubah menjadi gliseraldehid-3-fosfat oleh
enzim isomerase triosa fosfat.
Tahap selanjutnya adalah reaksi oksidasi gliseraldehid-3fosfat menjadi asam 1,3
difosfogliserat. Dalam reaksi ini digunakan koenzim NAD+, sedangkan gugus fosfat diperoleh
dari asam fosfat. Enzim yang mengkatalisis dalam tahap ini adalah dehidrogenase gliseraldehida
fosfat. Pada tahap ini, enzim kinase fosfogliserat mengubah asam 1,3-difosfogliserat menjadi
asam 3-fosfogliserat. Dalam reaksi ini terbentuk satu molekul ATP dari ADP dan
memerlukan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Pada tahap ini, terjadi pengubahan asam 3-fosfoliserat
menjadi asam 2-fosfogliserat. Reaksi ini melibatkan pergeseran dapat balik gugus fosfat dari
posisi 3 ke posisi 2. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim fosfogliseril mutase dengan ion Mg2+
sebagai kofaktor.
Reaksi berikutnya adalah reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvat dari asam 2-
fosfogliserat dengan katalisis enzim enolase dan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Reaksi
pembentukan asam fosfoenol piruvat ini ialah reaksi dehidrasi.
Tahap terakhir pada glikolisis ialah reaksi pemindahan gugus fosfat berenergi tinggi dari fosfoenolpiruvat ke ADP yang dikatalisis oleh enzim piruvat kinase sehingga terbentuk molekul ATP dan molekul asam piruvat.
Katabolisme Lemak
Struktur Lemak
Berdasarkan struktur dan fungsi bermacam-macam lemak menjadi salah satu dasar
pengklasifiksian lemak.
Asam-asam lemak : Merupakan suatu rantai hidrokarbon yang mengandung satu gugus metal pada
salah satu ujungnya dan salah satu gugus asam atau karboksil. Secara umum formula kimia suatu
asam lemak adalah CH3(CH2)nCOOH, dan biasanya kelipatan dua.
Rantai pendek : rantai hidrokarbonnya terdiri dari jumlah atom karbon genap 4-6 atom.
Rantai sedang : 8-12 atom
Rantai panjang : 14-26 atom.
Dan asam lemak-asam lemak ini merupakn asam lemak jenuh
Sedangkan untuk asam lemak tidak jenuh, adalah yang mempunayi ikatan rangkap atau lebih
misalnya palmitoleat, linolenat, arakhidat, dan lain sebagainya. CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
(oleat).
Turunan-turunan asam lemak : merupakan suatu komponen yang terbentuk dari satu atau
lebih asam lemak yang mengandung alcohol dan disebut ester. Terdapat dua golongan ester yaitu
gliserol ester dan cholesterol ester.
1. Gliserol ester : terbentuk melalui metabolism karbohidrat yang mengandung tiga atom karbon,
yang salah satu ataom karon bersatu dengan salah satu gugus alcohol. Reaksi kondensasi antara
gugus karboksil dengan gugus alcohol dari gliserol akan membentuk gliserida, tergantung dari
jumlah asam lemak dari gugus alkohol yang membentuk raeksi kondensasi. (monogliserida,
digliserida, trigliserida)
2. Kolesterol ester : terbentuk melelui reaksi kondensasi, sterol, kolesterol, dan sam lemak terikat
dengan gugus alcohol.
3. Glikolipid : komponen ini mempunayi sifat serperti lipid, terdiri dari satu atu lebih komponen
gula, dan biasanya glukosa dan galaktosa.
4. Sterol : merupakan golongan lemak yang larut dalam alcohol, Mislanya kolesterol sterol.
Berbeda dengan struktur lainnya sterol mempunyai nucleus dengan empat buah cincin yang
saling berhubunga, tiga diantaranya mengandung 6 atom karbon, sedang yang keempat
mengandung 5 atom karbon.
Fungsi Lemak
1. Sebagai penyusun struktur membran sel Dalam hal ini lipid berperan sebagai barier untuk sel
dan mengatur aliran material-material.
2. Sebagai cadangan energi Lipid disimpan sebagai jaringan adiposa
3. Sebagai hormon dan vitamin, hormon mengatur komunikasi antar sel, sedangkan vitamin
membantu regulasi proses-proses biologis
Proses Katabolisme Lemak
Lemak merupakan salah satu sumber energy bagi tubuh, bahkan kandungan energinya paling
tinggi diantara sumber energy yang lain, yaitu sebesar 9kkal/gram. Energi hasil pemecahan
lemak dimulai saat lemak berada didalam kebutuhan energi. Pemecahan lemak dimulai saat
lemak berada didalam system pencernaan makanan. Lemak akan dipecah menjadi asam lemak
dan gliserol. Dari kedua senyawa tersebut, asam lemak sebagian mengandung sebagian besar
energi, yaitu sekitar 95%, sedangkan gliserol hanya mengandung 5% dari besar energi lemak.
Untuk dapat menghasilkan energi , asam lemak akan mengalami oksidasi yang terjadi didalm
mitokondria, sedangkan gliserol dirombak secara glikolisis. Gliserol dalam glikolisis akan
diubah kembali menjadi dihidroksi aseton fosfat. Oksidasi asam lemak juga melalui lintasan
akhir yang dilalui karbohidrat, yaitu siklus krebs.
Setelah berada didalam mitokondria, asam lemak akan mengalami oksidasi untuk
menghasilkan energi. Oksidasi asam lemak terjadi dalam dua tahap, yaitu oksidasi asam lemak
yang menghasilkan residu asetil KoA dan oksidasi asetil KoA menjadi karbon dioksida melalui
siklus krebs.
Katabolisme Protein
Struktur Protein
Dilihat dari tingkat organisasi struktur, protein dapat diklasifikasikan ke dalam empat kelas
dengan urutan kerumitan yang berkurang. Kelas-kelas itu adalah :
1. Struktur primer: Ini adalah hanya urutan asam amino di dalam rantai protein. Struktur primer
protein dilakukan oleh ikatan-ikatan (peptida) yang kovalen.
2. Struktur sekunder: Hal ini merujuk ke banyaknya struktur helix-aa atau lembaran berlipatan-B
setempat yang berhubungan dengan struktur protein secara keseluruhan. Struktur sekunder
protein diselenggarakan oleh ikatan-ikatan hidrogen antara oksigen karbonil dan nitrogen amida
dari rantai polipeptida.
3. Struktur tersier: Hal ini menunjuk ke cara rantai protein ke dalam protein berbentuk bulat
dilekukkan dan dilipat untuk membentuk struktur tiga-dimensional secara menyeluruh dari
molekul protein. Struktur tersier diselenggarakan oleh interaksi antara gugus-fufus R dalam asam
amino.
4. Struktur kuartener. Banyak protein ada sebagai oligomer, atau molekul-molekul besar terbentuk
dari pengumpulan khas dari subsatuan yang identik atau berlainan yang dikenal dengan
protomer.
Fungsi Protein
1. Membentuk jaringan/ bagian tubuh lain
2. Pertumbuhan (bayi, anak, pubertas)
3. Pemeliharaan (dewasa)
4. Membentuk sel darah
5. Membentuk hormon, enzim, antibody,dll
6. Memberi tenaga (protein sparing efek)
7. Pengaturan (enzim, hormone)
Proses Katabolisme Protein
Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau
terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam
amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan
pelepasan gugus amina. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.
Terdapat 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:
1. Transaminasi : Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada α ketoglutarat menghasilkan
glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat
2. Deaminasi oksidatif : Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium Gugus-gugus
amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+) yang selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di
hati. Dalam siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal berupa urin.
Proses yang terjadi di dalam siklus urea digambarkan terdiri atas beberapa tahap yaitu:
1. Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan CO2
menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP
2. Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan L-ornitin
menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan.
3. Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L-aspartat
menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP
4. Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi fumarat dan L-
arginin
5. Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan menghasilkan L-
ornitin dan urea.
Hubungan Antara Katabolisme Antara Karbohidrat, Lemak, & Protein
Anda sudah mengetahui bahwa di dalam sel reaksi metabolisme tidak terpisah satu sama lain
yaitu membentuk suatu jejaring yang saling berkaitan. Di dalam tubuh manusia terjadi
metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak. Bagaimana keterkaitan ketiganya? Pada bagan
terlihat karbohidrat, protein, dan lemak bertemu pada jalur siklus Krebs dengan masukan asetil
koenzim A. Tahukah Anda bahwa Asetil Ko-A sebagai bahan baku dalam siklus Krebs untuk
menghasilkan energi yang berasal dari katabolisme karbohidrat, protein, maupun lemak. Titik
temu dari berbagai jalur metabolisme ini berguna untuk saling menggantikan “bahan bakar” di
dalam sel, Hasil katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak juga bermanfaat untuk
menghasilkan senyawa- senyawa lain yaitu dapat membentuk ATP, hormon, komponen
hemoglobin ataupun komponen sel lainnya.
Lemak (asam heksanoat) lebih banyak mengandung hidrogen terikat dan merupakan
senyawa karbon yang paling banyak tereduksi, sedangkan karbohidrat (glukosa) dan protein
(asam glutamat) banyak mengandung oksigen dan lebih sedikit hidrogen terikat adalah senyawa
yang lebih teroksidasi.
Senyawa karbon yang tereduksi lebih banyak menyimpan energi dan apabila ada
pembakaran sempurna akan membebaskan energi lebih banyak karena adanya pembebasan
elektron yang lebih banyak. Jumlah elektron yang dibebaskan menunjukkan jumlah energi yang
dihasilkan. Perlu Anda ketahui pada jalur katabolisme yang berbeda glukosa dan asam glutamat
dapat menghasilkan jumlah ATP yang sama yaitu 36 ATP. Sedangkan katabolisme asam
heksanoat dengan jumlah karbon yang sama dengan glukosa (6 karbon) menghasilkan 44 ATP,
sehingga jumlah energi yang dihasilkan pada lemak lebih besar dibandingkan dengan yang
dihasilkan pada karbohidrat dan protein. Sedangkan jumlah energi yang dihasilkan protein setara
dengan jumlah yang dihasilkan karbohidrat dalam berat yang sama.
Dari penjelasan itu dapat disimpulkan jika kita makan dengan mengkonsumsi makanan
yang mengandung lemak akan lebih memberikan rasa kenyang jika dibandingkan dengan protein
dan karbohidrat. Karena rasa kenyang tersebut disebabkan oleh kemampuan metabolisme lemak
untuk menghasilkan energi yang lebih besar.
Kata kunci untuk menuju artikel KATABOLISME KARBOHIDRAT, PROTEIN, LEMAK
DAN HUBUNGANNYA ini: karbohidrat. katabolisme karbohidrat, struktur karbohidrat,
proses katabolisme karbohidrat, katabolisme, proses metabolisme protein, lemak adalah, proses
katabolisme, katabolisme protein
DAFTRA PUSTAKA
Campbell, dkk. 2003. Biologi jilid 1. Jakarta:ErlanggaElisa. tanpa tahun. Metabolisme Protein. http:// ugm.ac. id / files / chimera 73 / .../ Metabolisme
%20protein.doc. diakses pada tanggal 30 Mei 2012 pukul 16.04Lehninger. 200. Dasar-dasar biokimia jilid 2. Jakarta: Erlangga
KATABOLISME LEMAK
Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami
esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energi
jangka panjang. Katabolisme lemak dimulai dengan pemecahan lemak menjadi gliserol dan asam
lemak. Gliserol yang merupakan senyawa dengan 3 atom C dapat dirubah menjadi gliseral dehid
3-fosfat. Selanjutnya gliseral dehid 3-fosfat mengikuti jalur glikolisis sehingga terbentuk piruvat.
Sedangkan asam lemak dapat dipecah menjadi molekul-molekul dengan 2 atom C. Molekul
dengan 2 atom C ini kemudian diubah menjadi asetil koenzim A dapat dihitung satu. Sehingga
jika sewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi.
Proses oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnya
sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur
inipun akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi (Nugroho, 2009).
Lebih lanjut Nugroho menguraikan proses metabolisme asam lemak sebagai berikut.
1. Katabolisme Gliserol
Gliserol sebagai hasil hidrolisis lipid (trigliserida) dapat menjadi sumber energi. Gliserol ini
selanjutnya masuk ke dalam jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis. Pada tahap awal,
gliserol mendapatkan 1 gugus fosfat dari ATP membentuk gliserol 3-fosfat. Selanjutnya senyawa
ini masuk ke dalam rantai respirasi membentuk dihidroksi aseton fosfat, suatu produk antara
dalam jalur glikolisis.
Enzim gliserokinase mengkatalisis reaksi :
Gliserol → Gliserol 3-fosfat
Dalam reaksi ini diperlukan ATP dan menghasilkan ADP. Enzim ini terutama terdapat dalam
hati dan ginjal. Enzim gliserol 3-fosfat dehidrogenase mengkatalisis reaksi :
Gliserol 3-fosfat → Dihidroksi aseton fosfat ( DHAP )
B. Asam Lemak (β Oksidasi)
Untuk memperoleh energi, asam lemak dapat dioksidasi dalam proses yang dinamakan
oksidasi beta. Sebelum dikatabolisir dalam oksidasi beta, asam lemak harus diaktifkan terlebih
dahulu menjadi asil-KoA. Dengan adanya ATP dan Koenzim A, asam lemak diaktifkan dengan
dikatalisir oleh enzim asil-KoA sintetase (Tiokinase).
Gamabr 1. Aktivasi asam lemak menjadi asil KoA
Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang. Asam lemak
rantai panjang ini akan dapat masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan senyawa karnitin,
dengan rumus (CH3)3N+-CH2-CH(OH)-CH2-COO-.
Membran mitokondria interna
Karnitin palmitoil transferase II
Karnitin Asil karnitintranslokaseKoAKarnitinAsil karnitinAsil-KoAAsil karnitinBeta oksidasi
Membran mitokondria eksterna
ATP + KoAAMP + PPiFFAAsil-KoAAsil-KoA sintetase
(Tiokinase)Karnitin palmitoil transferase
IAsil-KoAKoAKarnitinAsil karnitin
Gambar 2. 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.
5. Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk dalam proses oksidasi
beta.
Dalam oksidasi beta, asam lemak masuk ke dalam rangkaian siklus dengan 5 tahapan proses
dan pada setiap proses, diangkat 2 atom C dengan hasil akhir berupa asetil KoA. Selanjutnya
asetil KoA masuk ke dalam siklus asam sitrat. Dalam proses oksidasi ini, karbon β asam lemak
dioksidasi menjadi keton.
Gamabr 3. Oksidasi karbon β menjadi ketonKeterangan: Frekuensi oksidasi β adalah (½ jumlah atom C)-1
Jumlah asetil KoA yang dihasilkan adalah (½ jumlah atom C)
Gambar 4. Oksidasi asam lemak dengan 16 atom C. Perhatikan bahwa setiap proses pemutusan
2 atom C adalah proses oksidasi β dan setiap 2 atom C yang diputuskan adalah asetil KoA.
Gambar 5. Aktivasi asam lemak, oksidasi beta dan siklus asam sitrat
Telah dijelaskan bahwa asam lemak dapat dioksidasi jika diaktifkan terlebih dahulu menjadi
asil-KoA. Proses aktivasi ini membutuhkan energi sebesar 2P. (-2P)
Setelah berada di dalam mitokondria, asil-KoA akan mengalami tahap-tahap perubahan
sebagai berikut:
1. Asil-KoA diubah menjadi delta2-trans-enoil-KoA. Pada tahap ini terjadi rantai respirasi dengan
menghasilkan energi 2P (+2P)
2. delta2-trans-enoil-KoA diubah menjadi L(+)-3-hidroksi-asil-KoA
3. L(+)-3-hidroksi-asil-KoA diubah menjadi 3-Ketoasil-KoA. Pada tahap ini terjadi rantai respirasi
dengan menghasilkan energi 3P (+3P)
4. Selanjutnya terbentuklah asetil KoA yang mengandung 2 atom C dan asil-KoA yang telah
kehilangan 2 atom C.
Dalam satu oksidasi beta dihasilkan energi 2P dan 3P sehingga total energi satu kali oksidasi
beta adalah 5P. Karena pada umumnya asam lemak memiliki banyak atom C, maka asil-KoA
yang masih ada akan mengalami oksidasi beta kembali dan kehilangan lagi 2 atom C karena
membentuk asetil KoA. Demikian seterusnya hingga hasil yang terakhir adalah 2 asetil-KoA.
Asetil-KoA yang dihasilkan oleh oksidasi beta ini selanjutnya akan masuk siklus asam sitrat.
C. Reaksi β Oksidasi
1. Reaksi pertama : Dehidrogenase pertama
Reaksi ini merupakan peristiwa oksidasi atau dehidrogenase yang pertama terhadap asam
lemak aktif. Enzim yang mengkatalisa adalah asil - KoA dehidrogenase. Setelah ester asil lemak
Ko-A masuk ke dalam matriks, molekul itu mengalami dehideogenasi enzimatik pada atom
karbon α dan β (atom carbón 2 dan 3) untuk membentuk ikatan ganda pada rantai karbon, dan
karenanya menghasilkan statu trans-Δ2-enoil – S – KoA sebagai produk, dalam tahap yang
dikatalisa oleh dehidrogenase asil – KoA, yaitu enzim (ditunjukkan oleh E) yang mengandung
FAD sebagai gugus prostetik :
Asil lemak – S – KoA trans-Δ2-enoil – S – KoA
E – FAD E – FADH2
Pada reaksi ini, atom hidrogen yang dilepaskan dari asil lemak – KoA dipindahkan ke FAD,
yang merupakan gugus prostetik yang terikat kuat pada dehidrogenasi asil – KoA. Bentuk
tereduksi dehidrogenase ini lalu memberikan elektronnya kepada molekul pebawa electron, yang
disebut flavoprotein pemindahan electron (ETFP), yang selanjutnya memindahkan pasangan
elekrton ke ubikuinon pada rantai respirasi mitokondria. Selama transport pasangan electron ini
selanjutnya ke oksigen oleh rantai respirasi, dua ATP dihasilkan oleh fosforilasi oksidatif.
2. Reaksi kedua : Hidrasi
Trans –menoil KoA yang terbentuk pada reaksi dehidrogenase di atas pada reaksi berikutnya
diubah ke dalam 3 – hidroksi – asil – KoA oleh enzim enoil – KoA hidrase.
Enzim ini menunjukkan spesifitas yang relatif oleh karena dapat pula menghidrasi
menghidrasi senyawa turunannya baik yang jenuh, tak jenuh, bentuk trans maupun bentuk sis.
Hasil hidrasinya pada asil KoA dengan ikatan ganda trans maka hasilnya adalah bentuk L.
Gambar Dehidrogenasi I dan Hidrasi
3. Reaksi ketiga : Dehidrogenasi kedua
Berbeda dengan dehidrogenasi yang pertama yang dibantu oleh gugus prostetis FAD maka
dehidrogenasi yang kedua itu dibantu oleh NAD Pada tahap ini, L-3-hidroksiasil –KoA
didehidrogenasi untuk membentuk 3-ketoasil-KoA oleh kerja 3-hidroksiasil-KoA dehidrogenase.
Reaksinya adalah:
L-3-Hidroksiasil – S – KoA + NAD+ 3 – ketoasil – S – KoA + NADH + H+
Enzim ini benar-benar spesifik (100%) bagi stereoisomer L. NADH yang terbentuk didalam
reaksi ini lalu memberikan ekuivalen pereduksinya ke NADH dehidrogenase pada rantai
respirasi (gambar 18-17). Seperti pada semua subtract lain dari dehidrogenase yang berkaitan
dengan NAD pada mitokondira, tiga molekul ATP dihasilkan dari ADP per pasangan electrón
yang mengalir dari NADH ke oksigen melalui rantai transport electron.
4. Reaksi keempat : Tiolisis
Reaksi berikut ini adalah sebuah lisis yang disebabkan senyawa tiol. Senyawa terakhirnya
adalah K0ASH Tahap ke empat dan terakhir dari siklus oksidasi asam lemak dikatalisis oleh
asetil-KoA asetiltransferase (lebih dikenal sebagai tiolase), yang melangsungkan reaksi 3-
ketoasil-KoA dengan molekul dari KoA-SH bebes untuk membebaskan 2 karbon
karboksilterminal dari asam lemak asalnya, sebagai asetil-KoA, dan produk sisanya, yaitu aster
KoA dari asam lemak semula yang diperkecil dengan dua atom karbon
3-Ketoasil-S-KoA +Koa-SH asil lemak-S-KoA yang diperpendek + asetil-S-KoA
Gambar Dehidrogenasi kedua dan tiolisis
Dari tahapan reaksi oksidasi asam lemak diatas dapat diketahui bahwa setiap kali asam
lemak aktif itu menjalani siklus pemecahan dihasilkan molekul asetil K0A dan 2 pasang atom
hidrogen.
Berikut adalah reaksi asam lemak yang akan menjadi miristoil – K0 A berlangsung sebagai
berikut :
Palmitoil – K0A + FAD + H2O + NAD + + K0A Miristoil – KoA + FADH2 + NADH
+ H+ + asetil –KoA
Setelah pemisahan satu unit asetil-KoA dari palmitoil-KoA, kita berhadapan dengan ester
KoA asam lemak yang diperpendek, yaitu asam miristat 14-karbon. Miristoil KoA ini sekarang
dapat masuk ke dalam siklus oksidasi asam lemak dan mengalami rangkaian empat rekasi
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-sama,
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+
Asetil-KoA yang dihasilkan oleh oksidasi beta ini selanjutnya akan masuk siklus asam sitrat.
D. Asetil-KoA dioksidasi melalui siklus Asam Sitrat
Gambar daur asam sitrat
Asetil-KoA yang dihasilkan dari oksidasi asam lemak tidak berbeda dengan asetil-KoA
yang terbentuk dari piruvat. Gugus asetilnya, pada akhirnya akan dioksidasi menjadi CO2 dan
H2O oleh lintas yang sama, yakni siklus asam sitrat. persamaan berikut adalah persamaan yang
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 :
8 asetil-S-KoA + 16O2 + 96Pi + 96ADP 8 KoA-SH + 96ATP + 104H2O + 16CO2
E. Kalkulasi energi yang dihasilkan (dalam bentuk ATP)
Setiap molekul FADH2 yang terbentuk selama oksidasi asam lemak memberikan sepasang
electron ke ubikuinon pada rantai respirasi; dan, ada dua molekul ATP yang dihasilkan dari ADP
dan fosfat selama terjadinya transport pasangan electron 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 electron menuju oksigen mengakibatkan pembentukan tiga molekul ATP dari
ADP dan fosat. Jadi, lima molekul ATP dibentuk per molekul aasetil-KoA yang dipindahkan
pada setiap lintas yang melalui rangkaian ini, yang terjadi pada jaringan hewan, seperti hati atau
jantung.
Apabila 2 pasang hidrogen yang terbentuk itu dioksidasi melalui rantai transport elektron –
oksigen maka akan dihasilkan energi yang selanjutnya dapat disimpan dalam ATP. Reaksi
jumlahnya apabila fosforilasi oksidatif itu diikutsertakan adalah :
Palmitoil – K0A + K0ASH + O2 + 5 ADP + 5 Pan Miristoil - K0A + 5 ATP + 6 H2O +
asetil - K0A
Apabila asam lemak tersebut sempurna dipecah menjadi fraksi C – 2 maka senyawa tersebut
harus menjalani tujuh siklus, dan reaksi jumlahnya adalah :
Palmitoil – K0A + 7 K0ASH + 7O2 + 35 ADP + Pan 8 asetil – K0A + 35 ATP + 42 H2
Jadi pada pemecahan palmitoil – K0A melalui lingkaran, jalur β – oksidasi maka energi yang
dihasilkan disimpan ke dalam 35 ATP. Kedelapan asetil K0A yang terbentuk di atas dapat masuk
ke dalam jalur lingkaran asam trikarboksilat dan dioksidasi menjadi CO2 dan H2O dengan reaksi
:
8 Asetil – K0A + 16 O2 + 96 ADP + 96 Pan 16 CO2 + 96 ATP + 104 H2O + 8 K0ASH
Dengan demikian maka dapatlah reaksi jumlah oksidasi palmitoil – K 0A melalui β oksidasi
dan lingkaran asam trikarboksilat beserta fosforilasi oksidatifnya :
Palmitoil – K 0A + 23 O2 + 131 ADP + 131 Pan 16 CO2 + 146 H2O + 131 ATP + K0ASH
Jika pada reaksi aktivasi asam palmitat menjadi palmitiol – K0A dibutuhkan eqivalen 2 ATP
maka hasil bersih ATP menjadi 129. Oleh karena itu dapatlah dihitung energi yang dapat
disimpan dalam bentuk ATP apabila asam palmitat dioksidasi sempurna menjadi karbondioksida
dan air yaitu 129 7.300 kal = 942 kkal. Dengan dasar bahwa asam palmitat bila dioksidasi di
luar sel menghasilkan 2.340 kkal per mol maka efisiensi penyimpanan energi sel hidup dalam
mengoksidasi 1 mol asam palmitat ialah :
Tahap yang berkaitan
dengan NAD
Tahap yang berkaitan
dengan FADATP
Asil-KoA dehidrogenase 7 14
3-Hidroksiasil-KoA dehidrogenase 7 21
Isositrat dehidrogenase 8 24
Α-ketoglutarar dehidrogenase 8 24
Suksinil-KoA* sintetase 8
Suksinat dehidrogenase 8 16
Malat dehidrogenase 8 24
Total ATP yang terbentuk 131
* Anggaplah bahwa GTP yang terbentuk bereaksi dengan ADP menghasilkan ATP
F. Oksidasi Asam Lemak Tidak Jenuh Memerlukan 2 Tahap Enzimatik Tambahan
Asam lemak yang tidak jenuh banyak dijumpai dalam alam. Tiga diantaranya termasuk
dalam golongan asam lemak esensial yaitu asam linoleat, asam linolenat dan asam arakhidonat.
Pemecahan asam lemak-asam lemak tersebut pada dasarnya tidak berbeda dari degradasi asam
lemak jenuh yang telah diterangkan sebelumnya. Tetapi karena adanya ikatan ganda, yang pada
umumnya adalah sis, maka perlu ada cara khusus untuk menanganinya.
Dari tahapan reaksi oksidasi asam lemak jenuh dapat diketahui bahwa senyawa hasil antara
pemecahan asam lemak ada satu yang berikatan ganda. Bentuk ikatan tersebut adalah trans. Oleh
karena itu perlu adanya enzim khusus yang dapat mengubah bentuk ikatan dari sis menjadi trans.
Melalui kerja 2 enzim pembantu, siklus oksidasi asam lemak yang dijelaskan di atas dapat
juga mengoksidasi asam lemak tidak jenuh yang biasa dimanfaatkan oleh sel sebagai bahan
bakar. Kerja 2 enzim ini, yang satu suatu isomerase, dan yang lain sebagai epimerase dapat
digambarkan oleh 2 contoh berikut.
Pertama, pada proses oksidasi asam oleat, suatu asam lemak tidak jenuh terdiri dari 18
karbon yang banyak dijumpai. Ikatan gandanya terjadi pada ikatan atom C nomor 9 dan 10 dan
berbentuk sis. Oleil-KoA ini termasuk ke dalam jalur β-oksidasi dan secara bertahap dipisahkan
asetil-KoAnya. Asam oleat pertama-tama diubah menjadi oleil KoA yang diangkut melalui
membran mitokondria sebagai oleil-karnitin dan diubah menjadi oleil-KoA di dalam matriks.
Molekul oleil KoA memasuki 3 putaran melalui siklus oksidasi asam lemak, menghasilkan 3
molekul asetil KoA dan ester KoA asam lemak tidak jenuh 12-karbon, dengan ikatan ganda
sisnya di antara karbon nomor 3 dan 4.
http://izafaqih.blogspot.com/2012/04/katabolisme-lemak.html
METABOLISME LEMAK
1 Pengertian
Lipid adalah suatu kelompok besar substansi biologik yang dapat larut dengan baik dalam
pelarut zat organik, seperti metanol, aseton, klorofom dan benzena. Sebaliknya lipid tidak atau
sukar alrut dalam air. Kelarutannya dalam air yang kecil disebabkan karena kekurangan atom-
atom yang berpolarisasi (O, N, S, P)
Asam lemak adalah asam karbonat dengan rantai hidrokarbon yang panjang dengan rumus
CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1-COOH. Sebagai komponen dari lipid, asam lemak terdapat pada
semua organisme. Asam lemak terutama berada dalam bentuk ester dengan alkohol, misalnya
dengan gliserol, spingosin atau kolesterol. Dalam jumlah kecil asam lemak ditemukan juga
dalam bentuk tidak teresterisasi, sehingga dikenal sebagai asam lemak bebas.
Lemak adalah ester yang tersusun dari tiga asam lemak dengan tiga gugus alkohol dari
senyawa gliserol. Bila hanya satu asam lemak yang teresterisasi dengan gliserol, disebut
monoasilgliserol (rantai asam lemak = rantai asli). Melalui esterisasi dengan asam lemak lainnya
akan dihasilkan diasilgliserol dan selanjutnya triasilgliserol yang merupakan lemak yang
sesungguhnya.
2 Tujuan
2.1 Memberikan komponen-lomponen lipid dari jaringan-jaringan mamalia, tidak termasuk sterol dan
steroid.
2.2 Membahas biosintesis dan katabolisme lipid-lipid yang banyak terdapat dalam sel mamalia.
2.3 Membahas penganagkutan lipid.
2.4 Memerikan biokimia penyakit-penyakit yang bersangkut paut dengan ketidaknormalan
pengakuan atau metbolisme lipid, termasuk hiperlipoproteinemia dan penyakit penyimpanan
lipid.
3 Klasifikasi Lipid
Lipid yang terdapat dalam tubuh dapat diklasifikasikan menurut struktur kimianya ke
dalam 5 grup. Asam lemak kelas pertama berfungsi sebagai sumber energi utama bagi tubuh.
Selain itu, asam lemak adalah blok pembangun dari asam lemak ini kompleks-kompleks lipid
disintesis. Prostagladin, yang dibentuk dari asam lemak tidak jenuh ganda tertentu, adalah
substansi pengatur intrasel yang merubah taggapan-tanggapan sel terhadap rangsangan luar.
Kelas lipid kedua terdiri dari ester-ester gliseril. Ester-ester ini termasuk pula asigliserol,
yang selain merupakan senyawa antara atau pengangkut metabolik dan bentuk penyimpanan
asam lemak, dan fosfogliserid yang merupakan komponen utama lipid dari membran sel.
Sfingolipid yang merupakan kelas ketiga juga merupakan komponen membran. Mereka
berasal dari alkohol lemak sfingosin.
Sterol mencakup kelas ke empat lipid. Derivat sterol, termasuk kolesterol, asam empedu,
hormon steroid, dan vitamin D sangat penting dari segi kesehatan.
Terpen, kelas terakhir lipid, mencangkup dolikol dan vitamin-vitamin A, E dan K yang
larut dalam lemak. Derivat-derivat isopreni terdapat dalam jumlah kecil, tetapi mempunyai
fungsi metabolik yang sangat penting dan terpisah.
4 Fungsi Biologik Lemak
Lemak dalam bahan makanan merupakan pembawa energi yang penting. Pada pemberian
makana yang benar, lemak dalam bahan makanan dapat memberikan sekitar 30 – 35 % energi
tambahan bagi manusia. Namun peran sebagai pembawa ebergi bukanlah satu – satunya fungsi
lemak dalam bahan makanan. Lemak juga dapat berperan sebagai pengantara bagi viamin-
vitamin yang larut dalam lmak dan sebagai sumber untuk asam lemak tak jenuh jamak yang
esensial, seperti asam linoleat, asam lonolenat dan asam arakidonat.
Di dalam lemak hewan banyak terdapat asam lemak januh dam sebaliknya lemak pada
tumbuh-tumbuan (kecuali lemak kelapa) sebagian besar mengandung asam lemak tak jenuh dan
yang sering dijumpai adalah minyak (lemak cair). Melalui hidrasi kimia lemak tumbuh-
tumbuhan, minyak dapat diubah menjadi lemak padat (margarine), yang disebut dengan proses
pemadatan lemak.
Lemak di dalam tubuh membentuk cadangan energi terbesar pada organisme hewan. Ia
dapat digunakan sebagai sumber atom karbon bagi berbagai sintesis yang terjadidalam tubuh
sendiri. Lemak ditemukan banyak sel dalam bentuk butir-butir lemak kecil. Adiposit merupakan
sel lemak yang khusus menyimpan lemak. Lemak di dalam adiposit menyediakan keperluan
manusia akan energi yang cukup selitar dua sampai tiga bulan.
5 Hidrolisis Lemak
Dalam tabung reaksi (in vitro), lemak dapat dipecahkan melalui proses hirolisis alkali
(penyabunan) menjadi gliserol dan garan-garam dari asam lemak. Sabun merupakan garam alkali
padat dari asam lemak. Berdasarkan sifat-sifat amfipatiknya dapat larut dengan baik dalam air
dan juga mampu melarutkan lemak.
Di dalam organisme (in vivo) pemecahan lemak dikatalis oleh enzim lipase. Penghancuran
lemak bahan makanan di dlam usus akan dibantu oleh suatu enzim lipase pankreas. Enzim ini
cenderung bekerja pada atom sn-C-1 dan atom sn-C-3 lemak. Hasil hidrolisis tersebut ialah
monoasigliserol dan dua asam lemak. Berlawanan dengan lemak netral, senyawa-senyawa ini
dapat dengan mudah di absorbsi oleh sel mukosa usus.
6 Penyimpanan Lemak dan Penggunaanya Kembali
Asam-asam lemak akan disimpan jika tidak diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi.
Tempat penyimpanan utama asam lemak adalah jaringan adiposa. Adapun tahap-tahap
penyimpanan tersebut adalah:
- Asam lemak ditransportasikan dari hati sebagai kompleks VLDL.
- Asam lemak kemudian diubah menjadi trigliserida di sel adiposa untuk disimpan.
- Gliserol 3-fosfat dibutuhkan untuk membuat trigliserida. Ini harus tersedia dari glukosa.
- Akibatnya, kita tak dapat menyimpan lemak jika tak ada kelebihan glukosa di dalam tubuh.
Jika kebutuhan energi tidak dapat tercukupi oleh karbohidrat, maka simpanan trigliserida ini
dapat digunakan kembali. Trigliserida akan dipecah menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol
dapat menjadi sumber energi (lihat metabolisme gliserol). Sedangkan asam lemak pun akan
dioksidasi untuk memenuhi kebutuhan energi pula (lihat oksidasi beta).
7 Struktur Lemak, Fosfolipid dan Glikolipid
7.1 Lemak
Lemak netral merupakan ester dari gliserol dengan tiga asam lemak.
7.2 Fosfolipid
Ciri-ciri umumnya ialah adanya rantai asam fosfat yang teresterisasi dengan gugus hidroksi pada
atom sn-C-3dari gliserol. Karena rantai asam fosfat ini, maka fosfolipid paling sedikit
mengandung satu muatan negatif.
7.3 Glikolipid
Kelompok jaringan ini terdapat pada semua jaringan, bahkan juga pada sisi membran plasma.
Glikolipid tersusun dari sfingosin, satu asam lemak dan satu rantai oligosakarida yang pada
beberapa glikolipid sangat besar. Jadi pada glikolipid tidak ada rantai fosfat seperti halnya pada
fosfolipid.
8 Metabolisme Lemak
Lemak yang tidak segera diperlukan setelah absorbsi disimpan oleh tubuh dalam jaringan
adiposa. Bila diperlukan, lemak dikeluarkan dari tempat penyimpanan dalam hati diubah menjadi
gliserol dan asam lemak, bentuk yang paling mudahdapat digunakan dalam tubuh. Bila lemak
terus di metabolisme dalam hati maka akan terdapat ampas berupa zat keton yang hanya terbatas
penggunaanya. Kalau banyak dihasilkan di hati maka akn menjadi kalori dalam darah, dan hal ini
terjadi pada saat kelaparan karena tubuh tidak mempunyai sesuatu untuk digunakan selain dari
lemak di dalam jaringan adiposa.
Pencernaan : Lipase lambung menghasilkan sedikit hidrolisis lemak sehingga lipase
pankreas dan lipase usus memecah lemak menjadi gliserin dan asam lemak.
Absorbsi : Gliserin dan asam lemak oleh kakteal disalurka ke duktus dan masuk ke
aliran darah, kemudian dialirkan ke deluruh jaringan tubuh. Hati membantu mengoksidasi lemak
dan mempersiapkan untuk disimpan dalam jaringan, lemak dioksidasi untuk memberi panas dan
tenaga serta lemak yang disimpan mengandung vitamin A dan B. Produksi buangan hasil
pembakaran lemak dalam jaringan akan diekskresikan oleh paru-paru dalam bentuk air dan
karbondioksida melalui kulit dalam bentuk keringat, ginjal dalam bentuk urine serta saluran
pencernaan dalam bentuk feases.
9 Katabolisme Lemak
9.1 Pelepasan dan Transport Asam Lemak
Pemecahan lemak (lipolisis) di dalam jaringan lemak dikatalis oleh suatu lipase yang
peka hormon yang diatur oleh suatu kontrol hormonal yang kompleks. Asam lemak yang
dilepaskan dari jaringan lemak akan di transpor di dalam plasma dalam bentuk tidak teresterisasi
(free ratty asid = FFA). Ini hanya terjadi pada asam lemak rantai pendek yang benar-benar larut,
sedangkan asam lemak rantai panjang dan kurang larut dalam air akan terikat pada albumin.
Untuk dapat digunakan, asam lemak dari plasma dimasukkan ke dalam sel dan berada
dalam bentuk yang terikat protein. Kecuali jaringan otak dan eitrosit, semua jaringan dapat
memecahkan asam lemak melalui oksidasi-β.
9.2 Pemecahan Asam Lemak : Oksidasi-β
Dalam oksidassi-β asam lemak dikatabolisis dari ujung karboksil. Dua atom hidrogen
dikeluarkan dari atom carbon-β, C3 dalam rantai, dan terbentuk suatu gugus keto. Pemecahan
antara atom karbon-α dan –β terjadi, dan fragmen dua atom karbon yang terdiri dari karbon
karboksil asli dan atom karbon-α, dilepaskan sebagai asetil KoA.
Oksidasi asam lemak 16-atom karbon akan menghasilkan delapan unit asetil KoA tetapi
hanya memerlukan tujuh siklus oksidasi-β. Satu urutan oksidasi-β yang menghasilkan 1 mol
asetil KoA dan memberi 5 mol ATP kepada sel. Tiap mol aseil KoA bila di oksidasi dalam siklus
Krebs menjdi CO2 dan H2O, memberi tambahan ikatan fosfat energi tinggi kepada sel yang
ekivalen dengan 12 mol ATP.
9.3 Pengaturan Penghancuran Asam Lemak
Kadar asam lemak bebas (FFA) di dalam plasma bertugas menyediakan asam lemak yang
dibutuhkan oleh jaringan yang tidak dapat membentuk asam lemak melalui sintesis sendiri
(lipogenesis). Setelah diaktifasi menjadi asil KoA, FFA intra sel disimpan dan dipecahkan.
1) Penyimpanan
Pengesteran dari asam lemak yang diaktifkan (asil KoA) dengan gliserol menyebabkan
terbentuknya fosfolipid yang diperlukan sebagai komponen membran dan triasilgliserol (lemak)
yang disimpan sebagai cadangan lemak.
2) Penghancuran
Penghancuran asam lemak terjadi di mitokondria. Dengan bantuan toraks karnitin, asam lemak di
transpor dari sitoplasma ke dalam mitokondria. Dalam mitokondria asam lemak dipecah menjadi
CO2 melalui kerjasama antara oksidasi-β, daur asam sitrat dan rantai pernafasan, dan akibatnya
dihasilkan sejumlah ATP.
9.4 Penghancuran Asam Lemak Tak Jenuh
Penghancuran asam lemak tak jenuh berlangsung seperti penghancuran asam lemak jenuh
yaitu melalui oksidasi-β, hingga mencapai ikatan rangkap cis pada C-9. Karena pada oksidasi-β
produk yang tidak jenuh selalu membawa satu ukatan rangkap berposisi trans, maka asam lemak
tidak jenuh diubah dari isomer 3,4- cis menjadi isomer 2-trans melalui suatu isomerase.
Kemudian penghancuran melalui oksidasi-β dapat dilanjutkan.
9.5 Penghancuran Asam Lemak Rantai Ganjil
Pada asam lemak dengan rantai ganjil terjadi proses penghancuran seperti pada asam
lemak normal dengan jumlah atom C genap, yang artinya setelah masuk ke dalam sel asam
lemak akan di aktifasi menjadi asil KoA denagn menggunakan ATP. Kemudian dengan bantuan
torak karnitin ditranspor ke dalam mitokondria untuk dipecah melalui proses oksidasi-β.
Propionil-KoA yang tetap tersisa dengan 3 atom C dikarboksilase oleh propionil-KoA
karboksilase menjadi metilmalonil-KoA dan setelah isomerisasi, metilmalonil KOA diubah
menjadi suksinil-KoA.
9.6 Oksidasi α dan ω
Oksidasi α asam lemak bekerja menghancurkan asam lemak bercabang metil. Proses ini
terjadi melalui pemisahan terhadap residu C1, dimulai dengan suatu hidroksilase, tidak
membutuhkan koenzia A dan juga tidak membutuhkan ATP.
Oksidasi ω yaitu oksidasi dari ujung akhir asam lemak yang dimulai dengan suatu
hidroksilasi oleh suatu monooksigenase (oksidase campuan secara fungsional) dan dilanjutkan
melalui oksidase menjadi asam lemak dengan dua gugus karboksi. Asam lemak ini dipecahkan
menjadi oksidasi-β pada kedua sisi hingga menjadi asam dikarbonat C8 atau C6 dan
diekskresikan melalui urine.
10 Anabolisme Lemak
10.1 Biosintesis Asam Lemak
Biosintesis asam lemak (lipogenesis) berlangsung di dalam sitoplasma dari banyak
jaringan, terutama di dalam hati, jaringan lemak, ginjal, paru-paru dan kelenjar susu. Substrat
yang trpenting dan pemasok atom karbon adalah glukosa. Asetil-KoA yang membentuk asam
lema, tersedia melalui glikolisis dan dekarboksilasi oksidatif piruvat.
Langkah pertama lipogenesis adalah karboksilasi asetil-KoA menjadi maloni-KoA.reaksi
ini di katalis oleh asetil-KoA karboksilase. polimerisasi menjadi asam lemak terjadi di dalam
sitoplasma dalam suatu kompleks sintase asam lemak.
Yang bekerja sebagai zat pereduksi pada lipogenesis adalah NADPH + H+. koenzim ini
dapat berasal dari berbagai sumber. NADPH dapat terbentuk di dalam jalur heksosa monofsfat
melalui reaksi dari glukosa 6-fosfat dehidrogenase dan 6-fosflogukonat dehirogenase. Senyawa
ini juga dapat terbentuk oleh suatu isositrat dehidrogenase yang tergantung pada NADP+ atau
oleh enzim malat yang mengubah malat menjadi piruvat dan CO2. Enzim-enim tersebut
berlokalisasi di salam sitoplasma.
10.2 Asetil-KoA Karboksilase
Langkah dari biosintesis asam lemak yang menentukan kecepatan reaksi adalah
pembentukan maloni-KoA dari asetil-Koa melalui karboksilasi. Asetil-KoA karboksilase
mengandung biotin sebagai gugus prostetik. Pada langkah pertama akan dihasilkan suatu
bioksin-karboksi dengan memecahkan ATM dan menggunakan hydrogenkarbonat.
Asetil-KoA terutama berasal dari glikolisis, tetapi selain itu juga dari metabolisme asam
amino dan pemecahan alcohol.
Asetil-KoA karboksilas dalah suatu enzim aloserik. Enzim ini distimulasi oleh asam
sitrat dan dihambat oleh asam lemak yang diaktifakan (asetil-KoA). Konsentrasi sam sitrat yang
berasal dari mitokondria, di dalam sitoplasma adalah tinggi bila penyediaan subsrat baik.
Kemudian sel-sel membentuk pesediaan energy dalam bentuk lemak.
Hormon mengatur asetil-KoA karboksilase melalui interkonversi. Insulin mengaktifkan
enzim melalui suatu fosfatase protein, glukagon dan adrenalin membuatnya menjadi tidak aktif
melalui suatu kinae protein. Selain itu insulin dan gluagon juga bekerja dalam jangka panjang
melalui induksi dan represi enzim.
10.3 Kompleks Sintesa Asam Lemak
Biosintesis asam lemak dikatalis didalam sitoplasma oleh suatu kompleks sinatase asam
lemak yang membutuhkan asetil-KoA sebagai molekul awal.Reduktor dalam sintesis asam
lemak adalah NADPH + H+ yang secara keseluruhan akan diubah 1 asetil-KoA, 7 malonil-KoA
dan 14 NADPH + H+ menjadi palmiat, 7 CO2, 6 H2O, 8 KoA dan 14 NADP+.
Aktivitas enzim secara tiga dimensi dibagi menjadi tiga domain yang berbeda. Domain 1
mengkatalisis masuknya substrat asetil-KoA (atau asil-KoA) dan malonil-KoA dengan bantuan
(ACP)-S-asetil transferase dan (ACP)-S-maloni trferase, dan selanjutnya mengkatalisis
kondendasi dari keduanya dengan bantuan 3-ketoasil-(ACP)-sintase. Domain II mereduksi
rantai asam lemak yang sedang tumbuh dengan bantuan 3-ketoasi-(ACP)-reduktase , 3-
hidroksiasil-(ACP)-dehidratase dan enoil-(ACP)-reduktase. Yang terakhir Domain III berfungsi
membebaskan produk yang telah selesai setelah 7 langkah rantai panjang dengan bantuan asil-
(ACP)-hidrolase.
10.4 Reaksi-reaksi Sinatase Asam Lemak
Biosintesis palmiat dimulai dengan pemindahan satu residu asetil ke residu sistein yang
telah disinggung diatas dan satu residu malonil ke 4-fosfopantetein pada (ACP). Perpanjangan
rantai berlangsung melalui pemindahan gugus asetil ke C-2 dari residu maloni, dimana gugus
karboksi bebas dilepaskan sebagai CO2. Ketiga langkah reaksi selanjutnya, yaitu reduksi dari
ggus 3-keto penglepasan air dn reduksi yang diperbaharui, menghasilkan suatu asam lemak
dengan 4 atom C. produk antara ini akan dipindahkan kembali dari ACP ke residu sistein dengan
bantuan asil transferase, sedemikian rupa sehingga daur dapat kembali dimulai dengan
memasukkan matonil-KoA ke ACP.
DAFTAR PUSTAKA
Koolman,Jan.,dan Rohm,Klaus-Hainrich.(2000).Atlas Berwarna dan Teks Biokimia.Jakarta:Hipokrates
Montgomery,rex.,Dryer,Robert L.,Conway,Thomas W.,Spector,Athur A.(1993).Biokimia Suatu Pendekatan Berorientasi Kasus.Yogyakarta:Gajah Mada University Press
Syaifuddin.(2006).Anatomi Fisiologi untuk Mahasiswa Keperawatan,E/3.Jakarta:EGC
Ananbolisme dan katabolisme lemak, karbohidrat, dan protein
3 April 2010 5 Komentar
Tujuan Pembelajaran : 1. Bagaimana Struktur, Fungsi, Anabolisme, dan Katabolisme
dari Karbohidrat ?
2. Bagaimana Struktur, Fungsi, Anabolisme, dan Katabolisme
dari Lemak ?
3. Bagaimana Struktur, Fungsi, Anabolisme, dan Katabolisme
dari Protein ?
1. I. Struktur, Fungsi, Anabolisme, dan Katabolisme dari Karbohidrat 1. A. Struktur
Karbohidart merupakan sumber energoi uatam dan sumber serat utama. Karbohidrat mempunyai tiga unsure, yaitu karbon, hydrogen dan oksigen. Jenis-jenis karbohidrat sangat beragam. Karbohidrat dibedakan satu dengan yang lain berdasarkan susunan atom-aromnya, panjang pendeknya rantai serta jenis ikatan. Dari kompleksitas stri=ukturnya karbohidar dibedakan menjadi karbohidarat sederhana (monosakarida dan disakarida)dan karbohidrat dengn struktur yang kompleks (polisakarida). Selain kelompok tersebut juga masih ada oligosakarida yang memiliki monosakarida lebih pendek dari polisakarida, contohnya adalah satkiosa, rafinosa, fruktooligosakarida, dan galaktooligosakarida (Anonim, 2009).
1. 1. Monosakarida 1. Glukosa : Glukosa merupakan produk utama yang dibentuk dari hidrolisis karbohidrat
kompleks dalam proses pencernaan. Glukosa ,merupakan bentuk gula yang biasnya terdapat pada aliran darah dan dalam sel. Glukosa dioksidasi untuk menghasilkan energy dan disimpan dalam hati untuk sebagi glikogen.
2. Fruktosa : Fruktosa dinamakan juga gula tebu.3. Galaktosa : Produk ini diproduksi dari laktosa (gula dalam susu) dengan car hidroisis
dalam proses pencernaan dan terdapat dalam bentuk bebas.4. Mannosa : Mannosa tidak terdapat dalam bentuk bebas dalam makanam, merupakn
turunan dari mannosan yan terdapat dari beberpa leguminosa.
1. 2. Oligosakarida
Didalam oligosakarida terdapat pula disakarida, Trisakarida dan tetrasakarida, Oligasakarida ini merupakan ikatan dari monosakarida yang tidak melebihi dari ikatan polisakarida. Adapaun contohnya sebagai berikut
- Disakarida non-pereduksi
1. Sukrosa :sukrosa ini terdiri dari glukosa dan fruktosa.2. Trehalosa : kupulan mosoakarida ini banyak terdapat pada hemolimfe dari insekta
- Disakarida pereduki
1. Maltosa : terdiri dari dua molekul glukosa.2. Laktosa : Pada hidrolisi lakstosa akan menghasilakn galaktosa dan glukosa.3. Selubiosa : Merupakan disakaroda [enyusun selulosa terdiri dari dua molekul glukosa dengn
ikatan glikosidik
- Trisakarida
1. Rafinosa : rafinosa terdiri dari galaktosa, glukosa dan fruktosa. Senyawa ini dikenal dengan nama galaktosil sukrosa.
2. Gelatinosa : terdiri atas glukosa, glukosa dan fruktosa.3. Polisakarida
Polisakida yang terdapat pada ayam berfungsi structural dan berperan sebagai cadangan energy. Semua polisakarida dapat dihidrolisis oleh asam atau enzim akan menghasilkan monosakarida dan derivate monosakarida.
- Homopolisakarida : merupakn polisakarida yang menghasilkan satu tipe monosakarida pada proses hidrolisis.
1. Selulosa : berbemtuk linear, tidak larut dalam air dan merupakn rangakain molekul beta-D-glukosa 10.000-5.000 unit
2. Glikogen : serupa dengn amilopektin, Percabangan yang dijumapai pada glikogen terjadi pada setiap 8-12 unti glukosa, sehingga tamapk terlihat lebih kompak.
3. Amilum : Amilum terdiri dari dua macam polimer glukosa yaitu amilosa (ranytai panjang dan tidak bercabang) dan amilo pectin.
4. Khitin.
- Heteropolisakarida : merupakan polisakarida yang menghasilkan campuaran antara monosakarida dan derivatnya.
1. Glikosaminoglikan2. Peptidoglikan (Prastowo, 2008).3. B. Fungsi
1. Simpanan Energi, bahan bakar dan senyawa antara metabolism2. Bagian dari kerangka structural dari pembentuk RNA dan DNA3. Merupakn eleme structural dari dinding sel tanamn mauoun bakteri.4. Identitas sel, berikatan dengan protein atau lipid dan berfungsi dalam proses
pengenalan antar sel (Nuringtyas. 2009).5. Katabolisme
Pada Proses katabolisme karbohidrat,, seing disebut dengn glikolosis yaitu proses Proses degradasi 1 molekul glukosa (C6) menjadi 2 molekul piruvat (C3) yang terjadi dalam serangkaian reaksi enzimatis yg menghasilkan energi bebas dalam bentuk ATP dan NADH Proses glikolisis terdiri dari 10 langkah reaksi yang terbagi menjadi 2 Fase, yaitu:
- 5 langkah pertama yang disebut fase preparatory
- 5 langkah terakhir yang disebut fase payoff
Fase I memerlukan 2 ATP dan Fase II menghasilkan 4 ATP dan 2 NADP, sehingga total degradasi Glukosa menjadi 2 molekul piruvat menghasil 2 molekul ATP dan 2 molekul NADP.
Pada tahap pertama, molekul D-Glukosa diaktifkan bagi reaksi berikutnya dengan fosforilasi pada posisi 6, menghasilkan glukosa-6-fosfat dengan memanfaatkan ATP Reaksi ini bersifat tidak dapat balik. Enzim heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut dibantu oleh ion Mg2+ sebagai kofaktor.
Reaksi berikutnya ialah isomerasi, yaitu pengubahan glukosa-6-fosfat, yang merupakan suatu aldosa, menjadi fruktosa-6-fosfat, yang merupakan suatu ketosa, dengan enzim fosfoglukoisomerase dan dibantu oleh ion Mg2+.
Tahap selanjutnya adalah fruktosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa-1,6-difosfat oleh enzim fosoffruktokinase dibantu oleh ion Mg2+ sebagai kofaktor. Dalam reaksi ini,gugus fosfat dipindahkan dari ATP ke fruktosa-6-fosfat pda posisi 1.
Reaksi tahap keempat dalam rangkaian reaksi glikolisis adalah penguraian molekul fruktosa-1,6-difosfat membentuk dua molekul triosa fosfat, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan D-gliseraldehid-3-fosfat oleh enzim aldolase fruktosa difosfat atau enzim aldolase. Hanya satu di antara dua triosa fosfat yang dibentuk oleh aldolase, yaitu gliseraldehid-3-fosfat, yang dapat langsung diuraikan pada tahap reaksi glikolisis berikutnya. Tetapi, dihidroksi aseton fosfat dapat dengan cepat dan dalam reaksi dapat balik, berubah menjadi gliseraldehid-3-fosfat oleh enzim isomerase triosa fosfat.
Tahap selanjutnya adalah reaksi oksidasi gliseraldehid-3fosfat menjadi asam 1,3 difosfogliserat. Dalam reaksi ini digunakan koenzim NAD+, sedangkan gugus fosfat diperoleh dari asam fosfat. Enzim yang mengkatalisis dalam tahap ini adalah dehidrogenase gliseraldehida fosfat. Pada tahap ini, enzim kinase fosfogliserat mengubah asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam 3-fosfogliserat. Dalam reaksi ini terbentuk satu molekul ATP dari ADP dan memerlukan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Pada tahap ini, terjadi pengubahan asam 3-fosfoliserat menjadi asam 2-fosfogliserat. Reaksi ini melibatkan pergeseran dapat balik gugus fosfat dari posisi 3 ke posisi 2. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim fosfogliseril mutase dengan ion Mg2+ sebagai kofaktor.
Reaksi berikutnya adalah reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvat dari asam 2-fosfogliserat dengan katalisis enzim enolase dan ion Mg2+ sebagai kofaktor. Reaksi pembentukan asam fosfoenol piruvat ini ialah reaksi dehidrasi.
Tahap terakhir pada glikolisis ialah reaksi pemindahan gugus fosfat berenergi tinggi dari fosfoenolpiruvat ke ADP yang dikatalisis oleh enzim piruvat kinase sehingga terbentuk molekul ATP dan molekul asam piruvat.
(Camphell,2003)
1. D. Anabolisme
(Haryanto, 2009).
1. II. Struktur, Fungsi, Anabolisme dan katabolisme dari Lemak 1. A. Struktur
Berdasarkan struktur dan fungsi bermacam-macam lemak menjadi salah satu dasar pengklasifiksian lemak.
1. Asam-asam lemak : Merupakan suatu rantai hidrokarbon yang mengandung satu gugus metal pada salah satu ujungnya dan salah satu gugus asam atau karboksil. Secara umum formula kimia suatu asam lemak adalah CH3(CH2)nCOOH, dan n biasanya kelipatan dua.
1. Rantai pendek : rantai hidrokarbonnya terdiri dari jumlah atom karbon genap 4-6 atom.2. Rantai sedang : 8-12 atom3. Rantai panjang : 14-26 atom.
Dan asam lemak-asam lemak ini merupakn asam lemak jenuh
Sedangkan untuk asam lemak tidak jenuh, adalh yang mempunayi ikatan rangkap astu lebih misalnya palmitoleat, linolenat, arakhidat, dan lain sebagainya. CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH (oleat).
1. Turunan-turunan asam lemak : merupakan suatu komponen yang terbentuk dari satu atau lebih asam lemak yang mengandung alcohol dan disebut ester. Terdapat dua golongan ester yaitu gliserol ester dan cholesterol ester.
1. Gliserol ester : terbentuk melalui metabolism karbohidrat yang mengandung tiga atom karbon, yang salah satu ataom karon bersatu dengan salah satu gugus alcohol. Reaksi kondensasi antara gugus karboksil dengan gugus alcohol dari gliserol akan membentuk gliserida, tergantung dari jumlah asam lemak dari gugus alkohol yang membentuk raeksi kondensasi. (monogliserida, digliserida, trigliserida)
2. Kolesterol ester : terbentuk melelui reaksi kondensasi, sterol, kolesterol, dan sam lemak terikat dengan gugus alcohol.
3. Glikolipid : komponen ini mempunayi sifat serperti lipid, terdiri dari satu atu lebih komponen gula, dan biasanya glukosa dan galaktosa.
4. Sterol : merupakan golongan lemak yang larut dalam alcohol, Mislanya kolesterol sterol. Berbeda dengan struktur lainnya sterol mempunyai nucleus dengan empat buah cincin yang saling berhubunga, tiga diantaranya mengandung 6 atom karbon, sedang yang keempat mengandung 5 atom karbon (Piliang. 2006).
5. B. Fungsi 1. Sebagai penyusun struktur membran sel Dalam hal ini lipid berperan sebagai
barier untuk sel dan mengatur aliran material-material.2. Sebagai cadangan energi Lipid disimpan sebagai jaringan adiposa3. Sebagai hormon dan vitamin, hormon mengatur komunikasi antar sel,
sedangkan vitamin membantu regulasi proses-proses biologis (Nugroho, 2009).6. Metabolisme gliserol
Gliserol sebagai hasil hidrolisis lipid (trigliserida) dapat menjadi sumber energi. Gliserol ini selanjutnya masuk ke dalam jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis. Pada tahap awal, gliserol mendapatkan 1 gugus fosfat dari ATP membentuk gliserol 3-fosfat. Selanjutnya senyawa ini masuk ke dalam rantai respirasi membentuk dihidroksi aseton fosfat, suatu produk antara dalam jalur glikolisis.
1. Oksidasi asam lemak (oksidasi beta)
Untuk memperoleh energi, asam lemak dapat dioksidasi dalam proses yang dinamakan oksidasi beta. Sebelum dikatabolisir dalam oksidasi beta, asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu
menjadi asil-KoA. Dengan adanya ATP dan Koenzim A, asam lemak diaktifkan dengan dikatalisir oleh enzim asil-KoA sintetase (Tiokinase).
Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang. Asam lemak rantai panjang ini akan dapat masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan senyawa karnitin, dengan rumus (CH3)3N+-CH2-CH(OH)-CH2-COO- (Murray, et al, 2003).
1. Sintesis asam lemak
Makanan bukan satu-satunya sumber lemak kita. Semua organisme dapat men-sintesis asam lemak sebagai cadangan energi jangka panjang dan sebagai penyusun struktur membran. Pada manusia, kelebihan asetil KoA dikonversi menjadi ester asam lemak. Sintesis asam lemak sesuai dengan degradasinya (oksidasi beta). Sintesis asam lemak terjadi di dalam sitoplasma. ACP (acyl carrier protein) digunakan selama sintesis sebagai titik pengikatan. Semua sintesis terjadi di dalam kompleks multi enzim-fatty acid synthase. NADPH digunakan untuk sintesis (Murray, et al, 2003).
(Piliang, 2006)
1. III. Struktur, Fungsi, Anabolisme dan Katabolisme dari Protein 1. A. Struktur
Diliht dari tingkat organisasi struktur, protein dapat diklasifikasikan ke dalam empat kelas dengan urutan kerumitan yang berkurang. Kelas-kelas itu adalah :
1. Struktur primer. Ini adalah hanya urutan asam amino di dalam rantai protein. Dtruktur primer protein diselenggarakan oleh ikatan-ikatan (peptida) yang kovalen.
2. Struktur sekunder. Hal ini merujuk ke banyaknya struktur helix-aa atau lembaran berlipatan-B setempat yang berhubungan dengan struktur protein secara keseluruhan. Struktur sekunder protein diselenggarakan oleh ikatan-ikkatan hidrogen antara oksigen karbonil dan nitrogen amida dari rantai polipeptida.
3. Struktur tersier. Hal ini menunjuk ke cara rantai protein ke dalam protein berbentuk bulat dilekukkan dan dilipat untuk membentuk struktur tiga-dimensional secara menyeluruh dari molekul protein. Struktur tersier diselenggarakan oleh onteraksi antara gugus-fufus R dalam asam amino.
4. Struktur kuartener. Banyak protein ada sebagai oligomer, atau molekul-molekul besar terbentuk dari pengumpulan khas dari subsatuan yang identik atau berlainan yang dikenal dengan protomer (Poedjiadi, 2005).
5. B. Fungsi 1. Membentuk jaringan/ bagian tubuh lain2. Pertumbuhan (bayi, anak, pubertas)3. Pemeliharaan (dewasa)4. Membentuk sel darah5. Membentuk hormon, enzym, antibody,dll6. Memberi tenaga (protein sparing efek)7. Pengaturan (enzim, hormone) (Anonim, 2009 (b))8. C. Anabolisme
Proses anabolisme atau sintesis protein secara garis besar dibagi dalam tiga tahap yaitu, tahap pemrakarsaan (initiation), tahan pemanjangan (elongation), dan tahap penghentian (termination).
1. 1. Tahap Initiation
Tahap ini merupakan tahap interaksi antara ribosom subunit besar dan subunit kecil. Inisiator aminosil tRNA hanya dapat berikatan dengan kodon AUG yang disebut juga kodon pemrakarsa, karena AUG adalah kode untuk asam amino metionin. Metionin ini akan digandeng oleh inisiator aminoasil tRNA, shingga tRNA ini sering disebut dengan Met-tRNA. Tahap inisiasi diawai dengan pemisahan ribosom sub unit besar dengan ribosom sub unit kecil.
b.Langkah kedua adalah Met-tRNA berinteraksi dengan GTP.
c. Langkah ketiga kombinasi Met-tRNA dan GTP akan bergabung dengan ribosom su-unit kecil. Dan ini akan mengakibatkan langkah selanjutnya.
d. Pada langkah keempat ribosom subunit kecil akan siap bergabung dengan mRNA dalam satu reaksi kompleks yang melibatkan hidrolisis ATP.
e. Pada langkah ke lima terjadi penyatuan ribosom sub unit kecil dan ribosom subunit besar yang disertai dengan hidrolisis GTP menjadi GDP. Tahap ini diakhiri dengan gabungnya antara ribosom dengn mRNA dan Met-tRNA.
2. Tahap Pemanjangan (Elongasi)
Setelah terbentuk pemrakarsaan (initiating complex), maka ribosom subunit besar akan menempel pada ribosom sub unit kecil.dengan diahului oleh hidrolisis terhadap molekul GTP, sehingga dihasilkan dua tempat yang terpisah pada ribosom sub unti besar yaitu sisi P (Pepetidil) dan sisi A (aminoasil). Pada proses elongasi ribosom akan bergerak sepanjang mRNA untuk menerjemahkan pesan yang dibawa oleh mRNA dengan arah gerakan dari 5’ ke 3’.
Langkah pertama dari proses elongasi adalah reaksi pengikatan aminoasil tRNA (AA2) dengan GTP. Pada langkah sealnjutnya yaitu terjadi ikatan pada kompleks tersebut pada ribosom sisi A.
Pada langkah ketiga GTP dihidrolisis, Met RNA terdapat pada sisi P dan aminoasil-tRNA (AA2) pada sisi A siap untuk membentuk rantai peptide pertama.
Pada langkah keempat metionin yang digandeng oleh tRNA inisiator pada sisi P mulai terikat asam amino yang dibawa oleh tRNA pada sisi A dengan ikatan peptide yang membentuk dipeptida. Sehingga sisi P ribosom menjadi kosong, reaksi ini dikatalis oleh peptidil transferse yang dihasilkan oleh ribosom sub unit besar.
Pada langkah terakhir ribososm bergerak sepanjang mRNA menuju ke 3’ sehingga dipeptida yang sudah terbentuk dari sisi A aka berganti menempati sisi P, sehingga sisi A menjadi kosong. Dan pada sisi A akan terbuka kodon dan akan dimasuki tRNA. Setelah kedua tempat di ribosom
terisi oleh tRNA yang menggandeng asm amino masing-masing, asam amio akan sangat berdekatan, dan akibatnya akan terjadi ikatan peptide diantara keduanya.
3. Tahap Penghentian (terminasi)
Pada tahap ini dikenal dengan tahap penghentian, Jadi tahap ini penejemahan kan berhenti apabila kodon penghenti (UAA, UAG, atau UGA) masuk ke sisi A. Hal ini akan terjadi jika tidak ada staupun tRNA yang memiliki anti kodon yang dapat berpasangan dengn kodon-kodon penghenti. Setelah itu sebgai pengganti tRNA, masuklah factor pembebas atau RF (Release Faktor) ke sisi A. Faktor ini bersama-sama dengan molekul GTP, melepaskan rantai polipepetida yang telai usai dibentuk oleh tRNA. Setelah itu RIbosom kembali terpisah menjadi unti besar dan unit kecil serta kembali ke sitosol untuk kemudian akan berfungsi lagi sebagia penerjemah (Marianti, 2007).
1. D. Katabolisme
Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amin. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.
Terdapat 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:
1. Transaminasi : Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada α-ketoglutarat menghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat
2. Deaminasi oksidatif : Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+) yang selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di hati. Dalam siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal berupa urin.
Proses yang terjadi di dalam siklus urea digambarkan terdiri atas beberapa tahap yaitu:
1. Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP
2. Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan.
3. Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L-aspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP
1. Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi fumarat dan L-arginin
2. Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan menghasilkan L-ornitin dan urea (Lehninger, 2005).
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2009. Karbohidrat.
http://id.shvoong.com/medicine-and-health/1799308-karbohidrat/
(diakses pada tanggal 15 Oktober 2009)
Anonim. 2009 (b). Fungsi Protein.
http://rgilfan.wordpress.com/2008/05/27/fungsi-protein/
(diakses pada tanggal 15 Oktober 2009).
Campbell, dkk. 2003. Biology Jilid I. Jakarta: Erlangga.
Haryanto, Aris. 2009. Organa Digestoria
(kuliah pengantar Blok 3 tahun 2008)
Lehninger. 2005. Dasar-dasar Biokimia Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Marianti, S. 2007. Biologi Sel. Yogyakarta : Graha Ilmu.
Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. 2003. Biokimia Harper Edisi XXV. Penerjemah Hartono Andry. Jakarta: EGC
Nugroho, H. 2009. Metabolisme Lipid.
static.schoolrack.com/34773/5-metabolisme_lipid.doc
(diakses pada tanggal 15 Oktober 2009).
Nuringtyas 2009. Karbohidrat.
elisa.ugm.ac.id/files/chimera73/ulnVfTez/KARBOHIDRAT1.pdf
(diakses pada tanggal 14 Oktober 2009)
Piliang. W. 2006. Fisiologi Nutrisi. Bogor : IPB Press.