METABOLISME LIPID

Marhani Dwithania1511014020

lipid

Lipid adalah kelompok heterogen senyawa, termasuk lemak, minyak, steroid, lilin.

jaringan ikat longgar yang mengisi ruang antara organ dan jaringan dan menyediakan dukungan struktural dan metabolik.

Sel adiposa sebagai isolator termal di jaringan subkutan dan sekitar organ-organ tertentu Tempat menyimpan lemak Lapisan pelindung organ

triasilgliserida

Gliserol 3-fosfat yang sudah tersedia (baik dari fosforilasi gliserol maupun dari jalur glikolisis) akanditambahkan dengan grup asil. Proses ini dikatalisis oleh gliserol 3-fosfat asiltransferase sehingga akanmembentuk asam lysofosfatidat. Grup asil lainnya akan ditambahkan pada asam lysofosfatdat untuk membentuk asam fosfatidat. Prosesini juga dikatalisis oleh enzim asiltransferase.  Asam fosfatidat mengalami defosforilasi dan menghasilkan diasilgliserol. Diasilgliserol bergabung dengan grup asil yang lain yang dikatalisis oleh asiltransferase hinggamembentuk triasilgliserol.

Sistem oksidasi pada asam lemak melibatkan 3 tahap, yaitu:

1.Aktivasi asam lemak yang terjadi di sitoplasma

2.Transport asam lemak ke dalam mitokondria

3.Proses oksidasi di dalam matriks mitokondria

Aktivasi asam lemak 

  Asam lemak diaktifkan menjadi bentuk asil KoA oleh tiokinase atau Asil KoA sintetase (tiokinase). Reaksi initerjadi dalam dua langkah dan membutuhkan ATP, KoA dan Mg2+

Asam lemak bereaksi dengan ATP membentukasiladenilat yang kemudian bergabung dengan KoA untuk menghasilkan asil KoA. Dalam proses aktivasi inidibutuhkan 2 fosfat berenergi tinggi karena ATP akan diubah menjadi pirofosfat (PPi). Enzim inorganikpirofosfatase menghidrolisis PPi menjadi fosfat (Pi) dan proses ini bersifat irreversibel. Aktivasi asam lemak ini umumnya terjadi di retikulum endoplasma, peroksisom dan membran luar mitokondria.Sebab pada daerah-daerah ditemukan enzim asil KoA sintetase yang berfungsi mengaktifkan asam lemak.Dalam aktivasi asam lemak ada yang harus diperhatikan. Yaitu panjang rantai asam lemak yang akandiaktivaskan. Apakah asam lemak tersebut berantai panjang (10-20 karbon), medium (4-12 karbon) ataupunberantai pendek (<4 karbon).

Transport asil KoA ke dalam mitokondria

Asil KoA (asam lemak yang sudah diaktifkan) yang berantai panjang tidak dapat menembus membranmitokondria dengan mudah. Oleh karena itu, Asil KoA berantai panjang akan diubah dulu menjadi asilkarnitinoleh karnitin parmitoiltransferase-I (karnitin asiltransferase-I) yang ada di sitoplasma agar dapat masuk ke dalammitokondria.Semua proses ini terjadi dalam 4 tahap

1. Grup Asil pada asilKoA ditransfer ke karnitin yang dibantu oleh karnitin asiltransferase-I. Pada tahap iniasilKoA akan diubah menjadi Asilkarnitin.

2. Asilkarnitin akan dibawa masuk menembus membran mitokondria sampai ke matriks olehprotein carrier  

3. Karnitin asiltransferase-II (yang berada di membran dalam mitokondria) akan mengkonversi asilkarnitinmenjadi asilKoA kembali sedangkan karnitin akan dilepas.

4. Karnitin akan dilepaskan ke sitoplasma untuk digunakan kembali.

Proses oksidasi di dalam matriks mitokondria

Setiap siklus oksidasi akan membebaskan dua unit karbon asetil KoA dan terjadi dalam 4 urutan reaksi.

1. Oksidasi: Asil KoA mengalami dehidrogenasi oleh FAD-dependent flavoenzim, asilKoA dehidrogenase.Ikatan double dibentuk antara karbon.

2. Hidrasi: Enoil KoA hidratase menghidrasi ikatan double tadi sehingga membentuk hidroksiasil KoA.

3. Oksidasi: Dalam tahap ini akan dihasilkan ketoasil KoA.4. Pemecahan (Cleavage): Reaksi terakhir oksidasi akan

membebaskan 2 karbon asetil KoA dari asil KoA.Pada jalur ?-oksidasi, asam lemak yang jumlah atom karbonnya ganjil, akan membentuk asetil KoA hinggatersisa sebuah residu tiga karbon (propionil KoA). Propionil KoA ini akan diubah menjadi suksinil KoA yang siapmemasuki siklus asam sitrat.Kesimpulan:Pada oksidasi asam lemak, asam lemak akan diubah dalam proses ?-oksidasi menjadi asetil KoA

Sintesis asam lemak melibatkan asetil KoA dan NADPH. Asetil KoA disini berfungsi sebagai sumber atom karbonsementara NADPH berperan sebagai bahan pendukungnya saja. Sintesis asam lemak terjadi dalam 3 proses. Yang diantaranya:

1.Produksi asetil KoA dan NADPH2.Pembentukan Malonil KoA dari asetil KoA3.Reaksi kompleks sintesis asam lemak

Produksi asetil KoA dan NADPHAsetil KoA dan NADPH merupakan syarat paling penting dalam sintesis asam lemak. Asetil KoA diproduksi didalam mitokondria melalui oksidasi asam lemak dan piruvat, asam amino dan juga dari badan keton.Seperti yang sudah di atas sebelumnya, bagaimana oksidasi asam lemak dapat menyediakan asetil KoA di dalammitokondria. Dimulai dari proses yang terjadi di sitoplasma sampai ke dalam mitokondria. Asetil KoA yangdihasilkan tersebutlah yang menjadi salah satu sumber bahan untuk sintesis asam lemak ini.Sedangkan sumber asetil KoA yang diperoleh dari piruvat disediakan oleh piruvat dehidrogenase. Piruvat yangmasuk ke dalam mitokondria akan diubah menjadi asetil KoA dan oksaloasetat. Piruvat dehidrogenase akanmerubah piruvat menjadi asetil KoA sedangkan piruvat karboksilase mengubah piruvat menjadi oksaloasetat.Sedangkan bahan NADPH dapat diperoleh dari jalur pentosa fosfat dan bisa juga dari NADPH yang dihasilkanenzim malat.Kemudian, untuk memulai proses sintesis asam lemak, asetil KoA akan bergabung terlebih dahulu denganoksaloasetat membentuk sitrat. Asetil KoA harus diubah dulu menjadi sitrat karena asetil KoA tidak mampumenembus membran mitokondria.Sitrat yang baru saja dibentuk mampu dengan bebas menembus membran mitokondria sampai ke sitoplasma. Disitoplasma sitrat ini akan dipecah oleh sitrat liase menjadi asetil KoA dan oksaloasetat. Pada tahap ini,oksaloasetat diteruskan hingga membentuk malat sedangkan asetil KoA dilanjutkan ke proses berikutnya, yaitupembentukan malonil KoA dari asetil KoA.

Pembentukan Malonil KoA

 Asetil KoA dikarboksilasi menjadi malonil KoA oleh asetil KoA karboksilase. Malonil KoA nantinya akan mendonor2 unit karbon untuk ditambahkan ke rantai asam lemak yang sedang tumbuh pada kompleks asam lemaksintase.Proses pembentukan ini membutuhkan vitamin biotin. Reaksi ini terjadi dalam dua tahap: (1) karboksilasi biotinyang membutuhkan ATP dan (2) pembentukan malonil KoA dengan pemindahan gugus karboksil ke asetil KoA.Saat asetilKoA karboksilase diaktifkan kadar malonil KoA akan meningkat. Saat sintesis asam lemak berlangsung,malonil KoA akan menginhibisi oksidasi asam lemak agar asam lemak yang akan terbentuk nantinya tidaklangsung dioksidasi.

Kompleks Asam Lemak Sintase

Asam lemak sintase merupakan enzim besar yang terdiri dari dimer yang identik, yang masing-masingsubunitnya (monomer) memiliki tujuh aktivitas enzim asam lemak sintase pada rantai polipeptida. Setiapmonomernya berberat molekul 240.000 dan memiliki sebuah protein pembawa asil (ACP, acyl carrier protein ).

Fungsi ACP dalam sintesis asam lemak adalah bertindak sebagai suatu karier perantara. Segmen ACP memilikisebuah residu 4-fosfopanteteinil yang berasal dari pemutusan koenzim A. Kedua subunit tersebut tersusun(kepala ke leher). Salah satu subunit bergandengan dengan gugus fosfopanteteinil sulfhidril sedangkan subunityang lainnya bergandengan dengan sisteinil sulfhidril.Pada proses ini, gugus asetil dari asetil KoA akan dipindahkan ke gugus fosfopanteteinil sulfhidril ACP pada satusubunit, dan kemudian ke gugus siteinil sulfhidril pada subunit yang lainnya. Gugus malonil dari malonil KoAkemudian melekat ke gugus fosfopanteteinil sulfhidril ACP pada subunit pertama. Gugus asetil dan malonilberkondensasi sehingga menyebabkan pelepasangugus karboksil malonil sebagai karbondioksida. Kemudiansebuah rantai ?-keto asil (C4) akan melekat pada gugus fosfopanteteinil sulfhidril.Rantai asil lemak 4-karbon tersebut kemudian dipindahkan ke gugus sisteinil sulfhidril dan kemudian bergaungdengan sebuah gugus malonil. Urutan reaksi ini terus menerus dilakukan sehingga panjang rantai mencapai 16karbon (palmitat). Dalam tahap ini, palmitat dibebaskan. Selanjutnya palmitat dapat mengalami desaturasi ataupemanjangan rantai.

ketogenesisAsetoasetat, hidroksibutirat (D-3-hidroksibutirat), dan aseton

merupakan senyawa-senyawa keton yang sangatpenting bagi tubuh. Apabila laju oksidasi asam lemak tinggi, hati akan memproduksi banyak asetoasetat dan hidroksibutirat.Proses ketogenesis ini terjadi di dalam matriks mitokondria dengan asetil KoA sebagai bahan utamanya. AsetilKoA yang dibentuk dari oksidasi asam lemak, piruvat, atau beberapa asam amino merupakan prekursor badanketon.Proses ketogenesis terjadi melalui tahap-tahap berikut:

1.Dua mol asetil KoA hasil oksidasi bergabung dan membentuk asetoasetil KoA yang dikatalisis oleh enzim tiolase.

2.Asetoasetil KoA yang baru saja terbentuk akan bergabung dengan molekul asetil KoA yang lain untuk membentuk hidroksi metil glutaril KoA (HMG-KoA).

3.HMG-KoA dipecah menjadi asetoasetat dan melepas asetil KoA oleh HMG-KoA liase.

4.Asetoasetat secara spontan dapat mengalami dekarboksilasi sehingga membentuk aseton yang termasuk salah satu senyawa keton.

5.Kemudian asetoasetat juga dapat tereduksi menjadi hidroksibutirat.

THANK YOU