revisi-_-presentation-lipid-1.adfa
DESCRIPTION
afdaTRANSCRIPT
METABOLISME LIPID
1. FUNGSI LIPID SEBAGAI SUMBER ENERGI
2.BIOSINTESIS LIPID 3.PENGANGKUTAN DAN PENYIMPANAN LIPID
4. METABOLISME KOLESTEROL
METABOLISME LIPID
RINGKASAN METABOLISME LIPID
2CO2
PENGGUNAAAN LIPID :
Asam lemak yang ada di dalam sel ( sitosol ) berasal dari 2 sumber :- Asam lemak bebas dari darah-Hasil pemecahan triasilgliserol sel oleh enzim lipase
Selanjutnya untuk menghasilkan energi, asam - asam lemak tersebut harus dioksidasi.
Proses oksidasi asam lemak berlangsung di dalam mitokondria Jadi asam lemak yang ada di sitosol harus dikirim ke dalam mitokondria untuk bisa mengalami proses oksidasi
1.FUNGSI LIPID SEBAGAI SUMBER ENERGI
MITOKONDRIA :
ASAM LEMAK DAPAT MASUK KE DALAM MITOKONDRIA MELALUI TAHAP – TAHAP SEBAGAI BERIKUT :
OKSIDASI ASAM LEMAK
Setelah asam lemak ada di dalam mitokondria, akan terjadi proses oksidasi, yang dikenal dengan nama oksidasi beta.
Oksidasi beta pada asam lemak jenuh
OKSIDASI BETA PD ASAM LEMAK TAK JENUH
Δ3 Trans enoil co-A
OKSIDASI BETA PADA ASAM LEMAK DENGAN JUMLAH RANTAI KARBON GANJIL
OKSIDASI BETA YANG DILANJUTKAN DENGAN SIKLUS KREBS
1. Asetil – KoA akan langsung dioksidasi lebih lanjut menjadi CO2 melalui siklus asam sitrat / siklus Krebs.
2. Asetil – KoA akan diubah menjadi badan keton untuk dikirim ke jaringan perifer. (Selanjutnya di jaringan perifer badan keton akan dioksidasi)
Asetil – KoA yang telah terbentuk dari hasil oksidasi asam LEMAK di dalam mitokondria, dihadapkan pada 2 alternatif / kemungkinan proses selanjutnya yaitu :
Yang terutama menentukan jalur mana yang akan dilalui asetil – KoA adalah :TERSEDIANYA OKSALOASETAT untuk memulai masuknya asetil – KoA ke dalam siklus asam sitrat.
Bila konsentrasi oksaloasetat rendah (pada keadaan : puasa, diet rendah karbohidrat, penyakit diabetes melitus yang tidak terkontrol ) maka hanya sedikit asetil – KoA yang masuk ke dalam siklus asam sitrat, sehingga jalur pembentukan “ badan keton “ yang akan terjadi.
Asetil – KoA bisa diubah menjadi “ badan keton”:- Asetoasetat- Aseton- D--hidroksibutirat
Berikut ini adalah proses pembentukan badan keton ( yang terjadi di hepar ) :
Benda keton selanjutnya akan dikirim ke jaringan ekstrahepatik guna dioksidasi untuk menghasilkan energi.
D- -hidroksibutirat : dioksidasi menjadi asetoasetat
D – -hidroksibutirat dehidrogenase
D--hidroksibutirat + NAD+ asetoasetat + NADH + H+
Asetoasetat yang terbentuk lalu diaktifkan membentuk ester Ko-Anya :
3 – ketoasil – KoA transferase
Suksinil – S-KoA + Asetoasetat suksinat + asetoasetil-S-KoA
Asetoasetil –S-KoA yang terbentuk lalu diuraikan menjadi Asetil-KoA
Tiolase
Asetoasetil-S-KoA + KoA-SH 2 asetil-S-KoA
Asetil – KoA yang dihasilkan lalu memasuki siklus Asam sitrat / siklus Krebs
HASIL ATP DI DALAM TAHAP – TAHAP OKSIDATIF SELAMA OKSIDASI SATU MOLEKUL PALMITOIL – KoA MENJADI CO2 + H2O
Tahap yang berkaitan
dengan NAD
Tahap yang berkaitan
dengan FAD
ATP
Asil-KoA dehidrogenase 7 14
3-Hidroksiasil-KoA dehidrogenase
7 21
Isositrat dehidrogenase 8 24
a-ketoglutarat dehidrogenase
8 24
Suksinil-KoA * sintetase 8
Suksinat dehidrogenase 8 16
Malat dehidrogenase 8 24
Total ATP yang terbentuk :
131
•: Anggaplah bahwa GTP yang dibentuk bereaksi dengan ADP menghasilkan ATP
PENJELASAN
MENGHITUNG ENERGI YANG DIHASILKAN DALAM PROSES OKSIDASI LIPID :
2. BIOSINTESIS LIPID
BIOSINTESIS ASAM LEMAK :
1. Proses transport asetil – KoA dari mitokondria
ke sitosol 2. Proses pembentukan asetil – KoA menjadi Malonil – KoA3. Pembentukan rantai asam lemak dengan menggunakan sistem asam lemak sintase
Tahap – tahap biosintesis asam lemak adalah sebagai berikut :
Proses transport asetil – KoA dari mitokondria ke sitosol :
- Asetil – KoA tersebut tidak dapat menembus membran mitokondria ( Padahal proses biosintesis lipid terjadi di sitosol ).
- Diperlukan suatu sistem ulang – alik gugus asetil untuk memindahkan gugus asetil melintasi membran mitokondria
SISTEM ULANG – ALIK GUGUS ASETIL
Reaksi pembentukan malonil – KoA dari Asetil – KoA dikatalisis oleh : asetil – KoA karboksilase, suatu sistem enzim yang sangat kompleks yang mengandung biotin sebagai gugus prostetiknya.
Proses pembentukan asetil – KoA menjadi Malonil – KoA :
Pembentukan rantai asam lemak dengan menggunakan sistem asam lemak sintase
Enzimyang terlibat dalam biosintesis asamlemak diatur dalam kelompok / sistem, yangDisebut SISTEM ASAM LEMAK SINTASE
Sistem asam lemak sintase ini terdiri atas 7 tempat aktif, yaitu :1. ACP (Acyl Carrier Protein / protein
pembawa asil)2. Enzim asetil transferase3. Enzim malonil transferase4. Enzim 3 – ketoasil – PPA sintetase5. Enzim 3 – ketoasil – ACP reduktase6. Enzim 3 – hidroksiasil – ACP dehidratase7. Enzim enoil – ACP reduktase
Kompleks enzim ini terletak di sitosolYang menjadi “pusat sistem” adalah ACP,yang memiliki tangan pengayun ( gugusprostetik 4’- fosfopantetein ) untuk membawagugus asil lemak dari satu tempat aktif enzimmenuju tempat berikutnya.
Asam lemak sintase mempunyai duagugus sulfihidril ( gugus – SH esensial ) ,yaitu :
1. Diberikan oleh gugus prostetik 4’ – fosfopantetein ( Pn )2. Diberikan oleh residu sistein spesifik ( Sis )
Gambar :
E
ACP
SH - Sis
SH - Pn
E = keseluruhan kompleks asam lemak sintase
TAHAP – TAHAP BIOSINTESIS ASAM LEMAK
a. Gugus sulfihidril dari asam lemak sintase diberi muatan dengan gugus asil
Penting untuk diingat :Gugus malonil hanya mengikat gugus pantetein – SH
a. Gugus pantetein dari asam lemak sintase diberi muatan dengan gugus malonil
Penting untuk diingat :Gugus malonil hanya mengikat gugus pantetein – SH
TAHAP – TAHAP BIOSINTESIS ASAM LEMAK
b. Penambahan unit 2 karbon :
Tahap 1 : KONDENSASI
Tahap 2 : REDUKSI
Tahap 3 : DEHIDRASI
Tahap 4 : PENJENUHAN
c. Memulai Putaran Reaksi Selanjutnya untuk memperpanjang rantai dengan menambah unit 2 karbon lainnya
Gugus butiril meninggalkan gugus SH – Sis, dan menggantikan CO2 dari gugus malonil pada gugus ACP - SH
Gugus pantetein dari asam lemak sintase diberi muatan dengan gugus malonil yang lain; dan diikuti lagi dengan tahap kondensasi
Dilanjutkan lagi dengan reduksi, dehidrasi, dan penjenuhan, dst…
Setelah melalui 7 siklus seperti tersebut di atas, akan dihasilkan palmitoil – s – ACP sebagai produk akhir
Proses perpanjangan ini berhenti pada karbon 16
Selanjutnya asam palmitat bebas dilepaskan dari molekul ACP Oleh aktivitas enzim hidrolitik
STRUKTUR ASAM LEMAK SINTASE PADA BEBERAPA ORGANISME
PERPANJANGAN RANTAI ASAM LEMAK
• Produk utama sintase asam lemak adalah PALMITAT
• Palmitat disebut sebagai prekursor asam lemak panjang lainnya karena : bisa diperpanjang untuk membentuk Asam Stearat ( 18 karbon ) ataupun asam lemak yang lebih panjang lagi.
• Selanjutnya asam palmitat dan asam stearat juga berperan sebagai prekursor asam lemak tidak jenuh
• Proses perpanjangan rantai asam lemak tersebut terjadi dalam retikulum endoplasma dalam suatu lintasan yang disebut : ‘sistem mikrosom’.
• Proses pemanjangan rantai tersebut menggunakan : Malonil-KoA sebagai donor gugus asetil
• NADPH sebagai reduktor
• Sistem enzim fatty acid elongase sebagai katalisator
PEMBENTUKAN IKATAN RANGKAP
Pembentukan asam lemak tak jenuh tunggal dikatalisis oleh sistem enzim : Δ9 DesaturaseProsesnya terjadi di dalam retikulum endoplasma
a. Asam lemak tak jenuh tunggal
b. Asam lemak tak jenuh ganda
Pada binatang dan manusia, penambahan ikatanrangkap berlangsung di sepanjang rantai yang terletak di : antara ikatan rangkap yang sudah ada dengan gugus karboksil dari molekul asam lemak yang bersangkutan
Dalam sebagian besar tubuh hewan ( dan manusia ),ikatan rangkap dapat disisipkan pada posisi : 3 ,4 , 5 , 6 ,9
( yang dihitung dari ujung terminal karboksil ) dan tidak pernah di atas posisi 9.
Pada tanaman, penambahan ikatan rangkap berlangsung di sepanjang rantai yang terletak di : antara ikatan rangkap yang sudah ada dengan atom karbon – dari molekul asam lemak yang bersangkutan
Tanaman mampu menyisipkan ikatan rangkap pada posisi di atas 9 Misalnya pada posisi 12 , 15
Dari keterangan di atas menjadi jelas mengapa ASAM LINOLEAT dan ASAM – LINOLEAT tidak bisa disintesis sendiri di dalam tubuh manusia dan hewan
Namun karena keduanya tetap diperlukan di dalam tubuh untuk menjadi ‘prekursor’ pada sintesis produk yang lain, maka kedua asam lemak tersebut perlu ada di dalam diet / makananOleh karena itu, keduanya disebut sebagai asam lemak esensial.
FUNGSI ASAM LEMAK ESENSIAL :
Asam lemak esensial akan membentuk asam lemak C20 ( eikosanoat ), dan dari eikosanoat akan dibentuk kelompok eikosanoid. Kelompok eikosanoid ( senyawa yang sangat penting dengan keaktifan fisiologis dan farmakologis ) ini terdiri atas :
-Prostaglandin-Tromboksan-Leukotrien-Lipoksin
PENGATURAN BIOSINTESIS ASAM LEMAK :
Kecepatan biosintesis asam lemak terutama ditentukan oleh kecepatan reaksi perubahan asetil – KoA menjadi malonil – KoA yang dikatalisis oleh enzim Asetil Ko – A karboksilase (suatu enzim alosterik)
Asetil – KoA karboksilase akan menjadi aktif bila terdapat sitrat ( yang merupakan modulator pengaktifnya )
Bila konsentrasi sitrat dalam mitokondria meningkat, maka sitrat akan keluar dari mitokondria menuju sitosol . Di sitosol sitrat akan mengaktifkan enzim asetil – KoA karboksilase
Sitrat yang berada di sitosol merupakan isyarat alosterik bahwa siklus asam sitrat sudah cukup memperoleh bahan bakar, sehingga kelebihan asetil – KoA perlu disimpan sebagai lemak
Beberapa jenis lipida utama dalam jaringan golongan hewan dan manusia ( yang digolongkan berdasarkan struktur kimia ):
1.Triasilgliserol2.Lilin3.Fosfogliserida
a.Fosfatidiletanolaminb.Fosfatidilkolinc.Fosfatidilserind.Fosfatidilinositole.Kardiolipin
•Sfingolipida.Sfingomielinb.Serebrosidac.Gangliosida
a.Sterol dan ester asam lemaknya
Lehninger, 1982
1. Triasilgliserol
Triasilgliserol adalah ester dari alkohol gliserol dengan 3 molekul asam lemak
Fungsi : Sebagai sumber energi, di dalam tubuh akan membentuk cadangan energi terbesar, sebagai isolator termal, dan dapat berperan sebagai bantalan mekanik
2. Fosfogliserida
Struktur :• Memiliki tulang punggung gliserol, kemudian terdapat 2 molekul asam lemak yang terikat pada gugus hidroksil ke-1 dan ke-2 pada gliserol• Gugus hidroksil ke – 3 gliserol mengikat asam fosfat• Asam fosfat tersebut akan berikatan ester dengan molekul alkohol yang kedua
Fosfogliserida adalah fosfolipida utama yang ditemukan dalam membran sel.Fungsi utamanya adalah sebagai unsur struktural membran.
Ada beberapa jenis fosfogliserida, dan dinamakan menurut jenis alkohol kedua yang diikat oleh gugus fosfat.
Asam fosfatidat : tidak memiliki alkohol kedua, tetapi merupakan senyawa antara pada biosintesis fosfogliserida
Struktur
Fosfatidilkolin ( lesitin ) adalah senyawa Fosfogliserol yang mengandung kolin.-Kolin penting dalam proses transmisi saraf-Dipalmitoilfosfatidilkolin : Zat aktif permukaan yang sangat efektif, dan merupakan unsur utama pembentuk surfaktan ( defisiensi zat ini bisa menyebabkan Respiratory distress syndrome )
Struktur :
Fosfatidiletanolamin ( sefalin
Struktur
Fosfatidilinositol : merupakan prekursor second messenger
Struktur
Fosfatidilserin
Struktur
Kardiolipin/ difosfatidilgliserol : merupakan fosfogliserida “ganda”, dan ditemukan secara khas pada membran mitokondria sebelah dalam
Merupakan kelas kedua terbesar dari lipida membran.Sfingolipida tidak mengandung gliserol, tetapi mempunyai tulang punggung berupa sfingosin ( suatu molekul alkohol amino berantai panjang )
3. Sfingolipid
Pada sfingolipid, asam lemak digabungkan oleh suatu ikatan amida terhadap gugus amino; dan gugus polar kepalanya terikat pada gugus hidroksil sfingosinKombinasi sfingosin dengan asam lemak dikenal sebagai : Seramida
Terdapat 3 subkelas sfingolipid, yaitu :1. SFINGOMIELIN2. SEREBROSIDA3. GANGLIOSIDA
SfingomielinMengandung fosfat, jadi sering digolongkan
juga dalam fosfolipidaTerdapat dalam hampir semua membran selSelubung mielin yang mengelilingi sel – sel
syaraf tertentu amat kaya dengan kandungan sfingomielin
Struktur Sfingomielin
Serebrosida
Tidak mengandung fosfatKarena gugus pada bagian kepala molekul ini secara khas terdiri dari satu atau lebih unit gula, maka serebrosida sering disebut sebagai glikosfingolipidGlikosfingolipid digolongkan juga sebagai glikolipida, karena merupakan lipida yang memiliki gugus gulaContoh dari serebrosida adalah galaktoserebrosida (yang secara khas ditemukan pada membran sel otak)
Gangliosida
Merupakan sfingolipid yang paling kompleks, karena mengandung bagian ‘kepala’ yang amat besar dan bersifat polar, terbuat dari beberapa unit gulaSatu atau lebih unit gula terminalnya adalah asam N – asetilneuraminat yang khas ( asam sialat )Menyusun ± 6% lipida membran pada bagian abu – abu dari otakMerupakan komponen penting dari sisi reseptor spesifik pada permukaan membran sel
Gangliosida
BIOSINTESIS TRIASILGLISEROL
Prekursor sintesis triasilgliserol adalah :- asil lemak – KoA- gliserol 3 – fosfat
Molekul gliserol 3 – fosfat dapat diperoleh dari 2 jalan yaitu :Dibentuk dari dihidroksiaseton fosfat yang dihasilkan selama glikolisis, oleh aktivitas enzim gliserol fosfat dehidrogenaseAtau bisa juga dibentuk dari gliserol oleh kerja enzim gliserol kinase
BIOSINTESIS SPHINGOMYELIN dan CEREBROSIDA
BIOSINTESIS SFINGOSIN
Yang merupakan “ TULANG PUNGGUNG “ sfingolipid adalah : SFINGOSIN.
Pembentukan SFINGOSIN ;
Palmitoil – KoA + serin
H+
CO2
Dehidrosfinganin
NADPH
NAD+
Dehidrosfingosin
FAD
FADH2
SFINGOSIN
SFINGOSIN Asil-KoA KoA
SERAMID
Fosfatidil kolin UDP - Gula
DAG UDP
SFINGOMYELIN SEREBROSID
gula teraktivasi
GANGLIOSIDA
TERIMA KASIH