BIOKIMIA IIMETABOLISME ASAM LEMAK TAK JENUH, BIOSINTESIS
TRIGLISERIDA DAN BADAN KETON
DISUSUN OLEHKELOMPOK III1. NI NENGAH DIAN ISWARI(E1M012044)2.
ASTUTI DEWI(E1M012004)3. KADEK SUKMA DARMA PUTRA(E1M012030)4. LALE
AGUSTIA WAHYUNI(E1M012033)5. NURDIAWATI(E1M012048)6.
NURMIJA(E1M012053)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU
PENDIDIKAN UNIVERSITAS MATARAM2015BAB IPENDAHULUANA. Latar
BelakangAsam lemak merupakan senyawa potensil dari sejumlah besar
kelas lipid di alam. Sementara dalam sistem biologi umumnya asam
lemak kebanyakan terdapat menyatu dalam kompleks lipid. Asam lemak
yang menyatu terdapat berupa ester, gliserol, sterol dan berbagai
senyawa lainnya. Asam lemak tersusun dari komponen hidrofobik
berupa rantai hidrokarbon dan komponen hidrofilik berupa gugus
karboksil. Jenis lipid ini terdiri atas asam lemak jenuh dan asam
lemak tak jenuh. Umunya asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh
dengan satu ikatan rangkap seperti asam oleat dapat disintesis oleh
organisme tingkat tinggi dari karbohidrat. Golongan asam lemak ini
disebut asam lemak nonesensial. Sedangkan asam lemak tak jenuh
(unsaturated fatty acids) yang mempunyai lebih dari dua ikatan
rangkap seperti linoleat tidak dapat disintesis oleh organisme
tingkat tinggi. Golongan asam lemak ini disebut lemak esensial.
Organisme tingkat tinggi seperti mamalia tidak dapat hidup tanpa
asam lemak tak jenuh. Sumber asam lemak esensial banyak terdapat
pada lemak mentega, minyak kelapa, biji sayuran, dan minyak hewan.
Asam lemak memiliki empat peranan utama. Pertama, asam lemak
merupakan unit penyusun fosfolipid dan glikolipid. Molekul-molekul
amfipatik ini merupakan komponen penting bagi membran
biologi.Kedua, banyak protein dimodifikasi oleh ikatan kovalen asam
lemak, yang menempatkan protein-protein tersebut ke
lokasi-lokasinya pada membran . Ketiga, asam lemak merupakan
molekul bahan bakar. Asam lemak disimpan dalam bentuk
triasilgliserol, yang merupakan ester gliserol yang tidak
bermuatan. Triasilgliserol disebut juga lemak netral atau
trigliserida. Keempat, derivat asam lemak berperan sebagai hormon
dan cakra intrasel.
B. Rumusan Masalah1. Bagaimanakah proses metabolisme yang
terjadi pada asam lemak tak jenuh?2. Bagaimanakah proses
biosintesis trigliserida?3. Bagaimanakah proses pembentukan badan
keton?
C. Tujuan1. Untuk mengetahui metabolisme yang terjadi pada asam
lemak tak jenuh.2. Untuk mengetahui proses biosintesis
trigliserida.3. Untuk mengetahui proses pembentukan badan
keton.
BAB IIPEMBAHASAN(Nurmija)Asam lemak adalah suatu senyawa
golongan asam karboksilat yang mempunyai rantai alifatik panjang,
baik jenuh maupun tidak jenuh. Asam lemak alami mempunyai rantai
dengan jumlah atom karbon genap dari 4 hingga 28. Asam lemak
merupakan turunan dari trigliserida atau fosfolipid. Asam lemak
bebas adalah asam lemak yang tidak terikat pada molekul lain. Asam
lemak merupakan sumber bahan bakar makhluk hidup yang sangat
penting, karena ketika termetabolisme , asam lemak menghasilkan ATP
dengan jumlah yang besar. Asam lemak tak jenuh merupakan asam lemak
yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap antara atom karbon.
Dua atom karbon yang terikat pada atom atom karbon yang berikatan
rangkap satu sama lain mempunyai konfigurasi cis atau trans.
Asam lemak tak jenuh, dibagi menjadi 2 yaitu asam lemak tak
jenuh tunggal dan asam lemak tak jenuh jamak.a. Asam Lemak Tak
Jenuh TunggalAsam Lemak tak jenuh tunggal (Mono Unsaturated Fatty
Acid/ MUFA) merupakan jenis asam lemak yang mempunyai 1 (satu)
ikatan rangkap pada rantai atom karbon. Asam lemak ini tergolong
dalam asam lemak rantai panjang (LCFA), yang kebanyakan ditemukan
dalam minyak zaitun, minyak kedelai, minyak kacang tanah, minyak
biji kapas, dan kanola. Minyak zaitun adalah salah satu contoh yang
mengandung MUFA 77%.
b. Asam Lemak Tak Jenuh JamakAsam Lemak tak jenuh jamak (Poly
Unsaturated Fatty Acid/PUFA) adalah asam lemak yang mengandung dua
atau lebih ikatan rangkap, bersifat cair pada suhu kamar bahkan
tetap cair pada suhu dingin, karena titik lelehnya lebih rendah
dibandingkan dengan MUFA atau SFA. Asam lemak ini banyak ditemukan
pada minyak ikan dan nabati seperti saflower, jagung dan biji
matahari. Sumber alami PUFA yang penting bagi kesehatan adalah
kacang-kacangan dan biji-bijian.13 Contoh PUFA adalah asam linoleat
(omega-6), dan omega-3, tergolong dalam asam lemak rantai panjang
(LCFA) yang banyak ditemukan pada minyak nabati/sayur dan minyak
ikan. (Lihat Gambar 3) PUFA (asam lemak arakhidonat, linoleat dan
linolenat) antara lain berperan penting dalam transpor dan
metabolisme lemak, fungsi imun, mempertahanka fungsi dan integritas
membran sel.
1. Metabolisme Asam Lemak Tak Jenuh (Kadek)Pada tahun 1904,
Franz Knoop menerangkan bahwa asam lemak itu dipecah melalui
oksidasi pada karbon . Kemudian padatahun 1949 Eugene Kennedy dan
Lehninger menerangkan bahwa terjadinya oksidasi asam lemak di
mitokondria. Di mana asam lemak sebelum memasuki mitokondria
mengalami aktivasi. Adenosin trifosfat (ATP) memacu pembentukan
ikatan tioester antara gugus karboksil asam lemak dengan gugus
sulfhidril pada KoA. Reaksi pengaktifan ini berlangsung di luar
mitokondria dan dikatalisis oleh enzim asil KoA sintetase
(tiokinase asam lemak).
Paul Berg membuktikan bahwa aktivasi asam lemak terjadi dalam
dua tahap.Pertama, asam lemak bereaksi dengan ATP membentuk asil
adenilat. Dalam bentuk anhidrat campuran ini, gugus karboksilat
asam lemak diikatkan dengan gugus fosforil AMP. Dua gugus fosforil
lainnya dari ATP dibebaskan sebagai pirofosfat. Gugus sulfhidril
dari KoA kemudian bereaksi dengan asil adenilat membentuk asil KoA
dan AMP.
Reaksi Pengaktifan Asam Lemak Tak Jenuh (Dian)Pengaktifan Asam
Linoleat (sis-sis-9, 12 Oktadekadienoat )
Asam lemak diaktifkan di luar membran mitokondria, proses
oksidasi terjadi di dalam matriks mitokondria. Molekul asil KoA
rantai panjang tidak dapat melintasi membran mitokondria, sehingga
diperlukan suatu mekanisme transport khusus.Asam lemak rantai
panjang aktif melintasi membran dalam mitokondria dengan cara
mengkonjugasinya dengan karnitin, suatu senyawa yang terbentuk dari
lisin. Gugus asil dipindahkan dari atom sulfur pada KoA ke gugus
hidroksil pada karnitin dan membentuk asil karnitin. Reaksi ini
dikatalisis oleh karnitin transferase I, yang terikat pada membran
di luar mitokondria.
Selanjutnya, asil karnitin melintasi membran dalam mitokondria
oleh suatu translokase. Gugus asil dipindahkan lagi ke KoA pada
sisi matriks dari membran yang dikatalisis oleh karnitin asil
transferase II. Akhirnya karnitin dikembalikan ke sisi sitosol oleh
translokase menggantikan asil karnitin yang masuk. Molekul asil KoA
dari sedang dan rantai pendek dapat menembus mitokondria tanpa
adanya karnitin. Kelainan pada transferase atau translokase atau
defisiensi karnitin dapat menyebabkan gangguan oksidasi asam lemak
rantai panjang, Kelainan tersebut diatas ditemukan pada kembar
identik yang menderita kejang otot disertai rasa nyeri yang dialami
sejak masa kanak-kanak.
Reaksi OksidasiSetelah diaktivasi, asam lemak tak jenuh juga
akan mengalami reaksi oksidasi. Oksidasi asam lemak tak jenuh
reaksinya sama seperti reaksi oksidasi asam lemak jenuh. Hanya
diperlukan tambahan dua enzim lagi yaitu isomerase dan reduktase
untuk memecah asam-asam lemak tak jenuh. Asam lemak tak jenuh di
alam, mempunyai ikatan rangkap pada konfigurasi cis. Karena pada
-oksidasi enzimnya spesifik untuk enoyl-CoA dengan konfigurasi
trans, maka diperlukan enzim enoyl-CoA isomerase untuk mengubah
konfigurasi cis menjadi trans. Adapun mekanisme oksidasi asam lemak
tak jenuh berlangsung sama seperti -oksidasi untuk asam lemak
jenuh. Karena terdapat satu ikatan tak jenuh, maka dalam proses
degradasinya, asam lemak tak jenuh mengalami satu mekanisme reaksi
tambahan yaitu reaksi isomerisasi bentuk cis ke trans yang
dikatalisis oleh enzim enoyl-CoA isomerase. Pada asam lemak tak
jenuh, ada siklus -oksidasi yang tidak melalui reaksi dehidrogenasi
I yang menghasilkan FADH2, yaitu pada pemotongan 2 C yang
mengandung ikatan rangkap.
Contoh:Reaksi -oksidasi pada Asam Linoleat (sis-sis-9, 12
Oktadekadienoat )
Astil Co.A yang dihasilkan pada reaksi beta oksidasi akan masuk
ke siklus Krebs dan diubah menjadi ATP, CO2, dan H2O.
Perhitungan Energi Hasil Metabolisme Asam Lemak Tak JenuhPada
molekul yang kita oksidasi tadi yaitu oksidasi asam linoleat dengan
18 karbon, terjadi 8 kali proses oksidasi (18 dibagi 2 dikurangi
1). Karena asam linoleat memiliki 18 atom C, maka asetil-KoA yang
terbentuk adalah 9 buah. Setiap asetil-KoA akan masuk ke dalam
siklus Krebs yang masing-masing akan menghasilkan 12 ATP, sehingga
totalnya adalah 9 X 12 ATP = 108 ATP. Energy yang di hasilkan
berupa ATP adalah sebagai berikut:
eta oksidasiHasilATP
1FADH + NADH5
2FADH + NADH5
3FADH + NADH5
4NADH3
5NADH3
6FADH + NADH5
7FADH + NADH5
8FADH + NADH5
Total36
Energy total yang di hasilkan dari oksidasi asam linoleat adalah
:= energi aktifasi + energy oksidasi+ energy siklus Krebs = -2 ATP
+ 36 ATP + 108 ATP= 142 ATPJadi proses oksidasi asam lemak tak
jenuh (asam linoleat) menghasilkan energy sebesar 142 ATP.
Keterangan:1 NADH = 3 ATP1 FADH = 2 ATP1 GTP = 1 ATP
Oksidasi Asam Lemak dengan atom C ganjil (Nurdiawati)Pada asam
lemak dengan jumlah atom C ganjil, setelah pengambilan acetyl-CoA
(2C) sisanya adalah residu propionyl-CoA (3C). Propionyl-CoA ini
masuk ke siklus Krebs lewat Succinyl-CoA (gambar 3.8). Dalam hal
ini propionyl-CoA dikarboksilasi menjadi D-metylmalonyl- CoA,
kemudian diubah menjadi Succinyl- CoA melalui intermediet L-
metylmalonyl- CoA. Jumlah energi yang dihasilkan dalam 1 siklus
krebs jika masuk lewat Succinyl- CoA hanya sebesar 6 ATP Karena
masuk siklus krebs lewat Succinyl-CoA maka degradasi asam lemak
dengan atom C ganjil lebih cepat dibandingkan dengan degradasi asam
lemak dengan atom C genap. Hal ini penting untuk memberikan
konsumsi pada orang atau makhluk hidup yang membutuhkan energi
dengan cepat, misal orang Eskimo.
alfaoksidasi (Kadek)Alfaoksidasi adalah degradasi senyawa asam
karboksilat dengan melepaskan 1 atom karbon pada ujung
karboksilnya. Asam lemak yang bagian ujungnya mempunyai cabang
metil tidak bisa langsung didegradasi melalui mekanisme -oksidasi,
melainkan harus dioksidasi terlebih dahulu melalui mekanisme
alfaoksidasi. Dalam mekanisme alfaoksidasi, gugus
karboksilatdilepaskan sebagai CO2 dan atom karbon-alfa dioksidasi
oleh hidrogen peroksida menjadi gugus aldehida. Reaksi ini
dikatalisis oleh enzim peroksidase asam lemak, tidak membutuhkan
CoA-SH dan tidak menghasilkan ATP. Gugus aldehid yang terbentuk
selanjutnya dioksidasi dengan menggunakan NAD+ menjadi asam
karboksilat. Dengan demikian asam lemak yang dihasilkan dalam satu
kali reaksi alfaoksidasi telah berkurang dengan 1 atom C. Selain
itu gugus aldehid tersebut dapat dioksidasi menjadi gugus alkohol
membentuk senyawa alkohol asam lemak. Senyawa ini banyak terdapat
dalam lilin tumbuhan. Berikut adalah contoh reaksi alfa-oksidasi
yang terjadi dalam biji kecambah beberapa tumbuhan.
2. Biosintesis Trigliserida (Triacylglycerol)
(Lale)Triacylgliserol (trigliserida) merupakan lipid cadangan yang
disimpan dalam jaringan adiposa dalam hati. Dalam tumbuhan dan
hewan biosintesis triacylglyserol menggunakan precursor
L-glyserol-3-phosphate (disingkat dengan G-3-P) dan acyl-CoA. G-3-P
pada umumya berasal dari senyawa intermediet dalam proses
glikolisis atau dibentuk dari gliserol bebas hasil degradasi
triacylgliserol oleh aktivitas glycerol kinase (Gambar 3.20 adalah
Urutan reaksi dalam biosintesis triacylglyserol).Trigliserida
adalah saru jenis lemak yang terdapat dalam darah dan berbagai
organ dalam tubuh. Dari sudut ilmu kimia trigliserida merupakan
substansi yang terdiri dari gliserol yang mengikat gugus asam
lemak. Trigliserida dalam tubuh digunakan untuk menyediakan energy
berbagai proses metabolisme. Trigliserida merupakan lemak didalam
tubuh yang terdiri dari 3 jenis lemak yaitu lemak jenuh, lemak
tidak jenuh tunggal dan lemak tidak jenuh ganda. a. Sintesis
trigliserida Sebagian besar sintesis trigliserida terjadi dalam
hati tetapi ada juga yang disentesa dalam jaringan adipose.
Trigliserida yang ada dalam hati kemudian ditransport oleh
lipoprotein ke jaringan adipose, dimana trigliserida juga disimpan
untuk energy.
b. Transport trigliseridaKebanyakan lemak makanan dalam bentuk
triasilgliserol. Pencernaaan lemak terjadi di usus kecil dan isi
lemak direaksikan dengan lipase karena larut dalam air. Materi
lipid diubah menjadi globula-globula kecil yang teremulsi oleh
garam empedu. Lipid yang sudah tercerna terutama dalam bentuk larut
dalam air, membentuk asam lemak mongliserida dan asam empedu
kemudian diserap ke dalm sel mukosa intestinum. Setelah masuk dalam
mukosa instesstinum, trigliserida disentesa kembali dan dilapisi
protein. Selanjutnya asam lemak akan masuk ke sel lemak dan
disintesa menjadi trigliserida.
Keterangan :DHAP : Dihydroxyacetone phosphate
Gambar 3.22. Biosintesis triacylglycerol. Dua gugus acyl asam
lemak yang sudah diaktifkan dalam bentuk asam lemak-CoA ditransfer
ke L-glycerol 3-phosphate membentuk asam fosfatidat yang
selanjutnya didefosforilasi menjadi diacylglycerol. Triacylglecerol
dihasilkan setelah proses asilasi diacylglycerol dengan molekul
asam lemak-CoA yang ketiga. Asam fosfatidat juga merupakan
precursor glycerophospholipid.
3. Biosintesis Badan Keton (Ketogenesis) (Astuti Dewi)Tujuan
pembentukan keton bodies adalah: (1) untuk mengalihkan sebagian
acetyl- CoA yang terbentuk dari asam lemak di dalam hati dari
oksidasi selanjutnya, dan (2) untuk mengangkut acetyl-CoA menuju
jaringan lain untuk dioksidasi menjadi CO2 dan H2O (salah satu cara
distribusi bahan bakar ke bagian lain dalam tubuh). Dalam keadaan
pasca absorpsi, khususnya selama puasa atau kondisi lapar, atau
menderita dibetes melitus (DM), ada pergeseran dalam metabolisme
lipid. Pada penderita DM jaringan tidak dapat memanfaatkan glukosa
dari darah, akibatnya hati lebih banyak menguraikan asam lemak yang
diperolehnya dari jaringan adiposa sebagai bahan bakar. Asetyl-CoA
hasil degradasi asam lemak jika konsentrasinya dalam mitokondria
hati tinggi, maka dua molekul asetyl-CoA akan berkondensasi
membentuk acetoacetyl-CoA (Gambar 3.11 reaksi 1), penambahan satu
gugus acetyl selanjutnya menghasilkan 3-
hydroxy--methylglutyryl-CoA (HMG-CoA) (Gambar 3.11 reaksi 2), dan
pelepasan satu acetyl-CoA dari senyawa tersebut dihasilkan
acetoacetate (Gambar 3.11 reaksi 3). Senyawa acetoacetate dapat
direduksi menjadi D- -hydroxybutirate atau diurai menjadi acetone
(Gambar 3.11 reaksi 4). Keton bodies selanjutnya dilepaskan hati ke
darah. Dalam kondisi lapar, keton bodies dalam darah naik.
Acetoacetate, D- hydroxybutirate dan aseton disebut sebagai keton
bodies. Acetoacetate dan -hydroxybutirate bersama asam lemak
digunakan sebagai sumber energy untuk hati, otot, ginjal dan otak.
Sedangkan aceton yang tidak diperlukan dikeluarkan melalui
paru-paru. Jika produksi keton bodies melebihi penggunaannya di
luar sel hati, maka keton bodies ini akan terakumulasi dalam plasma
darah (ketonemia), dan diekskresikan bersama urin (ketonuria).
BAB IIIKESIMPULAN1. Asam lemak tak jenuh mrupakan asam lemak
yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap antara atom karbon.2.
Oksidasi asam lemak tidak jenuh sama dengan oksidasi asam lemak
jenuh yaitu melalui tahap aktivasi dan beta oksidasi, akan tetapi
memerlukan 2 enzim tambahan: enoyl-CoA isomerase dan
2,4-dienoyl-CoA reductase.3. Asetil CoA yang dihasilkan pada beta
oksidasi akan diproses lagi dalam silkus Krebs sehingga
menghasilkan H2O, CO2 dan ATP.4. Oksidasi asam lemak dengan atom C
ganjil akan menghasilkan Succinyl CoA.5. Alfaoksidasi adalah
degradasi senyawa asam karboksilat dengan melepaskan 1 atom karbon
pada ujung karboksilnya. Hasil oksidasinya adalah asam lemak yang
satu atom C nya berkurang dan alkohol.6. Trigliserida dibuat dari
Dihydroxyacetone phosphate yang dibah menjadi Phosphatidic acid dan
melalui beberapa tahapan reaksi akan menghasilkan triacylgliserol
(trigliserida).7. Tujuan pembentukan keton bodies adalah: (1) untuk
mengalihkan sebagian acetyl- CoA yang terbentuk dari asam lemak di
dalam hati dari oksidasi selanjutnya, dan (2) untuk mengangkut
acetyl-CoA menuju jaringan lain untuk dioksidasi menjadi CO2 dan
H2O (salah satu cara distribusi bahan bakar ke bagian lain dalam
tubuh).8. Acetoacetate, D- hydroxybutiratedan aseton disebut
sebagai keton bodies (badan keton).
DAFTAR PUSTAKA
Horton. 2002. Principles of Biochemistry Third Edition. USA:
Pearson Education.Mulyani, Sri. 2012. Modul 4: Metabolisme
LipidStryer, L. 1996. Biokimia Edisi 4. Jakarta : Penerbit Buku
Kedokteran (EGC).Wirahadikusumah, Muhammad. 1985. Biokimia:
Metabolisme Energi, Karbohidrat, danLipid. Bandung: ITB.