Page 1
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat-
NYA,yang mana telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada kami ,sehingga
kami dapat menyelesaikan makalah Biokimia ini dengan judul “BETA OKSIDASI
ASAM LEMAK JENUH” ini dengan baik. Adapun penyusunan makalah ini untuk
memenuhi tugas dari Ibu Dra.Dwi Wiwik ERnawati, M.Kes. Kami menyadari bahwa
dalam makalah ini masih sangat banyak kekurangan yang dikarenakan keterbatasan
ilmu dan kemampuan yang kami miliki, Oleh sebab dari itu, kami mengharapkan
kritik dan saran yang membangun untuk tercapainya kesempurnaan dari makalah ini.
Semoga dengan adanya makalah ini dapat member ilmu pengetahuan maupun
wawasan bagi para pembacanya, khususnya mahasiswa prodi kimia dan mahasiswa
jurusan PMIPA pada umumnya.
Jambi, Mei 2011
Penulis
1
Page 2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .......................................................................................... 1
DAFTAR ISI.......................................................................................................... 2
BAB I. PENDAHULUAN..................................................................................... 3
1.1 Latar Belakang......................................................................................... 3
1.2 Rumusan Masalah.................................................................................... 3
1.3 Batasan Masalah...................................................................................... 3
1.4 Tujuan...................................................................................................... 3
BAB II. PEMBAHASAN...................................................................................... 4
2.1 Pengertian lipid......................................................................................... 4
2.2Metabolisme lipid.................................................................................... 6
2.3 Beta oksidasi asam lemak jenuh.............................................................. 7
2.4 Perhitungan ATP...................................................................................... 10
BAB III. PENUTUP.............................................................................................. 14
3.1 Kesimpulan.............................................................................................. 14
3.2 Saran........................................................................................................ 14
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ 15
2
Page 3
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi dapat larut
dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena, kloroform. Dalam tubuh
manusia lipid berfungsi sebagai komponen struktur membrane sel, sebagai bentuk
penyimpanan energy, sebagai bahan bakar metabolik dan sebagai agen pengemulsi.
Katabolisme asam lemak terjadi di dalam mitokondria melalui proses yang
dikenal sebagai Oksidasi-β. Dalam proses ini fragmen dua-karbon berturut-turut
dikeluarkan dari asam lemak dalam bentuk asetil KoA.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam makalah ini adalah:
1. Apa pengertian lipid?
2. Bagaimana proses metabolisme lipid?
3. Apa yang dimaksud beta oksidasi asam lemak jenuh?
4. Bagaimana perhitungan hasil akhir oksidasi beta?
1.3 Batasan Masalah
Pembahasan metabolisme lipid mempunyai cakupan yang sangat luas. Karena
keterbatasan penulis, maka batasan masalah dalam makalah ini adalah merujuk pada
rumusan masalah di atas.
1.4 Tujuan
Setelah mempelajari makalah ini dapat mengetahui dan menjelaskan mengenai:
1. Proses metabolism lipid
2. Beta oksidasi asam lemak jenuh
3. Perhitungan hasil akhir oksidasi beta
3
Page 4
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 Pengertian Lipid
Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi dapat larut
dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena, kloroform.
Ada beberapa fungsi lipid diantaranya:
a. Sebagai komponen struktural membran sel
b. Sebagai cadangan energi
c. Sebagai bahan bakar metabolik
d. Sebagai hormone dan vitamin
Beberapa jenis lipid, yaitu:
1) Asam lemak
asam lemak merupakan asam monokarboksilat rantai panjang
dengan rumus umum: CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1 – COOH
ada dua jenis asam lemak, yaitu:
a) asam lemak jenuh
asam lemak ini tidak memiliki ikatan
rangkap H H H H
- C – C – C - C -
H H H H
b) asam lemak tak jenuh
asam lemak ini memiliki satu atau lebih ikatan rangkap
H H H H H H H H H H H
- C – C = C – C - - C – C = C – C – C = C – C -
H H H H H
asam monoenoat asam polienoat
2) Asil gliserol (gliserida)
Gliserida merupakan ester asam lemak dan gliserol,
fungsi dasar dari gliserida adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau
minyak).
4
Page 5
3) Fosfogliserida (fosfolipid)
Lipid yang mengandung asam fosfat diesterkan pada gugus C3-hidroksil
disebut fosfigluiserida.
4) Derivat asam lemak (ester kolesterol)
Bagian asam lemak biasanya merupakan jenis berantai panjang dan sering tak
jenuh. Ester kolesterol merupakan bentuk penyimpanan dan pengangkutan dari
kolesterol.
Ester kolesterol terbentuk dalam tetesan lipid intrasel dan dalam lipoprotein plasma.
5) Terpen
Merupakan atom polimer dari unit isoprene atom lima karbon. Dalam terpen
termasuk vitamin A, E dan K dan dolikol, poliprenol yang mengandung banyak
unit-unit isoprene.
2.2 Metabolisme Lipid
Lipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid
netral, yaitu trigliserid (ester antara gliserol dengan 3 asam lemak). Secara ringkas,
hasil dari pencernaan lipid adalah asam lemak dan gliserol, selain itu ada juga yang
masih berupa monogliserid. Sebagian besar asam lemak dan monogliserida tidak larut
dalam air, oleh karena itu diangkut dan dilepaskan dalam sel epitel usus, Di dalam sel
ini asam lemak dan monogliserida segera dibentuk menjadi trigliserida (lipid) dan
berkumpul berbentuk gelembung yang disebut kilomikron. Kilomikron ini kemudian
ditransportasikan menuju hati dan jaringan adiposa. Di dalam sel-sel hati dan jaringan
adiposa, kilomikron segera dipecah menjadi asam-asam lemak dan gliserol.
Selanjutnya asam-asam lemak dan gliserol tersebut, dibentuk kembali menjadi
simpanan trigliserida.
Secara ringkas, hasil akhir dari pemecahan lipid dari makanan adalah asam
lemak dan gliserol. Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam
lemak mengalami esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi
trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika sewaktu-waktu tak tersedia
sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi. Proses oksidasi asam
lemak inilah yang dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA.
5
Page 6
2.3 Beta Oksidasi Asam lemak Jenuh
Asam lemak jenuh adalah asam lemak yang tidak mengandung ikatan rangkap
dalam strukturnya. Karena hampir semua asam lemak dari jaringan hewan memiliki
jumlah atom karbon genap, telah lama dipikirkan bahwa asam lemak disintesa dan
didegradasi oleh penambahan atau pengurangan potongan-potongan dua karbon.
Misalkan, oksidasi asam palmitat yang mempunyai 16 atom karbon akan
menghasilkan 8 unit asetil KoA tetapi hanya memerlukan 7 siklus oksidasi Beta. Satu
urutan oksidasi beta menghasilkan 1 mol asetil KoA dan memberi 5 mol ATP kepada
sel. Tiap mol asetil KoA, bila dioksidasi dalam siklus Krebs menjadi CO2 dan H2O,
memberi tambahan ikatan fosfat energi tinggi kepada sel yang ekivalen dengan 12
mol ATP.
Tahap pengaktifan asam lemak yaitu
Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang.
Asam lemak rantai panjang ini tidak bisa langsung masuk kedalam mitokondria
sehingga harus diaktifkan dulu agar dapat masuk ke dalam mitokondria dengan
bantuan senyawa karnitin. Berikut adalah mekanisme transportasi asam lemak trans
membrane mitokondria melalui mekanisme penngangkutan karnitin.
6
Page 7
Mekanisme transportasi asam lemak trans membran mitokondria melalui mekanisme pengangkutan karnitin
Langkah-langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai
berikut:
1. Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisir
oleh enzim tiokinase.
2. Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim karnitin
palmitoil transferase I yang terdapat pada membran eksterna mitokondria
menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asil karnitin, barulah senyawa tersebut
bisa menembus membran interna mitokondria.
3. Pada membran interna mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin
translokase yang bertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan
karnitin keluar.
4. Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan
KoA dengan dikatalisir oleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada
di membran interna mitokondria menjadi Asil Koa dan karnitin dibebaskan.
7
Membran mitokondria internaKarnitin palmitoil
transferase II
Karnitin Asil karnitintranslokase
KoA Karnitin
Asil karnitin Asil-KoA
Asil karnitin
Beta oksidasi
Membran mitokondria eksterna
ATP + KoA AMP + PPi
FFA Asil-KoA
Asil-KoA sintetase
(Tiokinase)
Karnitin palmitoil
transferase I
Asil-KoA KoA
Karnitin Asil karnitin
Page 8
5. Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk
dalam proses oksidasi beta.
Setelah itu asam lemak masuk dalam oksidasi beta.
Oksidasi asam lemak
Bagian pertama oksidasi asam lemak jenuh memiliki empat tahap, yakni:
Tahap dehidrogenasi pertama
Setelah ester asil lemak KoA jenuh masuk ke dalam matriks, molekul itu
mengalami dehidrogenasi enzimatik pada atom karbon α dan β (atom karbon 2
dan 3) untuk membentuk ikatan ganda pada rantai karbon dan menghasilkan suatu
trans-∆2 -enoil-KoA sebagai produk. Dalam tahap yang dikatalisa oleh
dehidrogenase asil-KoA, yaitu enzim yang mengandung FAD sebagai gugus
prostetik
Asil lemak-S-KoA + E-FAD → trans-∆2 -enoil-S-KoA + E-FADH2
Tahap hidrasi
Pada tahap kedua dari siklus oksidasi asam lemak, air ditambahkan pada
ikatan ganda trans-∆2 -enoil-KoA untuk membentuk l stereoisomer β-
hidroksiasil-KoA yang ditunjukkan oleh 3-hidroksiasil-KoA yang dikatalisis oleh
enoil-KoA hidratase.
trans-∆2 -enoil-S-KoA + H2O ↔ L-3-hidroksiasil-S-KoA
Tahap dehidrogenase kedua
Pada tahap ketiga siklus oksidasi asam lemak ini L-3-hidroksiasil-S-KoA
didehidrogenasi membentuk 3-ketosil-KoA oleh kerja 3-hidroksiasil-KoA
dehidrogenase dan NAD+ sebagai penerima electron spesifik.
L-3-hidroksiasil-S-KoA + NAD+ ↔ 3-ketosil-S-KoA + NADH + H+
Tahap tiolisis
Tahap keempat dan terakhir dari siklus oksidasi asam lemak jenuh dikatalisis
oleh asetil-KoA asetiltransferase (tiolase) yang melangsungkan reaksi 3-ketoasil-
8
Page 9
KoA dengan molekul dari KoA-SH bebas untuk membebaskan potongan 2 karbon
karboksil terminal dari asam lemak asalnya, sebagai asetil-KoA, dan produk
sisanya, yaitu ester KoA dari asam lemak semula yang sekarang diperkecil dengan
dua atom karbon.
3-ketosil-S-KoA + KoA-SH ↔ asil lemak –s KoA yang diperpendek + asetil-s-
KoA
9
Page 10
Bagian kedua asam lemak jenuh
Asetil-KoA yang dihasilkan oleh babak pertama oksidasi beta ini selanjutnya
akan masuk siklus asam sitrat.
Asetil KoA dioksidasi melalui siklus asam sitrat atau siklus krebs
Reaksi-reaksi dalam siklus asam sitrat:
1) Sitrat sintase , mengkatalis kondensasi asetil KoA dengan oksaloasetat
untuk membentuk sitrat.
2) Akonitase , mengkatalis perubahan asam sitrat menjadi isositrat secara
reversibel.
3) Isositrat hidrogenase , mendekarboksilasi isositrat menjadi alfa-
ketoglutarat secara oksidatif. Dalam proses ini NAD+ doreduksi menjadi
NADH dan CO2 dilepaskan.
4) Alfa-ketoglutarat dehidrogenase , menghasilkan suksinil KoA dan
KoA. NAD+ yang lain pun direduksi menjadi NADH dan CO2 dilepaskan.
10
Page 11
5) Suksinil KoA sintesa, mengubah suksinil KoA menjadi suksinat.
6) Suksinat dehidrogenase , mengoksidasi suksinat menjadi fumarat.
Enzim ini memindahkan dua atom H ke FAD untuk membentuk FADH2.
7) Fumarat hidratase , menghidrasi fumarat menjadi malat.
8) Malat dehidrogenase , membentuk oksaloasetat dan satu lagi dari malat.
Tahap terakhir ini menyempurnakan siklus asam sitrat.
2.4 Perhitungan ATP
Babak pertama Oksidasi Asam Lemak
Menghasilkan Asetil- KoA dan ATP
Satu molekul asetil-KoA dan dua pasang atom hidrogen dipindahkan dari asil
lemak-KoA berantai panjang yang masuk ke tahap ini, sehingga rantainya
diperpendek denagn 2 atom karbon. Persamaan bagi satu tahap, dimulai dengan
ester KoA asam palmitat (16 atom ) adalah
Palmitoil-S-KoA + KoA-SH + FAD + NAD+ + H2O
Meristoil-S-KoA + asetil-A-KoA + FADH2 + NADH + H+
Setelah pemindahan satu unit asetil-KoA dari palmitoil-KoA, kita berhadapan
dengan ester KoA asam lemak yang telah diperpendek, yaitu asam miristat 14
karbon. Miristoil KoA ini sekarang dapat masuk ke dalam siklus oksidasi asam
lemak dan mengalami rangkaian empat reaksi selanjutnya, yang sama dengan
rangkaian pertama, menghasilkan molekul asetil-KoA kedua dan lauril-KoA, yaitu
ester KoA dari asam lemak homolog 12-karbon, asam laurat.
Bersama-samaa, ketujuh lintasan yang melalui siklus Oksidasi asam lemak
diperlukan untuk mengoksidasi satu molekul palmitoil-KoA untuk menghasilkan
delapan molekul asetil-KoA:
Palmitoil-S-KoA + 7KoA-SH + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O
8 asetil-S-KoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+
Setiap molekul FADH2 yang terbentuk selama oksidasi asam lemak memberikan
sepasang elektron ke ubikuinon pada rantai respirasi, dan ada dua molekul ATP
11
Page 12
yang dihasilkan dari ADP dan fosfat selama terjadinya transport pasangan
elektron ke oksigen dan fosforilasi oksidatif yang berkaitan dengan itu.
Serupa dengan hal tersebut, setiap molekul NADH yang terbentuk memindahkan
sepasang elektron ke NADH dehidrogenase mitokondria, transport selanjutnya
dari setiap pasang elektron menuju oksigen mengakibatkan pembentukan tiga
molekul ATP dari ADP dan fosfat.
Jadi, lima molekul ATP dibentuk per molekul asetil-KoA yang dipindahkan pada
setiap lintas yang melalui rangkaian ini, yang terjadi pada jaringan hewan, seperti
hati atau jantung. Oleh karena itu, kita dapat menuliskan persamaan keseluruhan
bagi oksidasi palmitoil-KoA menjadi delapan molekul asetil-KoA, termasuk
transport elektron dan fosforilasi oksidatif:
Palmitoil-S-KoA + 7KoA-SH + 7O2 + 35Pi + 35ADP
8asetil-S-KoA + 35ATP + 42H2O (a)
Inilah persamaan keseluruhan bagi babak pertama oksidasi asam lemak.
Babak Kedua Oksidasi Asam Lemak, Asetil-KoA
Dioksidasi melalui Siklus Asam Sitrat
Asetil KoA yang dihasilkan dari oksidasi asam lemak tidak berbeda dengan asetil-
KoA yang dibentuk dari piruvat. Gugus asetilnya, pada akhirnya akan dioksidasi
menjadi CO2 dan H2O oleh lintas yang sama, yakni siklus asam sitrat.persamaan
berikut ini menggambarkan neraca keseimbangan babak kedua di dalam oksidasi
asam lemak, yaitu oksidasi kedelapan molekul asetil-KoA yang dibentuk dari
palmitoil-KoA, dengan fosforilasi yang terjadi bersamaan dengan itu:
8asetil-S-KoA + 16O2 + 96Pi + 96 ADP
8KoA-SH + 96ATP + 104H2O + 16CO2 (b)
Dengan menggabungkan persamaan (a) dan (b) bagi babak pertama dan kedua
oksidasi asam lemak, kita memperoleh persamaan keseluruhan bagi oksidasi
sempurna palmitoil-KoA menjadi karbon dioksida dan air.
Palmitoil-S-KoA + 23O2 + 131Pi + 131ADP
12
Page 13
KoA-SH + 131ATP + 16CO2 + 146H2O (c)
Atau dengan cara lain, dapat dirincikan sebagai berikut: Asam palmitat yang
mempunyai 16 atom karbon (C16H32O2), setelah diaktivasi dan ditransfer oleh
karnitin maka akan masuk ke mitokondria dan selanjutnya mengalami beta-
oksidasi asam lemak dan masuk ke siklus krebs.
1. Palmitoil KoA akan membentuk asetil KoA dengan 7 kali beta-oksidasi,
yaitu menghasilkan 7 FADH2 dan 7 NADH yang masing-masing setara
dengan 2 ATP dan 3 ATP. Jadi, dalam beta oksidasi asam lemka jenuh
asam palmitat dihasilkan 35 ATP.
2. selanjutnya asetil KoA yang dihasilkan dari beta-oksidasi ini akan masuk
ke dalam siklus asam sitrat atau siklus krebs. Dimana dalam satu kali
siklus asam sitrat ini, digunakan 1 mol asetil KoA yang didapat dari hasil
beta-oksidasi. Asetil KoA masuk ke siklus asam sitrat atau siklus krebs,
terbentuk 3 NADH yang setara denagn 9 ATP, 1 FADH2 yang setara
dengan 2 ATP dan 1 GTP yang setara denagn 1 ATP. Jadi, 1 mol asetil
KoA menghasilkan 12 ATP. Oleh karena aktivasi asam palmitat
menghasilkan 8 asetil KoA maka perhitungannya menjadi:
dalam 8 mol asetil KoA,
NADH = 3 x 8 = 24 mol, maka 24 x 3 = 72 ATP
FADH2 = 1 X 8 = 8 mol, maka 8 x 2 = 16 ATP
GTP = 1 x 8 = 8 mol, maka 8 x 1 = 8 ATP
Jadi, (72 ATP + 16 ATP + 8 ATP) = 96 ATP
3. jumlah ATP yang dihasilkan dalam oksidasi asam palmitat adalah ATP
yang dihasilkan dari beta-oksidasi + ATP yang dihasilkan dari siklus asam
sitrat atau siklus krebs = 131 ATP.
13
Page 15
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi
dapat larut dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena,
kloroform.
Beta oksidasi asam lemak jenuh adalah Proses oksidasi asam lemak
jenuh dan menghasilkan asetil KoA.
Jumlah ATP yang dihasilkan dalam oksidasi asam palmitat adalah ATP
yang dihasilkan dari beta-oksidasi + ATP yang dihasilkan dari siklus
asam sitrat atau siklus krebs = 131 ATP.
3.2. Saran
Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Apabila ada kritik dan
saran yang membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini agar
kedepannya lebih baik lagi.
15
Page 16
DAFTAR PUSTAKA
Lehninger, L. Albert. Dasar-Dasar Biokimia Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Montgomery, Rex. Dkk. Biokimia Jilid 2 Edisi keempat. Yogyakarta:
Universitas Gadjah Mada.
http://ginaangraeni10.wordpress.com/2010/05/23/beta-oksidasi-asam-lemak-jenuh
http://id.shvoong.com/exact-sciences/biokimia/1870394-oksidasi-asam-lemak-jenuh/
http://www.biology.arizona.edu\biochemistry, 2003, The Biology Project-Biochemistry
16
Page 17
METABOLISME LIPID DAN
BETA-OKSIDASI ASAM LEMAK JENUH
DOSEN PENGAMPU MK:
Dra. M. Dwi Wiwik E, M.Kes
Drs. Haryanto, M.Kes
Disusun Oleh:
Titik Rohayatin A1C109004
Janharlen. P A1C109044
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2011
17