Sintesis Lemak

4/6/2014

1

By : Nuniek HerdyastutiMaret – 2014

4/6/2014

2

Sintesis Asam Lemak

Tidak sepenuhnya merupakan kebalikan dari degradasiasam lemak

Enzim yang berbeda bekerja dlm reaksi yang berlawanan

Sintesis asam lemak terjadi di dlm sitosol

Adanya senyawa malonil-koA sebagai prekursor dan CO2

Senyawa antara : tioester yang dinamakan ACP (acylcarier protein) dg gugus –SH bukan Ko-A

Stereokimia dari senyawa intermedietnya berbeda

Senyawa pembawa elektronnya tdk sama (NADPH)

Pengendalian berbeda

Chemical similarities between oxidation and synthesis fatty acid

4/6/2014

3

Fatty Acid Biosynthesis

Occurs in cytosol

Starts with acetyl CoAProblem:

Most acetyl CoA produced in

mitochondria

Acetyl CoA unable to traverse

mitochondrial membrane

Shuttle for transfer of acetyl groups from mitochondria

to the cytosol

4/6/2014

4

Formation of Malonyl CoA

Acetyl CoA Carboxylase

Committed step in fatty acid synthesisReaction is irreversibleRegulation of acetyl CoA carboxylase activity:

by palmitoyl CoAby citrate

Pembentukan Malonil-KoA (Cont’d)

Karboksilasi gugus asetil menjadi malonil-KoA

Reaksi dikatalisis oleh Asetil-KoAkarboksilase

ATP + HCO3- + Biotin-E karboksibiotin-E+ ADP + Pi

Karboksibiotin-E + Asetil-KoA Malonil-KoA + Biotin-E

4/6/2014

5

Reaksi Pembentukan Malonil-KoA

Semua reaksi pd prosessintesis dikatalisis olehkompleks multienzimasam lemak sintase

Meskipun strukturenzimnya berbedaantara prokariot (E.coli) dan eukariot, tetapimempunyai 4 tahapanproses sintesis yang sama pd semuaorganisme.

Sistem asam lemaksintase mempunyaipusat (ACP) yang mengandung 7 polipeptida secaraterpisaah

Structure of fatty acid synthases

4/6/2014

6

Acyl Carier Protein (ACP)

Acyl carrier protein (ACP) is a small protein (Mr 8,860) containing the prosthetic group

The 4-phosphopante-theine prosthetic group of ACP is believed to serve as a flexible arm, tethering the growing fatty acyl chain to the surface of the fatty acid synthase complex while carrying the reaction intermediates from one enzyme active site to the next.

The Fatty Acid Synthase Complex Has Seven Different Active Sites

4/6/2014

7

Reaksi Sintesis Asam Lemak

Reaksi pemula

Reaksi transfer malonil

Reaksi kondensasi

Reaksi Reduksi I

Reaksi Dehidrasi

Reaksi Reduksi II

Transfer pd -ketoasil – ACP sintase

Tahapan Reaksi

The acetyl group of acetyl-CoA is transferred to the Cys OSH group of the ketoacyl-ACP synthase. This reaction is catalyzed by acetyl-CoA–ACP transacetylase

Transfer of the malonyl group from malonyl-CoA to the OSH group of ACP, is catalyzed by malonyl-CoA–ACP transferase (MT), also part of the complex.

1. Transfer of malonyl : ACP-malonyl transferase

4/6/2014

8

2. Reaksi Kondensasi

Pembentukan rantai asam lemakmelalui reaksi kondensasi gugusasetil and malonil membentukasetoasetil-ACPGugus asetoasetil yang mengikatACP melalui OSH pada gugusphosphopante-theine group; secara simultan, dihasilkanmolekul CO2

Reaksi ini dikatalisis olehketoasil-ACP sintase

4/6/2014

9

3. Reduksi gugus Karbonil

Asetoasetil-ACP yang telahdibentuk pd tahap kondensasidireduksi gugus karbonilnyapd atom C-3 membentuk D-hidroksibutiril-ACPReaksi ini dikatalisis olehketoasil-ACP reduktasedan NADPH sbg donor elektron

4. Reaksi Dehidrasi

Dehidrasi (pada C-2 dan C-3) dari D-3-hidroksibutiril ACPmembentuk C = C menghasilkan trans- 2 enoyl ACP)

4/6/2014

10

4. Dehidrasi

Molekul air dilepaskan dari C-2and C-3 pd of D-3-hidroksibutiril-ACP membentuk ikatan rangkapmenghasilkan trans-2-butenoyl-ACPEnzim yg mengkatalisis reaksidehidrasi adalah hidroksiasil ACPdehidratase

Tahapan SintesisAsam Lemak

4/6/2014

11

The next cycles

Butiril ditransfer drFosfopantetein-SH kegugus Sis-SH (-ketoasilACP sintase)Dilanjutkan siklusberikutnya dg penambahan asetil (drmalonil-KoA)Diperlukan 7 siklus : palmitoil-KoA (terikatACP)Palmitat dilepaskan dgaktivitas hidrolitik

4/6/2014

12

7 Acetyl-CoA + 7CO2 7ATP 7 malonyl-CoA + 7ADP+ 7Pi

Acetyl-CoA + 7 malonyl-CoA + 14NADPH + 14H+ palmitate + 7CO2 + 8 CoA + 14NADP+ + 6H2O

The overall process is8 Acetyl-CoA + 7ATP + 14NADPH + 14H+ palmitate + 8 CoA + 7ADP + 7Pi + 14NADP+ + 6H2O

Reaksi pembentukan palmitat

Asam palmitat adalahprekursor asam lemakrantai panjangTerjadi di RetikulumEndoplasma & mitokondria

Bagaimana dg sintesis asamLemak rantai panjang

atau tak jenuh?

4/6/2014

13

Elongasi Asam Lemak Jenuh

Ditambahkan 2 atom C (malonil-KoA) Ikatan rangkap : asil lemak-KoA oksigenase Pada mamalia 9, 12 tdk dapat disintesis

(dr makanan) : asam lemak esensial Asam linoleat (dlm tubuh mamalia) dpt

diubah menjadi asam-linolenat danarakidonat (prekursor bagi prostaplandin) dg enzim siklooksigenase & trombosansintase

Pembentukan ikatan rangkap dengan asil lemak-KoAoksigenase

4/6/2014

14

PengendalianSintesis AsamLemak

Sintesis Triasilgliserol

4/6/2014

15

Sintesis Triasilgliserol(Cont’d)

Pengendaliansintesis Triasilgliserol

4/6/2014

16

Sintesis Kolesterol

Gangguan Genetik pada metabolisme lemak

4/6/2014

17

Tay sachs Akumulasi gangliosida di otak dan limpa(N-asetilheksosaminidase)

Niemaan Pick Akumulasi spingomielin di otak, limpadan hati

4/6/2014

18