Selasa, 14 Juni 2011

BIOSINTESA ASAM LEMAK


Pada biosintesis asam lemak diperlukan tiga karbon intermediet, yaitu malonil CoA. Pembentukan malonil-CoA berasal dari asetil-CoA dan bikarbonat yang dikatalisis oleh enzim asetil-CoA karboksilase.
Sintesis asam lemak (gambar III.1) dimulai dengan transfer asetil-CoA pada gugus cys-SH enzim ketoacyl-ACP synthase (KS). Proses transfer ini dikatalisis oleh enzim acetyl-CoA–ACP transacetylase (AT). Sedangkan malonil CoA ditransfer pada gugus ser-SH acyl carrier protein (ACP) melalui ikatan kovalen tioester.  Proses transfer ini dikatalisis olehe enzim malonyl-CoA–ACP transferase (MT). ACP adalah molekul protein kecil yang memiliki gugus prostetik 4’-phosphopantetheine dan terdapat  gugus tiol (SH) pada ujungnya. Gugus prostetik 4’-phosphopantetheine pada ACP memiliki lengan yang lentur sehingga memudahkan asam lemak intermediet berinteraksi dengan gugus asil ketika terjadi perpanjangan rantai asam lemak.
Selanjutnya, gugus malonil dan gugus asil yang teraktifasi melakukan reaksi kondensasi menghasilkan satu molekul CO2 dan acetoacetyl-ACP. Reaksi kondensasi ini dikatalisis oleh enzim  ketoacyl-ACP synthase (KS).
Acetoacetyl-ACP yang terbentuk pada tahap kondensasi kemudian mengalami reaksi reduksi gugus karbonil pada karbon C-3 membentuk  D-β-hydroxybutyryl-ACP.  Reaksi ini dikatalis oleh
ketoacyl-ACP reductase (KR), dan yang berperan sebagai donor elektron adalah NADPH.
Tahap selanjutnya adalah reaksi dehidrasi. Pada tahap ini satu molekul air dilepaskan dari karbon C-2 dan C-3 D-β-hydroxybutyryl-ACP membentuk ikatan ganda pada produknya trans-Δ2- butenoyl-ACP. Enzim yang mengkatalis reaksi dehidrasi adalah hydroxyacyl-ACP dehydratase (HD).
Tahap terakhir biosintesis asam lemak adalah reaksi reduksi ikatan ganda trans-Δ2- butenoyl-ACP membentuk butyryl-ACP. Reaksi reduksi ini dikatalisis oleh enzim enoyl-ACP reductase (ER). NADPH berperan sebagai donor elektron pada reaksi reduksi ini.
Keempat reaksi pada biosintesis asam lemak ini terus diulang-ulang sebanyak tujuh kali hingga mencapai jumlah karbon sekitar enam belas (asam palmitat), Sampai saat ini masih belum jelas diketahui kenapa biosintesis asam lemak berakhir sampai dengan 16 karbon. Reaksi keseluruhan biosintesis asam lemak dari asetil-CoA membentuk asam palmitat adalah
Acetyl-CoA + 7 malonyl-CoA + 14NADPH + 14H+ asam palmitat + 7CO           +  8 CoA + 14NADP+ + 6H2O
BIOSINTESIS ASAM LEMAK
Karbohidrat dan asam amino yang dikonsumsi berlebihan akan dikonversi menjadi asam
lemak dan disimpan sebagai triasilgliserol. Dan proses ini (selanjutnya kita sebut sintesis
asam lemak) paling banyak terjadi di hati, ginjal, jaringan adiposa dan kelenjar mamaria.
Dalam proses ini, asetil KoA bertindak sebagai substrat langsung atau bahan utamanya,
sedangkan palmitat sebagai produk akhirnya.
Sintesis asam lemak melibatkan asetil KoA dan NADPH. Asetil KoA disini berfungsi sebagai
sumber atom karbon sementara NADPH berperan sebagai bahan pendukungnya saja. Sintesis
asam lemak terjadi dalam 3 proses. Yang diantaranya:
1. Produksi asetil KoA dan NADPH
2. Pembentukan Malonil KoA dari asetil KoA
3. Reaksi kompleks sintesis asam lemak
Produksi asetil KoA dan NADPH
Asetil KoA dan NADPH merupakan syarat paling penting dalam sintesis asam lemak. Asetil
KoA diproduksi di dalam 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 dalam mitokondria. Dimulai dari proses yang terjadi di sitoplasma sampai ke
dalam mitokondria. Asetil KoA yang dihasilkan 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 yang masuk ke dalam mitokondria akan diubah menjadi asetil KoA
dan oksaloasetat. Piruvat dehidrogenase akan merubah 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 dihasilkan enzim malat.
Kemudian, untuk memulai proses sintesis asam lemak, asetil KoA akan bergabung terlebih
dahulu dengan oksaloasetat membentuk sitrat. Asetil KoA harus diubah dulu menjadi sitrat
karena asetil KoA tidak mampu menembus membran mitokondria.
Sitrat yang baru saja dibentuk mampu dengan bebas menembus membran mitokondria


sampai ke sitoplasma. Di sitoplasma 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, yaitu pembentukan malonil KoA dari
asetil KoA.
Pembentukan Malonil KoA
Asetil KoA dikarboksilasi menjadi malonil KoA oleh asetil KoA karboksilase. Malonil KoA
nantinya akan mendonor 2 unit karbon untuk ditambahkan ke rantai asam lemak yang sedang
tumbuh pada kompleks asam lemak sintase.
Proses pembentukan ini membutuhkan vitamin biotin. Reaksi ini terjadi dalam dua tahap: (1)
karboksilasi biotin yang 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 tidak langsung dioksidasi.
Kompleks Asam Lemak Sintase
Asam lemak sintase merupakan enzim besar yang terdiri dari dimer yang identik, yang
masing-masing subunitnya (monomer) memiliki tujuh aktivitas enzim asam lemak sintase
pada rantai polipeptida. Setiap monomernya 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 memiliki sebuah 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 subunit yang lainnya bergandengan dengan sisteinil sulfhidril.
Pada proses ini, gugus asetil dari asetil KoA akan dipindahkan ke gugus fosfopanteteinil
sulfhidril ACP pada satu subunit, dan kemudian ke gugus siteinil sulfhidril pada subunit
yang lainnya. Gugus malonil dari malonil KoA kemudian melekat ke gugus fosfopanteteinil
sulfhidril ACP pada subunit pertama. Gugus asetil dan malonil berkondensasi sehingga
menyebabkan pelepasangugus karboksil malonil sebagai karbondioksida. Kemudian sebuah
rantai ?-keto asil (C4) akan melekat pada gugus fosfopanteteinil sulfhidril.
Rantai asil lemak 4-karbon tersebut kemudian dipindahkan ke gugus sisteinil sulfhidril dan
kemudian bergaung dengan sebuah gugus malonil. Urutan reaksi ini terus menerus dilakukan
sehingga panjang rantai mencapai 16 karbon (palmitat). Dalam tahap ini, palmitat
dibebaskan. Selanjutnya palmitat dapat mengalami desaturasi atau pemanjangan rantai.
KETOGENESIS
Asetoasetat, ?-hidroksibutirat (D-3-hidroksibutirat), dan aseton merupakan senyawa-senyawa
keton yang sangat penting 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. Asetil KoA yang dibentuk dari oksidasi asam lemak, piruvat, atau beberapa asam
amino merupakan prekursor badan keton.
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.
SINTESIS TRIASILGLISEROL
Sintesis triasilgliserol paling sering terjadi di hati dan di sel lemak. Triasilgliserol merupakan
ester dari gliserol dan asam lemak.
Di hati gliserol 3 fosfat dapat diperoleh dari fosforilasi gliserol dan dari glikolisis. Gliserol
yang ada di hati difosforilasi oleh enzim gliserol kinase. Sayangnya jaringan adiposa tidak
memiliki enzim gliserol kinase ini sehingga pasokan gliserol 3 fosfat di jaringan adiposa
hanya diperoleh dari jalur glikolisis.
Gambar di bawah adalah gambar bagaimana proses pembentukan triasilgliserol.
Pada gambar di samping, jalur glikolisis dimulai dari bahan glukosa hingga menjadi bentuk
DHAP (Dalam gambar tersebut jalur glikolisis hanya ditampilkan secara singkat, tidak
dipaparkan secara jelas). Dihidroksiaseton fosfat (DHAP) selanjutnya direduksi oleh gliserol
3 fosfat dehidrogenase menjadi gliserol 3 fosfat.
Proses selanjutnya dapat diterangkan dengan tahap-tahap berikut:
1. Gliserol 3-fosfat yang sudah tersedia (baik dari fosforilasi gliserol maupun dari jalur
glikolisis) akan ditambahkan dengan grup asil. Proses ini dikatalisis oleh gliserol 3-
fosfat asiltransferase sehingga akan membentuk asam lysofosfatidat.
2. Grup asil lainnya akan ditambahkan pada asam lysofosfatdat untuk membentuk asam
fosfatidat. Proses ini juga dikatalisis oleh enzim asiltransferase.
3. Asam fosfatidat mengalami defosforilasi dan menghasilkan diasilgliserol.
4. Diasilgliserol bergabung dengan grup asil yang lain yang dikatalisis oleh
asiltransferase hingga membentuk triasilgliserol.
Tiga asam lemak yang ditemukan di triasilgliserol bukanlah asam lemak yang sama. Pada
karbon 1 ditemukan asam lemak jenuh (misal asam palmitat) sedangkan pada karbon 2 dan 3
dapat ditemukan asam lemak tidak jenuh (misal asam oleat).

0 komentar:

Poskan Komentar

 
Design by Free WordPress Themes | Bloggerized by Lasantha - Premium Blogger Themes | Macys Printable Coupons