ANABOLISME
LIPID
A. Sintesis
Asam Lemak
Sintesis asam lemak
sebagai bagian dari anabolisme lipid adalah suatu proses metabolisme yang
penting dalam jasad hidup. Hal itu dapat dilihat dari jaringan hewan yang
mempunyai kemampuan terbatas untuk menyimpan energi dalam bentuk karbohidrat.
Dalam hal ini sebagian dari polisakarida dirombak melalui proses glikolisis
menjadi asetil koenzim-a, yang merupakan prazat untuk sintesis asam lemak dan
triasil gliserol. Sintesis asam lemak dari asetil koenzim-a terjadi di hampir
semua tubuh hewan, terutama di dalam jaringan hati, jaringan lemak, dan
kelenjar susu. Sintesis ini berlangsung melalui mekanisme yang dalam beberapa
hal berbeda dengan oksidasi asam lemak: pertama, sintesis asam lemak
berlangsung di dalam sitoplasma, sedangkan oksidasi asam lemak berlangsung di
dalam mitokondrion; kedua sintesis asam lemak membutuhkan asam sitrat sebagai
kofaktor; ketiga, diperlukan adanya CO2 dalam sintesis asam lemak
sebagai faktor pembantu dalam mekanisme pemanjangan rantai asam lemak, meskipun
CO2 tidak tergabungkan ke dalam asam lemak tersebut.
B. Reaksi
Keseluruhan Sintesis Asam Lemak
Secara keseluruhan,
sintesis asam lemak terbagi menjadi 3 tahap utam :
1. Pembentukan
malonil koenzim-A dari asetil koenzim-A
2. Pemanjangan
rantai asam lemak sampai terbentuknya asam palmitat secara kontinyu dengan tiap
kali penambahan malonil koenzim-A dan pelepasan CO2
3. Pemanjangan
rantai asam palmitat secara bertahap bergantung pada keadaan dan komposisi
fektor penunjang reaksi di dalam sel.
Tahap pertama dan kedua adalah mekanisme
denofo sintesis asam lemak dalam hewan dan tumbuhan, sedangkan tahap ketiga
bukan mekanisme denofo karena berlangsungnya reaksi ditentukan oleh faktor
luar, bukan secara keturunan.
1. Tahap
penggiatan asetil CoA. Pembentukan malonil-CoA
CO2 ATP ADP+Pi
biotin
Asetil-SCoA HOOC-CH2-CO-SCoA
Asetil-
CoA karboksilase malonil-CoA
2. Tahap
pemanjangan rantai secara kontinyu (proses denofo)
ACP-SH CoA-SH
7 malonil-CoA 7 malonil-S-ACP
ACP-SH
CoA-SH
Asetil-CoA asetil-S-ACP palmitoil-S-ACP
Kompleks enzim CoA-SH
sintetase asam lemak
ACP-SH
Palmitoil-SCoA
3. Pemanjangan
rantai secara tahap demi tahap
Asetil-SCoA asetil-SCoA
Palmitoil-SCoA stearoil-SCoA dan seterusnya
Dalam sintesis asam lemak ini melibatkan
suatu molekul protein pembawa, disebut protein pengangkut gugus asil (acyl carrier protein, ACP) yang berperan
dalam proses mekanisme reaksi penambahan malonil koenzim-A ke rantai asam
lemak, tahap demi tahap, hingga terbentuk asam palmitat.
Gugus serin
Polipeptida-N-C-C-N Polipeptida
H
C H
O
O
P O
O- CH3 OH
O O
CH2 C C
C N CH2 CH2 C
N CH2SH
CH3 H H H
Pantoat β-Alanin β-tioetanolamin
Peran
ATP dalam sintesis asam lemak sama dengan peran CoA (koenzim-a) dalam oksidasi
asam lemak. Dalam hal ini, ACP membentuk senyawa kompleks dengan keenam enzim
yang berperan dalam keseluruhan mekanisme sintesis asam lemak. Keenam enzim
tersebut bergabung membentuk enzim kompleks
sintetase asam lemak. Dan merangkum satu molekul ACP yang terletak di dalam
kompleks.
C. Pembentukan
Asetil-S-ACP sebagai Pemula Reaksi
Reaksi antara asetil koenzim-a dengan
gugus SH (sulfidril) dari molekul ACP merupakan reaksi pemula dalam mekanisme
sintesis asam lemak yang reaksinya dikatalisis oleh enzim sintetase kompleks
yaitu ACP-asiltransferase. Persamaan reaksinya
:
Asetil-SCoA +
ACP-SH asetil-S-ACP + CoA-SH
Reaksi selanjutnya
adalah pemindahan gugus asetil dari ACP ke gugus SH dari enzim
beta-ketoasil-ACP-sintase, menghasilkan asetil S-beta-ketoasil-ACP-sintase,
disingkat asetil disingkat asetil-S-sintase.
Asetil-S-ACP +
sintase-SH ACP-SH + asetil-S-sintase
Dengan telah
terikatnya gugus asetil pada enzim pertama dari enam enzim kompleks sintetase
asam lemak tersebut dapat dimulai mekanisme pemanjangan rantai asam lemak
dengan penambahan 2 atom karbon pada malonil koenzim-A, secara berturut-turut
sampai terbentuknya asam palmitat.
D.Reaksi
Kondensasi Pembentukan Aseto Asetil-S-ACP
Reaksi
kondensasi disahului denga reaksi pembentukan malonil-S-ACP dari malonil-S-CoA,
yaitu pemindahan gugus malonil dari ACP ke CoA. Reaksi ini dikatalisis oleh
enzim ACP-malonil-transferase. Persamamn
reaksinya :
malonil-S-CoA + ACP-SH malonil-S-ACP + CoA-SH
(malonil koenzim-A) (koenzim-A)
Reaksi berikutnya adalah kondensasi
antara asetil-S-sintase dengan malonil-S-ACP menghasilkan aseto asetil-S-ACP
yang reaksinya dikatalisis oleh enzim beta-ketoazil-ACP-sintase
dan laju reaksinya didorong oleh terlepasnya CO2 dari
malonil-S-ACP, yaitu reaksi eksergonik dekarboksilasi gugus malonil, yang
memberikan dorongan termodinamik ke arah reaksi pembentukan aseto-asetil-S-ACP.
O O CO2 ACP-SH O O
ǀǀ ǀǀ ǀǀ
ǀǀ
CH3 – C – S
– ACP + HOOC – CH2 – C – S – ACP CH3 - C – CH2 –
C – S - ACP
Asetil – S – ACP malonil – S – ACP sintaseβ – ketoasil –
ACP asetoasetil – S – ACP
Tahap reaksi reduksi
asetoasetil – S – ACP
Dengan dua reaksi
reduksi yang berikutnya, selesailah seluruh tahap reaksi pemanjangan rantai
asam lemak dengan dua atom karbon. Pada reaksi reduksi yang pertama,
asetoasetil –S-ACP direduksi dengan NADPH dan enzim beta – ketoasil – ACP-
reduktase menghasilkan D-β-hidroksibutiril-S-ACP, yang selanjutnya mengalami
dehidratasi dengan enzim enoil-ACP-hidratase menghasilkan krotonil-ACP. Reaksi
reduksi yang kedua adalah hidrogenasi krotonil-ACP dengan enzim
enoil-ACP-reduktase menghasilkan butiril-ACP. Seperti juga reaksi reduksi yang
pertama, reaksi ini menggunakan NADPH-NADP+ sebagai sistem koenzimnya.
O
OH O
ǀǀ NADPH+H+ NADP+
ǀ ǀǀ
CH3 – C –CH2
- C - S – ACP
CH3 - CH – CH2 – C – S -
ACP
Asetoasetil – S –
ACP sintaseβ
– ketoasil – ACP β-
hidroksibutiril – S – ACP
Dengan terbentuknya
butiril – ACP, selesailah satu dari tujuh daur yang dilakukan oleh enzim
kompleks sintetase untuk menghasilkan palmitoil – CoA. Untuk memulai daur yang
berikutnya , gugus butiril dipindahakan dari ACP ke enzim β – etoasil – ACP –
sintase dan ACP mengambil 1 gugus malonil dari molekul malonil – CoA yang
lainnya. Selanjutnya daur diulangi dengan reaksi kondensaasi antara malonil –
ACP dengan butiril – S – β – ketoasil – ACP sintase menghasilkan β-
ketoheksanoil – S – ACP dan CO2. Setelah tujuh kali mekanisme daur
berlangsung dengan enzim kompleks sintetase asm lemak, terbentuklah palmitoil –
ACP sebagai hasil akhir. Selanjutnya , gugus palmitoil ini dapat mengalami
beberapa kemungkinan, tergantung kondisi dalam sel dan jenis jasadnya.
Kemungkinan itu ialah : pertama, gugus palmitoil dilepaskan dari
enzim sintetase kompleks, dengan bantuan enzim tioesterase.menghasilkan asam palmitat bebas ; kedua, gugus
palmitoil dipindahkan dari ACP ke CoA ; ketiga , gugus palmitoil digabungkan
langsungbke dalam asam fosfatidat dalam proses sintesis fosfolipid dan triasil gliserol.
BIOSINTESIS
TRIASILGLISEROL
Triasilgliserol
merupakan lipid cadangan. Senyawa pemula biosintesis trigliserida adalah L
gliserol 3 fosfat dan senyawa koenzim A asil assam lemak.L- gliserol – 3 – fosfat pada umumnya terbentuk dari
senyawa – senyawa proses glikolisis, yaitu dihidroksiaseton fosfat yang oleh
enzim gliserol 3 – fosfat dehidrogenase diubah menjadi L – gliserol -3-fosfat
dengan bantuan NAD+/NADH sebagai koenzimnya.
Tahap reaksi pertama dan kedua adalah proses asilasi gugus hidroksil dari
L- gliserol- fosfat menghasillkan asam lisofosfatidat kemudian asam fosfatidat yang
dikatalisis oleh enzim gliserolfosfat asiltransferase.pada tahap reaksi ketiga
biosintesis triasilgliserol, asam fosfatidat dihidrolisis dengan enzim
fosfatidat fosfatase menghasilkan diasilgiserol.kemudian pada tahap reaksi
terakhir diasilgliserol bereaksi dengan molekul ketiga dari koenzim A asil asam
lemak, dikatalisis oleh enzim diasilgliserol bereaksi dengan molekul ketiga
dari koenzim A asi asam lemak,dikatalisis oleh enzim diasilgliserol asil
transferase, menghasilkan triasilgliserol.
BIOSINTESIS KOLESTROL
Pembentukan asam mevalonat dari asetat
Asam mevalonat terbentuka dari tiga moekul asetil CoA yang berkondensasi
melalui pembentukan β-hidroksi-β-metil – glutaril-coA sebagai senyawa
antaranya. Kedua tahap reaksi masing2 dikatalisis oleh enzim HMG- CoA sintase
dan HMG CoA reduktase, dan dalam masing – masing tahap dilepaskan satu molekul
koenzim A bebas. Dua molekul NADPH dipakai sebagai koenzim pada tahap reaksi
kedua yang dikatalisis oleh HMG-CoA reduktase.
Pembentukan skualin dari asam mevalonat
Tahap kedua dimulai dengan fosforilasi asam mevalonat dengan ATP
berturut – turut menghasilkan asam 5-fosfomevalonat, asam 5 pirofosfomevalonat,
asam isopentenil pirofosfat yang tidak mantap, dan asam 3,3- dimetilalil pirofosfat
yang untuk pembentukanx masing- masing berturut – turut dikatalisis oleh enzim
mevalonat kinase. Selanjutnya satu molekul IPP dengan satu DPP menghasilkan
satu molekul monoterpen, geranil pirofosfat.
Pembentukam steroida lain dari kolesterol
Proses katabolisme kolesterol di dalam jaringan hati menghasilkan
berbagai senyawa steroida, terutama asam empedu seperti asam kolat,asam
glikokolat dan asam taurokolat yang dikeluarkan melalui kantong empedu atau sel
mukosa ke dalam saluran usus halus.
DAFTAR PUSTAKA
Lehninger
AL, Nelso DL, Cox MM. 1993. Dasar-dasar Biokimia. Jilid II. EGC.
Penerbit buku Kedokteran.
Murray
RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. 1993. Harper’s Biochemistry, twenty-third edition. Appleton & Lange, Norwalk
Connecticut.
Stryer, Lubert. Biokimia Edisi 4. Jakarta: Buku
Kedokteran EGC
Wirahadikusumah,
M. 1985. Biokimia : Metabolisme Energi,
Karbohidrat dan Lipid. ITB. Bandung.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar