Asam Lemak

A.                      Pengertian Asam  Lemak

Asam lemak adalah sekelompok senyawa hidrokarbon yang berantai panjang dengan gugus karboksilat pada ujungnya. Asam lemak memiliki empat fungsi penting dalam tubuh:

       Sebagai blok pembangun

Asam lemak adalah blok pembangun dari fosfolipid dan glycolipids (konstituen membran sel)

       Sebagai molekul target

 Asam lemak melekat pada banyak protein Dengan cara ini protein diarahkan ke tempat yang sesuai di membran.

       Sebagai Bahan bakar. Molekul

 Asam lemak disimpan sebagai trigliserida (ester dari gliserol dan asam lemak).. Trigliserida juga disebut trigliserida atau lemak netral.

       Sebagai Messenger 

 asam lemak berfungsi sebagai hormon dan sebagai messenger molekul intraseluler.

Gambar 1: Rumus struktur umum trigliserida

B.                       Oksidasi Asam Lemak

Pelepasan energi dari asam lemak dicapai terutama dengan memecah mereka menjadi-karbon unit dua Asetil-KoA, yang memasuki siklus TCA.  Tinjauan dari oksidasi asam lemak ditunjukkan pada gambar berikut:

 

Gambar 2. Oksidasi Asam Lemak

Asam lemak harus diaktifkan untuk degradasi oleh konjugasi dengan koenzim A (CoA) dalam reaksi dikatalisis oleh asil-KoA ligases (thiokinases). Enzim yang berhubungan dengan retikulum endoplasma dan membran luar mitokondria dan memerlukan ATP. ATP dibelah untuk AMP plus PPi. Pembelahan dari PPi untuk 2 Pi oleh pyrophosphatase anorganik membantu untuk mendorong reaksi asilasi sampai selesai.

 

Gambar 3. Reaksi Asilasi

C.                      Transportasi Lintas Membran

Aktivasi asam lemak terjadi di sitosol, tetapi teroksidasi di dalam mitokondria. Lemak asil-KoA harus diangkut melintasi membran dalam mitokondria kedap air. Pertama kelompok asil ditransesterifikasi untuk karnitin dalam reaksi ini dikatalisis oleh asil transferase. Carnitine I (terletak di permukaan luar membran mitokondria bagian dalam) atau II (permukaan dalam membran mitokondria bagian dalam). Protein yang bertanggung jawab untuk mentransfer transfer karnitin asil ke dalam mitokondria seperti transfer keluar karnitin bebas. Setelah masuk, karnitin asil dipindahkan ke CoA mitokondria dan karnitin bebas diangkut kembali di lain reaksi antar-jemput di atas.

Gambar 4. Transportasi Lintas Memban

D.     Oksidasi Beta

Di dalam mitokondria, asil-COA ditindaklanjuti dalam empat reaksi:

1. Asil-CoA dehydrogenase (mitokondria memiliki tiga enzim tersebut, khusus untuk jangka pendek, panjang, dan kelompok asil menengah) menghapus dua hidrogen antara karbon 2 dan membentuk enoyl trans-KoA dan FADH₂.

2. Air ditambahkan di ikatan ganda oleh-CoA hydratase enoyl, membentuk 3-L-hydroxyacyl-KoA.

3. 3-L-hydroxyacylCoA dehidrogenase menghilangkan hidrogen, membentuk-3 ketoacyl CoA , dan menghasilkan NADH.

4.. Terminal kelompok asetil-CoA dibelah dalam reaksi thiolysis dengan CoA dikatalisis oleh Beta-ketothiolase (thiolase), membentuk asil KoA baru dua karbon lebih pendek dari yang sebelumnya.

 

Gambar 5. Proses Oksidasi Beta

FADH₂ dihasilkan oleh reaksi dari asil-KoA dehidrogenase flavoenzyme (reaksi 1 di atas) melewati elektron ETS setelah serangkaian reaksi transfer elektron. Pertama, elektron flavoprotein transfer (ETFP) transfer pasangan elektron FADH₂ untuk ETFP: oksidoreduktase ubiquinone yang kemudian melewati pasangan elektron untuk coQ dari ETS.

 

Gambar 6.  Transfer Elektron

Oksidasi asam lemak menghasilkan satu NADH dan satu FADH₂ per asetil  KoA yang terbentuk dari Asil-KoA.

E.      Oksidasi Asam Lemak Tak Jenuh

Kebanyakan asam lemak tak jenuh dalam konfigurasi cis, dan paling sering ini dimulai dengan jenuh antara karbon 9 dan 10. Tambahan ikatan rangkap terkonjugasi dan tidak pernah terjadi pada tiga interval karbon (konjugasi melibatkan ikatan rangkap pada dua interval karbon). Ikatan rangkap dalam asam lemak harus diubah selama proses oksidasi.

Gambar 7. oksidasi linoleyl-KoA

Setelah tiga siklus oksidasi Beta, ikatan rangkap pada posisi karbon 3-4 mengganggu proses oksidasi digunakan untuk asam lemak jenuh karena proses yang biasanya menciptakan ikatan ganda antara karbon 2 dan 3. Sebagai  masalah, di sekitar -CoA isomerase enoyl mengkatalisis gerakan dari ikatan rangkap ke posisi 2-3. Setelah itu-asetil CoA dihapus, oksidasi pertama (pengangkatan hidrogen) menciptakan ikatan ganda delta4 - ikatan rangkap terkonjugasi. Enoyl-CoA hydratase tidak akan bertindak atas substrat ini.. Sepasang enzim memecahkan 2,4 dienoyl-CoA reductase menggunakan equivalants pengurangan NADPH untuk mengkonversi ikatan ganda konjugasi ke gamma-ikatan Beta tunggal (karbon 3-4). ikatan Beta membalik ke posisi 2-3 oleh-CoA isomerase Enoyl untuk membentuk trans-2-enoyl-KoA, yang kemudian dimetabolisme sebagai sebelumnya.

F.      Oksidasi Ganjil Rantai Asam Lemak

Faktor lain yang perlu dipertimbangkan dalam metabolisme asam lemak adalah rantai asam lemak. Suatu organisme dapat mensintesis asam lemak dengan jumlah karbon ganjil. Oksidasi asam lemak ini menghasilkan propionil-CoA, suatu asam lemak karbon tiga.

Gambar 8. Proses Oksidasi Asam Lemal Karbon Ganjil

  

Propionil-CoA dikarboksilasi ke D-methylmalonyl-KoA oleh-KoA karboksilase propionil (biotin ko-faktor) dengan ATP dan bikarbonat. D-methylmalonyl-KoA diubah menjadi L-methylmalonyl-KoA oleh-KoA racemase methylmalonyl. L-methylmalonyl-KoA diubah menjadi suksinil-CoA oleh-KoA mutase methylmalonyl (menggunakan kelompok prostetik koenzim B12). Methylmalonyl-CoA mutase adalah salah satu dari dua enzim mamalia menggunakan kelompok cobalamin.

G.     Oksidasi Asam Lemak Minor

 Alpha Oksidasi - Hadirnya kelompok alkil pada karbon beta dari sebuah blok asil-KoA lemak oksidasi beta

. Phytanic acid (a metabolic breakdown product of chlorophyll's phytyl group) is

Gambar 9. Oksidasi Alpha

Asam Phytanic (rincian produk metabolisme phytyl kelompok klorofil) adalah salah satu asam lemak Alpha. Oksidasi asam lemak bercabang dicapai oleh oksidasi alpha. Proses ini melibatkan hidroksilasi dari karbon alpha, penghapusan kelompok karboksil terminal dan konversi dari kelompok hidroksil alpha ke grup karboksil terminal, dan hubungan antara KoA ke grup karboksil terminal.

Substrat ini berfungsi dalam proses oksidasi-beta, akhirnya menghasilkan propionil-KoA, asetil COA dan, dalam kasus asam phytanic, 2-metil propionil KoA.

H.          Omega Oksidasi

Melibatkan oksidasi rantai panjang asam lemak dan menengah mulai dari ujung gugus karboksil diikuti oleh-oksidasi ke dalam beta.  Oksidasi ini terjadi dalam retikulum endoplasma, merupakan jalur kecil dari oksidasi asam lemak.

I.                Badan keton

Otak memiliki kebutuhan tinggi akan glukosa sebagai sumber energi. Dalam kondisi kelaparan, tubuh tidak mampu untuk memasok glukosa dalam jumlah yang cukup bagi otak untuk digunakan. Ketika ini terjadi, yang disebut ketogenesis proses yang terjadi di mitokondria yang diaktifkan hati. Dalam ketogenesis, keton turunan-kelompok asetil KoA dibuat. Ini termasuk acetoacetate, aseton, dan hidroksibutirat  Reaksi-reaksi lanjutkan sebagai berikut:

·  1.. Reaksi thiolase beta-oksidasi dibalik, menghasilkan acetoacetyl-KoA dari dua asetil-COA.

·  2. Penambahan-asetil KoA ketiga ke-acetoacetyl CoA oleh HMG-CoA sintetase menghasilkan beta-hydroxy-beta-methylglutaryl-KoA (juga disebut HMG-CoA).

·  3. Rincian HMG-CoA oleh HMG-CoA lyase menghasilkan acetoacetate dan asetil-KoA.

·  4 Acetoacetate dapat dikonversi ke beta-hidroksibutirat oleh dehidrogenase enzim beta-hidroksibutirat (menggunakan setara mengurangi dari NADH). Produk, D-beta-hidroksibutirat adalah stereoisomer L-beta-hydroxyacyl-KoA yang dihasilkan dalam jalur beta-oksidasi.

Acetoacetate siap dipecah (non-enzimatis) untuk aseton. Individu yang menderita ketosis terdapat aseton pada napas mereka karena mereka membuat acetoacetate lebih cepat dari mereka bisa memetabolismenya.  Acetoacetate dan D-beta-hidroksibutirat yang dihasilkan oleh hati dan yang diserap oleh jaringan perifer, di mana mereka dapat segera dikonversi kembali ke acetoacetyl-KoA. Terutama, hati tidak memiliki enzim (-ketoacyl-KoA transferase 3) yang diperlukan untuk membuat acetoacetyl-CoA, memfasilitasi pelepasan acetoacetate.. Acetoacetyl-CoA adalah, tentu saja, antara dalam beta-oksidasi.

Gambar 10. Proses Pembentukan Badan Keton