Oksidasi Beta

BAB I

PENDAHULUAN

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.

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 pengertian oksidasi beta?

4.      Apa yang dimaksud beta oksidasi asam lemak jenuh?

5.      Apa yang dimaksud beta oksidasi asam lemak tak jenuh?

6.      Bagaimana perhitungan hasil akhir oksidasi beta?

1.3 Tujuan

Setelah mempelajari makalah ini dapat mengetahui dan menjelaskan mengenai:

1.      Lipid

2.      Proses metabolisme lipid

3.      Beta oksidasi

4.      Beta oksidasi asam lemak jenuh

5.      Beta oksidasi asam lemak tak jenuh

BAB II

PEMBAHASAN

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).

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.

2.3 Pengertian Oksidasi Beta

Oksidasi beta adalah proses metabolisme di mana asam lemak dipecah di dalam mitokondria dan/atau di dalam perioksisoma untuk menghasilkan asetil-KoA. Sebagian besar, asam lemak dioksidasi oleh suatu mekanisme yang sama, tetapi tidak serupa dengan, kebalikan proses sintesis asam lemak. Yaitu, pecahan berkarbon dua dihilangkan berturut-turut dari ujung karboksil dari asam itu setelah langkah-langkah dehidrogenasi, hidrasi, dan oksidasi untuk membentuk asam keto-beta , yang dipecah dengan tiolisis. Asetil-KoA kemudian diubah menjadi Adenosina trifosfat, CO₂, dan H₂O menggunakan daur asam sitrat dan rantai pengangkutan elektron. Energi yang diperoleh dari oksidasi sempurna asam lemak palmitat adalah 106 ATP. Asam lemak rantai-ganjil dan tak jenuh memerlukan langkah enzimatik tambahan untuk degradasi.

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 1. 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 2.  Transfer Elektron

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

2.4 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.

Langkah-langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai berikut:

1.      Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisis 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.

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

 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-Δ2 -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-Δ2 -enoil-S-KoA + E-FADH2

 Tahap hidrasi

Pada tahap kedua dari siklus oksidasi asam lemak, air ditambahkan pada ikatan ganda trans-Δ2 -enoil-KoA untuk membentuk l stereoisomer β-hidroksiasil-KoA yang ditunjukkan oleh 3-hidroksiasil-KoA yang dikatalisis oleh enoil-KoA hidratase. trans-Δ2 -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-KoA dengan molekul dari KoA-SH bebas untuk membebaskan potongan 2 karbonkarboksil 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

2.5 Beta 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.

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

1.      Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi dapat larut dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena, kloroform.

2.      Beta oksidasi asam lemak jenuh adalah Proses oksidasi asam lemak jenuh dan menghasilkan asetil KoA.

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.

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.

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, L. Albert. 2012. Dasar-Dasar Biokimia Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Montgomery, Rex. Dkk. 2016 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

http://id.wikipedia.org/wiki/Lemak

          http://azzafacihuy.blogspot.com/2011/04/asam-lemak.html  

publised by : http://kazusassi.blogspot.com

 

TAKE OUT FULL CREDIT