ANABOLISME DAN KATABOLISME LEMAK

ANABOLISME DAN KATABOLISME LEMAK 

KATABOLISME LEMAK

Menurut Lehninger (2005: 10), katabolisme merupakan fase metabolisme yang bersifatmenguraikan, yang menyebabkan molekul organik nutrien seperti karbohidrat, lipid, dan proteinyang datang dari lingkungan atau dari cadangan makanan sel itu sendiri terurai di dalam reaksi-reaksi bertahap menjadi produk akhir yang lebih kecil dan sederhana, seperti asam laktat, CO2, danamonia. Katabolisme diikuti oleh pelepasan energi bebas yang telah tersimpan di dalam strukturkompleks molekul organik yang lebih besar tersebut. Pada tahap-tahap tertentu di dalam lintaskatabolik, banyak dari energi bebas ini yang disimpan melalui reaksi-reaksi enzimatik yang salingberkaitan, di dalam bentuk molekul pembawa energi adenosine trifosfat (ATP). Sejumlah energimungkin tersimpan di dalam atom hidrogen berenergi tinggi yang dibawa oleh koenzimnikotinamida adenine dinukleotida fosfat dalam bentuk tereduksinya, yaitu NAHPD. Katabolismedisebut pula desimilasi.Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami esterifikasi yaitumembentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jikasewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi. Prosesoksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnyasebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur inipunakan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi (Nugroho, 2009). Lebih lanjutNugroho menguraikan proses metabolisme asam lemak sebagai berikut.1. Katabolisme GliserolGliserol sebagai hasil hidrolisis lipid (trigliserida) dapat menjadi sumber energi. Gliserol iniselanjutnya masuk ke dalam jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis. Pada tahap awal, gliserolmendapatkan 1 gugus fosfat dari ATP membentuk gliserol 3-fosfat. Selanjutnya senyawa ini masukke dalam rantai respirasi membentuk dihidroksi aseton fosfat, suatu produk antara dalam jalurglikolisis.2. Oksidasi Asam Lemak (Oksidasi Beta)Sebelum dikatabolisir dalam oksidasi beta, asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu menjadi asil-KoA. Dengan adanya ATP dan Koenzim A, asam lemak diaktifkan dengan dikatalisir oleh enzim asil-KoA sintetase (Tiokinase).Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang. Asam lemak rantaipanjang ini akan dapat masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan senyawa karnitin. Langkah-langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai berikut.a. Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisir oleh enzim tiokinase.

b. Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim karnitin palmitoil transferase Iyang terdapat pada membran eksterna mitokondria menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asilkarnitin, barulah senyawa tersebut bisa menembus membran interna mitokondria.c. Pada membran interna mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin translokase yangbertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan karnitin keluar.d. Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan KoA dengan dikatalisiroleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada di membran interna mitokondria menjadi AsilKoa dan karnitin dibebaskan.e. Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk dalam proses oksidasi beta.Pada proses oksidasi beta, asam lemak masuk ke dalam rangkaian siklus dengan 5 tahapan prosesdan pada setiap proses, diangkat 2 atom C dengan hasil akhir berupa asetil KoA. Selanjutnya asetilKoA masuk ke dalam siklus asam sitrat. Menurut Poedjiadi (1994: 279-280), tahapan-tahapantersebut adalah sebagai berikut.a. Pembentukan asil KoA dari asam lemak berlangsung dengan katalis enzim asil KoA sintetase yangdisebut juga tiokinase.b. Reaksi kedua adalah reaksi pembentukan enoil KoA dengan cara oksidasi. Enzim asil KoAdehidrogenase berperan sebagai katalis dalam reaksi ini. Koenzim yang dibutuhkan dalam reaksi iniadalah FAD yang berperan sebagai akseptor hydrogen. Dua molekul ATP dibentuk untuk tiap pasangelectron yang ditransportasikan dari molekul FADH2 melalui sistem transport electron.c. Pada reaksi ketiga, enzim enoil KoA hidratase merupakan katalis yang menghasilkan L-hidroksiasilKoA. Reaksi ini ialah reaksi hidrasi terhadap ikatan rangkap anatar C-2 dan C-3.d. Reaksi keempat adalah reaksi oksidasi yang mengubah hidroksiasil koenzim A menjadi ketoasilkoenzim A. Enzim L-hidrokdiasil koenzim A dehidrogenase melibatkan NAD yang direduksi menjadiNADH.e. Tahap kelima adalah reaksi pemecahan ikatan C-C, sehingga menghasilkan aseil koenzim A dan asilkoenzim A yang mempunyai jumlah atom C dua buah lebih pendek dari molekul semula.Asil KoA yang terbentuk pada reaksi tahap 5, mengalami metabolisme lebih lanjut melalui reaksitahap 2 hingga tahap 5 dan demikian seterusnya sampai rantai C pada asam lemak terpecah menjadimolekul-molekul asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA dapat teroksidasi menjadi CO2 dan H2O melaluisiklus asam

ANABOLISME LEMAK 

 Anabolisme atau biosintesa asam lemak terdiri dari tiga tahap utama, masing-masing dua tahap awalsebagai mekanisme de novo dan tahap akhir bukan mekanisme de novo. Ketiga tahap tersebutdiperlihatkan pada reaksi di bawah ini

Tahap pembentukan malonil KoA dan asetil-S KoA

Tahap pemanjangan rantai secara berkesinambungan

Tahap pemanjangan rantai yang terjadi tahap demi tahapBiosintesis asam lemak ini atau disebut juga lipogenesis terjadi didalam sitoplasma yang memilikienzim kompleks asam lemak sintetase.

Biosintesis diatas merupakan contoh biosintesis asam lemak palminat. Pemilihan inididasarkan pada banyaknya proses metabolism asam lemak palminat yang diketahui. Selain itu asamlemak palminat merupakan senyawa sumber untuk biosintesis asam lemak jenuh dan tak jenuh dan berantai lebih panjangPemanjangan asam lemak palminat menjadi asam lemak jenuh berantai lebih panjang,terutama stearat, belangsung melalui reaksi kondensasi palmitoil KoA dengan asetil KoA

menghasilkan β

-ketostearoil KoA. Proses ini dikatalis oleh β

-ketoasilil KoA reduktase. Seanjudnya produk ini diubah menjadi steroil KoA tak jenuh dan direduksi dengan NADH menghasilkan steroilKoA. Dua proses terakhir masing-masing dikatalis oleh enzim enoil KoA hidratase dan enoil KoAreduktaseProses pemanjangan rantai asam palminat diatas terjadi didalam mitokondria. Mekanisme lainterjadi didalam mikrosom, dimana pemanjangan rantai asam lemak palminat berlangsungdenganmenggunakan meloni KoA dan mekanisme reaksi berlangsung seperti reaksi biosintesis asam palminat yang dibahas sebelumnyaBiosintesis asam lemak tak jenuh biasanya menggunakan asam palminat dan asam stearatsebagai senyawa sumber. Pembentukan asam lemak tak jenuh palmitoleat (C16: 1) dan asam oleat(C18: 1) dikatalis oleh enzim monooksigenase yang terdapat di dalam reticulum endoplasma jaringansel hati dan sel lemak. Proses biosintesis ini dibantu olehsistem pengankutan electron dari NADPH kesitokrom b5 (dalam jaringan sel hewan) atau ke Fe-S-protein (dalam beberapa tumbuhan dan jasadrenik)Prose biosintesis di atas tidak berlaku pada bakteri Eschericia coli. Bakteri melakukan

 pembentukan asam palmitoliat dari β

-hidroksidekanoil-ACP yang terbentuk dari reaksi antara asetilKoA dan melonil KoA dengan katalis kompleks sintetase asam lemakAsam lemak esensial seperti linoleat dan linolenat merupakn senyawa yang tidak dapatdisintesis oleh hewan mamalia. Kedua jenis asam lemak ini hanya dapat disintesis oleh tumbuhan.

Dan mamalia mendapatkan kedua jenis asam lemak tersebut dengan mengkonsumsi tumbuhan. Keduasenyawa ini merupakan sumber untuk biosintesis asam polienoat penting lain, seperti asam arakidonatdan asam dokohesanoad.

berikut ini adalah gambaran proses metabolisme lemak menjadi energi

Gambar diatas menjelaskan bahwa asam lemak dan gliserol yang merupakan hasil sintesis lemak memasuki proses metabolisme energi dengna bantuan proses glikolisis .