Lemak merupakan sumber energi utama bagi tubuh. Lemak terutama terdiri dari trigliserida yang dapat dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak kemudian dioksidasi di mitokondria untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Proses ini dapat berjalan ke arah sintesis maupun degradasi asam lemak.

4. Mahasiswa mengetahui dan
mengenai:
· hidrolisis triasilgliserol
· degradasi asam lemak
· sintesis asam lemak
memahami
· pengaturan sintesis dan degradasi asam
lemak melalui malonil KoA
· metabolisme asam lemak tak jenuh
· aplikasi lipoprotein: LDL,HDL

5. · Lemak memiliki peran dalam organisme
hidup terkait dengan struktur
hidrofobiknya.
· Lemak merupakan penyusun utama
membran sel 🡪 menentukan integritas sel
dan kompartemen sel.
· Lemak merupakan sumber energi
terbesar bagi tubuh

7. · Lemak/lipid utamanya tersusun dari trigliserida
atau disebut triasilgliserol 🡪 ester asam lemak
dari gliserol.
· Asam lemak inilah yang nantinya dimetabolisme
oleh tubuh untuk dapat menghasilkan energi.
ester

8. • Building blocks/ penyusun untuk fosfolipid
glikolipid
dan
• Modifikasi protein sehingga dapat masuk
melalui membran sel
• Sumber energi yang tinggi: 9 kcal/g vs 4 kcal/g
pada glikogen
• Turunan asam lemak merupakan penyusun
hormon dan intracellular messengers

9. Triasilgliserol yang diperoleh dari konsumsi makanan,
harus didegradasi sebelum diabsorbsi dalam usus halus.
Cairan empedu, berperan sebagai deterjen,
berfungsi untuk melarutkan triasilgliserol.
Selanjutnya triasilgliserol akan didigesti oleh lipase
pankreas menjadi asam lemak dan
monoasilgliserol.
Animasi
di
http://www.wiley.com/college/grosvenor/0470197587/animations/Animat
ion_Lipid_Metabolism/Energy/media/content/met/anima/met4a/framese t.htm
http://www.wiley.com/college/boyer/0470003790/animations/fatty_ac
id_metabolism/fatty_acid_metabolism.htm
9

10. · Lipase pankreas menghidrolisis ikatan
ester dari triasilgliserol.
10

11. • Tiga tahap proses, yaitu:
– Trigliserol didegradasi menjadi asam lemak
dan gliserol (mono) di jaringan adiposa
kemudian ditransport ke jaringan yang lain.
– Asam lemak diaktivasi dan ditransport ke dalam
mitokondria.
– Asam lemak didegradasi menjadi dua karbon asetil
CoA dan masuk ke dalam siklus asam sitrat.
11

12. Hormon: epinefrin, norepinefrin, glukagon, dll.
12

13. · Lipase mendegradasi
triasilgliserol menjadi asam
lemak dan gliserol.
· Keduanya akan
dilepaskan
darah.
ke dalam
13

14. Degradasi triasilgliserol = LIPOLISIS

15. · Gliserol ditransport ke- dan selanjutnya
diabsorbsi oleh liver, dan diubah menjadi
intermediate
fosfat.
glikolisis, yaitu gliseraldehid 3-
· Gliserol 🡪 difosforilasi dan dioksidasi 🡪
dihidroksiaseton fosfat 🡪 isomerisasi 🡪
gliseraldehid 3-fosfat.
15

16. Gliserol dapat
digunakan dalam
glikolisis,
glukoneogenesis,
dan lipogenesis
Ingat kembali:
Sintesis glukosa
Enzim yang
berwarna merah 🡪
glikolisis

17. · Asam lemak akan
serum albumin 🡪
jaringan di dalam
berikatan dengan
dibawa ke berbagai
tubuh 🡪 lepas dari
albumin 🡪 diambil oleh sel yang
memerlukan 🡪 digunakan untuk:
• sintesis membran sel baru,
• menghasilkan energi, atau
• untuk disimpan.
· Asam lemak ditranspor ke dalam sel
suatu protein di membran plasma
oleh
17

18. · Begitu masuk ke dalam sel, asam lemak harus
segera ditranspor ke tujuan (mitokondria,
retikulum endoplasma, dll organel).
· Kebanyakan asam lemak didegradasi menjadi asetil
KoA di dalam mitokondria 🡪 disebut dengan
Oksidasi β.
· Proses ini juga terjadi di peroksisom.
18

19. · Asam lemak akan disintesis ketika suatu
organisme telah tercukupi kebutuhan
energinya dan tingkat nutrien tubuh tinggi
karena glukosa dan asam amino merupakan
substrat bagi sintesis asam lemak.
· Asam lemak disintesis dari asetil KoA dalam
suatu proses yang mirip, namun berkebalikan
dengan proses oksidasi β.
19

20. A. Degradasi asam lemak:
-Oksidasi (pembentukan ikatan rangkap)
-Hidrasi (- gugus OH)
-Oksidasi (keton)
-Pemutusan ikatan (2 buah atom C)
B. Sintesis asam lemak:
-Secara garis besar merupakan kebalikan
asam lemak
dari degradasi
-Kondensasi (pembentukan malonil – 3 unit atom C 🡪 2
unit atom C)
-Reduksi (penambahan gugus –OH)
-Dehidrasi (pembentukan ikatan rangkap)
-Reduksi (rantai hidrokarbon tak jenuh)

22. · Sebelum reaksi oksidasi β dimulai, tiap asam
lemak diaktivasi terlebih dahulu di bagian
luar membran mitokondria, oleh enzim asil-
KoA sintetase.
22

23. Inner membran
mitokondria impermeabel
terhadap molekul asil-CoA
🡪 transpor ke dalam
mitokondria memerlukan
carrier yaitu carnitine.
·
Carnitine membawa
asam lemak yang telah
diaktivasi ke dalam
matriks mitokondria
·
23

24. · Carnitine membawa gugus asil rantai
panjang ke dalam matriks mitokondria
dengan reaksi sbb:
24

25. · Tiap putaran degradasi
asam lemak
melibatkan empat
tahap reaksi:
• 1. Oksidasi menjadi
trans-∆2
-Enoly-CoA
Oleh asil-KoA
dehidrogenase
25

26. · Tiap putaran degradasi
asam lemak
melibatkan empat
tahap reaksi:
• 2. Hidrasi menjadi
L–3–Hydroxylacyl CoA
Oleh hidratase
26

27. · Tiap siklus degradasi
asam lemak
melibatkan empat
tahap reaksi:
• 3. Oksidasi menjadi
3–Ketoacyl CoA
Oleh dehidrogenase
27

28. · Tiap putaran degradasi
asam lemak
melibatkan empat
tahap reaksi:
• 4. Tiolisis untuk
menghasilkan
Acetyl–CoA
Oleh tiolase
28

29. · Tiap putaran degradasi
asam lemak
melibatkan empat
tahap reaksi:
• Proses tsb akan berulang
lagi dari awal
29

30. · Tiap putaran degradasi asam lemak
melibatkan empat tahap reaksi:
30

31. · Oksidasi penuh dari 16 karbon palmitoil
coA menghasilkan 106 ATP.
31

32. • Asam lemak disintesis dan didegradasi
melalui dua jalur yang berbeda. Pada
sintesis asam lemak:
– Berlangsung di sitosol 🡪 pada degradasi?
– Intermediate menempel pada acyl carrier protein
(ACP).
Pada organisme tingkat tinggi, sisi aktif untuk reaksi
sintesis terjadi pada polipeptida yang sama.
– Donor teraktivasi pada reaksi sintesis adalah
malonil-ACP.
– Reduksi asam lemak menggunakan NADPH + H+
.
32

33. · Pembentukan malonil KoA merupakan
langkah yang paling menentukan dalam
sintesis asam lemak.
❖Reaksi ini analog dengan reaksi piruvat
karboksilase pada gluconeogenesis
❖ Karbondioksida diaktifkan oleh koenzim biotin
33

34. · Intermediates pada sintesis asam lemak
berikatan secara kovalen dengan acyl carrier
protein (ACP)
34

35. · Pada bakteria, enzim yang berperan dalam
elongasi merupakan protein yang berada di sisi
yang lain, namun pada organisme tingkat tinggi
seluruh proses terjadi di polipeptida yang
sama.
· Untuk memulai siklus elongasi, masing-masing
asetil koA dan malonil KoA ditransfer ke suatu
ACP terlebih dahulu.
35

36. · Acyl-malonyl ACP
condensing enzyme
mengkatalisis
terbentuknya
Acetoacetyl-ACP.
· Reaksi ini didorong
dekarboksilasi.
oleh
36

37. · Tiga reaksi berikutnya mirip dengan degradasi
asam lemak, namun dengan arah yang
berkebalikan dan dengan beberapa
perbedaan, yaitu:
• Digunakan NADPH dan bukan NADH dan FADH2
• Terbentuk enansiomer D
enansiomer L
dari hidroksibutarat, dan bukan
37

40. · Asetil-KoA karboksilase
• Mengkatalisis langkah pertama dalam sintesis asam
lemak, yaitu: karboksilasi asetil-KoA (2 atom C)
menghasilkan malonil-KoA (3 atom C), suatu reaksi
yang bergantung pada ATP
· Fatty acid synthase
• Suatu enzim multifungsi dari dua polipeptida
identik yang mengkatalisis semua reaksi elongasi
sintesis asam lemak.

42. · Stoikiometri sintesis palmitat
• Sintesis palmitat dari malonil-KoA
• Sintesis malonil-KoA dari asetil-KoA
• Keseluruhan sintesis
42

44. · Malonil-KoA🡪menghambat carnitin
asiltransferase
· NADH 🡪 penghambatan L-3-hydroxyacyl
CoA dehydrogenase
· Acetyl CoA 🡪 menghambat thiolase

45. · Pengaturan aktivitas asetil KoA karboksilase:
• Mengapa?
• Bagaimana
• Bagaimana
• Bagaimana
pengaruh insulin?
pengaruh glukagon?
jika karboksilase terfosforilasi?
· Pengaturan konsentrasi malonil-KoA:
• Mengapa dan bagaimana?

46. · Inhibitor fatty acid synthase:
• Antibakteri: triclosan.
· Inhibitor enzim ini menarik perhatian karena obesitas
(yang disebabkan oleh lemak berlebih) merupakan
masalah utama di bidang kesehatan. Kebanyakan
tumor menjaga sintesis asam lemak pada level yang
tinggi, sehingga inhibitor sintesis asam lemak
kemungkinan juga berguna untuk mengobati kanker.

49. · Coba hitung netto ATP yang dihasilkan
dari degradasi
(C16).
asam lemak palmitat
49

50. · Banyak asam lemak yang mengandung ikatan rangkap
cis. --🡪 menimbulkan halangan bagi enzim2 dalam
oksidasi β.
• Contoh: linoleat
50

51. Tiga putaran pertama dari oksidasi berjalan seperti
biasanya, namun pada putaran ke-4, terdapat ikatan
rangkap antara atom C3 dan C4
🡪 tidak dikenali oleh asil-KoA dehidrogenase
(yang hanya mengenali ikatan rangkap trans)
🡪 enoil-KoA isomerase akan mengubah ikatan
rangkap 3,4 cis menjadi ikatan rangkap trans
3,4, sehingga oksidasi- β dapat dilanjutkan
Enoil-KoA isomerase menggunakan FADH2 🡪
setara dengan 1.5 ATP 🡪 energi yang
·
·
·
51

52. Masalah lain adalah pada putaran ke-5
Tahap pertama menghasilkan molekul dengan
2 ikatan rangkap:
• Pada posisi 2,3 dan posisi 4,5
Enoil-KoA hidratase pada langkah ke-2 tidak
bisa mengenali dienoil-KoA tsb 🡪 reduksi
dienoil-KoA (reaksi ini memerlukan NADPH
~2.5 ATP) 🡪 2 ikatan rangkap tsb akan
direduksi menjadi 1 ikatan rangkap trans 3,4 🡪
isomerisasi menjadi ikatan rangkap trans 2,3.
Jadi: asam lemak tak jenuh menghasilkan lebih
·
·
·
·
52

53. Linoleat (18 C) mengalami 8 putaran oksidasi-β.
Jika tidak memiliki ikatan rangkap, akan
dihasilkan 120 ATP 🡪 namun karena ada ikatan
rangkapnya, maka akan dihasilkan lebih sedikit
ATP yaitu 116 ATP per molekul linoleat (120-1.5-
2.5 = 116 ATP).
Pada umumnya, ikatan rangkap yang dimulai pada
posisi nomor ganjil akan mengkonsumsi 1.5 molekul
ATP, dan ikatan rangkap yang dimulai dari nomor
genap akan mengkonsumsi 2.5 ATP.
·
·
·
53

56. · Enzim yang terlibat:
• 3-ketothiolase: 2 acetyl CoA → acetoacetyl CoA
• hydroxymethylglutaryl (HMG) Co synthase
• HMG cleavage enzyme 🡪 acetoacetate + acetyl
• D-3-hydroxybutyrate dehydrogenase
CoA
· Tidak ada jalur untuk mengubah asam
lemak menjadi glukosa pada binatang

59. Metabolisme lemak melibatkan transport
lemak melalui lipoprotein.
Terkait dengan penyakit atherosklerosis.
Atherosklerosis: penyakit yang
berkembang dengan lambat, dimulai dari
akumulasi lemak pada dinding pembuluh darah
besar (arteri).
Lemak yang menempel tsb 🡪 memicu
inflamasi karena memproduksi sinyal kimia yang
menarik sel darah putih (makrofag) 🡪 memakan
dirinya sendiri 🡪 merekrut lebih banyak makrofag
·
·
·
·

60. Pembuluh darah yang rusak 🡪 membentuk
suatu plaque yang terdiri dari kolesterol,
sisa makrofag, yang dikelilingi smooth
muscle cells yang mengalami kalsifikasi 🡪
arteri menjadi keras.
Plaque tsb menutup lumen arteri, namun
aliran darah masih dapat berjalan
(walaupun terhambat) 🡪 tapi ketika plaque
tsb pecah 🡪 memicu terbentuknya bekuan
darah 🡪 menghambat sirkulasi darah ke
·
·

61. Lemak yang terakumulasi di dinding
pembuluh darah berasal dari lipoprotein
sebagai LDL (low-density lipoproteins).
Lipoprotein: molekul yang terdiri dari
lemak dan protein tertentu), merupakan
bentuk utama dari lemak yang bersirkulasi
di dalam darah.
Lemak dari asupan makanan berjalan dari
usus ke jaringan tubuh lain sebagai
chylomicrons 🡪 membawa triasilgliserol ke
·
·
·

62. Liver mengemas kolesterol dan lemak lain
menjadi lipoprotein VLDL 🡪 dalam
sirkulasinya di pembuluh darah 🡪
memberikan triasilgliserol ke jaringan.
VLDL 🡪 IDL 🡪 LDL
Konsentrasi LDL dalam sirkulasi, disebut
kolesterol serum (kolesterol jahat), karena
menyebabkan atherosklerosis
Level LDL meningkat jika mengkonsumsi
makanan yang mengandung banyak lemak jenuh
·
·
·
·

64. · Jika yang dikonsumsi berupa makanan
rendah kolesterol dan tinggi HDL 🡪
risiko aterosklerosis turun.
· HDL berfungsi untuk membawa kolesterol
berlebih dalam tubuh kembali ke liver 🡪 HDL
melawan efek aterogenik dari LDL 🡪
kolesterol baik