METABOLISME LIPID PRESENTASI (KULIAH PAKAR)

PRESENTASI METABOLISME LIPID

1. METABOLISME LIPID

2. •BIOSINTESIS ASAM LEMAK :
Sistem ini terdapat pada banyak jaringan tubuh, termasuk hati,
ginjal, kel. Payudara dan adiposa
Biosintesis asam lemak berlangsung di :
1. Ektramitokondria/sitosol (sintesis de nuvo asam
lemak). Memerlukan :
- kofaktor : NADPH, ATP, Mn2+, biotin, dan ion bikarbonat
- Substrat : asetil koA
- Enzim : Asetil koA karboksilase dan kompleks ienzim
asam lemak sintase

2. Retikulum endoplasma hati (sistem mikrosom
= pemanjangan rantai asam lemak)

3. •Kompleks enzim sintase asam lemak mengandung
tujuh aktivitas enzim
• Ada dua tipe enzim sintase asam lemak :
Pada bakteri, tumbuhan dan organisme lebih rendah,
masing-masing enzim saling terpisah dan radikal acyl
ditemukan dalam bentuk kombinasi dengan protein
disebut protein pembawa radikal asil (ACP : Acyl
carrier protein)
Pada ragi, mamalia dan burung, kompleks
multienzim sintase asam lemak yang tidak bisa
dibagi lagi tanpa kehilangan aktivitasnya dan ACP
adalah bagian dari kompleks

4. •Kompleks enzim sintase asam lemak merupakan sebuah
dimer. Setiap monomer identik dan terdiri atas satu
rantai polipeptida yang bisa ditandai mengandung 7
aktivitas enzim sintase asam lemak dan 1 ACP dengan
gugus 4 fosfopantotein-SH.
cys
SH
SH
4-fosfo
pantotein
4-fosfo
pantotein
SH
SH
cys
1
2
3
4
5
6
7ACP
ACP
7
6
5 4
3
2
1
1.Ketoasil sintase
2.Asetil
transasilase
3.Malonil
trasnasilase
4.Hidratase
5.Enoil reduktase
6.Ketoasil
reduktase
7.Tioesterase
ACP

5. CH3-CO- koA COO-CH2-COkoA
asetil koA malonil koa
Asetil transasilase-cys-SH
-pan-SH
HS - cys -
HS-pan-
2
-cys-S-CO-CH3
-pan-S-CO-CH2-COO
Asetil koA karboksilase
-cys-SH
-pan-S-CO-CH2-CO-CH3
3-ketoasil sintase
-cys-SH
-pan-S-CO-CH2-C-OH-CH3
3-ketoasil reduktase
Lintasa
pentosa fosfat
NADP+
NADPH +
H+
-cys-SH
-pan-S-CO-CH2-CH2-CH3 (Cn)
Enoill reduktase/tiolesterase
Setelah putaran 7 kali
Asam palmitat
Hidratase

6. •Hasil akhir sintesis de nuvo adalah palmitat :
•Asam palmitat bebas harus diaktifkan menjadi asil
koA
palmitat
Palmitil koA
Asil koA
sintetase
ATP +KoA
AMP +PPi
Asilgliserol
Ester kolesterol
Asil koA
Desaturasi
pemanjangan rantai
Esterifikasi
CH3CO-SkoA 7 HCOOCH3COS-KoA
CH3(CH2)14 COOH
14 (NADPH +H+)++
+8 koA-SH + 7 CO2 + 14 NADP+

8. 1 CH2 –O H
CH – O H
CH2 – O -P
2
3
R1COOH-koA
(asil koA)
CH2 –O- CO-R1
CH – O H
CH2 – O- P
Monoasilgliserol
Glierol 3P
koA
CH2 –O- CO-R1
CH –O- CO-R2
CH2 – O- P
Diasilgliserol
(asil koA)
CTP
Pi
Biosintesis Derivat Fosfolipid
CDP Diasilgliserol
Kolin
CH2 –O- CO-R1
CH –O- CO-R2
CH2 – O- P-kolin
inositol
CH2 –O- CO-R1
CH –O- CO-R2
CH2 – O- P-inositol
Fosfatidilkolin
Fosfatidilinositol
etanolamin
CH2 –O- CO-R1
CH –O- CO-R2
CH2 – O- P-etanolamin
Kardiolipin
Fosfatidilietanolamin

9. Asam palmitat
Sintesis Lipid
Asam palmitat
koA/Asil koA
koA
Gliserol
Gliserol 3P
ATP
ADP
Asil koA
koA
1 asil gliserol 3P (MAG)
= lisofosfatidat
Gliserokinase
Asil koA
koA
1,2 diasil gliserol 3P (DAG)
= fosfatidat
Triasilgliserol (TAG)
Asil koA
koA

10. •Penyediaan asetil koA dan NADPH untuk lipogenesis
Glukosa
Piruvat
Glukosa 6P
Gliseraldehid 3P
mitokondria
Piruvat Asetil koA
sitratOksaloasetat
Malat -ketoglutarat
Sitosol
sitrat
ATPsitrat
liase
Asetil koA
Malonil koa
Palmitat
-ketoglutarat
isositrat
Asetat
NADP+
NADPH +H+
NAD+
NADH +H+
Malat
Oksaloasetat
Enzim
Malat
NADPH
NADP+

11. Pemanjangan Rantai Asam Lemak
•Lintasan ini (sistem mikrosom)
R-CH2-CO-SKoA
COOH-CH2-CO-SKoAAsil koA Malonil koA
+
R-CH2-CO-CH2-CO-SkoA
3 ketoasil koA
R-CH2-COH-CH2-CO-SkoA
3 hidroksiasil koA
R-CH2-CH=CH-CO-SkoA 2 trans enoil koA
R-CH2-CH2-CH2-CO-SkoA
asil koA
3 ketoasil koA reduktase
3 ketoasil koA sintase
NADPH + H+
NADP+
NADPH + H+
NADP+
2 trans enoil koA
reduktase
3 hidroksiasil koA dehidrase

12. •Sintesis asam lemak rantai panjang dikontrol
dalam :
1. jangka pendek melalui modifikasi enzim
secara alosterik dan kovalen
2. jangka waktu panjang oleh perubahan
ekspresi gen yang mengatur kec.
sintesis enzim
Reaksi yang mengatur lipogenesis :
pada tahap asetil koA karboksilase (enzim
alosterik) dan diaktifkan oleh sitrat akibat
peningkatan asetil koA, namun enzim tersebut
dihambat oleh asil koA rantai panjang

13. OKSIDASI ASAM LEMAK
•Terjadi dalam keadaan puasa dan DM untuk produksi
badan keton (energi)
•Berlangsung di mitokondria
•Transport asil-koA menembus membran
mitokondria.
Eugene Kennedy dan Albert Lehninger menyatakan
bahwa oksidasi asam lemak ternyata berlangsung di
mitokondria.
Bagaimana asil-koA dapat menembus membran
mitokondria? Sebab asil-koA rantai panjang tidak bisa
secara langsung menembus membran dalam
mitokondria.

14. Proses translokasi ini berlangsung dengan bantuan protein
pembawa (“carrier protein”) yang spesifik.
Tahapan proses transportnya sbb.:
1.Gugus asil dari asil-koA di sitosol akan dipindah-kan ke
molekul karnitin dan melepaskan koA ke sitosol.
2. Asil-karnitin yang terbentuk ditransport ke dalam matriks
mitokondria dengan suatu sistem transport.
3. Gugus asil dari asil-karnitin akan dipindahkan ke molekul koA
dalam matriks mitokondria.
4. Karnitin yang dilepaskan dikembalikan ke sitosol.
Dengan demikian ada 2 pool koA yaitu di sitosol dan di dalam
mitokondria.
Enzim yang dapat memindahkan gugus asil
tersebut adalah Carnitine palmitoyl transferase I
dan II yang terletak dipermukaan luar (I) dan dalam
(II) membran dalam mitokondria.

15. •Meliputi 4 tahapan oksidasi asil-koA (fatty acyl-coA).
1.Pembentukan ikatan rangkap trans antara C

dan C
 melalui proses dehidrogenasi yang
dikatalisis suatu flavoenzim asil-koA
dehidrogenase.
1.Hidrasi ikatan rangkap oleh enzim enoil-koA
hidratase membentuk suatu 3-L-hidroksi
asil-koA.
3. Dehidrogenasi produk -hidroksi asil-koA ini
oleh enzim 3-L-hidroksi asil-koA
dehidrogenase menghasilkan senyawa -
ketoasil-koA.
4. Pemutusan ikatan C
 dan C
 melalui reaksi
enzim ketoasil-koA tiolase menghasilkan
asetil-koA dan asil-koA baru dengan 2 atom
C lebih pendek.

17. •Fungsi oksidasi asam lemak.
Fungsi utama adalah menghasilkan energi. Satu putaran oksidasi
beta (reaksi 1 s/d 4) menghasilkan NADH dan FADH2 dan 1 asetil-
koA.
contoh:
Oksidasi palmitoil-koA (C
16
) terjadi 7 kali oksidasi beta,
menghasilkan 7 FADH2, 7NADH dan 8 asetil-koA. Oksidasi 8 asetil-
koA menghasilkan 8 GTP, 24 NADH dan 8 FADH2. Sehingga
diperoleh 31 NADH (93 ATP), 15 FADH2 (30 ATP) 8 GTP dikurangi
ekivalen 2 ATP pada pembentukan asil-koA.
Hasil akhir adalah 129 ATP.

18. Oksidasi beta menemui masalah pada saat
menghadapi ikatan rangkap sehingga
diperlukan 3 enzim tambahan.
1. Pada saat terbentuk asil-koA dengan ikatan
rangkap enzim cis-, enoil-koA hidratase
tidak dapat bekerja , sehingga diperlukan enoil-
koA isomerase utk mengubah ikatan rangkap
cis 
3
menjadi trans 
2
.

19. •Adanya ikatan rangkap pada atom C ganjil akan
menghasilkan 2,4 dienoil-koA yang merupakan
substrat yang jelek bagi enoil-koA hidratase. Untuk itu
perlu enzim 2,4-dienoil-koA reduktase (NADPH
dependent) yang akan mereduksi ikatan rangkap 
4
.
Reduktase akan menghasilkan trans-3-enoil-koA, yang
akan diubah oleh 3,2-enoil-koA isomerase
menghasilkan trans-2-enoil-koA.

21. .
•Oksidasi asam lemak rantai ganjil.
Asam lemak dengan rantai C ganjil, reaksi kimia putaran
terakhir akan menghasilkan senyawa dengan 3 atom C,
propionil-koA yang kemudian akan diubah menjadi suksinil-
koA untuk dimasukkan ke siklus asam sitrat.
Perubahan propionil-koA menjadi suksinil-koA
melibatkan 3 enzim.
1. Propionil-koA karboksilase mengubah
propionil-koA menjadi (S)-metilmalonil-koA.
2. Metilmalonil-koA rasemase mengubah
(S)-metilmalonil-koA menjadi
(R)-metilmalonil-koA.
3. Metilmalonil-koA mutase mengubah
metilmalonil-koA menjadi suksinil-koA.

22. •Benda keton.
Asetil-koA hasil oksidasi asam lemak di mitokondria selanjutnya
akan dioksidasi dalam siklus asam sitrat. Sejumlah tertentu asetil-
koA akan mengalami nasib berbeda.
Dalam proses ketogenesis di mitokondria sel hati asetil-koA akan
diubah menjadi asetoasetat atau D- -hidroksibutirat. Senyawa ini
bersama dengan aseton disebut benda keton yang dapat menjadi
sumber energi bagi otot dan jantung.
Otak biasanya menggunakan glukosa sebagai sumber energi,
namun dalam keadaan terpaksa seperti kelaparan otak dapat
menggunakan benda keton sebagai sumber energi.

23. •Pembentukan asetoasetat.
1. Dua asetil-koA berkondensasi membentuk
asetoasetil-koA.
2. Kondensasi asetoasetil-koA dengan asetil-koA
(ketiga) menghasilkan HMG-koA (-hidoksi-  -
metilglutaril-koA) oleh enzim HMG-koA sintase.
3. Degradasi HMG-koA menjadi asetoasetat dan asetil-
koA yang dikatalisis oleh enzim HMG-koA liase.
Asetoasetat dapat direduksi menghasilkan -hidroksi butirat oleh
-hidroksi butirat dehidrogenase