METABOLISME

METABOLISME

Metabolisme terbagi 2:

1.    Katabolisme (penguraian)

Menguraikan molekul organic nutrient (karbohidrat, protein, lipid) menjadi produk akhir yang sederhana (CO­₂, H₂O,NH₃) dan diikuti dengan pelepasan energi.

Energi bebas ini disimpan dalam bentuk molekul pembawa energi ATP (Adenosin Tri Phospat) dan dalam atom hydrogen berenergi tinggi yang dibawa oleh koenzim NADP (nikotinamid Adenin Dinukleotida Phospat) dalam bentuk tereduksinya yaitu NADPH.

2.    Anabolisme (biosintesis)

Merupakan fase pembentukan (sintesis) menyusun molekul pemula (asam amino, gula, asam lemak, basa nitrogen) menjadi makro molekul besar seperti protein, polisakarida, lipid dan asam nukleat dan disertai dengan penyerapan energi yang dihasilkan dari lintas katabolisme.

Gambar 1. “Hubungan energi diantara lintas katabolic dan anabolic”

 I. KARBOHIDRAT

      Merupakan senyawa karbon, hydrogen dan oksigen yang terdapat di alam dan mempunyai rumus empiris CH₂O.

      Pada tahun 1880 diketahui bahwa senyawa karbohidrat adalah senyawa keton atau aldehid yang mengandung gugus –OH ( hidroksi ), sehingga karbohidrat disebut juga polihidroksi aldehid atau keton.

Contoh: struktur D-glukosa (C₆H₁₂O₆) = 6 (CH₂O), rumus empirisnya CH₂O.

Gambar 2

Penggolongan karbohidrat

Karbohidrat dapat digolongkan menjadi 3 golongan utama, yaitu:

1.    Monosakarida

Disebut juga gula sederhana, yang merupakan satuan karbohidrat terkecil yang tak dapat diuraikan menjadi karohidrat lain yang lebih sederhana. Contoh : glukosa, fruktosa dsb.

2.    Oligosakarida

Adalah karbohidrat yabg tersusun dari dua sampai delapan satuan monosakarida. Oligosakarida yang tersusun atas 2 unit monosakarida disebut disakarida. Contoh : laktosa, maltosa, sukrosa.

3.    Polisakarida

Jika karbohidrat tersusun lebih dari delapan satuan monosakarida. Contoh : pati, selulosa, dsb.

1.    Monosakarida

1. Glukosa

Adalah monosakarida penting yang sering disebut gula darah (karena dijumpai dalam darah), gula anggur (karena dijumpai dalam buah anggur) atau disebut juga dekstrosa (karena memutar bidang polarisasi ke kanan)

2. Fruktosa

Disebut juga levulosa (karena memutar bidang polarisasi ke kiri). Fruktosa adalah gula alami termanis yang banyak terdapat dalam buah-buahan dan madu.

                                                                    gliseraldehid    (aldotriosa)                                    dihidroksiaseton (ketotriosa)

                                 

D-gliseraldehid                                        L-gliseraldehid

2.    Disakarida

Suatu karbohidrat yang tersusun dari 2 satuan monosakarida yang dipersatukan oleh ikatan “ikatan glikosida” antara atom karbon-1 pada unit monosakarida pertama dengan gugus hidroksil atom karbon-4 pada unit monosakarida kedua. Ikatan ini lazim disebut α(1,4) atau β(1,4).

1. Maltosa

·         Maltosa digunakan pada makanan bayi atau susu bubuk dan merupakan hasil penguraian/hidrolisis pati (polisakarida).

·         Maltosa: disakarida yang tersusun atas 2 unit glukosa (ikatan α(1,4) )

·         Hidrolisis maltosa pada suasana asam atau menggunakan enzim α-1,4-glukan maltohidrolase menghasilkan 2 unit glukosa.

Gambar 3

2. Selobiosa

·         Selobiosa diperoleh dari hidrolisis selulosa (polisakarida dari tumbuhan)

·         Selobiosa juga tersusun atas 2 unit glukosa seperti maltosa, namun ikatannya bukan α(1,4) tapi β(1,4).

·         2 unit glukosa dapat diperoleh jika selobiosa terhidrolisis/terurai oleh asam (H⁺) dan pemanasan

3. Sukrosa

·         Sukrosa disebut juga : gula tebu (karena diperoleh dari tanaman tebu dan biasa dikonsumsi sebagai gula pasir)

·         Sukrosa tersusun atas 1 unit glukosa dengan 1 unit fruktosa, dengan ikatan glikosida yang unik, karena ikatan glikosida menghubungkan ikatan –OH pada karbon no 1 pada glukosa dengan gugus –OH pada karbon 2 pada fruktosa (buka pada gugus –OH karbon no 4 seperti pada maltosa dan selobiosa.

·         Sukrosa disebut “ gula non pereduksi”, karena tidak bersifat mereduksi (karena tidak ada lagi gugus –OH yang merupakan gugus pereduksi pada atom C-1)

·         Gula /karbohidrat lain masih mengandung gugus –OH pada atom C-1 akan bersifat “gula pereduksi”

·         Sukrosa dapat terurai menjadi D-glukosa dan D-fruktosa jika dihidrolisis dengan H⁺ (asam) dengan pemanasan atau dengan bantuan enzim invertase. Sukrosa disebut juga gula invers, karena mengalami pembalikan tanda putaran optis bila dihidrolisis menghasilkan campuran glukosa dan fruktosa.

4. Laktosa

·         Laktosa disebut juga  “gula susu”, karena ditemukan terutama pada air susu ibu yang berperan sebagai sumber karbohidrat bagi bayi.

·         Laktosa tersusun atas 1 unit glukosa dan 1 unit galaktosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosida β(1,4).

·         Pada tubuh manusia laktosa diuraikan menjadi galaktosa dan glukosa oleh enzim. Galaktosa diubah lebih lanjut menjadi glukosa oleh enzim tertentu. Rusaknya enzim yang bertugas mengubah galaktosa menjadi glukosa menyebabkan penumpukan galaktosa dan menimbulkan penyakit galaktosemia (mengakibatkan keterbelakangan mental). Di laboratorium laktosa dapat pula dihidrolisis menjadi glukosa dan galaktosa oleh asam (H⁺) dengan pemanasan.

3.    Polisakarida

Tersusun dari rantai panjang yang mempunyai ratusan atau ribuan unit monosakarida.

1. Pati (amilum)

·         Adalah homopolisakarida yang hanya tersusun dari unit-unit D-glukosa dan berfungsi sebagai penyimpan/cadangan makanan pada sel tanaman . Pada sel hewan homopolisakarida ini disebut glikogen.

·         Pati pada sel tanaman mengandung 2 jenis polimer glukosa yaitu α-amilosa dan amilopektin.

·         α-amilosa : terdiri dari rantai unit D-glukosa yang panjang dan tidak bercabang (lurus) digabungkan oleh ikatan α(1,4)

·         amilopektin : terdiri dari ribuan unit D-glukosa yang strukturnya bercabang, dimana ikatan pada percabangan adalah ikatan α(1,6).

·         Glikogen pada sel hewan : strukturnya bercabang terdiri dari ribuan unit D-glukosa, mirip struktur amilopektin, tapi percabangannya lebih banyak.

2. Selulosa

·         Adalah unsure structural dari dinding sel tumbuhan, batang, dahan dan semua bagian berkayu dari jaringan tumbuhan.

·         Berbeda dengan manusia, hewan ternak ( sapi, kambing, domba ) mempunyai enzim selulase yang dapat memecah selulosa menjadi glukosa dan berfungsi sebgai sumber energi.

·         Selulosa terdiri dari 10.000 atau lebih unit D-glukosa dengan rantai lurus ( seperti struktur amilosa ), tapi ikatan pada selulosa adalah ikatan β(1,4), sedangkan ikatan pada amilosa adalah ikatan α(1,4).

BIOSINTESIS KARBOHIDRAT

      Biosintesis (lintas anabolic) merupakan “proses menaik” yang membutuhkan energi kimia ATP dan NADPH yang diperoleh dari lintas katabolic. Pada proses anabolisme terjadi sintesis ( pembentukan )

      Proses katabolisme dan anabolisme di dalam sel terjadi secara bersama-sama, sehingga degradasi komponen sel yang menghasilkan enegi akan diimbangi dengan proses biosintetik.

      Agar proses katabolisme dan anabolisme dapat berjalan teratur, maka diperlukan beberapa prinsip pengaturan biosintetik :

1.    Lintas yang dilalui didalam bio sintesis suatu biomolekul biasanya tidak identik (sama) dengan lintas yang dilalui pada proses degradasi.

2.    Lintas biosintetik dikontrol oleh enzim pengatur yang berbeda dari enzim-enzim yang mengontrol lintas katabolic yang bersangkutan.

3.    Proses biosintetik yang memerlukan energi harus dikaitkan dengan penguraian ATP yang menghasilkan energi, sehingga proses keseluruhan bersifat tidak dapat balik.

Biosintesis karbohidrat (biosintesis glukosa) merupakan keharusan pada hewan, karena diperlukan pada jaringan otak, syaraf, ginjal dan eritrosit.

Biosintesis karbohidrat lainnya yang penting adalah biosintesis glikogen yang berlangsung di hati dan otot.

Glikogen hati berfungsi sebagai cadangan glukosa dan dapat segera terubah menjadi glukosa darah saat dibutuhkan.

Glikogen otot berfungsi sebagai sumber energi ATP bagi kontraksi otot melalui penguraian glikolisis.

Prekursor (senyawa pemula) penting pada biosintesis glukosa pada hewan adalah precursor bukan karbohidrat, seperti laktat, piruvat, gliserol, sebagian besar asam amino dan senyawa anata siklus asam sitrat.

Pembentukan (biosintesis) glukosa dari senyawa pemula yang bukan karbohidrat disebut glukoneogenesis (pembentukan gula baru) yang terutama terjadi di hati.

gambar 4  Skema singkat biosintetik karbohidrat dari berbagai prekursor

A.                 Lintas glukoneogenesis glukosa dari piruvat

Pengubahan piruvat menjadi glukosa merupakan lintas utama biosintetik karbohidrat. Lintas ini tidak identik dengan lintas penguraian gluosa menjadi piruvat (glikolisis) walaupun pada kedua lintas ini ada beberapa tahap yang sama.

B.                 Lintas glukoneogenesis glukosa dari asam amino dan senyawa antara siklus asam sitrat

Senyawa antara siklus asam sitrat, seperti sitrat, iso sitrat, α-ketoglukotarat, suksinat, fumarat dan malat dapat melalui siklus asam sitrat dan berubah sebagai oksaloasetat, sehingga akan memasuki lintas glukoneogenesis sebagai oksaloasetat (pada tahap reaksi pertama) dan akhirnya terubah menjadi glukosa.

Beberapa asam amino juga dapat terubah menjadi piruvat dan senyawa antara siklus asam sitrat, jadi asam amino ini dapat mengalami pengubahan total menjadi glukosa dan glikogen.

Asam amino yang dapat menjadi precursor (senyawa pemula) glukoneogenesis glukosa disebut “asam amino glukogenik”.

Contoh :          alanin terubah menjadi piruvat

                        Glutamate terubah menjadi α-ketoglukotarat

                        Aspartat terubah menjadi oksaloasetat

Ke-3 asam amino ini memasuki siklus glukoneogenesis

GLIKOLISIS

Glikolisis:         suatu proses penguraian molekul glukosa yang memiliki 6 atom karbon menjadi 2 molekul piruvat yang memiliki 3 atom karbon secara enzimatik melalui 10 tahap reaksi.

Glikolisis merupakan suatu lintas pusat universal dari katabolisme glukosa, tidak hanya dalam hewan dan tumbuhan, tetapi juga dalam banyak mikroorganisme.

Terdapat 3 jalur penting yang  dapat dilalui piruvat setelah glikolisis:

1.    Jalur I

Pada kondisi aerobic, piruvat melepaskan CO₂ menjadi asetil Ko-A yang dioksidasi menjadi CO₂ dan H₂O oleh siklus asam sitrat, dengan melibatkan molekul oksigen.

2.    Pada kondisi anaerobic (pada jaringan hewan) saat kontraksi otot, piruvat tidak dioksidasi lebih lanjut seperti jalur pertama, karena kekurangan O₂ , sehingga piruvat diubah menjadi laktat.

Mikroorganisme tertentu dapat menghasilkan asam laktat sebagai produk glikolisis, sehingga menyebabkan pengasaman pada susu dan makanan kemasan/kalengan lainnya.

3.    Kondisi anaerobic, pembentukan etanol dari piruvat yang disebut fermentasi alcohol.

Fermentasi: istilah umum untuk menunjukkan degradasi anaerobic glukosa atau nutrient organic lain menjadi berbagi produk  untuk memperoleh energi (ATP).

Glikolisis memiliki 2 fase :

1.    Fase persiapan

Glukosa diuraikan menjadi 2 molekul gliseraldehid-3-fosfat. Pada tahap ini dibutuhkan 2 ATP. Heksosa lain seperti Fruktosa, galaktosa dan manosa juga dapat masuk ke fase persiapan ini setelah diubah menurut jalur tertentu. Fungsi fase ini adalah mengumpulkan rantai karbon semua heksosa dalam bentuk umum, yaitu gliseraldehid 3-fosfat

2.    Fase kedua

Pengubahan 2 molekul gliseraldehid-3-fosfat menjadi 2 molekul piruvat disertai pembebasan 4 molekul ATP.

Perubahan kimia yang terjadi saat glikolisis

1.    Pemecahan kerangka karbon glukosa menghasilkan piruvat yang disebut lintas atom karbon.

2.    Fosforilasi ADP menjadi ATP oleh senyawa fosfat berenergi super tinggi yang dihasilkan fari proses glikolisis disebut lintas gugus fosfat.

3.    Pemindahan atom hydrogen atau electron.

Lintas glikolitik yang dimasuki polisakarida, disakarida dan monosakarida

1.    Polisakarida         

2.    Disakarida

                  Diuraikan lebih dahulu menjadi monosakarida

3.    Monosakarida

Fruktosa dan galaktosa mengalami perubahan menjadi glukosa 6-fosfat dan fruktosa 6-fosfat. Fruktosa masuk dalam proses glikolitik dalam bentuk gliseraldehid 3-fosfat.

METABOLISME GLIKOGEN

Pada hewan dan manusia, sintesis glikogen terutama berlangsung pada otot hati dan kerangka.

Sintesis glikogen terjadi melalui 4 tahap reaksi :

§  Tahap 1

Pengubahan glukosa menjadi glukosa-6-fosfat oleh enzim heksokinase.

ATP + glukosa ___________ glukosa-6-fosfat + ADP

§  Tahap 2

Glukosa-6-fosfat diubah menjadi glukosa-1-fosfat oleh kerja enzim fosfoglukomutase

glukosa-6-fosfat __________ glukosa-1-fosfat

§  Tahap 3

Glukosa-1-fosfat berikatan UTP (Uridin Tri Phosphat) membentuk UDP-glukosa melalui kerja enzim glukosa-1-fosfat uridiltrasferase

UTP + glukosa-1-fosfat ______________ UDP-glukosa

§  Tahap 4

UDP-glukosa akan memberikan unit glukosa-nya ke suatu rantai glikogen ( paling sedikit terdiri dari 4 unit glukosa) melalui kerja enzim glikogen sintetase, sehingga membentuk rantai glikogen yang telah diperpanjang dengan penambahan 1 unit glukosa, proses terus berlangsung sehingga dihasilkan rantai glikogen dengan banyak unit glukosa.

UDP-glukosa + (glukosa)_n­ ______ UDP + (glukosa)_n+1

Rantai glikogen                                   Rantai glikogen yang diperpanjang

Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

Siklus Asam Sitrat

l  Diawali oleh reaksi kondensasi asetil-SKoA dengan oksaloasetat yang dikatalisis oleh enzim sltrat sintase. Reaksinya bersifat reversibel dan menghasilkan asam sitrat.

l  Berikutnya, asam sitrat diubah menjadi isositrat yang dikatalisis oleh enzim akonitase. Reaksinya bersifat reversibel. Selanjutnya isositrat diubah menjadi alfa-ketoglutarat yang dikatalisis oleh enzim isositrat dehidrogenase dengan Ko-DH-ase NAD+. Reaksinya bersifat reversibel dan produk NADHnya memasuki RP menghasilkan 3 molekul ATP.

l  Berikutnya alfa-ketoglutarat diubah menjadi suksinil-SKoA yang dikatalisis oleh komplek enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase dengan Ko-DH-ase NAD+. Reaksinya bersifat reversibel. Selain NAD+ reaksi inipun meng- kaitkan KoASH. Produk NADH memasuki RP sehingga dihasilkan 3 molekul ATP. Suksinil-SKoA adalah satu substrat berenergi tinggi, sehingga apabila dia membebaskan KoASHnya yang dikatalisis oleh enzim suksinat tiokinase akan dihasilkan 1 molekul GTP (sinonim dengan ATP). Reaksinya bersifat reversibel.

l  Selanjutnya suksinat berubah menjadi fumarat yang dikalisis oleh enzim suksinat dehidrogenase dengan Ko-DH-ase FAD. Produk FADH2 memasuki RP sehingga dihasilkan 2 molekul A TP. Reaksinya bersifat reversibel.

l  Kemudian fumarat diubah menjadi malat yang dikatalisis oleh enzim fumarase. Reaksinya bersifat reversibel tanpa menghasilkan molekul ATP. Akhirnya malat diubah menjadi oksaloasetat yang dikatalisis oleh enzim malat dehidrogenase dengan Ko-DH-ase NAD+, dan produk NADH mema- suki RP sehingga dihasilkan 3 molekul ATP. Reaksinya bersifat reversibel den oksaloasetat yang terbentuk dipakai lagi untuk mengawali siklus asam sitrat berikutnya.

Proses Percabangan Rantai Molekul Glikogen

II. ASAM AMINO

BIOSINTESIS ASAM AMINO

Asam amino adalah unit pembangun protein yang juga digunakan sebagi precursor (senyawa pemula) pada biosintesis nukleotida yang berperan dalam pemindahan informasi genetic.

Rumus umum asam amino

Ø  Pada dasarnya peptide adalah asil asam amino, karena gugus –COOH dengan gugus –NH₂ membentuk ikatan peptide

Reaksi pembentukan asam amino

A.            Manusia dapat mensintesis 10 asam amino non esensial.

§     Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat dibuat oleh tubuh, sehingga tidak harus diperoleh dari sumber makanan.

§     Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis oleh manusia sehingga harus diperoleh dari makanan.

ASAM AMINO NON ESENSIAL	ASAM AMINO ESENSIAL
Glutamat Glutamin Prolin Aspartat Asparagin Alanin Glisin Serin Sistein Tirosin	Isoleusin Leusin Lisin Metionin Fenilalanin Treonin Triptofan Valin Arginin Histidin

Biosintesis asam amino yang secara nutrisi non esensial

B.                Glutamat, glutamine, prolin mengambil bagian dalam lintas biosintetik bersama

§     Lintas biosintetik asam amino ini dimulai dari pembentukan glutamat. Glutamat dibentuk dari ammonia dengan α-ketoglutarat, senyawa antara siklus asam sitrat, reaksi ini dikatalis enzim L-glutamat dehidrogenase dan membutuhkan energi kimia ATP.

α-ketoglutarat + NH_4­ + NADPH ® glutamat + NADP⁺ + H₂O

Reaksi ini adalah reaksi umum untuk biosintesis asam amino, karena beberapa biosintesis asam amino dimulai dari α-ketoglutarat.

§     Glutamat akan membentuk glutamine melalui kerja enzim glutamine sintetase

Glutamate + NH₄ + ATP®glutamine + ADP + H⁺

§     Prolin adalah senyawa siklik yang dibentuk dari glutamate yang pada awalnya direduksi menjadi senyawa gamma-semialdehida yang kemudian mengalami penutupan dan reduksi menjadi prolin.

C.           Biosintesis alanin, aspartat dan asparagin

Asam amino non esensial alanin dan aspartat berturut-turut berasal dari piruvat dan oksaloasetat oleh transaminasi dari glutamate.

Glutamate + piruvat ® α-ketoglutarat

Glutamate + oksaloasetat® α-ketoglutarat

Untuk lintas pembentukan asparagin, terbagi 2 :

·         Pada bakhteri  : asparagin dibuat dari aspartat, melalui kerja enzim asparagin sintetase

aspartat + NH₄ + ATP ® Asparagin + ADP + H₊

·         Pada mamalia, termasuk manusia, gugus amino pada glutamine di pindahkan ke gugus  β–karboksil aspartat membentuk asparagin. Reaksi dikatalis oleh enzim asparagin sintetase.

Glutamin + aspartat + ATP +H₂O ® glutamate + asparagin +AMP

D.           Tirosin disintesis dariasam amino esensial fenilalanin

Tirosin adalah asam amino non esensial, tetapi dapat dibuat oleh hewan dari asam amino esensial fenilalanin, yang dikatalis oleh enzim fenilalanin oksigenase. Reaksi ini juga membutuhkan energi kimia NADPH.

  fenilalanin

Fenilalanin + NADPH + H+ + O2     ®      tirosin + NADP + + H2O

                                                  oksigenase

E.            Biosintesis sistein

Pada mamalia, sistein dibuat dari 2 asam amino lainnya, yaitu metionin (asam amino esensial) dan serin (asam amino non esensial)

F.                                Biosintesis serin dan glisin

Biosintesis serin dan glisin terjadi bersama-sama, diawali dengan pembentukan serin selanjutnya serin digunakan sebagai precursor biosintesis glisin

Katabolisme protein dan nitrogen asam amino

Siklus Urea

•      Mula-mula NH3 bereaksi dengan CO2 + A TP. yang dikatalisis oleh enzim karbamoil-P sintetase, membentuk karbamoil-P.

•      Selanjutnya, sebagai reaksi awal siklus urea ialah karbamoil-P berkondensasi dengan ornitin, yang dikatalisis oleh enzim transkarbamoilase, membentuk sitrulin.

•      Berikutnya, dibentuk senyawa arginosuksinat dari hasil kondensasi sitrulin dengan aspartat yang dikatalisis oleh "Condensing enzvme" dan ATP.

•      Selanjutnya, arginosuksinat yang dikatalisis oleh enzim arginosuk- sinase dipecah menjadi arginin dan tumarat.

•      Akhirnya arginin yang dikatalisis oleh enzim arginase dipecah menjadi urea dan ornitin. Selanjutnya, ornitin dipergunakan kembali untuk pembentukan urea berikutnya.

Catatan:

            Fumarat merupakan salah satu senyawa intermediate yang dijumpai di dalam siklus Krebs. Fumarat membentuk malat, selanjutnya malat membentuk oksaloasetat, dan akhirnya oksaloasetat melalui reaksi transminasi membentuk aspartat (aspartat ini yang diperlukan untuk pembentukan arginosuksinat di dalam siklus urea); jadi terdapat keterlibatan siklus Krebs dengan siklus urea.

LIPID

Adalah senyawa organic yang terdapat di alam, yang tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organic non polar, seperti eter, klorofotm atau benzene.

Komponen unit pembangun hamper semua lipid adalah asam lemak yang merupakan senyawa karboksilat berantai karbon panjang ( jumlah atom C adalah 4 – 24 atom karbon ).

Contoh:  Asam palmitat C₁₅H₃₁COOH

Klasifikasi lipid :

1.    Lipid sederhana

Ester asam lemak denga alcohol berupa gliserol membentuk triasilgliserol atau alcohol monohidrat yang lebih tinggi membentuk lilin.

2.    Lipid gabungan

Selain ester asam lemak dengan alcohol masih terdapat komponen lainnya seperti fosfat (fosfolipid), karbohidrat (glikolipid), sulfat (sulfolipid), amino (aminolipid), protein (lipoprotein).

3.    Produk lipid

komponen produk hidrolisis kedua golongan lipid tersebut di atas

Reaksi pembentukan triasil-gliserol

Pembagian asam lemak:

1. Asam lemak jenuh : asam lemak yang rantai karbonnya hanya mengandung ikatan tunggal. ( C_nH_2n + COOH )
2. Asam lemak tidak jenuh : asam lemak yang rantai karbonnya mengandung 1 atau lebih ikatan rangkap dua ( C_nH_2n-1 COOH, C_nH_2n-3 COOH )
• Asam lemak jenuh dengan jumlah atom C 12 – 24 berbentuk padat. Sedangkan asam lemak tidak jenuh berbentuk cair pada suhu ruang.
• Asam lemak tidak jenuh yang mempunyai ikatan ganda sebanyak 2 buah atau lebih, seperti asam linoleat, asam linolenat dan asam arakhidonat, disebut asam lemak tak jenuh banyak ( Poly Unsaturated Fatty Acid )

Contoh beberapa asam lemak di alam

Asam lemak jenuh

No	Nama asam lemak	Jumlah atom C	Struktur	Sumber
1 2 3	Asam butirat Asam palmitat Asam stearat	4 16 18	CH3(CH2)2CO2H CH3(CH2)14CO2H CH3(CH2)16CO2H	Lemak susu Lemak hewani/nabati Lemak hewani/nabati

Asam lemak tidak jenuh

NO	Nama asam lemak	Jumlah atom C	Struktur	Sumber
1 2 3	Asam oleat Asam linoleat Asam arakhidonat	18 18 20	CH3(CH2)7CH=CH (CH2)7CO2H CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2CO2H	L hewani/nabati Minyak nabati Minyak nabati

Jenis-jenis lipid

1.            Trigliserida (triasilgliserol)

Adalah lipid yang paling sederhana dan paling umum terdapat pada tumbuhan dan hewan yang seringkali dinamakan lemak netral.

Triasilgliserol/trigiserida : ester dari gliserol (1,2,3-propanatriol) dengan 3 molekul asam lemak.

2.            Lemak dan minyak

Lemak dan minyak adalah suatu lipid netral (trigliserida) yang berbeda pada bentuk/konsistensinya pada suhu ruang.

Lemak       trigliserida yang berbentuk padat pada suhu ruang, karena banyak mengandung asam lemak jenuh bertitik leleh tinggi.

Minyak      trigliserida yang berbentuk cair pada suhu ruang, karena banyak mengandung asam lemak tidak jenuh yang bertitik leleh rendah.

Trigliserida hewan umumnya berupa lemak (padat) sehingga sering terdengar ungkapan lemak hewani (lemak sapi, lemak babi)Trigliserida tumbuhan umumnya berupa minyak (cair), sehingga sering dikenal ungkapan minyak nabati (minyak jagung, minyak kelapa)

3.            Sabun dan deterjen

Sabun adalah garam alkali (natrium/kalium) dari asam lemak.

Sabun dibuat dari reaksi penyabunan (saponifikasi) antara trigliserida dengan basa KOH atau NaOH.

Sabun yang terbentuk dari reaksi saponifikasi, dipisahkan dan dibersihkan sari sisa basa dan gliserol, kemudian diberi warna, parfum dan dicetak, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai sabun mandi.

Sedangkan gliserol dapat digunakan sebagai pelembab pada industri kosmetika.

Sabun mempunyai sifat sebagai emulgator, maka sabun untuk keperluan rumah tangga, membersihkan dengan cara mengemulsi kotoran berminyak, sehingga dapat dibuang dengan pembilasan.

4.            Fosfolipid

Fosfolipid adalah lipid yang mengandung gugus ester fosfat.

5.            Steroid

Steroid adalah senyawa yang mengandung system cincin siklopentana perhidrofenantren

Beberapa steroid yang penting:

a.    Kolesterol

b.    Kortison

c.    Kortisol (hidrokortison)

Kortisol dan kortison adalah hormone steroid yang berperan membantu proses metabolisme protein, karbohidrat dan lemakdalam tubuh.

d.    Prednison (steroid sintetik)

DEGRADASI ASAM LEMAK

Asam lemak yang masih dalam bentuk triasilgliserol diubah menjadi asam lemak bebas oleh kerja enzim lipase menghasilkan asam lemak.

Asam lemak  (triasilgliserol) memegang peranan penting dalam menghasilkan energi, yaitu 9 kkal/g

Degradasi asam lemak terjadi di mitokondria melalui 2 tahap reaksi :

1.            asam lemak mengalami pelepasan 2 karbon berturut-turut mulai dari ujung karboksil asam lemak. 2 karbon yang di lepaskan ini akan membentuk 1 molekul asetil Ko-A melalui reaksi enzimatik.

2.            asetil Ko-A yang dihasilkan masuk ke siklus asam sitrat dan mengalami transport electron dan fosforilasi oksidatif menghasilkan CO₂, H₂O dan sejumlah ATP.

BIOSINTESIS LIPID

Biosintesis lipid (triasilgliserol) adalah proses metabolic yang aktif. Jika karbohidrat dikonsumsi dalam jumlah melebihi kemampuannya untuk menyimpan glikogen, maka karbohidrat akan diubah menjadi triasilgliserol yang dapat disimpan dalam rongga perut atau di bawah kulit.

Pada biosintesis triasilgliserol, pertama-tama akan disintesis adalah asam lemak yang merupakan unit pembangun utama triasilgliserol.

lemak bukanlah merupakan reaksi kebalikan yang satu dari yang lainnya, melainkan mempunyai jalur sendiri.

Pembentukan asam lemak di mitokondria, hanya merupakan perpanjangan rantai dari molekul asam lemak yang sudah ada, sedangkan pembentukan asam lemak yang berasal dari molekul asetil-SKoA dijumpai di dalam ekstra mitokondria.

Pada proses degradasi asam lemak akan terjadi kehilangan 2 uinit karbon berturut-turut sebagai aseti-KoA. Namun biosintesis asam lemak tidak berlangsung oleh reaksi kebalikan yang menggabungkan 2 unit karbon (asetil-KoA), menjadi asam lemak, ternyata biosintesis asam lemak terjadi melalui lintas yang dikatalis enzim yang berbeda.

Transpor lipid

dalam darah lemak dibawa dalam 3 bentuk :

      Kilomikron

      Partikel lipoprotein yang sangat kecil

      Asam lemak yang terikat dalam albulin

Kilomikron

Menyebabkan darah tampak keruh, dan akan jernih apabila darah mengalir melalui organ atau jaringan, karena hidrolisis lemak oleh enzim lipoprotein lipase.

Enzim ini terdapat pada sebagian besar jaringan, dalam jumlah banyak pada jaringan adiposa dan otot jantung.

Sebagian besar lemak yang diabsorbsi di bawa ke hati dan diubah menjadi fosfolipid yang kemudian dibawa ke organ tubuh.

Metabolisme kolesterol

      Jaringan yang mensintesis kolesterol adalah hati, korteks adrenal, usus, testes, kulit, aorta. Terjadi di bagian sitosol dan mikrosom sel jaringan

      Hanya disintesis dalam tubuh manusia dan hewan.

      Sistem ekskresi kolesterol melalui:

            1.         Empedu sebagai asam empedu yang dikeluarkan melaui lumen usus

            2.         Empedu sebagai sterol netral yang dikeluarkan ke lumen usus

Metabolisme kolesterol

•          Sintesis kolestrol dibagi dalam 2 tahap:

1.    Senyawa intermediate mevalonat, dilanjutkan ke:

2.    Senyawa intermediate lanosterol (senyawa sterol yang dibentuk pertama) kemudian menghasil kan kolesterol

•          Kecepatan pembentukan kolesterol dipengaruhi oleh konsentrasi kolesterol tubuh.

Apabila dalam tubuh terdapat kolesterol dalam jumlah yang cukup, maka reaksi pembentukannya akan dihambat. Pada saat berpuasa, kecepatan pembentukan meningkat

•          Lipid dalam tubuh mempunyai fungsi untuk mencegah terjadinya kehilangan panas dari tubuh

•          Makin banyak lemak, makin baik fungsinya mempertahankan panas dalam tubuh

•          Pada proses oksidasi 1 gram lemak dihasilkan 9 kkal, sedangkan 1 gram karbohidrat maupun protein hanya menghasilkan 4 kkal.

•          Kadar air yang dikandung kecil, sehingga lebih tahan lama disimpan

Tugas

1. Jelaskan tentang metabolisme
2. Jelaskan tentang proses katabolisme
3. Jelaskan tentang proses anabolisme
4. Tuliskan reaksi fotosintesis
5. Gambarkan struktur dari D-gliseraldehid dan L-gliseraldehid
6. Gambarkan struktur dari D-glukosa (C₆H₁₂O₆)
7. Jelaskan beda glukosa dan fruktosa
8. Gambarkan struktur gliseraldehid (aldotriosa) dan dihidroksiaseton (ketotriosa)
9. Jelaskan reaksi pembentukan maltosa dari pati
10. Apa hubungan selobiosa dengan selulosa
11. Tuliskan gula yang termasuk disakarida
12. Jelaskan tentang amilosa dan amilopektin dan apa beda dengan glikogen
13. Gambarkan skema singkat biosintetik karbohidrat dari berbagai precursor
14. Tuliskan senyawa antara siklus asam sitrat dan akan terubah menjadi apa setelah melalui siklus asam sitrat
15. Apa yang dimaksud dengan asam amino glukogenik, sertakan contohnya
16. Gambarkan lintas katabolic piruvat
17. Apa yang dimaksud dengan glikolisis
18. Dimana terjadinya metabolisme glikogen
19. Gambarkan struktur asam amino
20. Gambarkan proses pembentukan asam amino (ikatan peptide)
21. Tuliskan jenis-jenis asam amino (esensial dan non esensial) dan apa beda keduanya
22. Apa yang dihasilkan siklus urea, dan dimana terjadi siklus urea serta jelaskan dengan ringkas proses terjadinya silus urea.
23. Jelaskan dengan ringkas biosintesis asam amino non esensial
24. Apa beda sifat asam amino dengan komponen penyusunnya ( asam karboksilat dengan amina)
25. Tuliskan sumber asam amino dalam darah