The Kingdom of Mr. 149: BIOSINTESIS LIPID

BIOSINTESIS LIPID

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayahnya kepada penulis sehingga makalah yanfg berjudul “ biosintesa lipid” ini dapat diselesaikan sesuai rencana.

Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah kimia dasar. Makalah ini menggambarkan tentang proses metabolisme dan organel yang terlibat di dalamnya.

Dalam menyelesaikan makalah ini penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1) Bapak Mujianto ,MP. Yang telah memberikan bimbingan penulisan makalah ini, dan

2) Semua pihak yang telah membantu penulis.

Penulis menyadari bahwa makalah ini belumlah sempurna. Untuk itu, kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan untuk perbaikan makalah selanjutnya. Atas saran dan kritiknya penulis ucapkan terima kasih.

Malang, 12 Januari 2011

Penulis,

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Lemak atau lipid merupakan salah satu zat makronutrien yang dibutuhkan oleh tubuh. Dalam tubuh, lemak berfungsi sebagai penyusun membran sel, pelarut beberapa macam vitamin, pengisi jaringan adiposa, bahan baku dalam pembuatan hormon, serta penyumbang energi terbesar, yaitu 9,3kkal setiap gramnya.

Lemak yang dikonsumsi manusia, berdasarkan sumbernya dibedakan menjadi lemak hewani dan lemak nabati. Pada umumnya lemak hewani terdiri dari asam lemak jenuh sedangkan lemak nabati terdiri dari asam lemak tak jenuh. Wa;laupun Asam lemak tak jenuh lebih mudah mengalami oksidasi dibandingkan asam lemak jenuh, namun asam lemak tak jenuh lebih menyehatkan untuk tubuh dikarenakan disimpan dalam beentuk kolesterol baik(LDL). Sedangkan asam lemak jenuh akan disimpan dalam bentuk HDL
(kolesterol jahat) yang bila terdapat berlebihan dalam darah dapat menyebabkan hipertensi, aterosklerosis, arteriosklerosis maupun serangan jantung.

Makanan yang mengandung lemak akan dicerna oleh tubuh and dirombak menjadi asam leamk dan gliserol. Selanjutnya, kelebihan asam lemak yang tidak digunakan oleh tubuh akan disintesis kembali menjadi lemak dan dijadikan sebagai cadangan energi. Namun, sintesis lemak dapat pula dibentuk dari glukosa maupun asam amino.

Oleh karena itu dalam makalah ini, penulis mencoba memberi penjelasan kepada pembaca tentang bagaimana menyintesis lemak pada tumbuhan maupun hewan(manusia) baik yang berasal dari asam lemak, glukosa maupun asam amino.

1.2 Rumusan Masalah

Apakah yang dimaksud dengan asam lemak?
Bagaimana proses sintesis asam lemak pada tumbuhan?
Bagaiman proses sintesis lemak pada manusia?

1.3 Tujuan

Mengetahui jalannya sintesis asam lemak pada tumbuhan.
Mengetahui jalannya sintesis lemak pada manusia.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Asam Lemak

Asam lemak adalah adalah senyawa alifatik dengan gugus karboksil. Bersama-sama dengan gliserol, merupakan penyusun utama minyak nabati atau lemak dan merupakan bahan baku untuk semua lipida pada makhluk hidup. Berdasarkan jenis ikatannya, asam lemak dibedakan menjadia asam lemak jenuh (saturated fatty acid, ikatannya tunggal) dan asam lemak tidak jenuh (unsaturated fatty aacid, terdapat atom C yang berikatan ganda). Asam lemak jenuh bersifat lebih stabil (tidak mudah bereaksi) daripada asam lemak tak jenuh. Ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh mudah bereaksi dengan oksigen (mudah teroksidasi) sehingga mudah mengalami kerusakan. Namun, Asam lemak tak jenuh dianggap bernilai gizi lebih baik karena lebih reaktif dan merupakan antioksidan di dalam tubuh.

Posisi ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh juga menentukan daya reaksinya. Semakin dekat dengan ujung, ikatan ganda semakin mudah bereaksi. Karena itu, asam lemak Omega-3 dan Omega-6 (asam lemak esensial) lebih bernilai gizi dibandingkan dengan asam lemak lainnya. Beberapa minyak nabati (misalnya α-linolenat) dan minyak ikan laut banyak mengandung asam lemak esensial (lihat macam-macam asam lemak)(anonymous, 2010).

2.2 Biosintesis Lemak Pada Tumbuhan

Pada tumbuhan hijau, asam lemak diproduksi di kloroplas. Biosintesis asam lemak pada tumbuhan merupakan cabang dari daur Calvin, yang memproduksi glukosa dan asetil-KoA. Kompleks-enzim asilsintase III (KAS-III) memadukan malonil-ACP (3C) dan asetil-KoA (2C) menjadi butiril-ACP (4C) melalui empat tahap (kondensasi, reduksi, dehidrasi, reduksi) yang masing-masing memiliki enzim tersendiri.

Pemanjangan selanjutnya dilakukan secara bertahap, 2C setiap tahapnya, menggunakan malonil-KoA, oleh KAS-I atau KAS-IV. KAS-I melakukan pemanjangan hingga 16C, sementara KAS-IV hanya mencapai 10C. Mulai dari 8C, di setiap tahap pemanjangan gugus ACP dapat dilepas oleh enzim tioesterase untuk menghasilkan asam lemak jenuh bebas dan ACP. Asam lemak bebas ini kemudian dikeluarkan dari kloroplas untuk diproses lebih lanjut di sitoplasma, yang dapat berupa pembentukan ikatan ganda atau esterifikasi dengan gliserol menjadi trigliserida (minyak atau lemak).

Pemanjangan lebih lanjut hanya terjadi bila terdapat KAS-II di kloroplas, yang memanjangkan palmitil-ACP (16C) menjadi stearil-ACP (18C). Enzim Δ9-desaturase kemudian membentuk ikatan ganda, menghasilkan oleil-ACP. Enzim tioesterase lalu melepas gugus ACP dari oleat. Selanjutnya, oleat keluar dari kloroplas untuk mengalami perpanjangan lebih lanjut.

Proses esterifikasi (pengikatan menjadi lipida) umumnya terjadi pada sitoplasma, dan minyak (atau lemak) disimpan pada oleosom. Banyak spesies tanaman menyimpan lemak pada bijinya (biasanya pada bagian kotiledon) yang ditransfer dari daun dan organ berkloroplas lain. Beberapa tanaman penghasil lemak terpenting adalah kedelai, kapas, kacang tanah, jarak, raps/kanola, kelapa, kelapa sawit, jagung dan zaitun.

Proses biokimia sintesis asam lemak pada hewan dan tumbuhan relatif sama. Namun bedanya, tumbuhan mampu membuat sendiri kebutuhan asam lemaknya, sedangkan hewan kadang kala tidak mampu memproduksi atau mencukupi kebutuhan asam lemak tertentu, sehingga harus dipoasok dari luar. Asam lemak yang harus dipasok dari luar ini dikenal sebagai asam lemak esensial karena hewan tidak memiliki enzim untuk menghasilkannya(anonymous, 2010).

2.3 Sintesis Lemak Dalam Tubuh Manusia

Lemak yang telah dikonsumsi oleh tubuh baik lemak hewani maupun nabati akan dirombak oleh enzim lipase di usus halus menjadi asam lemak dan gliserol. Selanjutnya zat-zat ini akan diserap di usus halus. zat-zat yang lebih sederhana sehingga bisa diserap oleh vili(jonjot/tonjola dalam usus halus). Setelah diserap oleh usus, lemak-lemak tersebut akan diangkut oleh saluran kelenjar getah bening yang pada akhirnya akan sampai di hati/hepar. Disini, lemak-lemak tersebut akan disintesis menjadi lemak "siap pakai" yang akan diedarkan ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah. Lemak tersebut ada yang disimpoan dalam bentuk HDL maupun LDL tergantung pada jenis asam lemak yang dikonsumsi oleh orang tersebut. Nantinya HDL maupun LDL ini dipakai untuk membentuk jaringan adiposa, dan jaringan lain sebagai cadangan energi. Adapun proses sintesis lemak dalam tubuh adalah sebagai berikut (anonymous, 2010).

Sintesis lemak dalam sel terjadi di organel reticulum endoplasma(RE) halus. Sintesis lemak merupakan reaksi anabolisme(Kristiyono, 2008). Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein karena dalam metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Lemak disintesis dari protein dan karbohidrat melalui asetil ko-enzim A. dalam tubuh, ketiga macam senyawa tersebut dapat saling mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut. Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.

Metabolisme gliserol memiliki cara sama dengan metabolisme karbohidrat, yaitu melalui jalan piruvat. Untuk mensintesis lemak atau asam lemak diperlukan suatu ko-enzim A yang berfungsi memutuskan atau memecahkan dua bagian atom C (karbon)nya untuk membentuk asetil Ko-A. Karena pemutusan rantai karbonnya terjadi pada karbon (C) kedua pada mata rantai asam lemak, maka reaksinya dinamakan beta oksidasi. Beta oksidasi adalah suatu proses yang berlangsung secara berulang-ulang sehingga semua atom karbon (C) pada rantai lemak berubah menjadi asetil Ko-A. Asetil Ko-A juga dapat diubah kembali menjadi asam lemak sehingga reaksi beta oksidasi disebut pula sebagai reaksi reversible (yang dapat di balik). Asam piruvat sebagai hasil akhir metabolisme gliserol, dan asetil Ko-A bersama-sama akhirnya memasuki siklus asam trikarboksilat yang merupakan langkah terakhir dari metabolisme dalam tubuh.

Berikut ini akan proses sintesis lemak yang berasal dari karbohidrat dan protein.
Sintesis Lemak dari Karbohidrat :
Glukosa diurai menjadi piruvat ———> gliserol.
Glukosa diubah ———> gula fosfat ———> asetilKo-A ———> asam lemak.
Gliserol + asam lemak ———> lemak.

Tahap pembentukan asetil-Ko A terlebih dahulu dari senyawa asam lemak. Tahap ini dimulai dengan penempelan asam lemak dengan koenzim A (Ko-A) melalui ikatan tioester. Reaksi ini dikatalisasi oleh enzim lemak asil-Ko A sintetase (fatty acyl-CoA synthetase) dan diselesaikan dengan bantuan enzim pirofosfatase sehingga membentuk senyawa asil-Ko A.

Sintesis Lemak dari Protein:
Protein ———— enzim protease ————> Asam Amino

Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah itu memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piruvat ———> Asetil Ko-A.

Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam piruvat, selanjutnya asam piruvat ——> gliserol ——> fosfogliseroldehid Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk lemak(anonymous, 2009).

Oksigen yang diperlukan tubuh memerlukan oksigen lebih banyak dalam proses oksidasi lemak untuk menghasilkan energi dibandingkan dengan proses oksidasi karbohidrat. Hal ini dimungkinkan karena perbandingan C : H : O molekul lemak jauh lebih besar dibandingkan dengan molekul karbohidrat. Misalnya, perbandingan C : H : O pada molekul tristearin adalah 57 : 110 : 6, sedangkan molekul glukosa juga memiliki enam atom oksigen, tetapi perbandingan C : H : O pada glukosa jauh lebih rendah, yaitu 6 : 12 : 6. Perbedaan ini mengakibatkan nilai pembakaran yang jauh berbeda. Satu gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja(anonymous, 2010).
Adapun alur pembentukan/sintesis lemak baik yang berasal dari asam lemak, glukosa maupun asam amino maupun sebaliknya hingga dapat digunakan sebagai sumber energi, dapat dilihat dalam gambar berikut.