KATA PENGANTAR
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas segala Segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat- NYA,yang mana telah memberikan kesehatan dan kesempatan
NYA,yang mana telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada kami ,sehinggakepada kami ,sehingga kami dapat menyelesaikan makalah Biokimia ini dengan judul “BETA OKSIDASI kami dapat menyelesaikan makalah Biokimia ini dengan judul “BETA OKSIDASI ASAM LEMA
ASAM LEMAK JENUH” ini dengan K JENUH” ini dengan baik. Adapbaik. Adapun penyusuun penyusunan makalanan makalah ini h ini untuuntuk k memenuhi tugas dari Ibu
memenuhi tugas dari Ibu Dra.Dwi Wiwik ERnawati, Dra.Dwi Wiwik ERnawati, M.Kes. Kami M.Kes. Kami menyadari bahwamenyadari bahwa dalam makalah ini masih sangat banyak kekurangan yang dikarenakan keterbatasan dalam makalah ini masih sangat banyak kekurangan yang dikarenakan keterbatasan ilmu dan kemampuan yang kami miliki, Oleh sebab dari itu, kami mengharapkan ilmu dan kemampuan yang kami miliki, Oleh sebab dari itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang
kritik dan saran yang membangun untumembangun untuk tercapainya kesempurnaan dari k tercapainya kesempurnaan dari makalah ini.makalah ini. Sem
Semoga dengoga dengan adanyan adanya a makmakalaalah h ini dapaini dapat t memmember ilmu pengber ilmu pengetaetahuahuan n maumaupupunn wawasan bagi para pembacanya, khususnya mahasiswa prodi kimia dan mahasiswa wawasan bagi para pembacanya, khususnya mahasiswa prodi kimia dan mahasiswa jurusan
jurusan PMIPA PMIPA pada umumnya.pada umumnya.
Jambi,
Jambi, Mei Mei 20112011
Penulis Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... 1 DAFTAR ISI... 2 BAB I. PENDAHULUAN... 3 1.1 Latar Belakang... 3 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan... 3BAB II. PEMBAHASAN... 4
2.1 Pengertian lipid... 4
2.2Metabolisme lipid... 6
2.3 Beta oksidasi asam lemak jenuh... 7
2.4 Perhitungan ATP... 10
BAB III. PENUTUP... 14
3.1 Kesimpulan... 14
3.2 Saran... 14
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangLipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi dapat larut dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena, kloroform. Dalam tubuh manusia lipid berfungsi sebagai komponen struktur membrane sel, sebagai bentuk penyimpanan energy, sebagai bahan bakar metabolik dan sebagai agen pengemulsi.
Katabolisme asam lemak terjadi di dalam mitokondria melalui proses yang dikenal sebagai Oksidasi-β. Dalam proses ini fragmen dua-karbon berturut-turut dikeluarkan dari asam lemak dalam bentuk asetil KoA.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam makalah ini adalah: 1. Apa pengertian lipid?
2. Bagaimana proses metabolisme lipid?
3. Apa yang dimaksud beta oksidasi asam lemak jenuh? 4. Bagaimana perhitungan hasil akhir oksidasi beta?
1.3 Batasan Masalah
Pembahasan metabolisme lipid mempunyai cakupan yang sangat luas. Karena keterbatasan penulis, maka batasan masalah dalam makalah ini adalah merujuk pada rumusan masalah di atas.
1.4 Tujuan
Setelah mempelajari makalah ini dapat mengetahui dan menjelaskan mengenai: 1. Proses metabolism lipid
2. Beta oksidasi asam lemak jenuh 3. Perhitungan hasil akhir oksidasi beta
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian LipidLipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi dapat larut dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena, kloroform.
Ada beberapa fungsi lipid diantaranya:
a. Sebagai komponen struktural membran sel b. Sebagai cadangan energi
c. Sebagai bahan bakar metabolik d. Sebagai hormone dan vitamin
Beberapa jenis lipid, yaitu:
1) Asam lemak
asam lemak merupakan asam monokarboksilat rantai panjang dengan rumus umum: CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1 – COOH
ada dua jenis asam lemak, yaitu: a) asam lemak jenuh
asam lemak ini tidak memiliki ikatan
rangkap H H H H
C – C – C C
-H -H -H -H
b) asam lemak tak jenuh
asam lemak ini memiliki satu atau lebih ikatan rangkap
H H H H H H H H H H H - C – C = C – C - C – C = C – C – C = C – C
-H H H H H
asam monoenoat asam polienoat
2) Asil gliserol (gliserida)
Gliserida merupakan ester asam lemak dan gliserol, fungsi dasar dari gliserida adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau minyak).
3) Fosfogliserida (fosfolipid)
Lipid yang mengandung asam fosfat diesterkan pada gugus C3-hidroksil disebut fosfigluiserida.
4) Derivat asam lemak (ester kolesterol)
Bagian asam lemak biasanya merupakan jenis berantai panjang dan sering tak jenuh. Ester kolesterol merupakan bentuk penyimpanan dan pengangkutan dari
kolesterol.
Ester kolesterol terbentuk dalam tetesan lipid intrasel dan dalam lipoprotein plasma.
5) Terpen
Merupakan atom polimer dari unit isoprene atom lima karbon. Dalam terpen termasuk vitamin A, E dan K dan dolikol, poliprenol yang mengandung banyak unit-unit isoprene.
2.2 Metabolisme Lipid
Lipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid netral, yaitu trigliserid (ester antara gliserol dengan 3 asam lemak). Secara ringkas, hasil dari pencernaan lipid adalah asam lemak dan gliserol, selain itu ada juga yang masih berupa monogliserid. Sebagian besar asam lemak dan monogliserida tidak larut dalam air, oleh karena itu diangkut dan dilepaskan dalam sel epitel usus, Di dalam sel ini asam lemak dan monogliserida segera dibentuk menjadi trigliserida (lipid) dan berkumpul berbentuk gelembung yang disebut kilomikron. Kilomikron ini kemudian ditransportasikan menuju hati dan jaringan adiposa. Di dalam sel-sel hati dan jaringan adiposa, kilomikron segera dipecah menjadi asam-asam lemak dan gliserol. Selanjutnya asam-asam lemak dan gliserol tersebut, dibentuk kembali menjadi simpanan trigliserida.
Secara ringkas, hasil akhir dari pemecahan lipid dari makanan adalah asam lemak dan gliserol. Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika sewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi. Proses oksidasi asam lemak inilah yang dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA.
2.3 Beta Oksidasi Asam lemak Jenuh
Asam lemak jenuh adalah asam lemak yang tidak mengandung ikatan rangkap dalam strukturnya. Karena hampir semua asam lemak dari jaringan hewan memiliki jumlah atom karbon genap, telah lama dipikirkan bahwa asam lemak disintesa dan
didegradasi oleh penambahan atau pengurangan potongan-potongan dua karbon.
Misalkan, oksidasi asam palmitat yang mempunyai 16 atom karbon akan menghasilkan 8 unit asetil KoA tetapi hanya memerlukan 7 siklus oksidasi Beta. Satu urutan oksidasi beta menghasilkan 1 mol asetil KoA dan memberi 5 mol ATP kepada sel. Tiap mol asetil KoA, bila dioksidasi dalam siklus Krebs menjadi CO2 dan H2O,
memberi tambahan ikatan fosfat energi tinggi kepada sel yang ekivalen dengan 12 mol ATP.
Tahap pengaktifan asam lemak yaitu
Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang. Asam lemak rantai panjang ini tidak bisa langsung masuk kedalam mitokondria sehingga harus diaktifkan dulu agar dapat masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan senyawa karnitin. Berikut adalah mekanisme transportasi asam lemak trans
Mekanisme transportasi asam lemak trans membran mitokondria melalui mekanisme pengangkutan karnitin
Langkah-langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai berikut:
1. Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisir oleh enzim tiokinase.
2. Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim karnitin palmitoil transferase I yang terdapat pada membran eksterna mitokondria menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asil karnitin, barulah senyawa tersebut bisa menembus membran interna mitokondria.
3. Pada membran interna mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin translokase yang bertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan karnitin keluar.
4. Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan KoA dengan dikatalisir oleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada di membran interna mitokondria menjadi Asil Koa dan karnitin dibebaskan.
Membran mitokondria interna
Karnitin palmitoil transferase II Karnitin Asil karnitin translokase KoA Karnitin
Asil karnitin Asil-KoA
Asil karnitin
Beta oksidasi
Membran mitokondria eksterna
ATP + KoA AMP + PPi
FFA Asil-KoA Asil-KoA sintetase (Tiokinase) Karnitin palmitoil transferase I Asil-KoA KoA
5. Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk dalam proses oksidasi beta.
Setelah itu asam lemak masuk dalam oksidasi beta.
Oksidasi asam lemak
Bagian pertama oksidasi asam lemak jenuh memiliki empat tahap, yakni: Tahap dehidrogenasi pertama
Setelah ester asil lemak KoA jenuh masuk ke dalam matriks, molekul itu mengalami dehidrogenasi enzimatik pada atom karbon α dan β (atom karbon 2 dan 3) untuk membentuk ikatan ganda pada rantai karbon dan menghasilkan suatu trans-∆2 -enoil-KoA sebagai produk. Dalam tahap yang dikatalisa oleh dehidrogenase asil-KoA, yaitu enzim yang mengandung FAD sebagai gugus prostetik
Asil lemak-S-KoA + E-FAD → trans-∆2 -enoil-S-KoA + E-FADH2
Tahap hidrasi
Pada tahap kedua dari siklus oksidasi asam lemak, air ditambahkan pada ikatan ganda trans-∆2 -enoil-KoA untuk membentuk l stereoisomer β-hidroksiasil-KoA yang ditunjukkan oleh 3-β-hidroksiasil-KoA yang dikatalisis oleh enoil-KoA hidratase.
trans-∆2 -enoil-S-KoA + H2O ↔ L-3-hidroksiasil-S-KoA
Tahap dehidrogenase kedua
Pada tahap ketiga siklus oksidasi asam lemak ini L-3-hidroksiasil-S-KoA didehidrogenasi membentuk 3-ketosil-KoA oleh kerja 3-hidroksiasil-KoA dehidrogenase dan NAD+sebagai penerima electron spesifik.
L-3-hidroksiasil-S-KoA + NAD+ ↔ 3-ketosil-S-KoA + NADH + H+
Tahap keempat dan terakhir dari siklus oksidasi asam lemak jenuh dikatalisis oleh asetil-KoA asetiltransferase (tiolase) yang melangsungkan reaksi 3-ketoasil-KoA dengan molekul dari 3-ketoasil-KoA-SH bebas untuk membebaskan potongan 2 karbon karboksil terminal dari asam lemak asalnya, sebagai asetil-KoA, dan produk sisanya, yaitu ester KoA dari asam lemak semula yang sekarang diperkecil dengan dua atom karbon.
3-ketosil-S-KoA + KoA-SH ↔ asil lemak –s KoA yang diperpendek + asetil-s-KoA
Bagian kedua asam lemak jenuh
Asetil-KoA yang dihasilkan oleh babak pertama oksidasi beta ini selanjutnya akan masuk siklus asam sitrat.
Asetil KoA dioksidasi melalui siklus asam sitrat atau siklus krebs
Reaksi-reaksi dalam siklus asam sitrat:
1) Sitrat sintase , mengkatalis kondensasi asetil KoA dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat.
2) Akonitase , mengkatalis perubahan asam sitrat menjadi isositrat secara reversibel.
3) Isositrat hidrogenase , mendekarboksilasi isositrat menjadi alfa-ketoglutarat secara oksidatif. Dalam proses ini NAD+ doreduksi menjadi
4) Alfa-ketoglutarat dehidrogenase , menghasilkan suksinil KoA dan KoA. NAD+ yang lain pun direduksi menjadi NADH dan CO2dilepaskan. 5) Suksinil KoA sintesa, mengubah suksinil KoA menjadi suksinat.
6) Suksinat dehidrogenase , mengoksidasi suksinat menjadi fumarat. Enzim ini memindahkan dua atom H ke FAD untuk membentuk FADH2.
7) Fumarat hidratase , menghidrasi fumarat menjadi malat.
8) Malat dehidrogenase , membentuk oksaloasetat dan satu lagi dari malat. Tahap terakhir ini menyempurnakan siklus asam sitrat.
2.4 Perhitungan ATP
Babak pertama Oksidasi Asam Lemak Menghasilkan Asetil- KoA dan ATP
Satu molekul asetil-KoA dan dua pasang atom hidrogen dipindahkan dari asil lemak-KoA berantai panjang yang masuk ke tahap ini, sehingga rantainya diperpendek denagn 2 atom karbon. Persamaan bagi satu tahap, dimulai dengan ester KoA asam palmitat (16 atom ) adalah
Palmitoil-S-KoA + KoA-SH + FAD + NAD++ H2O
Meristoil-S-KoA + asetil-A-KoA + FADH2+ NADH + H+ Setelah pemindahan satu unit asetil-KoA dari palmitoil-KoA, kita berhadapan dengan ester KoA asam lemak yang telah diperpendek, yaitu asam miristat 14 karbon. Miristoil KoA ini sekarang dapat masuk ke dalam siklus oksidasi asam lemak dan mengalami rangkaian empat reaksi selanjutnya, yang sama dengan rangkaian pertama, menghasilkan molekul asetil-KoA kedua dan lauril-KoA, yaitu ester KoA dari asam lemak homolog 12-karbon, asam laurat.
Bersama-samaa, ketujuh lintasan yang melalui siklus Oksidasi asam lemak diperlukan untuk mengoksidasi satu molekul palmitoil-KoA untuk menghasilkan delapan molekul asetil-KoA:
Palmitoil-S-KoA + 7KoA-SH + 7FAD + 7NAD++ 7H2O
Setiap molekul FADH2 yang terbentuk selama oksidasi asam lemak memberikan sepasang elektron ke ubikuinon pada rantai respirasi, dan ada dua molekul ATP yang dihasilkan dari ADP dan fosfat selama terjadinya transport pasangan elektron ke oksigen dan fosforilasi oksidatif yang berkaitan dengan itu.
Serupa dengan hal tersebut, setiap molekul NADH yang terbentuk memindahkan sepasang elektron ke NADH dehidrogenase mitokondria, transport selanjutnya dari setiap pasang elektron menuju oksigen mengakibatkan pembentukan tiga molekul ATP dari ADP dan fosfat.
Jadi, lima molekul ATP dibentuk per molekul asetil-KoA yang dipindahkan pada setiap lintas yang melalui rangkaian ini, yang terjadi pada jaringan hewan, seperti hati atau jantung. Oleh karena itu, kita dapat menuliskan persamaan keseluruhan bagi oksidasi palmitoil-KoA menjadi delapan molekul asetil-KoA, termasuk
transport elektron dan fosforilasi oksidatif:
Palmitoil-S-KoA + 7KoA-SH + 7O2 + 35Pi+ 35ADP
8asetil-S-KoA + 35ATP + 42H2O (a)
Inilah persamaan keseluruhan bagi babak pertama oksidasi asam lemak.
Babak Kedua Oksidasi Asam Lemak, Asetil-KoA
Dioksidasi melalui Siklus Asam Sitrat
Asetil KoA yang dihasilkan dari oksidasi asam lemak tidak berbeda dengan asetil-KoA yang dibentuk dari piruvat. Gugus asetilnya, pada akhirnya akan dioksidasi menjadi CO2 dan H2O oleh lintas yang sama, yakni siklus asam sitrat.persamaan
berikut ini menggambarkan neraca keseimbangan babak kedua di dalam oksidasi asam lemak, yaitu oksidasi kedelapan molekul asetil-KoA yang dibentuk dari palmitoil-KoA, dengan fosforilasi yang terjadi bersamaan dengan itu:
8asetil-S-KoA + 16O2+ 96Pi + 96 ADP
Dengan menggabungkan persamaan (a) dan (b) bagi babak pertama dan kedua oksidasi asam lemak, kita memperoleh persamaan keseluruhan bagi oksidasi sempurna palmitoil-KoA menjadi karbon dioksida dan air.
Palmitoil-S-KoA + 23O2+ 131Pi + 131ADP
KoA-SH + 131ATP + 16CO2+ 146H2O (c)
Atau dengan cara lain, dapat dirincikan sebagai berikut: Asam palmitat yang mempunyai 16 atom karbon (C16H32O2), setelah diaktivasi dan ditransfer oleh
karnitin maka akan masuk ke mitokondria dan selanjutnya mengalami beta-oksidasi asam lemak dan masuk ke siklus krebs.
1. Palmitoil KoA akan membentuk asetil KoA dengan 7 kali beta-oksidasi, yaitu menghasilkan 7 FADH2 dan 7 NADH yang masing-masing setara
dengan 2 ATP dan 3 ATP. Jadi, dalam beta oksidasi asam lemka jenuh asam palmitat dihasilkan 35 ATP.
2. selanjutnya asetil KoA yang dihasilkan dari beta-oksidasi ini akan masuk ke dalam siklus asam sitrat atau siklus krebs. Dimana dalam satu kali siklus asam sitrat ini, digunakan 1 mol asetil KoA yang didapat dari hasil beta-oksidasi. Asetil KoA masuk ke siklus asam sitrat atau siklus krebs, terbentuk 3 NADH yang setara denagn 9 ATP, 1 FADH2 yang setara
dengan 2 ATP dan 1 GTP yang setara denagn 1 ATP. Jadi, 1 mol asetil KoA menghasilkan 12 ATP. Oleh karena aktivasi asam palmitat menghasilkan 8 asetil KoA maka perhitungannya menjadi:
dalam 8 mol asetil KoA,
NADH = 3 x 8 = 24 mol, maka 24 x 3 = 72 ATP FADH2= 1 X 8 = 8 mol, maka 8 x 2 = 16 ATP
GTP = 1 x 8 = 8 mol, maka 8 x 1 = 8 ATP Jadi, (72 ATP + 16 ATP + 8 ATP) = 96 ATP
3. jumlah ATP yang dihasilkan dalam oksidasi asam palmitat adalah ATP yang dihasilkan dari beta-oksidasi + ATP yang dihasilkan dari siklus asam sitrat atau siklus krebs = 131 ATP.
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air tetapi dapat larut dalam pelarut organik non-polar seperti eter, benzena, kloroform.
Beta oksidasi asam lemak jenuh adalah Proses oksidasi asam lemak jenuh dan menghasilkan asetil KoA.
Jumlah ATP yang dihasilkan dalam oksidasi asam palmitat adalah ATP yang dihasilkan dari beta-oksidasi + ATP yang dihasilkan dari siklus asam sitrat atau siklus krebs = 131 ATP.
3.2. Saran
Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Apabila ada kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini agar kedepannya lebih baik lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Lehninger, L. Albert.
Dasar-Dasar Biokimia Jilid 2
. Jakarta: Erlangga.
Montgomery, Rex. Dkk.
Biokimia Jilid 2 Edisi keempat
. Yogyakarta:
Universitas Gadjah Mada.
http://ginaangraeni10.wordpress.com/2010/05/23/beta-oksidasi-asam-lemak-jenuh http://id.shvoong.com/exact-sciences/biokimia/1870394-oksidasi-asam-lemak-jenuh/
http://www.biology.arizona.edu\biochemistry, 2003, The Biology
