Makalah Beta Oksidasi Asam Lemak Jenuh

KATA PENGANTAR 

Segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat NYA,yang mana telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada kami ,sehingga kami dapat menyelesaikan makalah Biokimia ini dengan judul “BETA OKSIDASI ASAM LEMAK LEMAK JENUH” ini dengan baik. Adapun Adapun penyusunan penyusunan makalah makalah ini untuk  untuk  memenuhi tugas dari Ibu Dra.Dwi Wiwik ERnawati, M.Kes. Kami menyadari bahwa dalam makalah ini masih sangat banyak kekurangan yang dikarenakan keterbatasan ilmu dan kemampuan yang kami miliki, Oleh sebab dari itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk untuk tercapainya kesempurnaan dari makalah ini. Semoga Semoga dengan dengan adanya adanya makala makalah h ini dapat dapat member member ilmu pengeta pengetahua huan n

maupu maupun n

wawasan bagi para pembacanya, khususnya mahasiswa prodi kimia dan mahasiswa  jurusan PMIPA pada umumnya.

Jambi,

Mei 2011

Penulis

1

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......................................................................................................

3

BAB 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

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................

15

2

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Lipid 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

3

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Lipid

Lipid 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-CH

H H H

 b) asam lemak tak jenuh asam lemak ini memiliki satu atau lebih ikatan rangkap H H

H

H

-C–C=C–CH

H

asam monoenoat

2)

H H

H

H

H

H H

-C–C=C–C–C=C–CH

H

H

asam polienoat

Asil gliserol (gliserida) Gliserida merupakan ester asam lemak dan gliserol, fungsi dasar dari gliserida adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau minyak).

4

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. 5

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 CO 2 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 membrane mitokondria melalui mekanisme penngangkutan karnitin.

6

ATP + KoA

AMP + PPi

FFA

Asil-KoA

Karnitin palmitoil transferase I

Asil-KoA sintetase (Tiokinase)

Membran mitokondria eksterna

Asil-KoA

KoA

Karnitin

Karnitin Asil karnitin translokase

Karnitin palmitoil transferase II

KoA Asil karnitin

Asil karnitin

Karnitin Asil-KoA

Membran mitokondria interna

Asil karnitin Beta oksidasi

 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. 7

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 βhidroksiasil-KoA yang ditunjukkan oleh 3-hidroksiasil-KoA yang dikatalisis oleh enoil-KoA hidratase.

trans-∆2 -enoil-S-KoA + H 2O ↔ 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 tiolisis

8

Tahap keempat dan terakhir dari siklus oksidasi asam lemak jenuh dikatalisis oleh asetil-KoA asetiltransferase (tiolase) yang melangsungkan reaksi 3-ketoasilKoA dengan molekul dari 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-sKoA

9

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  NADH dan CO2 dilepaskan. 10

4)

Alfa-ketoglutarat dehidrogenase, menghasilkan suksinil KoA dan KoA. NAD+ yang lain pun direduksi menjadi NADH dan CO 2 dilepaskan.

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 + FADH 2 + 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 8 asetil-S-KoA + 7FADH 2 + 7NADH + 7H+

11

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 + 7O 2 + 35Pi + 35ADP 8asetil-S-KoA + 35ATP + 42H 2O

(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 asetilKoA 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 8KoA-SH + 96ATP + 104H 2O + 16CO2

(b)

12

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 + 16CO 2 + 146H2O

(c)

Atau dengan cara lain, dapat dirincikan sebagai berikut: Asam palmitat yang mempunyai 16 atom karbon (C 16H32O2), setelah diaktivasi dan ditransfer oleh karnitin maka akan masuk ke mitokondria dan selanjutnya mengalami betaoksidasi asam lemak dan masuk ke siklus krebs.

1. Palmitoil KoA akan membentuk asetil KoA dengan 7 kali beta-oksidasi, yaitu menghasilkan 7 FADH 2 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 FADH 2 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 FADH 2 = 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. 13

14

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.

15

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, Biochemistry

2003,

The

Biology

Project-

16

METABOLISME LIPID DAN BETA-OKSIDASI ASAM LEMAK JENUH

DOSEN PENGAMPU MK: Dra. M. Dwi Wiwik E, M.Kes Drs. Haryanto, M.Kes

Disusun Oleh:

Titik Rohayatin

A1C109004

Janharlen. P

A1C109044

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI 17

2011

18