metabolisme

1. KATABOLISME ASAM LEMAK

DEGRADASI ASAM LEMAK: ß-OKSIDASI

Degradasi asam lemak terjadi di mitokondria dalam beberapa tahap:

Tahap 1: aktivasi asam lemak di sitoplasma. Asam lemak difosforilasi dengan menggunakan satu molekul ATP dan  diaktifkan dengan asetil Co-A menghasilkan asam lemak-CoA, AMP,

dan pirofosfat inorganik (gambar 3.3) .

 

Nelson & Cox, Lehninger POB, 4th Ed.

Gambar 3.3 Pengaktifan asam lemak dengan acetyl-CoA menjadi asam lemak-CoA

Tahap 2: Pengangkutan asam lemak-CoA dari sitoplasma ke mitokondria dengan bantuan molekul pembawa carnitine, yang terdapat dalam membran mitokondria (Gambar 3.4).

 

Nelson & Cox, Lehninger POB, 4th Ed.

Gambar 3.4  Masuknya asam lemak ke mitokondria melalui transport acyl-carnitine/carnitine.

Tahap 3: Reaksi ß-oksidasi, berlangsung dalam 4 tahap, yaitu (1) dehidrogenasi I, (2)

hidratasi, (3) dehidrogenasi II, dan (4) tiolasi (tahap pemotongan) (gambar 3.5).

Gambar 3.5 Urutan tahapan reaksi dalam ß-oksidasi asam lemak.

1.  Dehidrogenasi I, yaitu dehidrogenasi Asam lemak-CoA yang sudah berada di dalam mitokondrion    oleh                 enzim     acyl-CoA dehidrogenase,                  mengha-silkan             senyawa enoyl-CoA.  Pada  reaksi  ini,  FAD  (flavin adenin   dinukleotida)               yang                bertindak sebagai                       koenzim        direduksi     menjadi FADH2.      Dengan           mekanisme      fosforilasi bersifat oksidasi  melalui rantai pemafasan, suatu molekul FADH2  dapat menghasilkan dua molekul ATP.

2.  Hidratasi, yaitu ikatan rangkap pada enoyl- CoA   dihidratasi   menjadi  3-hidroxyacyl- CoA oleh enzim enoyl-CoA hidratase.

3.  Dehidrogenase  II,  yaitu  dehidrogenasi  3- hidroxyacyl-CoA  oleh  enzim  ß-hidroxy- acyl-CoA   dehidrogenase   dengan   NAD+ sebagai  koenzimnya  menjadi  ß-ketoacyl- CoA.  NADH  yang  terbentuk  dari  NAD+ dapat          dioksidasi    kembali                    melalui mekanisme      fosforilasi         oksidatif                       yang dirangkaikan      dengan        rantai  pernafasan

menghasilkan tiga molekul ATP.

4.  Pemecahan molekul dengan enzim ß-ketoacyl-CoA thiolase. Pada reaksi ini satu molekul ketoacyl-CoA menghasilkan satu molekul asetyl-CoA dan sisa rantai asam lemak dalam bentuk CoA-nya, yang mempunyai rantai dua atom karbon lebih pendek dari semula.

Proses degradasi asam lemak selanjutnya adalah pengulangan mekanisme ß-oksidasi secara berurutan sampai panjang rantai asam lemak tersebut habis dipecah menjadi molekul acetyl- CoA. Dengan demikian satu  molekul asam miristat (C14) menghasilkan 7 molekul acetyl- CoA (C2) dengan melalui 6 kali ß-oksidasi.

C14  asam lemak                                           7 acetyl- CoA

6 siklus      oksidasi

Tiap satu sklus ß-oksidasi dihasilkan energi sebesar:

1 FADH2                 =  2 ATP     (pada dehidrogenasi 1)

1 NADH              =   3 ATP    (pada dehidrogenasi 2)

Jelaskan tahap oksidasi asam palmitat (C15

dan  1 Acetyl-CoA. Satu Acetyl-CoA dioksidasi melalui siklus TCA menghasilkan energi =  12 ATP Jadi jumlah ATP yang dihasilkan dalam satu siklus ß oksidasi = (3 + 3 + 12) ATP   = 17 ATP

H33COOH) dan berapa energi yang dihasilkan?

Jawab:

Tahap 1: Asam palmitat (mengandung 16 atom C) dioksidasi ß dalam 7 siklus menjadi 8 residu acetyl dalam bentuk acetyl-CoA.

C16 asam lemak                   8 Acetyl- CoA

7 siklus      oksidasi

Tahap 2: tiap acetyl-CoA dioksidasi mengha- silkan 2 CO2 dan 8 elektron dalam siklus TCA.

Tahap 3: Elektron yang dihasilkan dari tahap 1

&  2  masuk  ke  rantai  respirasi  mitokondria dengan   menghasilkan  energi  untuk  sintesis ATP dengan forforilasi oksidatif.

Jadi  dengan  7  siklus  ß-oksidasi  dihasilkan energi sebesar:

7 FADH2                       = 7 x   2 ATP  =  14 ATP

7 NADH                  = 7 x   3 ATP  =  21 ATP

8 Acetyl-CoA          = 8 x 12 ATP  =  96 ATP Jumlah ATP                                             = 131 ATP

Reaksi katabolismenya:

C15H33COOH + 23 O2  à 16 CO2 + 16 H2O

131 ADP + 131 Pi à 131 ATP + 131 H2O

C15H33COOH + 23 O2 + 131 ADP + 131 Pi à 16 CO2  + 147 H2O + 119 ATP Karena pada proses aktivasi dibutuhkan 1 ATP dengan reaksi:

ATP + 2  H2O à AMP + 2 Pi,    maka reaksi katabolismenya menjadi:

C15H33COOH + 23 O2 + 131 ADP + 129 Pi à 16 CO2  + 145 H2O + 130 ATP + AM P