OKSIDASI β- ASAM LEMAK

Untuk lebih jelasmengenai materi ini, dapat dilihat pada link berikut. Juga dilengkapi dengan gambar dan bagan-bagan proses terjadinya reaksi.

Asam lemak diangkut di dalam darah dalam bentuk asam lemak bebas. Asam lemak bebas merupakan asam lemak yang terdapat dalam keadaan tak teresterifikasi. Dalam plasma, asam lemak bergabung dengan albumin, dan di dalam sel, senyawa tersebut melekat pada protein pengikat asam lemak atau protein-Z, sehingga dalam kenyataannya senyawa-senyawa asam lemak tidak pernah benar-benar bebas. Asam lemak dengan rantai pendek bersifat lebih larut dalam air dan terdapat dalam bentuk asam tak terionisasi atuanion asam lemak.

Asam lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA ataupun disintesis dari asetil KoA. Meskipun bahan pankal proses yang satu sam dengan produk proses yang lain dan tahap-tahap kimiawi yang terlibat dapat disamakan, namun oksidasi asam lemak bukan pembalikan-sederhana biosinteisis asam lemak, melainkan suatu proses yang secara keseluruhan berbeda dan berlangsung dalam kompartemen sel yang terpisah. Pemisahn oksidasi asam lemak terkendali secara sendiri-sendiri dan terintegrasi dengan kebutuhan jaringan jaringan.

Oksidasi asam lemak berlangsung dalam mitokondria; setiap tahap melibatkan derivat asil-KoA yang dikatalisis oleh enzim tersendiri, menggunakan NAD serta FAD sebagai koenzim, dan menghasilkan ATP. Sedangkan biosintesis asam lemak berlangsung dalam sitosol, melibatkan derivay asil yang secara kontinyu melekat pada suatu kompleks multienzim, menggunakan NADP sebagai koenzim serta memerlukan ATP dan ion bikarbonat. Oksidasi asam lemak merupakan proses aerob yang memerlukan kehadiran oksigen.

Dalam oksidasi β (gambar 01), 2 atom karbon dipecah sekaligus dari asil-KoA, dengan dimulai dari ujung karboksil. Rantai tersebut diputus diantara atom karbon-α(2) dan –β(3), sehingga proses ini dinamakan oksidasi β.
             Tahap pertama dari reaksi ini adalah mengaktifkan asam palmitat bebas dengan asetil koenzim A di dalam sitoplasma oleh asil KoA sintetase menghasilkan palmitiol KoA. Pada reaksi ini (gambar 02) sebagai sumber energi dipakai satu molekul ATP untuk satu molekul palmitil koenzim-A yang terbentuk. Disini terjadi pemecahan ikatan posfat berenergi tinggi: terhidrolisisnya ATP menjadi AMP + PPi, dan terurainya Ppi menjadi 2 Pi oleh enzim pirofosfatase.
            Pada tahap berikutnya, palmitoil koenzim A diangkut dari sitoplasma dalam mitokondrion dengan bantuan molekul pembawa, karnitin, yang terdapat dalam membran mitokondrion
            Reaksi tahap ketiga adalah proses dehidrogenasi palmitoil koenzim-A yang telah berada di tahap mitokondrion dengan asil-KoA dehidrogenase, menghasilkan senyawa enoil KoA (gambar 05). Pada reaksi ini, FAD (flavin adenin dinukleotida) yang bertindak sebagai koenzim direaduksi menjadi FADH₂ (satu molekul FADH₂ menghasilkan dua molekul ATP).
           Pada tahap reaksi keempat, ikatan rangkap pada enoil koenzim-A dihidratasi menjadi 3-hidroksipalmitoil koenzim-A oleh enzim enoil koenzim-A hidratase
           Reaksi tahap kelima adalah dehidrogenase dengan enzim 3-hidroksil koenzim A dehidrogenase dan NAD⁺ sebagai koenzimnya. Pada reaksi ini (Gambar 07) 3-hidroksipalmitoil koenzim-A dioksidasi menjadi 3-ketopalmitoil koenzim-A, sedangkan NADH yang terbentuk dari NAD⁺  dapat dioksidasi kembali melaui mekanisme fosforilasi bersifat oksidasi yang dirangkaikan dengan dengan rantai pernafasan menghasilkan 3 molekul ATP.

           Reaksi tahap akhir adalah mekanisme oksidasi-β adalah pemecahan molekul dengan enzim asetil KoA asetil transferase, atau disebut juga tiloase. Pada reaksi ini satu molekul koenzim-A bebas berinteraksi dengan 3-ketopalmitoil KoA menghasilkan satu molekul KoA dan sisa rantai asam lemak dealam bentuk bentuk koenzim-A yang mempunyai rantai dua atom karbon lebih pendek dari palmitoil koenzim A semula

           

Asam lemak tak jenuh tunggal adalah asam lemak yang memgandung satu ikatan rangkap. Biosintesis asam lemak berlangsung dalam sitoplasma. Sehubungan dengan asam lemak tak jenuh tunggal (monounsaturated fatty acids) yang nonesensial, beberapa jaringan termasuk hati dianggap bertanggung jawab atas pembentukannya dari asam lemak jenuh. Ikatan rangkap pertama yang disisipkan ke dalam asam lemak jenuh hampir selalu berada pada posisi D9. Sebuah sistem enzim, yakni D9 desaturase di dalam retikulum endoplasma, akan mengkatalisis konversi palmitoil-KoA menjadi pamitoleil-KoA, atau steroil-KoA menjadi oleil-KoA. Oksigen dan salah satu dari NADH atau NADPH diperlukan untuk reaksi tersebut. Enzim tersebut tampaknya serupa dengan suatu sistem monooksigenase yang melibatkan sitokrom b5 (hidroksilase). Enzim tersebut terdiri atas tiga komponen protein, yaitu NADH-sitokrom b5 reduktase, sitokrom b5 dan desaturase yang sensitif-sianida serta mengandung besi nonheme. Mekanisme pengeluaran hidrogen dari rantai asil belum dipahami sepenuhnya.