Apa Itu Sintesis Asam Lemak

Sintesis asam lemak adalah pembentukan asam lemak dari asetil-KoA dan NADPH melalui aksi enzim yang disebut sintesis asam lemak.

Asam lemak memiliki gugus asam pada salah satu ujungnya, terhubung ke rantai hidrokarbon yang mengusir air. Mereka adalah komponen seluler yang sangat penting, melayani peran struktural sebagai komponen membran, menandakan peran sebagai hormon, dan sebagai sumber energi untuk bahan bakar metabolisme.

Manusia memperoleh banyak jenis asam lemak dari makanan mereka, namun beberapa jenis harus disintesis oleh tubuh. Sintesis asam lemak dimediasi pada mamalia oleh sepasang protein besar yang mengandung sejumlah enzim berbeda yang bekerja sama, dan dikenal sebagai sintase asam lemak (FAS).

Sistem enzimatik sangat kompleks dan melakukan sejumlah reaksi biokimia yang berbeda, semua mengarah pada sintesis asam lemak. Reaksi dasar sintesis asam lemak adalah untuk menggabungkan molekul terdiri dari dua unit karbon menjadi rantai panjang untuk membentuk asam lemak. Asam lemak yang terbentuk oleh mamalia adalah 16-karbon-panjang asam palmitat majemuk, juga dikenal sebagai C16. Asam palmitat adalah asam lemak jenuh, yang berarti tidak mengandung ikatan ganda. Biosintesis senyawa ini berlangsung di sitosol, dan tidak ada hubungan dengan membran.

Sintesis asam palmitat membutuhkan lebih dari sekedar dua prekursor asam lemak karbon dan sintase asam lemak. Hal ini juga membutuhkan kofaktor, yang merupakan komponen non-protein longgar terkait dengan enzim. Kofaktor CoA adalah senyawa yang mengandung sulfur yang menyertai setiap bahan kimia yang berfungsi sebagai sumber karbon untuk rantai asam lemak. Sumber unit karbon dua untuk menambah rantai asam lemak yang berkembang adalah kofaktor tiga karbon malonil-CoA, yang dihasilkan dari senyawa dua-karbon asetil-CoA.

Sintase asam lemak terlebih dahulu harus diaktifkan oleh kontak dengan asetil-CoA. Setelah reaksi ini, FAS berurutan memperpanjang rantai asam lemak baru lahir menggunakan kelompok karbon disumbangkan dari malonil-CoA. Proses ini memerlukan serangkaian reaksi kimia yang berbeda. Seperti rantai tumbuh, ini dilewatkan dari satu enzim ke yang berikutnya, sampai mencapai panjang akhir dari 16 karbon. Kemudian dilepaskan dari protein.

Ada dua jenis Sintesis asam lemak. FAS Tipe I adalah jenis mamalia yang hanya menghasilkan asam palmitat dengan menggunakan sepasang besar protein dengan masing-masing berisi beberapa enzim yang berbeda. Sebaliknya, FAS Tipe II digunakan oleh bakteri dan tanaman. Kompleks multi-enzim memiliki enzim individu sebagai protein terpisah yang cluster bersama. A II kompleks Type dapat membuat tambahan jenis asam lemak, tapi tidak seefisien Jenis mamalia FAS I.

Letak

Sintesis asam lemak berlangsung di sitosol dan dilakukan oleh kompleks multienzim yang disebut FAS (kompleks sintase asam lemak).

Substrat (untuk membuat satu palmitat):

  • 8 asetil KoA
  • 14 NADPH
  • 7 ATP

Produk:

  • 1 molekul palmitat (asam lemak 16 karbon)
  • 7 H2O

Sintesis asam lemak terjadi di sitoplasma dan retikulum endoplasma sel dan secara kimiawi mirip dengan proses oksidasi beta, tetapi dengan beberapa perbedaan utama. Yang pertama terjadi dalam persiapan substrat untuk reaksi yang menumbuhkan asam lemak. Pengangkutan asetil-KoA dari mitokondria terjadi saat mulai terbentuk. Dua molekul dapat berperan dalam memindahkannya ke sitoplasma – sitrat dan asetilkarnitin. Bergabungnya oksaloasetat dengan asetil-KoA di mitokondria menghasilkan sitrat yang bergerak melintasi membran, diikuti oleh aksi sitrat lyase di dalam sitoplasma sel untuk melepaskan asetil-KoA dan oksaloasetat. Selain itu, ketika asetil-KoA bebas terakumulasi di mitokondria, ia dapat bergabung dengan karnitin dan diangkut keluar ke sitoplasma.

Dari titik ini dan seterusnya, reaksi kimia mirip dengan oksidasi beta terbalik. Pertama, keton direduksi menjadi hidroksil menggunakan NADPH. Berbeda dengan zat antara oksidasi beta yang terhidroksilasi, zat antara beta di sini berada dalam konfigurasi-D. Selanjutnya, air dihilangkan dari karbon 2 dan 3 dari zat antara hidroksil untuk menghasilkan molekul trans berikatan ganda. Terakhir, ikatan rangkap dihidrogenasi untuk menghasilkan zat antara jenuh. Siklus proses dengan penambahan malonil-ACP lain ke rantai yang tumbuh sampai akhirnya dihasilkan zat antara dengan 16 karbon (palmitoyl-CoA). Pada titik ini, sintesis sitoplasma berhenti.

Jalur Sintesis Asam Lemak

  • Asetil KoA diubah menjadi malonil KoA oleh asetil KoA karboksilase.
  • Malonyl CoA ditransfer ke FAS.
  • Melalui serangkaian reaksi kondensasi, reduksi, dan dehidrasi, dua karbon malonil KoA ditambahkan ke bagian asil lemak yang tumbuh di FAS.
  • FAS kemudian diisi ulang dengan gugus malonil lain, dan siklus berlanjut.
  • Setiap putaran menghasilkan penambahan dua gugus karbon ke bagian asam lemak serta penggunaan satu ATP, satu asetil KoA, dan dua NADPH.
  • Ketika siklus telah menyelesaikan tujuh putaran, asam lemak 16 karbon (palmitat) dilepaskan dari FAS.

Enzim penting

  • Asetil KoA karboksilase: Mengubah asetil KoA menjadi malonil KoA dengan menggunakan biotin dan bikarbonat sebagai kofaktor. Membutuhkan satu ATP.
  • Malonil KoA transferase: Mentransfer molekul malonyl CoA ke FAS.
  • FAS: Kumpulan enzim ini mentransfer dua karbon malonil KoA ke ujung karboksil rantai pertumbuhan dari bagian lemak asil. Membutuhkan dua NADPH.

Asetil-KoA karboksilase, yang mengkatalisis sintesis malonil-KoA, adalah satu-satunya enzim yang diatur dalam sintesis asam lemak. Regulasinya melibatkan kontrol alosterik dan modifikasi kovalen. Enzim ini diketahui terfosforilasi oleh AMP Kinase dan Protein Kinase A. Dephosforilasi dirangsang oleh fosfatase yang diaktivasi oleh ikatan insulin. Dephosforilasi mengaktifkan enzim dan mendukung perakitannya menjadi polimer yang panjang, sedangkan fosforilasi membalikkan proses. Sitrat bertindak sebagai aktivator alosterik dan juga mendukung polimerisasi. Palmitoyl-CoA secara alosterik menonaktifkannya.

Aktivator:

Insulin menstimulasi sintesis asam lemak dengan defosforilasi dan, oleh karena itu, mengaktifkan asetil KoA karboksilase.

Penghambat:

Glukagon dan epinefrin menghambat sintesis asam lemak dengan inaktivasi asetil KoA karboksilase.

Elongasi Asam Lemak

Perpanjangan untuk membuat asam lemak lebih panjang dari 16 karbon terjadi di retikulum endoplasma dan dikatalisis oleh enzim yang disebut elongase. Mitokondria juga dapat memanjangkan asam lemak, tetapi bahan awalnya biasanya lebih pendek dari 16 karbon. Mekanisme di kedua lingkungan serupa dengan yang ada di sitoplasma (gugus malonil digunakan untuk menambahkan dua karbon, misalnya), tetapi CoA terikat pada perantara, bukan ACP. Selanjutnya, sintesis sitoplasma menggunakan kompleks sintase asam lemak, enzim dalam organel ini dapat dipisahkan dan bukan merupakan bagian dari kompleks.

Desaturasi Asam Lemak

Asam lemak disintesis dalam bentuk jenuh dan desaturasi terjadi kemudian. Enzim yang disebut desaturasi mengkatalisis pembentukan ikatan rangkap cis dalam asam lemak matang. Enzim ini ditemukan di retikulum endoplasma. Hewan dibatasi dalam asam lemak desaturasi yang dapat mereka buat, karena ketidakmampuan untuk mengkatalisis reaksi di luar karbon 9 dan 10. Dengan demikian, manusia dapat membuat asam oleat, tetapi tidak dapat mensintesis asam linoleat atau asam linolenat. Akibatnya, keduanya harus disediakan dalam makanan dan disebut sebagai asam lemak esensial.

Peranan

  • Sintesis asam lemak adalah jalur anabolik kritis di sebagian besar organisme.
  • Selain menjadi komponen utama membran, asam lemak adalah molekul penyimpan energi yang penting, dan turunan asil lemak memiliki berbagai fungsi fisiologis, termasuk modifikasi pasca-translasi berbagai protein.
  • Biosintesis asam lemak penting untuk pertumbuhan sel, diferensiasi, dan homoeostasis.

Loading…


Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *