More Related Content
Similar to "Structure of common fatty acid" BIOSYNTHESIS LIPID (1).pptx (20)
Recently uploaded (8)
"Structure of common fatty acid" BIOSYNTHESIS LIPID (1).pptx
- 2. Setelah menemukan bahwa sintesis dan pemecahan asam lemak terjadi melalui jalur yang berbeda, para peneliti menemukan bahwa sintesis asam lemak memerlukan malonil-CoA, intermediate tiga karbon. Kami akan membahas jalur sintesis asam lemak, regulasinya, serta sintesis asam lemak berantai panjang, tak jenuh, dan derivatif eikosanoid. BIOSINTESISASAMLEMAKDAN EIKOSANOID Malonyl-CoA dibuat dari acetyl-CoA dan bikarbonat dalam sebuah proses tak dapat balik yang dikatalisis oleh enzim acetyl-CoA karboksilase. Reaksi ini melibatkan sebuah gugus prostetik biotin dan transfer karboksil yang tergantung pada ATP, menghasilkan pembentukan malonyl-CoA. PEMBENTUKANMALONYL- COA
- 3. Proses sintesis asam lemak melibatkan empat langkah berulang yang menghasilkan perpanjangan dua karbon setiap siklusnya. Ini melibatkan kondensasi, reduksi, dehidrasi, dan reduksi kembali. Kompleks sintase asam lemak, dengan tujuh situs aktif berbeda, mengkatalisis reaksi ini dengan intermediat yang terikat pada gugus tioester. SintesisAsamLemakBerlangsungSecara Berulang UrutanReaksi Kompleks ini memiliki tujuh situs aktif yang berbeda dan memerlukan penempelan gugus asil sebelum reaksi kondensasi dapat dimulai. Protein pembawa asil (ACP) memainkan peran penting dalam membawa intermediat antar situs aktif. KOMPLEKSSINTASEASAMLEMAK MemilikiTujuhSitusAktifBerbeda
- 4. • Sebelum reaksi kondensasi dimulai, gugus asil yang sesuai harus diisi pada dua gugus tio pada kompleks enzim. • Pertama, gugus asetil dari asetilCoA ditransfer ke gugus OSH Cys pada sintase - ketoasil-ACP, dikatalisis oleh acetyl-CoA–ACP transasetilase (AT). • Kedua, gugus malonil dari malonil-CoA ditransfer ke gugus OSH ACP, dikatalisis oleh malonyl-CoA–ACP transferase (MT). • Pada kompleks sintase yang terisi, gugus asetil dan malonil sangat dekat satu sama lain dan diaktifkan untuk proses perpanjangan rantai. • Langkah pertama dalam pembentukan rantai asam lemak adalah kondensasi gugus asetil dan malonil yang menghasilkan asetoasetil-ACP dan pelepasan CO2. • Reduksi gugus karbonil pada asetoasetil-ACP membentuk D-β-hidroksibutiril-ACP. • Dehidrasi dari D-β-hidroksibutiril-ACP menghasilkan ikatan ganda dalam trans-2- butenoyl-ACP. • Ikatan ganda dalam trans-2-butenoyl-ACP direduksi menjadi butiril-ACP oleh enoyl- ACP reduktase (ER) dengan menggunakan NADPH sebagai donor elektron. SINTASEASAMLEMAKMENERIMAGUGUSASETIL DANMALONIL
- 5. REAKSISINTESISASAMLEMAK YANGDIPERULANGUNTUK MEMBENTUKPALMITAT • Produksi asam lemak tak jenuh rantai empat karbon selesai setelah satu putaran kompleks sintase asam lemak. • Grup butiril dipindahkan dari grup OSH fosfopantetin ACP ke grup OSH Cys -ketoasil-ACP sintase. • Satu grup malonil lagi dihubungkan dengan ACP untuk siklus berikutnya. • Kondensasi terjadi, membentuk rantai asil enam karbon. • Pengurangan grup -keto menghasilkan rantai asil tak jenuh. • Tujuh siklus kondensasi dan pengurangan menghasilkan grup palmitoil jenuh 16 karbon. • Perpanjangan rantai umumnya berhenti pada palmitat. • Jumlah kecil asam lemak lebih panjang seperti stearat juga terbentuk. • Pada beberapa organisme seperti E. coli dan beberapa tanaman, tujuh situs aktif untuk sintesis asam lemak (enam enzim dan ACP) terletak dalam tujuh polipeptida terpisah. • Sintase lemak yang digunakan pada ragi dan vertebrata juga merupakan kompleks multienzim, dengan integrasi yang lebih erat daripada pada E. coli dan tanaman. • Sintase enzim vertebrata berfungsi sebagai dimer, di mana dua subunit identik berfungsi secara independen. STRUKTURSINTASEASAMLEMAK PADABEBERAPAORGANISME TERDIRIDARIPROTEIN MULTIFUNGSI
- 6. SINTESISASAMLEMAKTERJADIDISITOSOL BANYAKORGANISMETETAPIDIKLOROPLAS TANAMAN • Pada kebanyakan eukariota tinggi, kompleks sintase asam lemak ditemukan secara eksklusif di sitosol. • Lokasi ini memisahkan proses sintesis dari reaksi degradatif, yang banyak terjadi di matriks mitokondria. • NADPH digunakan sebagai pembawa elektron untuk reaksi anabolik. • Pada tanaman, sintesis asam lemak terjadi di stroma kloroplas di mana NADPH diproduksi. • Pada eukariota nonfotosintetik, hampir semua asetil-CoA yang digunakan dalam sintesis asam lemak terbentuk di mitokondria. • Asetil-CoA mengalami reaksi pertama dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat, yang kemudian disalurkan ke sitosol. • Di sitosol, sitrat dipecah oleh sitrat liase untuk memperbarui asetil-CoA. ASETATDISALURKANKELUARDARI MITOKONDRIASEBAGAISITRAT
- 7. SINTESISASAMLEMAKDIKENDALIKAN DENGANKETAT • Reaksi yang dikatalisis oleh acetyl-CoA karboksilase merupakan langkah pembatas laju dalam sintesis asam lemak. • Palmitoil-CoA berfungsi sebagai penghambat umpan balik dari enzim, sedangkan sitrat adalah aktivator alosterik. • Selain itu, regulasi juga melibatkan modifikasi kovalen dan ekspresi gen. • Palmitat merupakan prekursor dari asam lemak jenuh rantai panjang lainnya. • Palmitoil-CoA diperpanjang menjadi stearoil-CoA oleh sistem perpanjangan asam lemak di retikulum endoplasma halus dan mitokondria. ASAMLEMAKJENUHRANTAIPANJANGDISINTESIS DARIPALMITAT DESATURASIASAMLEMAKMEMERLUKAN OKSIDASEFUNGSICAMPURAN • Palmitat dan stearat berfungsi sebagai prekursor asam lemak tak jenuh tunggal yang umum. • Pengenalan ikatan ganda melalui reaksi oksidatif yang dikatalisis oleh desaturase asil–CoA. • Donor elektron yang berbeda digunakan dalam berbagai organisme. • Eikosanoid adalah molekul sinyal biologis yang sangat poten yang mempengaruhi jaringan di sekitar sel-sel yang memproduksinya. • Dalam respons terhadap rangsangan hormonal atau lainnya, fosfolipase A2 melepaskan arakidonat dari fosfolipid membran. • Siklooksigenase (COX) mengkatalisis konversi arakidonat menjadi prostaglandin. • Tromboksan sintase mengubah prostaglandin H2 menjadi tromboksan. • Jalur linear menghasilkan leukotrien. • Tanaman juga menghasilkan molekul sinyal seperti jasmonat dari asam lemak. PEMBENTUKANEIKOSANOIDDARIASAMLEMAK POLITAKJENUH20KARBON
- 8. TRIASILGLISEROLDANGLISEROFOSFOLIPIDDISINTESISDARIPREKURSOR YANGSAMA Nasib asam lemak adalah disimpan dalam triasilgliserol atau diinkorporasikan ke dalam fosfolipid membran tergantung pada kebutuhan organisme. BIOSINTESISTRIASILGLISEROL Hewan berbagi pendahulu (fatty acyl–CoA dan L- gliserol 3-fosfat) dan langkah biosintesis antara triasilgliserol dan glikofosfolipid • Langkah-langkah Biosintesis: ⚬ Dimulai dengan asilasi L-gliserol 3-fosfat oleh fatty acyl–CoA, menghasilkan asam fosfatidat atau fosfatidat. ⚬ Asam fosfatidat kemudian dihidrolisis untuk membentuk diasilgliserol dan kemudian diubah menjadi triasilgliserol.
- 9. BIOSINTESISTRIASILGLISEROLPADA HEWANDIATUROLEHHORMON • Regulasi Hormonal: ⚬ Hormon seperti insulin memengaruhi konversi karbohidrat menjadi triasilgliserol. • Daur Ulang Asam Lemak: ⚬ Sekitar 75% dari asam lemak yang dilepaskan dari lipolisis direesterifikasi menjadi triasilgliserol daripada digunakan sebagai bahan bakar. • Siklus Triasilgliserol: ⚬ Daur ulang triasilgliserol terjadi antara jaringan adiposa dan hati melalui aliran darah, diatur dalam berbagai kondisi metabolik. JARINGANADIPOSAMENGHASILKANGLISEROL3- FOSFATMELALUIGLISERONEOGENESIS • Penemuan dan Peran: • Ditemukan pada tahun 1960-an, gliceroneogenesis memiliki peran ganda dalam mengontrol laju pelepasan asam lemak dan sintesis gliserol 3-fosfat. • Regulasi: • Diatur secara recoprokal oleh hormon glukokortikoid, mempengaruhi metabolisme lipid di hati dan jaringan adiposa. • Kaitan dengan Diabetes: • Tingginya kadar asam lemak bebas dalam darah menyebabkan resistensi insulin dan diabetes tipe 2; obat seperti tiazolidinediona meningkatkan gliceroneogenesis, mengurangi pelepasan asam lemak.
- 10. BIOSINTESISFOSFOLIPID MEMBRAN • Fosfolipid membran terdiri dari gliserofosfolipid dan sfingolipid. • Kombinasi asam lemak dan gugus kepala polar dengan tulang punggung gliserol atau sfingosin menghasilkan berbagai jenis fosfolipid. • Biosintesis fosfolipid melibatkan sintesis molekul tulang punggung, penambahan asam lemak, penambahan gugus kepala polar, dan modifikasi gugus kepala. SELMEMILIKIDUASTRATEGIUNTUK MELEKATKANKELOMPOKKEPALA FOSFOLIPID • Dua strategi digunakan untuk menempelkan gugus kepala polar pada gliserofosfolipid. • Pada strategi pertama, gugus kepala polar diaktifkan dengan nukleotida CDP. • Pada strategi kedua, diasilgliserol diaktifkan oleh CDP. • Eukariota menggunakan kedua strategi ini, sementara prokariota hanya menggunakan yang pertama.
- 11. SINTESISFOSFOLIPIDPADAE.COLI MENGGUNAKANCDP- DIACYLGLISEROL • Fosfatidilserin, fosfatidiletanolamin, dan fosfatidilgliserol di E. coli dibuat dengan mengaktifkan diasilgliserol melalui kondensasi asam fosfatidat dengan CTP membentuk CDP- diacilgliserol. • Fosfatidilserin dapat diubah menjadi fosfatidiletanolamin melalui dekarboksilasi. EUKARIOTAMENSINTESISFOSFOLIPID ANIONIKDARICDP-DIASILGLISEROL • Fosfatidilgliserol, kardiolipin, dan fosfatidilinositol di eukariota disintesis menggunakan strategi CDP- diacilgliserol. • Kardiolipin dibentuk dengan kondensasi fosfatidilgliserol dengan CDP-diacilgliserol.
- 12. JALUREUKARIOTIKMENUJU FOSFATIDILSERIN,FOSFATIDLETANOLAMIN, DANFOSFATIDILKOLINSALINGTERKAIT • Ragi dan bakteri bisa memproduksi fosfatidilserin dari CDP-diacilgliserol dan serin. • Fosfatidiletanolamin dapat diubah menjadi fosfatidilkolin melalui penambahan tiga gugus metil. • Pada mamalia, fosfatidilserin dibentuk melalui reaksi pertukaran gugus kepala dari fosfatidiletanolamin. SINTESISSPHINGOLIPIDDANGLISEROFOSFOLIPID BERBAGIPREKURSORDANBEBERAPAMEKANISME • Sintesis sfingolipid melibatkan empat tahap: sintesis sfinganina, penambahan asam lemak, desaturasi sfinganina, dan penambahan gugus kepala. • Beberapa mekanisme dan prekursor berbagi jalur dengan biosintesis gliserofosfolipid. LIPIDPOLARDITARGETKANPADA MEMBRANSELULERTERTENTU • Setelah disintesis di retikulum endoplasma halus, lipid polar ditargetkan ke membran seluler tertentu. • Lipid membran dipindahkan melalui vesikel membran yang berbudaya dari kompleks Golgi dan berfusi dengan membran target. SINTESISPLASMALOGEN MEMBUTUHKANPEMBENTUKAN ALKOHOLLEMAKTERKAITETER • Sintesis plasmalogen melibatkan pembentukan ikatan eter dengan menggantikan gugus asil ester dengan alkohol rantai panjang. • Sintesis terjadi di peroksisom
- 13. Kolesterol adalah lipid yang terkenal karena hubungannya yang kuat dengan penyakit kardiovaskular pada manusia. Namun, kolesterol juga memiliki peran penting sebagai komponen membran sel dan prekursor hormon steroid serta asam empedu. Kolesterol merupakan molekul esensial bagi banyak hewan, termasuk manusia, dan dapat disintesis oleh semua sel dari prekursor sederhana, meskipun tidak diperlukan dalam diet mamalia. BIOSINTESISKOLESTEROL,STEROID,DANISOPRENOID • Pembentukan Mevalonat dari Asetat: ⚬ Tiga asetat berkondensasi membentuk mevalonat. ⚬ Melibatkan enzim tiolase dan HMG-CoA sintase. ⚬ HMG-CoA direduksi menjadi mevalonat oleh HMG-CoA reduktase. • Konversi Mevalonat menjadi Isopren Aktif: ⚬ Mevalonat diubah menjadi 3-isopentenil pirofosfat dan dimetilalil pirofosfat. ⚬ Proses ini melibatkan fosforilasi dan dekarboksilasi. • Polimerisasi Isopren Aktif menjadi Squalene: ⚬ Isopentenil pirofosfat dan dimetilalil pirofosfat berkondensasi membentuk geranil pirofosfat (10 karbon), kemudian farnesil pirofosfat (15 karbon), dan akhirnya squalene (30 karbon). • Siklisasi Squalene menjadi Kolesterol: ⚬ Squalene diubah menjadi squalene 2,3-epoksida oleh squalene monooksigenase. ⚬ Siklisasi menghasilkan lanosterol, yang diubah menjadi kolesterol KOLESTEROLDIBUATDARIASETIL-KOADALAMEMPATTAHAP
- 14. • Pengangkutan dan Fungsi Kolesterol: ⚬ Sebagian besar kolesterol disintesis di hati dan diekspor sebagai kolesterol empedu, asam empedu, atau ester kolesterol. ⚬ Ester kolesterol dibentuk oleh aksi ACAT dan diangkut dalam partikel lipoprotein untuk digunakan oleh jaringan lain atau disimpan di hati. • Lipoprotein Plasma: ⚬ Kolesterol dan lipid lainnya diangkut dalam darah sebagai lipoprotein plasma, kompleks makromolekul yang terdiri dari protein pengangkut (apolipoprotein) dan berbagai lipid. ⚬ Ada beberapa kelas lipoprotein: kilomikron, VLDL, LDL, dan HDL, masing-masing memiliki fungsi dan komposisi lipid serta protein yang spesifik. • Endositosis yang Dimediasi Reseptor: ⚬ LDL, yang mengandung apoB-100, diambil oleh sel melalui reseptor LDL yang memediasi endositosis. ⚬ Kolesterol yang masuk ke dalam sel dapat dimasukkan ke dalam membran atau disimpan sebagai ester kolesterol oleh ACAT. Lipoproteins and lipid transport
- 15. • Regulasi Biosintesis Kolesterol: ⚬ Sintesis kolesterol diatur oleh konsentrasi kolesterol intraseluler dan hormon (glukagon dan insulin). ⚬ HMG-CoA reduktase adalah enzim pengatur utama, yang aktivitasnya dikendalikan oleh protein SREBP yang mengatur transkripsi gen HMG-CoA reduktase. ⚬ Kolesterol yang tinggi menurunkan sintesis HMG-CoA reduktase dan ekspresi reseptor LDL. • Hormon Steroid: ⚬ Hormon steroid, seperti mineralokortikoid, glukokortikoid, dan hormon seks, disintesis dari kolesterol melalui proses yang melibatkan pemotongan rantai samping dan oksidasi. • Fungsi Lain dari Intermediat dalam Biosintesis Kolesterol: ⚬ Isopentenil pirofosfat, selain sebagai perantara dalam sintesis kolesterol, juga merupakan prekursor untuk banyak molekul biologis lainnya.
- 16. TERIMA KASIH