OKSIDASI-β

oksidasi-β Pada oksidasi-β terjadi pemutusan dua karbon dari molekul asil KoA-β yang dimulai dari ujung karboksil. Rantai diputus antara –α(2) dan –β-(3) karena itu dinamai oksidasi β. Unit dua karbon yang terbentuk adalah asetil KoA.

PROSES OKSIDASI-β

AKTIVASI FA•ASIL KOENZIM A SINTETASE (TIOKINASE)

PENGANGKUTAN FA KE

MITOKONDRIA•KARNITIN ASIL TRANSFERASE

JALUR BETA OKSIDASI

ENERGI YANG DIHASILKAN

- OKSIDASI OLEH FAD- HIDRATASI- OKSIDASI OLEH NAD- TILIOSIS

AKTIVASI FA (FATTY ACID)

Asam lemak mula-mula harus diubah menjadi suatu zat antara aktif sebelum dikatabolisme. Adenosin trifosfat (ATP) memacu pembentukan ikatan tioester antara gugus karboksil asam lemak dengan gugus sulfihidril pada KoA. Reaksi pengaktifan ini berlangsung di membran luar mitokondia dan dikatalisis oleh enzim Asil KoA sintetase (tiokinase asam lemak). Dengan adanya ATP dan Koenzim A, enzim tiokinase mengkatalisis perubahan asam lemak menjadi asam lemak aktif atau yang biasa disebut Asil KoA.

AKTIVASI FA (FATTY ACID)

PICT

Asam lemak diaktifkan di membran luar mitokondria, sedangkan oksidasinya berlangsung di dalam matriks mitokondria. Molekul Asil KoA rantai panjang tidak dapat melintasi membran dalam mitokondria, sehingga diperlukan suatu mekanisme transpor khusus. Asam lemak rantai panjang aktif diangkut melintasi membran dalam mitokondria dengan cara mengkonjugasikannya dengan karnitin, suatu senyawa zwitterionik yang terbentuk dari lisin.

PENGANGKUTAN FA KE MITOKONDRIA

PICT

PENGANGKUTAN FA KE MITOKONDRIA

JALUR OKSIDASI-β

OKSIDASE OLEH FAD

HIDRATASI

OKSIDASI OLEH NAD

TIOLISIS

OKSIDASI OLEH FAD

Pengeluaran dua atom hidrogen dari atom karbon -2(α) dan -3(β), yang dikatalisis oleh asil KoA dehidrogenase dan memerlukan FAD sehingga menghasilkan satu enoil KoA dengan ikatan rangkap trans antara C-2 dan C-3 dan FADH2. Reoksidasi FADH2 oleh rantai respiratorik memerlukan perantaraan flavoprotein lain yang disebut flavoprotein permindahan elektron (electron-transferring flvoprotein/ETF). Elektron dari gugus prostetik FADH2 pada asil KoA dehidrogenasi terduksi dipindahkan ke flavoprotein kedua yang disebut ETF. Selanjutnya, ETF menyalurkan ETF kepada ETF Ubikinon reeduktase, suatu protein sulfur-besi. Dengan demikian ubikinon direduksi menjadi unikinol. Ubikinol mengirimkan elektron potensial tingginya ke situs pemompa proton kedua pada rantai pernapasan. Akibatnya, dihasilkan 1,5 ATP per molekul FADH2 yang terbentuk pada tahap dehidrogenasi ini sebagaimana halnya oksidasi suksinat menjadi fumarat.

PICT

HIDRASI

Hidrasi ikatan ganda antar C-2 dan C-3 oleh ∆2 enoil KoA Hidratase. Air ditambahkan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dan membentuk 3-hidroksil-KoA yang dikatalisis oleh enzim ∆2 enoil-KoA Hidratase sehingga menghasilkan L-3 Hidroksi KoA

PICT

OKSIDASI OLEH NAD • turunan 3-hidroksi

mengalami dehidrogenasi lebih lanjut dikarbon 3 yang dikatalisis oleh L-3-hidroksiasil KoA dehidrogenase untuk membentuk senyawa 3-ketoasil KoA . Dalam reaksi ini terlibat koenzim NAD+.

PICT

TIOLISIS• 3-ketoasil KoA dipecah diposisi ke 2,3- oleh

tiolase (3-ketoasil-KoA-Tiolase atau β-Ketotialase) , yang membentuk Asetil KoA dan sebuah Asil KoA baru yang lebi pendek 2 karbon dibandingkan dengan molekul asil-KoA semula. Asil Koa yang terbentuk masuk kembali ke jalur oksidatif reaksi kedua. Dengan cara ini, sebuah asam lemak rantai panjang dapat diuraikan secara sempurna menjadi asetil KoA (unit-unit C2).

PICT

ENERGI YANG DIHASILKAN DARI OKSIDASI-Β

• Kita dapat menhitung energi yang dihasilkan dari oksidasi suatu asam lemak. Pada tiap daur reaksi, Asil KoA diperpendek 2 karbon dan satu FADH2, NADH dan asetil KoA terbentuk. Pemecahan palmitoli KoA (C16 -Asil KoA) memerlukan tujuh daur reaksi. Pada ke tujuh C4-Ketoasil KoA mengalami tiolisis menjadi dua molekul asetil KoA.

• Dua setengah ATP akan terbentuk per NADH yang dioksidasi pada rantai pernafasan, sedangkan 1,5 ATP terbentuk untuk tiap FADH2 sebab elektronnya masuk rantai pernafasan pada tiingkat ubikinol. Jika diingat bahwa Oksidasi asetil KoA oleh daur asam sitrat menghasilkan 10 ATP, maka jumlah ATP yang terbentuk pada oksidasi palmitoil KoA adalah 10,5 dari 7 FADH2, 17,5 dari 7 NADH dan 80 dari molekul asetil KoA, sehingga jumlah keseluruhannya adalah 108. Dua ikatan fosfat energi tinggi dipakai untuk pengaktifan palmitat, saat ATP terpecah menjadi AMP dan 2Pi. Jadi oksidasi sempurna satu molekul palmitat menghasil 106 ATP.

OKSIDASI ASAM LEMAK TAK JENUH

ISOMERAS

EREDUKTASE

ISOMERASEAmbil contoh oksidasi asam palmitoleat. Asam lemak C16 yang memiliki ikatan rangakap antara C-9 dan C-10 ini diaktifkan dan diangkut melintasi membran dalam mitokondria dengan cara sama seperti asam lemak jenuh. Selanjutnya, palmitoleil KoA mengalami tiga kali oemevahan dengan enzim-enzim yang sama seperti asam lemak jenuh. Enoil KoA-sis-∆3 yang terbentuk pada ketiga kali jalur oksidasi bukanlah substrat bagi asil KoA dehidrogenase. Adanya ikatan rangkap antara C-3 dan C-4 menghalangi pembentukan ikatan rangkap lainnya anatara C-2 dan C-3. Kendala ini dapat diatasi oleh suatu reaksi yang mengubah posisi dan konfigurasi dari ikatan rangkap sis ∆3. Suatu isomerase mengubah ikatan rangkap ini menjadi ikatan rangkap sis-∆2. Reaksi-reaksi berikutnya mengikuti reaksi oksidasi asam lemak jenuh saat enoil KoA-trans-∆2 merupakan substrat yang reguler.

REDUKTASElinoleat, asam lemak tak jenuh C18 dengan ikatan rangkap sis-∆12 . Ikatan rangkap sis-∆3 yang terbentuk setelah tiga daur oksidasi-β, diubah menjadi ikatan rangkap trans ∆2

oleh isomerase tersebut diatas, seperti pada oksidasi palmitoleat. Ikatan rangkap sis-∆12 – linoleat menghadapi masalah baru. Asil KoA yang dihasilkan oleh empat daur oksidasi β mengandung ikatan rangkap sis-∆4. Dehidrogenasi pada spesies ini oleh Asil KoA Dehidrogenase menghasilkan zat antara 2,4-dienoil yang bukan substrat bagi enzim berikutnya pada jalur oksidasi-β. Kendala ini dapat diatasi oleh 2,4-dienoil KoA Reduktase, suatu enzim yang menggunakan NADH untuk mereduksi zat antara 2,4-dienoil menjaadi enoil KoA-sis-∆3. Isomerase tersebut mengubah enoil KoA-sis-∆3 menjadi bentuk trans, suartu zat antara yang lazim pada oksidasi-β.

ISOMERASE & REDUKTASE

Hanya 2 enzim tambahan yang diperlukan untuk oksidasi semua macam asam lemak tak jenuh. Ikatan rangkap yang letaknya pada atom C nomor ganjil ditangani oleh isomerase dan ikatan rangkap yang terletak pada atom C nomor genap ditangani oleh reduktase dan isomerase.

OKSIDASI ASAM LEMAK BERANTAI KARBON GANJIL

Asam lemak dengan jumlah atom karbon ganjil dioksidasikan melalui jalur oksidasi-β yang menghasilkan asetil KoAsampai tersisa sebuah residu tiga karbon (Propinil-KoA). Senyawa ini diubah menjadi Suksinil KoA , suatu konstituen siklus asam sitrat. Karena itu residu propionil dari asam lemak rantai ganjil adalah satu-satunya bagian asam lemak yang bersifar glukogenik.

KETOGENESIS

Ketogenesis adalah proses perubahan asetil-KoA menjadi benda-benda keton (Asetoasetat, D-3-hidroksibutirat, dan aseton)

KETOGENESIS

Asetil KoA yang terbentuk pada oksidasi asam lemak akan memasuki daur asam sitrat hanya jika pemecahan lemak dan karbohidrat berimbang. Alasannya adalah bahwa masuknya asetil KoA ke dalam daur asam sitrat tergantung pada tersedianya oksaloasetat untuk pembentukan sitrat.

Tahap Pembentukan Asetoasetat

1.Defisiensi kartinin2.Defisiensi CPT-I (Kartinin

Palmitoiltransferase-I)3.Jamaican Vomiting

Sickness (Penyakit muntah Jamaika)

4.Penyakit Refsum5.Sindrom Zellweger

(serebrohepatorenal)

Gangguan Oksidasi Asam Lemak