BIOKIMIA LIPID
OBJEKTIF PEMBELAJARAN Di akhir kuliah ini, pelajar-pelajar dapat: 1. Menjelaskan sifat-sifat lipid. 2. Mengkelaskan lipid mengikut jenis-jenis lipid. 3. Menerngkan proses penghadaman dan penyerapan lipid. 4. Menjelaskan metabolisma lipid.
PENGENALAN Lipid merupakan sebatian heterogenus yang terdiri daripada lemak, minyak, steroid, lilin dan lain-lain. Disimpan di tisu adipos di dalam badan. Turut bertindak sebagai penebat haba tubuh. Kombinasi lipid dan protein (lipoprotein) membentuk transporting lipids di dalam darah. Tidak larut air. Larut dalam larutan tidak polar (eter, klorofom). Mempunyai kandungan tenaga yang tinggi.
SUMBER LIPID
SUMBER LIPID Selain diet, asid lemak juga boleh disintesis di sebahagian tisu secara de novo daripada asetil-koa.
SIFAT-SIFAT LIPID Lipid bersifat tidak polar (hidrofobik). Kebanyakan lipid adalah amfifatik mempunyai hujung tidak polar dan hujung polar. Asid lemak terdiri daripada rantai hidrokarbon dengan struktur asid karboksilik di satu hujung. OO - Non-polar Polar
PENGKELASAN LIPID LIPID Lipid Mudah Lipid Kompleks Lipid Terbitan Lemak Fosfolipid Asid lemak Lilin Glikolipid Steroid Lipoprotein Gliserol
Lipid Mudah 1. Lemak - terhasil melalui esterifikasi asid lemak dan gliserol. - minyak lemak dalam bentuk cecair. 2. Lilin - terhasil melalui esterifikasi asid lemak dan monohidrik alkohol.
Lipid Mudah
Lipid Kompleks 1. Fosfolipid - gabungan asid lemak dan alkohol (residu asid fosforik). - selalunya mempunyai bes nitrogen. gliserofosfolipid (alkohol = gliserol) sfingofosfolipid (alkohol = sfingosin) 2. Glikolipid (glikosfingolipid) - mempunyai asid lemak, sfingosin dan karbohidrat.
Lipid Kompleks 3. Lipid kompleks yang lain - seperti sulfolipid dan aminolipid. - lipoprotein juga tergolong dalam kumpulan ini.
Lipid Terbitan Merangkumi asid lemak, gliserol, steroid, hidrokarbon, viamin larut lemak dan hormon.
Lipid Neutral Merupakan kumpulan lipid yang tidak bercas. Terdiri daripada: - asilgliserol - kolesterol - kolesteril ester
Contoh Lipid Neutral dan Lipid Kompleks
ASID LEMAK Asid lemak merupakan sejenis asid karboksilik. Mempunyai ekor alifatik yang panjang dan tidak bercabang. Bersifat tepu atau tidak tepu bergantung kepada kehadiran ikatan ganda dua.
JENIS ASID LEMAK
JENIS ASID LEMAK
TRIGLISERIDA (TG) Juga dikenali sebagai triasilgliserol (TAG) atau triasilgliserida. Membentuk komponen utama bagi VLDL dan kilomikron. Terbentuk daripada proses esterifikasi satu molekul gliserol dan 3 molekul asid lemak.
TRIGLISERIDA
FOSFOLIPID Merupakan sejenis kumpulan lipid yang berperanan dalam membina membran plasma. Mempunyai struktur digliserida, kumpulan fosfat dan molekul organik ringkas seperti kolina. Bersifat amfifatik kepala hidrofilik dan ekor hidrofobik.
FOSFOLIPID
STRUKTUR FOSFOLIPID PADA MEMBRAN PLASMA
STEROID Merupakan sejenis lipid aromatik. Mempunyai gabungan 4 gegelang karbon skeleton di mana 3 gegelang mempunyai 6C dan 1 gegelang mempunyai 5C.
Kolesterol Fungsi kolesterol: - komponen membran sel - prekursor kepada hormon steroid (estrogen, progestagen, androgen, dll). - prekursor kepada hempedu dan vitamin D. Kolesterol boleh diperolehi melalui diet dan sintesis dalam tubuh. Kebanyakan tisu(terutamanya hepar) boleh mensintesis kolesterol kecuali RBC.
Struktur Kolesterol
PENGHADAMAN & PENYERAPAN LIPID Lipid diperolehi daripada makanan. Lipid dalam makanan berbentuk trigliserida, kolesterol ester, fosfolipid dan derivat lipid yang lain. Enzim yang memainkan peranan ialah: - Lipase - Kolesterol estrase - Fosfolipase
Pencernaan Bermula di doudenum. Hempedu dan pankreas merembeskan jus. Jus hempedu mengandungi garam hempedu dan bikarbonat (dirangsang oleh kolesistokinin). Jus pankreas mengandungi lipase, fosfolipase dan kolesterol estrase.
Penyerapan Diserap di usus kecil dalam bentuk asid lemak dan kolesterol. Diangkut melalui limfa (kilomikron) ke dalam darah.
Pengangkutan lipid dalam plasma Asid lemak dan kolesterol dihantar ke seluruh tubuh melalui plasma. Lipid tidak larut dalam plasma oleh sebab itu perlu diangkut menggunakan lipoprotein iaitu: - Kilomikron - Very Low Density Lipoprotein (VLDL) - Low Density Lipoprotein (LDL) - High Density Lipoprotein (HDL)
LIPOPROTEIN
METABOLISMA LIPID Biosintesis lipid Pemecahan molekul lipid
Biosintesis Lipid Turut dikenali sebagai lipogenesis. Merupakan suatu siri reaksi siklik di mana satu molekul asid lemak dibina daripada percantuman unit 2C (asetilkoa) secara berterusan. Lokasi hepar tisu adipos kelenjar mamari laktasi ginjal (sebahagian kecil) Proses ini berlaku di dalam sitoplasma sel.
Lipid Breakdown Triasilgliserol disimpan di dalam tisu adipos. Asid lemak senang dimobilisasi bagi menghasilkan tenaga semasa senaman yang panjang atau kebuluran. Oksidasi lemak menghasilkan 9kcal/g berbanding 4kcal/g bagi karbohidrat atau protein. Definisi : Suatu proses degradasi satu molekul asid lemak melalui penyingkiran setiap 2 molekul karbon membentuk asetil-koa, yang kemudiannya akan dioksidakan kepada CO 2 dan H 2 O dalam kitar Krebs.
Lipid Breakdown Lokasi kebanyakan tisu terutamanya hepar dan otot Sebahagian tisu yang tidak dapat mengoksidakan asid lemak: otak sel darah merah (eritrosit) medula adrenal Ini kerana bahagian-bahagian ini tidak mempunyai enzimenzim yang diperlukan dalam pemecahan molekul asid lemak.
Lipid Breakdown 4 peringkat di dalam pemecahan molekul lipid: 1) Hidrolisis triasilgliserol oleh lipase (lipolisis) 2) Aktivasi asid lemak 3) Pengangkutan ke dalam mitokondria 4) Oksidasi beta (β)
1) Lipolisis Berlaku dalam sitosol sel adipos. Hidrolisis TAG menghasilkan gliserol dan 3 molekul asid lemak bebas. Proses ini berlaku melalui 2 langkah: 1) Hormone-sensitive lipase menghidrolisis TAG pada kedudukan C1 dan C3 bagi membentuk monoasilgliserol. 2) Monoasilgliserol-spesifik lipase akan menyingkirkan asid lemak lebihan.
1) Lipolisis Gliserol yang dihasilkan tidak dapat dimetabolismakan oleh tisu adipose ketiadaan gliserol kinase. Gliserol diangkut ke hepar bagi menjalani fosforilasi membentuk gliserol-3-fosfat bagi mensintesis TAG atau ditukarkan kepada (Dihydroxyacetone phosphate)dhap. Asid lemak bebas yang terhasil akan menjalani sama ada proses esterifikasi semula kepada TAG di dalam tisu adipos. diangkut di dalam darah (mengikat pada albumin) bagi menjalani proses oksidasi beta di sel (hepar atau otot).
1) Lipolisis
2) Aktivasi Asid Lemak Asil lemak KoA sintetase (tiokinase) mengaktifkan asid lemak dengan mengikatkannya pada KoA. Ini seterusnya membentuk asil lemak KoA. Proses ini berlaku di dalam sitosol sel dan memerlukan ATP. ATP dihidrolisis kepada (Adenosine monophosphate) AMP dan pirofosfat (PPi). PPi dihidrolisis secara tidak berbalik kepada 2 molekul fosfat inorganik bebas oleh pirofosfatase.
3) Pengangkutan ke Mitokondria Asil lemak KoA perlu diangkut ke dalam matriks mitokondria bagi menjalani proses oksidasi beta. Ini kerana sitosol sel tidak mempunyai enzim bagi menjalankan proses oksidasi beta. Proses pengangkutan asil lemak KoA ke dalam mitokondria memerlukan pengangkut khas karnitin.
2 dan 3
4) Oksidasi β Molekul asil lemak KoA yang memasuki matriks mitokondria akan menjalani proses oksidasi beta yang berlaku dalam kitaran 4 reaksi: i) Oksidasi oleh FAD + ii) Hidrasi iii) Oksidasi oleh NAD + iv) Pemotongan tiolitik oleh KoA
=O =O i) Oksidasi oleh FAD + Pembentukan ikatan ganda dua di antara C2 dan C3. Proses oksidasi ini menghasilkan 1 molekul FADH 2. R-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C~SCoA asil KoA dehidrogenase FAD + FADH 2 R-CH 2 -CH=CH-C~SCoA 4 3 2 1 4 3 2 1 Asil KoA Δ2 trans-enoil KoA
=O - - =O ii) Hidrasi Penambahan molekul air kepada ikatan ganda dua oleh Δ2 enoil-koa hidratase. R-CH 2 -CH=CH-C~SCoA Δ2 trans-enoil KoA H 2 O enoil KoA hidratase OH H R-CH 2 -C-C-C~SCoA - - H H β-hidroksiasil KoA
- - =O =O =O iii) Oksidasi oleh NAD + β-hidroksiasil KoA dehidrogenase menukarkan kumpulan OH pada C3 kepada kumpulan keton. Proses ini menghasilkan NADH. OHH β-hidroksiasil KoA dehidrogenase R-CH 2 -C-C-C~SCoA R-CH 2 -C-CH 2 -C~SCoA - - H H NAD + NADH β-hidroksiasil KoA β-ketoasil KoA
=O =O =O =O iv) Pemotongan Tiolitik oleh KoA Tiolase memotong molekul β-ketoasil KoA kepada molekul asetil KoA dan asil KoA yang kurang dua molekul karbon. Asil KoA yang kurang dua karbon itu seterusnya akan memasuki proses oksidasi beta sekali lagi. Keempat-empat langkah akan berulang sehingga akhirnya 2 molekul asetil KoA terbentuk. CoA R-CH 2 -C-CH 2 -C~SCoA R-CH 2 -C~SCoA + CH 3 -C~SCoA β-ketoasil KoA tiolase asetil KoA
Oksidasi β
Tambahan Bagi asid lemak tepu yang mempunyai bilangan karbon genap, bilangan asetil KoA yang terhasil: = n/2, di mana n adalah jumlah C Bagi asid lemak tepu yang mempunyai bilangan C yang ganjil akan menghasilkan 1 molekul asetil KoA dan 1 molekul propionil KoA di kitaran akhir oksidasi beta. Propionil KoA seterusnya akan dimetabolisma kepada suksinil KoA yang boleh memasuki kitar Krebs.
Tambahan Oksidasi asid lemak tepu yang mempunyai bilangan C ganjil.
TAMAT