Biosintesis Asam Lemak
Asam lemak merupakan sekelompok senyawa hidrokarbon yang
berantai panjang dengan gugus karboksilat pada ujungnya. Adapun rumus dari asam
lemak adalah CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1-COOH. Bersama-sama dengan gliserol,
merupakan penyusun utama minyak nabati atau lemak dan merupakan bahan baku
untuk semua lipida pada makhluk hidup. Secara alami, asam lemak bisa berbentuk
bebas (karena lemak yang terhidrolisis) maupun terikat sebagai gliserida. Asam
lemak dibedakan menjadi asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Asam lemak
jenuh hanya memiliki ikatan tunggal di antara atom-atom karbon penyusunnya,
sementara asam lemak tak jenuh memiliki paling sedikit satu ikatan ganda di
antara atom-atom karbon penyusunnya.
Asam lemak merupakan asam lemah, dan dalam air terdisosiasi
sebagian. Umumnya berfase cair atau padat pada suhu ruang (27° Celsius).
Semakin panjang rantai C penyusunnya, semakin mudah membeku dan juga semakin
sukar larut.
Asam lemak jenuh bersifat lebih stabil (tidak mudah
bereaksi) daripada asam lemak tak jenuh. Ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh
mudah bereaksi dengan oksigen (mudah teroksidasi).
Biosintesis asam
lemak
Pada daun hijau tumbuhan, asam lemak diproduksi di
kloroplas. Pada bagian lain tumbuhan dan pada sel hewan (dan manusia), asam
lemak dibuat di sitosol. Proses esterifikasi (pengikatan menjadi lipida)
umumnya terjadi pada sitoplasma, dan minyak (atau lemak) disimpan pada oleosom.
Banyak spesies tanaman menyimpan lemak pada bijinya (biasanya pada bagian
kotiledon) yang ditransfer dari daun dan organ berkloroplas lain. Beberapa
tanaman penghasil lemak terpenting adalah kedelai, kapas, kacang tanah, jarak,
raps/kanola, kelapa, kelapa sawit, jagung dan zaitun.
Proses biokimia sintesis asam lemak pada hewan dan tumbuhan
relatif sama. Berbeda dengan tumbuhan, yang mampu membuat sendiri kebutuhan
asam lemaknya, hewan kadang kala tidak mampu memproduksi atau mencukupi
kebutuhan asam lemak tertentu. Asam lemak yang harus dipasok dari luar ini
dikenal sebagai asam lemak esensial karena organisme yang memerlukan tidak
memiliki cukup enzim untuk membentuknya.
Biosintesis asam lemak alami merupakan cabang dari daur
Calvin, yang memproduksi glukosa dan asetil-KoA. Proses berikut ini terjadi
pada daun hijau tumbuh-tumbuhan dan memiliki sejumlah variasi.
Kompleks-enzim asilsintase III (KAS-III) memadukan
malonil-ACP (3C) dan asetil-KoA (2C) menjadi butiril-ACP (4C) melalui empat
tahap (kondensasi, reduksi, dehidrasi, reduksi) yang masing-masing memiliki
enzim tersendiri.
Pemanjangan selanjutnya dilakukan secara bertahap, 2C setiap
tahapnya, menggunakan malonil-KoA, oleh KAS-I atau KAS-IV. KAS-I melakukan
pemanjangan hingga 16C, sementara KAS-IV hanya mencapai 10C. Mulai dari 8C, di
setiap tahap pemanjangan gugus ACP dapat dilepas oleh enzim tioesterase untuk
menghasilkan asam lemak jenuh bebas dan ACP. Asam lemak bebas ini kemudian
dikeluarkan dari kloroplas untuk diproses lebih lanjut di sitoplasma, yang
dapat berupa pembentukan ikatan ganda atau esterifikasi dengan gliserol menjadi
trigliserida (minyak atau lemak).
Pemanjangan lebih lanjut hanya terjadi bila terdapat KAS-II
di kloroplas, yang memanjangkan palmitil-ACP (16C) menjadi stearil-ACP (18C).
Enzim Δ9-desaturase kemudian membentuk ikatan ganda, menghasilkan oleil-ACP.
Enzim tioesterase lalu melepas gugus ACP dari oleat. Selanjutnya, oleat keluar
dari kloroplas untuk mengalami perpanjangan lebih lanjut.
Fungsi Asam Lemak
Asam lemak memiliki empat peranan utama. Pertama, asam lemak
merupakan unit penyusun fosfolipid dan glikolipid. Molekul-molekul amfipatik
ini merupakan komponen penting bagi membran biologi. Kedua, banyak protein
dimodifikasi oleh ikatan kovalen asam lemak, yang menempatkan protein-protein
tersebut ke lokasi-lokasinya pada membran. Ketiga, asam lemak merupakan molekul
bahan bakar. Keempat, derivat asam lemak berperan sebagai hormon dan cakra
intrasel.