Kompleks Asam Lemak Sintase
Asam lemak sintase merupakan enzim besar yang terdiri dari
dimer yang identik, yang masing-masing subunitnya (monomer) memiliki tujuh
aktivitas enzim asam lemak sintase pada rantai polipeptida. Setiap monomernya
berberat molekul 240.000 dan memiliki sebuah protein pembawa asil (ACP, acyl
carrier protein). Fungsi ACP dalam sintesis asam lemak adalah bertindak sebagai
suatu karier perantara. Segmen ACP memiliki sebuah residu 4-fosfopanteteinil
yang berasal dari pemutusan koenzim A. Kedua subunit tersebut tersusun (kepala
ke leher). Salah satu subunit bergandengan dengan gugus fosfopanteteinil
sulfhidril sedangkan subunit yang lainnya bergandengan dengan sisteinil
sulfhidril.
Pada proses ini, gugus asetil dari asetil KoA akan
dipindahkan ke gugus fosfopanteteinil sulfhidril ACP pada satu subunit, dan kemudian ke gugus siteinil
sulfhidril pada subunit yang lainnya. Gugus malonil dari malonil KoA kemudian
melekat ke gugus fosfopanteteinil sulfhidril ACP pada subunit pertama. Gugus
asetil dan malonil berkondensasi sehingga menyebabkan pelepasangugus karboksil
malonil sebagai karbondioksida. Kemudian sebuah rantai ?-keto asil (C4) akan
melekat pada gugus fosfopanteteinil sulfhidril.
Rantai asil lemak 4-karbon tersebut kemudian dipindahkan ke
gugus sisteinil sulfhidril dan kemudian bergaung dengan sebuah gugus malonil.
Urutan reaksi ini terus menerus dilakukan sehingga panjang rantai mencapai 16
karbon (palmitat). Dalam tahap ini,
palmitat dibebaskan. Selanjutnya palmitat dapat mengalami desaturasi atau
pemanjangan rantai.
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 tidak memiliki enzim untuk
menghasilkannya.
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.
Karbohidrat dan asam amino yang dikonsumsi berlebihan akan
dikonversi menjadi asam lemak dan disimpan sebagai triasilgliserol. Dan proses
ini (selanjutnya kita sebut sintesis asam lemak) paling banyak terjadi di hati,
ginjal, jaringan adiposa dan kelenjar mamaria. Dalam proses ini, asetil KoA
bertindak sebagai substrat langsung atau bahan utamanya, sedangkan palmitat
sebagai produk akhirnya.
Sintesis asam lemak melibatkan asetil KoA dan NADPH. Asetil
KoA disini berfungsi sebagai sumber atom karbon sementara NADPH berperan
sebagai bahan pendukungnya saja. Sintesis asam lemak terjadi dalam 3 proses.
Yang diantaranya:
1. Produksi asetil KoA
dan NADPH
2. Pembentukan Malonil
KoA dari asetil KoA
3. Reaksi kompleks
sintesis asam lemak