1_Lipid dan Membran

Lipids adalah senyawa non-polar (hydrophobic), larut dalam
pelarut organik.
Membran lipid umumnya: amfipatik, memiliki ekor non-polar
dan kepala polar.
Asam lemak tersusun dari rantai hidrokarbon dengan ujung akhir
asam karboksilat.
Asam lemak 16-C:
CH3(CH2)14-COONon-polar
polar
Asam lemak 16-C dengan 1 ikatan ganda diantara atom C 9-10
maka ditulis sebagai 16:1 cis ∆9.
Penggolongan: komponen dasar pembentuk lipid, sumber penghasil lipid,
kandungan asam lemak, atau pun sifat2 kimia dr lipid
Komponen dasar: sederhana, majemuk, dan turunan
Turunan lipid
CH2OH
H
C
OH
CH2OH
glycerol
O
CH3(CH2)10COH
asam laurat
Berdasarkan sumber: lemak hewan (animal fat), lemak susu (milk fat),
minyak ikan (fish oil), dll
Beberapa fungsi lipid:
Struktur asam lemak
Rantai karbon
Jenuh (saturated)
Rantai karbon tidak
jenuh (unsaturated)
O
O
O CH2OCR
O
H2O
R'COCH
CH2OCR"
CH2OH
HOCR
R'COH
HOCH
CH2OH
HOCR"
O
• Asam lemak dihasilkan dari hidrolisis lemak dan minyak.
• Rantai karbon asam lemak memiliki beberapa atom karbon
dengan rantai tidak bercabang.
O
Created by Waras Nurcholis
Bila terdapat ikatan
ganda, selalu
bekonfigurasi Cis. Secara
alami asam lemak
memiliki beberapa atom
karbon.
Beberapa asam lemak dan penamaan umum:
14:0 asam miristat; 16:0 asam palmitat; 18:0 asam stearat;
18:1 cis∆9 asam oleat
18:2 cis∆9,12 asam linoleat
18:3 cis∆9,12,15 asam linolenat
20:4 cis∆5,8,11,14 asam arakidonat
padat
Cair, berminyak
As. Lemak tidak jenuh dapat
mengalami autooksidasi bila
terkena cahaya → ketengikan
(oksidasi as. Lemak:
peroksida→ aldehid)
Tdk terjadi di dalam sel
karena adanya hambatan dari
vit E, enzim, as. Askorbat
(antioksidan)
Struktur umum Triasilgliserol (Trigliserida):
O
O CH2OCR'
RCOCH
CH2OCR"
O
Lemak & Minyak secara alami merupakan
campuran dari triasilgliserol
Lemak padat banyak asam lemak jenuh;
minyak cair banyak asam lemak tak jenuh.
Gliserol merupakan alkohol
trihidrat, dengan kata lain
masing-masing molekul
memiliki 3 gugus hidroksil
Formula kerangkanya:
HO
OH
O
H2 C
HC
OH
Terdapat satu gugus H2 C
hidroksil (alkohol) yg
terikat ke masing2 rantai
atom karbon
OC
O
(CH 2) 14CH 3
OC
O
(CH 2) 7CH=CH(CH 2)7 CH3
OC
(CH 2) 16CH 3
Dalam hewan, penyimpanan,
pengangkutan asam lemak,
insulator & sumber energi
Sel adiposit/ lemak
Dalam tumbuhan, sumber
energi
Minyak nabati
• Lemak merupakan sumber energi yang
efisien dibanding glikogen:
– Hidrofobik
– Padat dengan butiran bebas air
– Sedikit teroksidasi dibanding karbohidrat
• Energi: triasilgliserol 38.9 kJ/g sedangkan
karbohidrat 17.2 kJ/g
SIFAT-SIFAT:
(1) Triasilgliserol tidak larut dlm air, mudah larut dlm pelarut
organik (kloroform, benzena, eter)
(2) Derajat ketidakjenuhan asam lemak,
ditentukan dengan bilangan iodium (banyaknya gram iodium yang
dapat bereaksi dengan 100 gram lemak)
Iodium bereaksi dengan ikatan rangkap dari asam lemak. Semakin
banyak ik.rangkap semakin banyak iod bereaksi
(3) Hidrolisis dgn enzim lipase
SIFAT-SIFAT:
(4) Reaksi penyabunan (saponification):
Angka/bilangan penyabunan (jumlah mg KOH/ NaOH
yang diperlukan untuk menyabunkan 1 gram lemak)
Ester as lemak berantai panjang (jenuh atau tidak jenuh)
dengan alkohol berantai panjang. Mis: ester asam palmitat
dengan alkohol triakontanol
Ex. Lilin karnauba dr daun palma,
KIT mobil dan lilin lebah, propolis.
Pada vertebrata lilin disekresi oleh
kelenjar kulit sbg pelindung (unt
membuat kulit fleksibel, berminyak,
tidak tembus air)
Daun berbagai tumbuhan dilapisi lilin
sbg pelindung; lilin lebah (dikeluarkan
oleh lebah untuk membentuk
sarang/tempat madu)
Pada kehidupan laut lilin digunakan dalam
jumlah besar. Plankton menggunakan
lilin sbg bentuk penyimpan energi utama,
plankton digunakan sbg sumber makanan
untuk ikan paus, kembung, salem, dan
spesies laut lain
Lilin tidak larut dalam air, larut dalam pelarut lemak; tidak mudah
terhidrolisis dan tidak dapat diuraikan oleh enzim yang
menguraikan lemak → tidak berfungsi sebagai bahan makanan
• Gliserida yang mengandung
fosfor dalam bentuk ester
asam fosfat/ Fosfogliserida
• Fosfolipid merupakan lipid
utama membran, 50-90% dari
konsentrasi total lipid
• Sebagian besar lipid merupakan
turunan dari diasilgliserol 3-fosfat
(fosfatidat)
• Terdapat pada sel tumbuhan
(kedelai), hewan, dan manusia
(telur, otak, hati, ginjal, jantung).
STRUKTUR FOSFOLIPID
Pada eukariot terdapat dua variasi residu asil yang merupakan
turunan dari asam lemak tak bercabang, sebagai contoh:
Jenuh
C16 Palmitat
CH3-(CH2)14-COOH
Tak jenuh
C18 Oleat
CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
Rantai Asil jenuh dan takjenuh memberikan bentuk yang berbeda
Ikatan ganda biasanya berkonfigurasi cis.
Hal ini menghasilkan kekakuan pada rantai
asil.
Created by Waras Nurcholis
Fosfolipid utama dalam membran sel mamalia
dihasilkan melalui esterifikasi gugus fosfat fosfatidat dengan satu gugus hidroksil
dari beberapa alkohol
O
||
R1 – C – O – C H2
|
R2 – C – O – CH
O
||
|
||
O
H2C - O - P – O |
O–
Fosfatidat atau Diasilgliserol 3-fosfat
merupakan intermediat kunci dalam
biosintesis fosfolipid
Alkohol umum yang berperan:
Kolin
OH-CH2-CH2-N+(CH3)3
Etanolamin
OH-CH2-CH2-NH+3
Serin
OH-CH2-CH – COO|
NH+3
Gliserol
OH-CH2-CH –CH2-OH
|
OH
Inositol
Sfingolipid merupakan turunan dari lipid sfingosin,
yang memiliki ekor hidrokarbon yang panjang, dan
daerah polar yang termasuk suatu gugus amino.
OH
H2C
O
OH
CH
NH
CH
R
ceramide
H2C
OH
H
C
CH
H3N+
CH
HC
H
C
C
OH
HC
(CH2 )12
CH3
(CH2 )12
sphingosine
CH3
Gugus amino dari sfingosina dapat membentuk
ikatan amida dengan karboksil asam lemak,
menghasilkan seramida.
Seramida biasanya memiliki gugus kepala polar,
yang teresterifikasi pada terminal OH dari sfingosina.
Sfingomielin, suatu
seramida dengan gugus
kepala fosfokolin atau
fosfoetanolamin, yang
merupakan penyusun
utama membran plasma
CH3
H3C
+
N
O
H2
C
H2
C
O
CH3
P

O
O
phosphocholine
H2C
sphingosine
Sphingomyelin
OH
H
C
CH
NH
CH
O
C
fatty acid
R
HC
(CH2 )12
CH3
Sfingomielin, dengan gugus kepala fosfokolin, ukuran dan bentuk
menyerupai dengan gliserofosfolipid fosfatidil kolin.
CH2OH
Serebrosida merupakan
sfingolipid (seramida) dengan
suatu monosakarida seperti
glukosa atau galaktosa sebagai
gugus kepala polar.
Gangliosida merupakan
seramida dengan gugus kepala
polar oligosakarida komplek,
termasuk gula acidic turunan
sialic acid.
O
OH
H
OH
H
H
H
OH
O
H
H2C
OH
O
cerebroside with
-galactose head group
H
C
CH
NH
CH
C
R
HC
(CH2 )12
CH3
Serebrosida & gangliosida, secara kolektif disebut glikosfingolipid, yang
umumnya ditemukan dibagian luar dari bilayer membran plasma, dengan rantai
gulanya memanjang keluar dari permukaan sel.
Asam empedu (garam empedu) merupakan
turunan kolesterol yang polar. Dibentuk dalam
hati dari kolesterol, dan diskresikan ke empedu.
Asam empedu akhirnya ditranspor melalui
pembuluh empedu ke usus, untuk mencerna
lemak dan vitamin yang larut lemak.
Kolesterol, penyusun penting
membran sel, memiliki sistem
cincin yang kaku dan ekor
hidrokarbon bercabang pendek.
HO
Cholesterol
Hidrofobik kolesterol sangat besar
Tetapi memiliki satu gugus polar, hidroksil,
membuatnya menjadi amfipatik.
PDB 1N83
cholesterol
Cholesterol
in membrane
HO
Cholesterol
Kolesterol masuk membran bilayer dengan gugus hidroksilnya terorientasi
ke fase cair membran & sistem cincin hidrofobiknya berdekatan dengan
rantai asam lemak fosfolipid.
Gugus OH dari kolesterol membentuk ikatan hidrogen dengan gugus kepala
polar fosfolipid.
Interaksi dengan kolesterol kaku
menurunkan mobilitas dari ekor
hidrokarbon fosfolipid.
Cholesterol
in membrane
Tetapi adanya kolesterol dalam fosfolipid
membran mencegah pembentukan ekor
asam lemak menjadi kristal.
Fosfolipid membran dengan konsentrasi koleterol yang tinggi
memiliki fluiditas intermediet diantara kondisi kristal dan cairan
kristal.
• Lipid yang terdapat di alam yang
bergabung dengan senyawa lain,
seperti protein atau karbohidrat
• Lipoprotein, lipid yang berikatan
dengan protein (plasma darah).
Bag lipid: trigliserida, fosfolipid
atau kolesterol
• Lipopolisakarida, gabungan antara
lipid dengan polisakarida (dinding
sel bbrp bakteri)
Lipopolisakarida dalam
Salmonela tifimurium
struktur membranes: fluid mosaic model
Model diusulkan oleh Jonathan Singer dan
Garth Nicolson pada tahun 1972
Ciri-ciri umum model ini:
• Membran merupakan larutan duadimensi yang terorientasi dengan lipid dan
protein
• Lipid bilayer memiliki dua peranan:
barier permeabilitas dan berinteraksi
dengan protein sehingga membran menjadi
larut serta sering meregulasi aktivitas
protein
• Membran protein bebas untuk berdifusi
secara lateral, tetapi tidak berorientasi dari
satu bagian membran ke yang lainnya.
Komponen Membran