LIPID
Pendahuluan
Lipid adalah senyawa yang berasal dari makhluk hidup yang larut dalam pelarut nonpolar seperti kloroform dan dietileter. Lipid didefinikan berdasarkan proses fisik yang digunakan untuk mengisolasinya. Lipid meliputi beraneka jenis struktur, ditunjukkan melalui contoh berikut:
Chapter 23
2
Asam Lemak dan Trigliserida
Sebagian besar asam karboksilat rantai panjang ditemukan pada makhluk hidup sebagai ester (b) dari gliserol (a). Minyak dari tanaman dan lemak hewani adalah triasilgliserol atau trigliserida Minyak umumnya cair pada temperatur kamar, sedangkan lemak padat Hidrolisis triasilgliserol menghasilkan asam lemak
Sebagian besar asam lemak alami mempunyai rantai tak bercabang dengan jumlah atom karbon genap. Di alam asam lemak tak jenuh yang berikatan rangkap semuanya cis dan biasanya tidak terkonyugasi. 3
Insert table 23.1 page 1132
4
5
Asam lemak jenuh mempunyai titik leleh lebih tinggi dari asam lemak tidak jenuh. Asam lemak jenuh berstuktur hampir lurus, terkemas rapat, dan mempunyai gaya van der Waals kuat di antara molekulmolekul. Ikatan rangkap Cis dalam asam lemak takjenuh menyebabkan rantai bengkok. Asam lemak tak jenuh terkemas tidak rapat, dan mempunyai gaya van Der Waals lebih lemah dibandingkan asam lemak jenuh. Asam lemak tak jenuh mempunyai titik leleh lebih rendah dari asam lemak jenuh dengan jumlah karbon sama. Triasilgliserol dengan kandungan asam lemak jenuh lebih tinggi mempunyai titik leleh lebih tinggi. Triasilgliserol dalam lemak binatang mengandung sebagian besar asam lemak jenuh sehingga padat pada temperatur kamar. Triasilgliserol dalam minyak mempunyai proporsi asam lemak tak jenuh dan tak jenuh ganda yang besar, sehingga cair pada temperatur kamar.
6
7
Hidrogenasi Triasilgliserol
Minyak vegetable cair dapa secara parsial dihidrogenasi untuk menghasilkan lemak masak padat (margarin)
8
Fungsi Biologis Triasilgliserol
Triacylglycerol utamanya digunakan sebagai cadangan energi pada binatang. Jika dimetabolisme menghasilkan energi dua kali lebih banyak dari karbohidrat. Lemak sumber energi jangka panjang, sementara karbohidrat sumber energi segera.
Saponifikasi Triasilgliserol
Hidrolisis triasilgliserol menggunakan basa menghasilkan garam asam karboksilat dan gliserol.
9
Garam asam karboksilat rantai panjang disebut sabun. Dalam air, sabun ada dalam kluster yang disebut misel. Misel mempunyai gugus karboksilat yang bersifat hidrofilik pada bagian luar yang terekspos pada air. Rantai hidrokarbon nonpolar asam lemak bersifat hidrofobik mengarah menuju bagian dalam misel (menjauh dari air).
Sabun membersihkan molekul kotoran yang berlemak (hidrofob) menuju bagian alkil misel. Gugus karboksilat sabun yang polar berfungsi untuk melarutkan misel dalam air sehingga (bersama-sama dengan molokel kotoran) dapat tercuci. 10
Gugus polar pada sebagian besar deterjen sintetik adalah sodium sulfonat atau sodium sulfat. Sabun biasa cenderung mengendap dalam air sadah (air yang mengandung kation divalen dan trivalen Ca2+ , Fe2+, Fe3+ dan Mg2+) Sabun menukar kation natriumnya dengan kation logam di dan trivalen dan garam ini cenderung tidak larut dalam air. Sebaliknya, garam ion logam di dan trivalen detergen sintetik lebih larut dalam air.
11
Reaksi Gugus Karboksil Asam Lemak
Reaksi Rantai Alkenil Asam Lemak Tak Jenuh
12
Terpena dan Terpenoid
Terpena dan terpenoid ditemukan dalam minyak atsiri Mereka adalah lipid yang umumnya mengandung kerangka karbon 10, 15, 20 atau 30 karbon. Terpenoid adalah terpen yang mengandung oksigen.
Terpena secara formal dipandang sebagai pengulangan dari unit C5 yang disebut unit isoprena Isoprena sendiri tidak terlibat dalam biosintesis terpena.
Unit Isoprena dalam terpena biasanya berhubungan kepala ke ekor Garis putus-putus digunakan untuk menunjukkan unit isoprena pada suatu terpena.
14
Karoten adalah tetraterpene (C40 terpenes) Tetraterpene dapat dipandang sebagai dua diterpene (C20 terpenes) yang berhubungan ekor ke ekor di pertengahan.
Karoten adalah prekursor biosintetik Vitamin A Karoten diubah menjadi vitamin A oleh enzim di hati.
15
Karet Alami Karet alami dapat dipandang sebagai suatu polimer 1,4-adisi isoprena. Unit isoprena dalam karet alami berhubungan kepala ke ekor dan semua ikatan ganda adalah cis
Karet alami murni sangat lengket dan harus divulkanisi untuk menjadi berguna. Vulkanisasi melibatkan karet alami yang dipanaskan dengan sulfur untuk membentuk cross-links; hal ini membuat karet menjadi lebih keras.
16
Steroid
Steroid adalah “pengatur biologis” yang penting.
Struktur dan Tatanama Sistematik Steroid
Steroid mempunyai struktur cincin tetrasiklik yang khas. Cincin-cincin diberi penandaan A-D Karbon-karbon steroid ditunjukkan sebagai berikut
17
Gugus metil pada C18 dan C19 sambungan cincin disebut gugus metil angular Gugus metil angular terjadi di atas bidang steroid seperti yang tertulis. Gugus-gugus lain yang berada pada sisi sama bidang steroid seperti gugus metil angular disebut substituen b. Gugus di bawah bidang sistem cincin steroid disebut substituen a. Steroid dari seri 5a mempunyai hidrogen C5 di bawah bidang sistem cincin dan semua cincin berhubungan trans. Steroid seri 5b mempunyai hidrogen C5 di atas bidang sistem cincin dan hubungan cincin A,B adalah cis Hubungan cincin B-C dan C-D biasanya trans
18
Substituen pada C17 biasanya menentukan nama dasar dari steroid.
19
Kolesterol
Kolesterol adalah steroid yang paling banyak ditemukan dan prekursor biosintetik steroid yang lain.
Tubuh manusia membuat cukup kolesterol untuk kebutuhannya. Kolesterol Dietary biasanya menyebabkan tubuh menurunkan kebutuhannya. Tingkat kolesterol darah yang tinggi telah meningkatkan arteriosklerosis (pengerasan arteri) dan serangan jantung.
20
Cholesterol is found in the body often as an aggregate with other lipids and proteins These aggregates are called chylomicrons, high-density lipoproteins (HDLs) and low-density lipoproteins (LDLs) and are generally in micelle form These aggregates serve to transport water-insoluble cholesterol and other lipids in the body HDLs (“good cholesterol”) carry lipids from the tissues to the liver for degradation and excretion LDLs (“bad cholesterol”) carry biosynthesized cholesterol from the liver to tissues Chylomicrons carry dietary lipids from the intestines to the tissues
Chapter 23
21
Hormon Seks Terdapat 3 kelompok utama hormon seks Estrogen (hormon seks wanita) Androgen (hormon seks pria) Progestin (hormon kehamilan) Estradiol adalah hormon seks wanita utama; estron adalah bentuk hasil metabolisme yang dieksresikan. Estradiol dikeluarkan oleh ovarium dan mempromosikan perkembangan ciri-ciri sekunder wanita. Estrogen juga merangsang kelenjar mamary (buah dada) selama kehamilan.
22
Testosteron adalah hormon seks pria primer; androsteron adalah bentuk hasil metabolisme testoteron yang diekskresikan. Testosteron disekresikan oleh testis dan mempromosikan ciri-ciri sekunder pria. Progesteron adalah progestin (hormon kehamilan) paling penting Sesudah ovulasi, kantung ovarian yang runtuh mulai melepaskan progesteron untuk membuat lapisan uterus untuk implantasi sel telur yang terbuahi. Progesteron juga dibebaskan oleh plasenta dan diperlukan untuk kelangsungan kehamilan.
23
Progesteron menekan ovulasi; hal ini merupakan dasar penggunaannya dalam kontrasepsi oral. Progesteron didegradasi dalam jaringan usus, sehingga progestin sintetik yang lebih kuat , seperti noretindron yang digunakan.
Estrogen sintetik seperti etunilestradiol juga digunakan dalam kontrasepsi oral.
Chapter 23
24
Hormon Adrenokortical
Kelenjar adrenal ( berlokasi di atas ginjal) menghasilkan beberapa hormon steroid. Hormon adrenokortikal sangat penting dalam pengaturan metbolisme karbohidrat, protein dan lipid. Hormon ini juga penting dalam air dan kesetimbangan elektrolit, dan respon terhadap sakit. Kortisol adalah hormon adrenortikal utama.
Vitamin D Vitamin D2 penting untuk pertumbuhan tulang. Ergosterol diubah menjadi vitamin D2 melalui reaksi pembukaan cincin-fotokimia.
Chapter 23
25
Steroid yang lain
26
Prostaglandin
Prostaglandin mempunyai sebuah cincin lima anggota dan dua hidrokarbon sebagai ekornya, salah satunya mempunyai ujung gugus asam karboksilat. They mediate inflammation, heart rate, blood pressure, blood clotting, conception, fertility, and allergic responses Prostaglandins dibiosintetik dari asam arakidonat, suatu asam lemak takjenuh C20 Aspirin menghambat biosintesis prostaglandins
27
Fosfolipid dan Membran Sel
Suatu asam fosfatidat adalah molekul gliserol teresterifikasi pada satu gugus hidroksil terminal dengan asam asam fosfat, dan gugus hidroksil yang lain teresterkan dengan asam lemak (suatu diasilfosfogliserat)
Fosfatida
Jika gugus fosfat dari asam fosfatida terikat ke salah satu gugus yang mengandung nitrogen, suatu fosfatida dihasilkan.
28
Fosfatida termasuk lesitin, sepalin, fosfatidilserin, dan plasmalogen.
29
Fosfatida membentuk lapisan bilayer dalam sistem biologis. Lihat bagian tengah dari diagram (b) di bawah.
30
Membran plasma merupakan lipid bilayer yang berada bersama-sama dengan protein dan glikolipid. Kolesterol adalah komponen utama membran plasma membranes
31
Spingolipid Spingolipid diturunkan dari spingosin Spingolipid adalah komponen myelin, lapisan pelindung serat syaraf axon
Chapter 23
32
Lilin
Lilin adalah ester asam lemak rantai panjang.
33
