LECTURE NOTE : BIOSINTESIS ASAM LEMAK PADA TUMBUHAN

LECTURE NOTE : Plant Physiology (4 SKS)
BIOSINTESIS LEMAK PADA TUMBUHAN
Yeremia S. Mokosuli, SSi, MSi
Jurusan Biologi FMIPA UNIMA

Lemak atau lipida terdiri dari unsur karbon, hidrogen dan oksigen. Fungsi utama cadangan lemak dan minyak dalam biji-bijian adalah sebagai sumber energi. Cadangan ini merupakan salah-satu bentuk penyimpanan energi yang penting bagi pertumbuhan. Penguraian lemak secara kimiawi menghasilkan energi dalam jumlah yang lebih besar sekitar dua kali lipat dibandingkan dengan energi yang dihasilkan dari penguraian karbohidrat.
Asam lemak pada tumbuhan umumnya terdapat dalam bentuk lemak dan minyak. Lemak dan minyak yang tergolong lipida berfungsi sebagai pembentuk struktur membran sel, sebagai bahan cadangan dan sebagai sumber energi. Selain dalam bentuk minyak dan lemak, asam lemak juga terdapat dalam bentuk senyawa lapisan pelindung pada epidermis batang, daun dan buah. (Estiti, 1995
Penyimpanan asam lemak berbentuk minyak dan lemak dalam jumlah yang relatip besar dapat ditemukan sebagai bahan cadangan penting dalam buah dan bijibijian (Estiti, 1995). Cadangan ini tersimpan dalam endosperm atau perisperm dalam bentuk lipid dengan kandungan yang beragam.
Lipid tampak sebagai tubuh minyak dalam sitoplasma sel yang menyimpan minyak. Tubuh minyak ini dinamakan vakuola*) berisi lipid, sebagai sferosom yang dikelilingi satuan membran. (Salisbury dan Ross, 1995)
Asam lemak merupakan senyawa potensil dari sejumlah besar kelas lipid di alam. Sementara dalam sistem biologi umumnya asam lemak kebanyakan terdapat menyatu dalam kompleks lipid. Asam lemak yang menyatu terdapat berupa ester, gliserol, sterol dan berbagai senyawa lainnya. Rantai hidrokarbon dari asam lemak dapat juga berikatan dengan phospogliserol melalui ikatan ether dan vinyl ether.
Pada sel tumbuhan, cadangan lipid adalah asam lemak. Cadangan ini oleh lipase dihidrolisir menjadi gliserol dan asam lemak. Asam lemak ini dipakai dalam sintesis fosfolipid dan glikolipid yang diperlukan untuk pembentukan organel. Sebagian besar diubah menjadi gula dan diangkut untuk pertumbuhan kecambah.

Struktur Asam Lemak



Struktur Triasilgliserol



Bentuk Simpanan dan organ tempat menyimpan lemak pada tumbuhan
Pada tumbuhan lemak terdapat dalam bentuk :
- fosfolipid dan glikolipid,
- lilin
- kutin
- suberin
Lemak disimpan dalam beberapa organ antara lain :
- biji (terutama pada biji)
- buah
- dan umbi

Figure 10-2. The parts of a phospholipid molecule. This example is phosphatidylcholine, represented (A) schematically, (B) by a formula, (C) as a space-filling model, and (D) as a symbol. The kink resulting from the cis-double bond is exaggerated for emphasis


Timbunan lemak pada biji terdapat dalam sitoplas dan juga pada koletidon atau endosperm yang dinamakan sferosom.
Lemak dan minyak selalu disimpan dalam benda khusus di sitosol dan sering terdapat ratusan sampai ribuan benda di tiap sel penyimpan. Benda ini disebut benda lipid, sferosom dan oleosom. Sebutan oleosom lebih banyak digunakan untuk menyatakan benda yang mengandung minyak dan agar mudah membedakannya dengan peroksisom dan glioksisom. Sedangkan istilah sferosom telah lama digunakan untuk menerangkan organel yang mengandung sedikit lemak. Sferosom mempunyai membran tipis yang memisahkan trigliserid dari cairan sitoplas.

Tempat Sintesis
Sebagian besar reaksi sintetis asam lemak terjadi di kloroplas daun serta di proplastid biji dan akar. Lemak yang disimpan dalam biji tidak diangkut dari daun, tetapi disintetis in situ dari sukrosa atau gula terangkut lainnya. Kalaupun daun memproduksi lemak dan minyak namun pemindahannya ke buah tidak dapat melalui floem dan xilem karena tidak larut dalam air.


Struktur Lemak dan Minyak
Secara kimiawi, senyawa lemak serupa dengan senyawa minyak. Keduanya terdiri dari :
- asam lemak berantai panjang yang teresterifikasi oleh gugus karboksiltunggalnya menjadi hiroksil dari alkohol tiga karbon gliserol.
- Dengan tiga molekul asam lemak yang teresterifikasi maka lemak dan minyak sering disebut trigliserida.


Sifat Lemak
Sifat lemak umumnya ditentukan oleh jenis asam lemak yang dikandung-nya. Asam-asam lemak yang membentuk lemak biasanya berbeda, dan kadang dua di antaranya sama. Panjang rantai ketiga asam lemak hampir selalu sama dengan jumlah atom karbon genap sebanyak 16 dan 18. Jumlah atom karbon asam lemak biasanya paling rendah 12 dan paling banyak 20. Beberapa asam lemak termasuk asam lemak tidak jenuh karena mengandung ikatan rangkap.

Sifat Fisik dan Kimia
Titik leleh lemak dan minyak tergantung pada jumlah ikatan rangkap yang terkandung dalam tiap asam lemak. Pada setiap asam lemak minyak terdapat satu sampai tiga ikatan rangkap sehingga minyak dengan titik leleh yang cukup rendah membuatnya cair pada suhu kamar. Sedangkan lemak dengan titik leleh yang relatip lebih tinggi pada umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena memiliki asam lemak jenuh. (Salisbury dan Ross, 1995)

Beberapa asam lemak penting pada tumbuhan
Berbagai jenis asam lemak tumbuhan yang penting umumnya diperoleh dari biji-bijian antara lain dari biji kapas, jagung, kacang dan kedelai. Jenis-jenis asam lemak tumbuhan yang lajim ditemukan diberikan pada Tabel 2. Asam lemak tidak jenuh yang terbanyak di alam ialah asam oleat dan asam linoleat. Asam lemak jenuh terbanyak adalah asam palmitat, asam stearat dan asam laurat. Asam lemak jenuh dengan jumlah atom karbon rendah adalah asam propionat dan asam butyrat. Asam-asam lemak yang diberikan pada Tabel 2 mencakup asam lemak yang terdapat pada lipid membran tumbuhan dan pada biji. Jenis asam lemak lainnya yang tidak penting pada lipid membran tumbuhan dapat ditemukan pada biji-bijian seperti misalnya asam risinoleat pada biji jarak. (Salisbury dan Ross, 1995)





Tahapan Biosintesis Asam Lemak



Gambar Pemanjangan Rantai dalam Biosintesis Asam Palmitat (C16)


Biosintesis asam lemak








Biosintesis Asam Lemak Pada Tumbuhan






DAFTAR BACAAN

Alberts et. al. 2002. Molecular Biology of The Cell fourth edition. WH Freeman Company
Lehninger A. 2004. Principles of Biochemistry. W.H. Freeman Company
Lodish et. al. 2000. Molecular Cell Biology. W.H. Freeman & Company
Mokosuli YM. 2009. Intisari Biokimia. FMIPA UNIMA

Ohlroggeav J. and Browseb J. 1995. Lipid Biosynthesis. The Plant Cell, Vol. 7, 957-970,

Sipayung R. Biosintesis Asam Lemak Pada Tumbuhan. Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara