lipid adalah kelompok molekul alami yang meliputi lemak, lilin, sterol, vitamin yang larut dalam lemak (seperti vitamin a, d, e, dan k), monogliserida, digliserida, trigliserida, fosfolipid, dan lain-lain.
fungsi biologis utama lipid termasuk menyimpan energi, pensinyalan, dan bertindak sebagai komponen pembangun membran sel.
lipid memiliki aplikasi dalam industri kosmetik dan makanan serta dalam nanoteknologi.
lipid dapat didefinisikan secara luas sebagai molekul kecil hidrofobik atau amfifilik; sifat amfifilik beberapa lipid memungkinkan mereka untuk membentuk struktur seperti vesikel, liposom multilamelar/unilamelar, atau membran dalam lingkungan akuatik.
lipid biologis berasal, seluruhnya atau sebagian, dari dua jenis subunit biokimia atau "blok-pembangun" yang berbeda yaitu: gugus ketoasil dan isoprena.
dengan menggunakan pendekatan ini, lipid dapat dibagi menjadi delapan kategori: asam lemak, gliserolipid, gliserofosfolipid, spingolipid, sakarolipid, dan poliketida (diturunkan dari kondensasi subunit ketoasil); dan lipid sterol serta lipid prenol (berasal dari kondensasi subunit isoprena).
meskipun istilah lipid kadang-kadang digunakan sebagai sinonim untuk lemak, lemak adalah subkelompok lipid yang disebut trigliserida.
lipid juga mencakup molekul seperti asam lemak dan turunannya (termasuk tri-, di-, monogliserida, dan fosfolipid), serta metabolit lainnya yang mengandung sterol seperti kolesterol.
meskipun manusia dan mamalia lainnya menggunakan berbagai jalur biosintesis untuk memecah dan mensintesis lipid, beberapa lipid esensial tidak dapat dibuat dengan cara ini dan harus diperoleh dari makanan.
asam lemak atau residu asam lemak ketika mereka merupakan bagian dari lipid, adalah kelompok molekul lain yang disintesis dengan elongasi rantai asetil-koa primer dengan malonil-koa atau kelompok metilmalonil-koa dalam proses yang disebut sintesis asam lemak.
mereka terbentuk dari rantai hidrokarbon yang diterminasi dengan gugus asam karboksilat; penataan ini membuat molekul memiliki ujung hidrofilik yang polar, dan ujung hidrofobik yang nonpolar yang tidak larut dalam air.
struktur asam lemak adalah salah satu dari kategori paling mendasar lipid biologis, dan banyak digunakan sebagai blok pembangun untuk sebagian besar lipid yang lebih kompleks.
rantai karbon, biasanya dengan panjang antara empat hingga 24 karbon, dapat bersifat jenuh maupun tak jenuh, dan dapat berikatan dengan gugus fungsi yang mengandung oksigen, halogen, nitrogen, dan belerang.
jika asam lemak mengandung ikatan rangkap, terdapat kemungkinan memiliki isomer geometri cis atau trans, yang berpengaruh terhadap konfigurasi molekul secara signifikan.
ikatan rangkap cis- menyebabkan rantai asam lemak melengkung, dan berimbas pada pelipatgandaan ikatan rangkap dalam rantai karbon.
tiga ikatan rangkap dalam asam linolenat (c-18), rantai lemak asil yang paling melimpah dalam membran tilakoid, mengakibatkan membran ini sangat fluid meskipun suhu lingkungan rendah.
ini juga membuat asam linolenat mendominasi puncak-puncak tajam pada spektrum kloplas yang dianalisis menggunakan nmr c-13 resolusi tinggi.
ini pada gilirannya memainkan peran penting dalam struktur dan fungsi membran sel.devlin, pp. 193195 sebagian besar asam lemak alami mempunyai konfigurasi cis, meskipun bentuk trans nya ada dalam beberapa lemak dan minyak alami atau yang telah dihidrogenasi parsial.
contoh asam lemak yang penting secara biologis adalah eikosanoid, utamanya diturunkan dari asam arakidonat dan asam eikosapentaenoat, yang meliputi prostaglandin, leukotriena, dan tromboksana.
asam dokosaheksanoat juga penting dalam sistem biologis, terutama yang berhubungan dengan penglihatan."
dha for optimal brain and visual functioning".
dha/epa omega-3 institute.
kelas utama lain dalam kategori asam lemak adalah ester lemak dan amida lemak.
ester lemak meliputi zat-zat antara biokimia yang penting seperti ester lilin, turunan-turunan asam lemak tioester koenzim a, turunan-turunan asam lemak tioester acp, dan asam lemak karnitin.
amida lemak meliputi senyawa n-asil etanolamina, seperti penghantar saraf kanabinoid anandamida.
gliserolipid tersusun atas gliserol tersubstitusi mono-, di-, dan tri-, yang paling terkenal adalah triester asam lemak dari gliserol, disebut trigliserida, istilah "triasilgliserol" terkadang digunakan sebagai sinonim "trigliserida".
dalam senyawa ini, tiga gugus hidroksil dari gliserol masing-masing mengalami esterifikasi, biasanya oleh asam lemak yang berbeda.
oleh karena berfungsi sebagai cadangan energi, lipid ini terdapat dalam sebagian besar cadangan lemak di dalam jaringan hewan.
hidrolisis ikatan ester pada trigliserida serta pelepasan gliserol dan asam lemak dari jaringan adiposa disebut "mobilisasi lemak".van holde and mathews, p. 63031.
subkelas gliserolipid lainnya adalah glikosilgliserol, yang ditandai dengan keberadaan satu atau lebih residu gula yang melekat pada gliserol via ikatan glikosidik.
contoh struktur di dalam kategori ini adalah digalaktosildiasilgliserol yang dijumpai di dalam membran tumbuhan dan seminolipid dari sel sperma mamalia.
contoh gliserofosfolipid yang ditemukan di dalam membran biologis adalah fosfatidilkolina (juga dikenal sebagai pc, gpcho, atau lesitin), fosfatidiletanolamina (pe atau gpetn), dan fosfatidilserin (ps atau gpser).
selain berperan sebagai komponen primer membran sel dan tempat perikatan bagi protein intra- dan antarseluler, beberapa gliserofosfolipid di dalam sel-sel eukariotik, seperti fosfatidilinositol dan asam fosfatidat adalah prekursor, ataupun sendirinya adalah "kurir sekunder" yang diturunkan dari membran.van holde and mathews, p. 844.
biasanya, satu atau kedua gugus hidroksil ini terasilasi dengan asam lemak berantai panjang, meski terdapat gliserofosfolipid yang terikat dengan alkil dan 1z-alkenil (plasmalogen).
terdapat juga varian dialkileter pada arkaebakteria.
nama sfingolipid diambil dari mitologi yunani, spinx, setengah wanita dan setengah singa yang membinasakan siapa saja yang tidak dapat menjawab teka-tekinya.
sfingolipid ditemukan oleh johann thudichum pada tahun 1874 sebagai teka-teki yang sangat rumit dari jaringan otak.
sfingolipid adalah jenis lemak kedua yang ditemukan di dalam membran sel, khususnya pada sel saraf dan jaringan otak.
lemak ini tidak mengandung gliserol, tetapi dapat menahan dua gugus alkohol pada bagian tengah kerangka amina.
fosfosfingolipid utama pada mamalia adalah sfingomielin (seramida fosfokolina), sementara pada serangga terutama mengandung seramida fosfoetanolamina dan pada fungi memiliki fitoseramida fosfoinositol dan gugus kepala yang mengandung manosa.
glikosfingolipid adalah sekelompok molekul beraneka ragam yang tersusun dari satu residu gula atau lebih yang berikatan dengan basa sfingoid melalui ikatan glikosidik.
contohnya adalah glikosfingolipid sederhana dan kompleks seperti serebrosida dan gangliosida.
lipid sterol, seperti kolesterol dan turunannya, adalah komponen penting dalam lipid membran, bersama dengan gliserofosfolipid dan sfingomielin.
steroid, semuanya diturunkan dari penyatuan struktur inti empat cincin yang sama, memiliki peran biologis yang bervariasi seperti hormon dan molekul pensinyalan.
steroid 18-karbon (c18) meliputi keluarga estrogen, sementara steroid c19 terdiri dari androgen seperti testosteron dan androsteron.
subkelas c21 meliputi progestagen, juga glukokortikoid dan mineralokortikoid.stryer et al., p. 749.
sekosteroid, terdiri dari beragam bentuk vitamin d, dikarakterisasi oleh perpecahan cincin b dari struktur inti.
contoh lain dari sterol adalah asam empedu dan konjugat-konjugatnya, yang pada mamalia merupakan turunan kolesterol yang teroksidasi dan disintesis di dalam hati.
pada tumbuhan, senyawa yang setara adalah fitosterol, seperti beta-sitosterol, stigmasterol, dan brasikasterol; senyawa terakhir ini juga digunakan sebagai penanda biologis bagi pertumbuhan alga.
sterol dominan di dalam membran sel fungi adalah ergosterol.
lipid prenol disintesis dari prekursor berkarbon 5 isopentenil pirofosfat dan dimetilalil pirofosfat yang sebagian besar dihasilkan melalui jalur asam mevalonat (mva).
isoprenoid sederhana (alkohol linear, difosfat, dan lain-lain) terbentuk dari adisi unit c5 secara terus menerus, dan diklasifikasi menurut banyaknya satuan terpena ini.
struktur yang mengandung lebih dari 40 karbon dikenal sebagai politerpena.
karotenoid adalah isoprenoid sederhana yang penting yang berfungsi sebagai antioksidan dan sebagai prekursor vitamin a. contoh kelas molekul yang penting secara biologis lainnya adalah kuinon dan hidrokuinon, yang mengandung ekor isoprenoid yang melekat pada inti kuinonoid yang tidak berasal dari isoprenoid.
vitamin e dan vitamin k, juga ubikuinon, adalah contoh kelas ini.
prokariota mensintesis poliprenol (disebut baktoprenol) yang satuan isoprenoid terminalnya, yang melekat pada oksigen, tetap tak jenuh, sedangkan pada poliprenol hewan (dolikol) isoprenoid terminalnya telah direduksi.
poliketida disintesis melalui polimerisasi subunit asetil dan propionil oleh enzim klasik serta enzim iteratif dan multimodular yang berbagi fitur mekanistik dengan sintase asam lemak.
mereka terdiri dari sejumlah besar metabolit sekunder dan produk alami dari hewan, tumbuhan, bakteri, jamur dan sumber laut, serta memiliki keragaman struktural yang besar.
banyak poliketida adalah molekul siklik dengan kerangka yang sudah dimodifikasi lebih lanjut oleh glikosilasi, metilasi, hidroksilasi, oksidasi, dan/atau proses-proses lainnya.
kebanyakan anti mikroba, anti parasit, dan anti kanker yang digunakan adalah poliketida atau turunan poliketida, seperti eritromisin, tetrasiklin, avermektin, dan anti tumor epotilon.
sel eukariotik berada dalam organel berbatas membran yang melaksanakan fungsi biologis yang berbeda.
gliserofosfolipid adalah komponen struktural utama pada membran biologis, seperti membran plasma sel dan membran intrasel organel; dalam sel hewan membran plasma secara fisik memisahkan komponen intrasel dari lingkungan ekstrasel.
gliserofosfolipid adalah molekul amfipatik (mengandung daerah hidrofobik dan hidrofilik sekaligus) yang mengandung inti gliserol yang terikat dengan "ekor" asam lemak yang diturunkan dari ikatan ester, dan satu "kepala" gugus fosfat.
sementara gliserofosfolipid adalah komponen utama dari membran biologis, komponen non-gliserida lipid lainnya seperti sfingomielin dan sterol (terutama kolesterol di dalam membran sel hewani) juga ditemukan.
di membran biologis.stryer et al., pp. 329331.
pada tumbuhan dan alga, galaktosildiasilgliserol, dan sulfokuinovosildiasilgliserol, yang tidak memiliki gugus fosfat, adalah komponen penting dari membran kloroplas dan organel terkait dan merupakan lipid yang paling melimpah di jaringan fotosintesis, termasuk tumbuhan tinggi, alga dan bakteri tertentu.
membran tanaman tilakoid memiliki komponen lipid terbesar berupa non-dwilapis yang terbentuk dari monogalaktosil digliserida (mgdg), dan fosfolipid kecil; meskipun komposisi lipid ini unik, membran tilakoid kloroplas telah terbukti mengandung matriks lipid dwilapis dinamis seperti yang terungkap dari studi resonansi magnetik dan mikroskop elektron.
membran biologis adalah suatu bentuk lipid dwilapis fase lamelar.
pembentukan lipid dwilapis adalah proses eksoterm ketika gliserofosfolipid yang dijelaskan di atas berada dalam lingkungan akuatik.stryer et al., pp. 333334.
ini dikenal sebagai efek hidrofobik.
dalam sebuah sistem akuatik, kepala polar lipid menyelaraskan menuju lingkungan akuatik yang polar, sedangkan ekor hidrofobik meminimalkan kontak mereka dengan air dan cenderung mengelompok bersama-sama, membentuk vesikel; tergantung pada konsentrasi lipid, interaksi biofisik ini dapat mengakibatkan pembentukan misel, liposom, dan lipid dwilapis.
agregasi lain juga diamati dan merupakan bagian dari perilaku polimorfisme amfifil (lipid).
perilaku fase adalah bidang studi dalam biofisika dan merupakan subjek penelitian akademis saat ini.
misel dan dwilapis terbentuk di media polar dengan proses yang dikenal sebagai efek hidrofobik.
ketika melarutkan zat lipofilik atau amfifilik dalam lingkungan polar, molekul polar (yaitu, air dalam larutan akuatik) menjadi lebih teratur di sekitar zat lipofilik terlarut, karena molekul polar tidak dapat membentuk ikatan hidrogen pada daerah lipofilik suatu amfifil.
jadi dalam lingkungan akuatik, molekul air membentuk suatu orde "kandang klatrat" di sekitar molekul lipofilik terlarut.
pembentukan lipid dalam membran protosel merupakan langkah kunci dalam model abiogenesis, asal usul kehidupan.
trigliserida, yang disimpan dalam jaringan adiposa, adalah bentuk utama cadangan energi baik dalam hewan maupun tumbuhan, adiposit, (
dalam beberapa tahun terakhir, telah muncul bukti yang menunjukkan bahwa pensinyalan lipid adalah bagian penting dari pensinyalan sel.
pensinyalan lipid dapat terjadi melalui aktivasi pasangan protein g atau reseptor nuklir, dan anggota beberapa kategori lipid yang berbeda telah diidentifikasi sebagai molekul sinyal dan kurir sel.
ini termasuk sfingosina-1-fosfat, suatu sfingolipid yang diturunkan dari seramida yang merupakan molekul kurir potensial yang terlibat dalam mengatur mobilisasi kalsium, pertumbuhan sel, dan apoptosis; diasilgliserol ( dag) dan fosfat fosfatidilinositol (pips), yang terlibat dalam aktivasi protein kinase c yang dimediasi oleh kalsium; prostaglandin, yang merupakan salah satu jenis asam lemak yang diturunkan dari eikosanoid yang terlibat dalam peradangan dan imunitas; hormon steroid seperti sebagai estrogen, testosteron dan kortisol, yang memodulasi sejumlah fungsi seperti reproduksi, metabolisme dan tekanan darah; serta oksisterol seperti 25-hidroksi-kolesterol yang merupakan reseptor liver x agonis.
lipid fosfatidilserina yang diketahui terlibat dalam pensinyalan untuk fagositosis sel dan/atau potongan sel apoptosis.
mereka melakukannya dengan memaparkan bagian luar membran sel setelah inaktivasi flipase yang menempatkan mereka secara eksklusif di sisi sitosol dan aktivasi skramblase, yang berebut orientasi fosfolipid.
setelah ini terjadi, sel-sel lain mengenali fosfatidilserina dan memfagositasi sel atau fragmen sel yang memapar mereka.
vitamin yang larut dalam lemak (a, d, e and k)  yang merupakan lipid berbasis isoprena  adalah nutrisi esensial yang disimpan di dalam liver dan jaringan lemak, dengan fungsi yang beragam.
asil-karnitin terlibat dalam transportasi dan metabolisme asam lemak di dalam dan di luar mitokondria, tempat mereka mengalami oksidasi beta.
poliprenol dan turunannya yang terfosforilasi juga memainkan peran transportasi penting, dalam kasus ini adalah transportasi oligosakarida melalui membran.
gula poliprenol fosfat dan gula poliprenol difosfat berfungsi dalam reaksi glikosilasi di luar sitoplasma, dalam biosintesis polisakarida ekstrasel (misalnya, polimerisasi peptidoglikan dalam bakteri), dan dalam n-glikosilasi protein eukariotik.
kardiolipin adalah subkelas gliserofosfolipid yang mengandung empat rantai asil dan tiga gugus gliserol yang cukup melimpah dalam membran dalam mitokondria.
mereka dipercaya dapat mengaktivasi enzim yang terlibat dalam fosforilasi oksidatif.
lipid juga merupakan dasar dari pembentukan hormon steroid.
sumber lipid dalam makanan utama bagi manusia dan hewan lainnya adalah trigliserida, sterol, dan membran fosfolipid hewani dan nabati.
proses metabolisme lipid mensintesis dan mendegradasi cadangan lipid dan menghasilkan karakteristik lipid struktural dan fungsional dalam jaringan individu.
pada hewan, bila ada kelebihan asupan karbohidrat, kelebihan karbohidrat diubah menjadi trigliserida.
ini melibatkan sintesis asam lemak dari asetil-koa dan esterifikasi asam lemak dalam produksi trigliserida, suatu proses yang disebut lipogenesis.stryer et al., p. 634.
asam lemak dibuat oleh asam lemak sintase yang mempolimerisasi dan kemudian mereduksi unit asetil-koa. rantai asil pada asam lemak diperluas oleh siklus reaksi yang menambahkan gugus asetil, mereduksinya menjadi alkohol, mendehidrasinya menjadi gugus alkena dan kemudian mereduksi lagi menjadi gugus alkana.
enzim biosintesis asam lemak dibagi menjadi dua kelompok, pada hewan dan jamur semua reaksi asam lemak sintase ini dilakukan oleh protein multifungsi tunggal, sementara pada plastida tumbuhan dan bakteri enzim terpisah melakukan setiap langkah di jalur tersebut.
asam lemak selanjutnya dapat dikonversi menjadi trigliserida yang disimpan dalam lipoprotein dan disekresi dari hati.
sintesis asam lemak tak jenuh melibatkan reaksi desaturasi, dimana ikatan ganda diintroduksikan ke dalam rantai asil lemak.
misalnya, pada manusia, desaturasi asam stearat oleh stearoil-koa desaturase-1 menghasilkan asam oleat.
asam lemak tak jenuh ganda asam linoleat serta asam -linolenat tak jenuh tripel tidak dapat disintesis dalam jaringan mamalia, dan oleh karena itu adalah asam lemak esensial maka harus diperoleh dari makanan.stryer et al., p. 643.
sintesis trigliserida terjadi di retikulum endoplasma melalui jalur metabolisme di mana gugus asil dalam asil-coa lemak dipindahkan ke gugus hidroksil pada gliserol-3-fosfat dan diasilgliserol.stryer et al., pp. 733739
terpena dan isoprenoid, termasuk karotenoid, dibuat oleh perakitan dan modifikasi unit isoprena yang disumbangkan dari prekursor reaktif isopentenil pirofosfat dan dimetilalil pirofosfat.
prekursor ini dapat dibuat dengan cara yang berbeda.
pada hewan dan arkaea, jalur mevalonat menghasilkan senyawa ini dari asetil-koa, sementara pada tanaman dan bakteri jalur non-mevalonat menggunakan piruvat dan gliseraldehida 3-fosfat sebagai substrat.
salah satu reaksi penting yang menggunakan donor isoprena aktif ini adalah biosintesis steroid.
di sini, unit isoprena bergabung bersama-sama membuat skualena dan kemudian terlipat membentuk satu set cincin untuk membuat lanosterol.
lanosterol kemudian dapat dikonversi menjadi steroid lain seperti kolesterol dan ergosterol.
oksidasi beta adalah proses metabolisme di mana asam lemak dipecah di dalam mitokondria dan/atau peroksisom untuk menghasilkan asetil-koa. untuk sebagian besar, asam lemak dioksidasi oleh suatu mekanisme yang mirip, tapi tidak identik dengan, kebalikan dari proses sintesis asam lemak.
artinya, fragmen dua karbon dikeluarkan secara berurutan dari ujung karboksil asam setelah langkah dehidrogenasi, hidrasi, dan oksidasi untuk membentuk asam beta-keto, yang dipecah melalui tiolisis.
asetil-koa kemudian diubah menjadi atp,
nutrisi dan kesehatan
sebagian besar lemak yang ditemukan dalam makanan berada dalam bentuk trigliserida, kolesterol, dan fosfolipid.
beberapa lemak diet diperlukan untuk memudahkan penyerapan vitamin yang larut dalam lemak (a, d, e, dan k) serta karotenoid.bhagavan, p. 903.
manusia dan mamalia mempunyai persyaratan diet untuk asam lemak esensial tertentu, seperti asam linoleat (suatu asam lemak omega-6) dan asam alfa-linolenat (asam lemak omega-3) karena mereka tidak dapat disintesis dari prekursor sederhana dalam makanan.
kedua asam lemak ini adalah asam lemak tak jenuh karbon-18 dengan perbedaan pada jumlah dan posisi ikatan rangkap.
sebagian besar minyak sayur kaya akan asam linoleat (minyak kesumba (beberapa penelitian menunjukkan bahwa total asupan lemak makanan ada hubungannya dengan peningkatan risiko obesitas dan diabetes.
namun, sejumlah studi yang sangat besar, termasuk women's health initiative dietary modification trial, sebuah studi delapan tahun pada 49.000 perempuan, nurses' health study dan health professionals follow-up study, mengungkapkan tidak ada hubungan tersebut.
tak satu pun dari studi ini menyatakan hubungan antara persentase kalori dari lemak dan risiko kanker, penyakit jantung, atau penambahan berat badan.
the nutrition source, sebuah situs yang dikelola oleh department of nutrition di harvard school of public health, merangkum bukti saat ini pada dampak lemak makanan: "detil penelitiankebanyakan dilakukan di harvardmenunjukkan bahwa jumlah total lemak dalam makanan tidak benar-benar terkait dengan berat badan atau penyakit.
lipid fenolik kelas produk alami yang terdiri dari rantai alifatik panjang dan cincin fenolik, yang terdapat pada tanaman, jamur dan bakteri