Gönderen Konu: Biyokimya - Ders Notları  (Okunma sayısı 6290 defa)

0 Üye ve 1 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

Çevrimdışı İlker

  • Yönetici
  • Hipokrat
  • *
  • İleti: 8897
  • Karma: 116
  • Cinsiyet: Bay
  • Görev: Asistan
  • Sınıf: Mezun
Biyokimya - Ders Notları
« : 20 Şubat 2012, 00:33:57 »
Biyokimya - Ders Notları

http://rapidshare.com/files/1545768671/Biyokimya.doc



HÜCRE VE ORGANELLER

İnsan vücudunun temel elementleri karbon, hidrojen, oksijen ve azottur. Bu temel elementlerin yanı sıra kalsiyum, sodyum, potasyum, klor, fosfor, magnezyum ve demir gibi bazı elementler bulunmaktadır.

DNA: Genetik bilgiyi içeren ve düzenlemeyi gerçekleştiren bu yapının en küçük birimi deoksiribonükleotittir.

RNA: Protein sentezinde önemli rol oynayan bu yapının en küçük alt birimi ribonükleotittir.

Polipeptitler: Enzim, hormon ve diğer proteinlerin en küçük birimi aminoasitlerdir.

Polisakkaritler: Yakıt maddesi ve depo bileşikleri olan bu maddelerin en küçük birimi monosakkaritlerdir.

Lipitler: Membranların yapısında önemli rol oynayan, aynı zamanda yakıt maddesi ve depo bileşikleri olan bu maddelerin en küçük birimi yağ asitleridir.

Membranlar: Lipit, karbonhidrat ve proteinlerden meydana gelmektedir. Asimetri ve lipitten zengin olmaları membranların en önemli özelliğidir. Membran yapısı ikili lipit tabakası ve bu tabaka arasına dağılmış büyük globüler proteinlerden oluşmaktadır. Membranın %50-80 kadarını lipitler oluşturmaktadır. Bunun tek bir istisnası alışılmamış bir şekilde proteinden zengin olan mitokondri iç zarıdır. Aksonları saran miyelin kılıfında ise lipit oranı %90 civarındadır.

Önemli membran lipitleri arasında fosfolipitler, glikosfingolipitler ve kolesterol bulunmaktadır. Membran fosfolipitleri arasında en çok bulunanı fosfatidilkolin, diğer adı ile lesitindir. Membranda ayrıca fosfatidik asit, fosfatidiletenolamin, fosfatidilserin, fosfatidilgliserol ve fosfatidilinozitol gibi fosfogliseritler yer almaktadır.

Sfingomiyelin yapısında sfingozin ve kolin temel yapıyı oluşturmaktadır. Glukoserebrozid, galaktoserebrozid ve gangliyozidler, sfingozinden türeyen diğer glikosfingolipitlerdir. Örneğin burada yer alan önemli şekerlerden birisini gangliyozidlerin yapısında yer alan N-asetil nöraminik asit oluşturmaktadır.

Plazma membranının kolesterol içeriği mitokondri, golgi ve çekirdek membranlarına göre daha fazladır.

Zarların fonksiyonları: Kontrollü metabolit taşınımı, sinyal alınımı ve geçişi, enzimatik reaksiyonlar, diğer hücreler ile kontakt, hücre iskeleti için çapalanma.

Lipit oranı en çok olan miyelin kılıftır. Protein oranı en çok olan mitokondri iç zarıdır. Mitokondrinin iç membranında en fazla bulunan fosfolipit kardiyolipindir.

Serin (aminoasit) + palmitoil KoA --> 3-Ketosfinganin (sfingozin türevi).

3-ketosfinganin (sfingozin türevi) + NADPH + H + yağ asidi KoA --> Seramid

Seramid + fosfokolin --> Sfingomiyelin

Seramid + UDP-galaktoz --> Galaktoserebrozid

Seramid + UDP-glukoz --> Glukoserebrozid

Glukoserebrozid + UDP-şekerler + CMP-NANA --> Gangliyozid

Glikosfingolipitler G ve S’yle başlarlar. (GS)

Membranların ikili fosfolipit tabakasında bulunanlar: Glikolipit, karbonhidrat, glikoprotein (proteinler dışta), ikili fosfolipit tabaka, destek elemanları, kolesterol, transmembran proteinleri.

Aşağıdakilerden hangisi sfingozinden sentezlenen bir lipit türevi değildir?

A.   Sfingomiyelin B. Lesitin C. Seramid D. Gangliyozid E. Glukoserebrozid

Cevap B.

Lipit/protein oranı en yüksek membran aşağıdakilerden hangisidir?

A.   Eritrosit plazma membranı B. Mitokondri iç zarı C. Miyelin kılıf D. Karaciğer plazma membranı E. Lizozom membranı

Cevap C.

Plazma membranında 5’ nükleotidaz, adenilat siklaz ve Na-K ATPaz,
Golgi sisteminde (şeker ekleyen), galaktozil transferaz, sialil transferaz, golgi mannozidaz II,
Mitokondri iç membranında: ATP sentaz (kompleks 5) ile süksinat dehidrogenaz (kompleks 2),
Endoplazmik retikulum membranında: Glukoz-6 fosfataz (kana serbest glukoz çıkarıyor) bulunur.

Mitokondride: Glutamat dehidrogenaz (amonyak açığa çıkaran enzim),
Peroksizomda katalaz,
Lizozomda (asit ortamda hidroliz yapar) asit fosfataz,
Sitozolda LDH bulunur.

Organellerin saflaştırılmasında Potter homojenizatörü kullanılır. Sitozol çöktürülemez.

Membranların fiziksel özellikleri: Düşük sıcaklıkta membranlar katı jel yapıda iken sıcaklığın artması (>41 derece) membranların eriyerek sıvı kristal yapı hâline dönüşmesine yol açmaktadır. Bu olayın gerçekleştiği sıcaklığa geçiş (transition) sıcaklığı adı verilir. Kolesterol geçiş sıcaklığını etkilemeden geçiş süresini uzatmaktadır. Membran yapısını sertleştiren kolesterol membran akışkanlığının azalmasına yol açmaktadır. Membran akışkanlığını çoklu doymamış yağ asitleri arttırmaktadır.

Simporta örnek: Na-glukoz. Antiporta örnek: Na K, Na Ca.

Su ikili fosfolipit tabakada membran permeabilitesi en yüksek maddedir. Na membranlardan en zor geçen bileşiktir.

İkili fosfolipit tabakada permeabilite katsayısı en yüksek olan, yani membrandan en kolay geçen madde hangisidir?

A.   Sodyum (en zor geçen) B. Klorür C. Glukoz D. Üre E. Su

Cevap E.

Gazlar sudan da hızlı geçer (fizyolojide).

   Tip   Taşıyıcı Protein   Enerjiye İhtiyaç   Örnek
Pasif Transport   Basit difüzyon   Yok   Yok   Su, H2, CO2
   Kolaylaştırılmış difüzyon   Var   Yok   Glukozun eritrosit içine girişi (GLUT1)
Aktif Transport   Primer   Var   Var (ATP)   Na-K ATPaz
   Serkonder   Var   Var (İyon gradyenti)   Na-monosakkarit kotransport sistemi

Na-K ATPaz 3 Na dışarı atar, 2 K içeri alır.

Hücre dışında en çok Na, içinde en çok K bulunur.

Oubain ve dijital glikozitleri Na-K ATPaz’ı inhibe etmektedir.

Endositoz

Endositoz için ATP, kalsiyum ve hücre kontraktil bileşenleri gereklidir. Bir pinositoz türü olan reseptör aracılı endositozla LDL kolesterol (karaciğer dışı dokularda), Apo B 100’ü tanıyan reseptörler aracılığı ile hücre içine alınmaktadır. Transferrin de reseptör aracılı endositozla hücre içine alınır.

MEMBRAN ANORMALLİKLERİ İLE İLGİLİ HASTALIKLAR

Kistik fibrozis: Hastalarda klor kanallarını regüle eden cAMP bağımlı kistif fibrozis transmembran proteininde (CFTR) defekt vardır. Hastalarda CFTR’yi kodlayan 7. kromozom üzerinde bulunan gende 3 baz eksiktir ve buna bağlı olarak CFTR proteininde 508. pozisyondaki fenilalanin kaybolmuştur. Buna bağlı olarak klor kanalları bozulur ve viskozitesi artmış sekresyonlar ortaya çıkar.

Respiratuvar kanal ve sinüslerde kronik bakteriyel enfeksiyonlar, pankreatik egzokrin fonksiyon bozukluğuna bağlı olarak sindirim bozuklukları, örneğin steatore görülür. Vas deferensin anormal gelişimine bağlı olarak erkeklerde infertilite gözlenir. En önemli laboratuvar testlerinden biri pilokarpin iyontoforezi ile toplanan terde Cl konsantrasyonunun 60 mmol/L’nin üzerinde olmasıdır.

Ter testinde 4 parametre bakılır: Cl, Na, iletkenlik, osmalalite. Kesinlikle K bakılmaz.

MEMBRAN ANORMALLİKLERİ SONUCU GELİŞEN VEYA BU ANORMALLİĞE BAĞLANABİLEN BAZI HASTALIK VE PATOLOJİLER
Hastalık   Anormallik
Akandroplazi   Fibroblast büyüme faktörü reseptör-3’ü kodlayan gende mutasyon
Ailevi hiperkolesterolemi   LDL reseptörünü kodlayan gende mutasyonlar
Kistik fibrozis   Klor taşıyıcı proteini kodlayan gende mutasyonlar
Doğumsal uzun QT sendromu   Kalpte iyon kanallarını kodlayan gende mutasyonlar
Herediter sferositoz   Spektrini kodlayan gende mutasyonlar
Metastaz   Zar glikoproteinleri ve glikolipitlerinin oligosakkarti yan zincirlerindeki anormallikler
Paroksismal nokturnal hemoglobinüri (PNH)   Eritrosit zarındaki bazı proteinlere bağlı olan GPI (glikozile fosfatidil inozitol) kancasının kusurlu bağlanmasına neden olan mutasyonlar

Aşağıdakilerden hangisi membran defektine bağlı gelişen hastalıklardan biri değildir?

A.   Kistik fibrozis B. Paroksismal nokturnal hemoglobinüri C. Ailevi hiperkolesterolemi D. Prion hastalıkları (protein katlanma bozukluğu) E. Akondroplazi.

Cevap D

ENDOPLAZMİK RETİKULUM (ER)

Granüllü Endoplazmik Retikulum

Proteinlerin tersiyer yapıları ER’de gerçekleşmektedir. ER’de bulunan ve şaperon adı verilen proteinler, salgılanacak proteinlerin uygun şekilde katlanmalarını ve düzenlenmelerini sağlamaktadır. Isı değişikliklerine veya çevre koşullarının değişmesine bağlı olarak hücrede ısı-şok proteinleri (hsp) adı verilen şaperonlar görülmektedir.

Granüllü ER’de yani membrana bağlı ribozomlarda:

1.   Kollajen gibi hücre dışı proteinler
2.   Ig, albümin, peptit hormonlar gibi plazma proteinleri
3.   Na-K ATPaz, 5’ nükleotidaz vb gibi membran proteinlerinin sentezi yapılmaktadır.
4.   Lizozomal enzimler

Hücre zarı ve dışına gönderilen proteinler + lizozomal enzimler.

Serbest ribozomlarda:

1.   LDH ve ALT gibi sitozolik enzimler
2.   Nükleer proteinler
3.   Peroksozimal proteinler
4.   Mitokondriyal proteinler sentezlenmektedir.

Lizozom yok. Melatonin triptofandan sentezleniyor.

Düz Endoplazmik Retikulum

Ökaryotik hücrelerde granülsüz (düz) endoplazmiik retikulumda bulunan sitokrom p-450 monooksijenaz enzim kompleksinde ksenobiyotiklerin, yağda çözünen ilaçların detoksifikasyonu (faz I reaksiyonu) ve steroit hormon sentezi gerçekleşmektedir.

Aşağıdaki cümlelerden hangisi şaperonun görevini en iyi şekilde tanımlamıştır?

A.   Şaperonlar proteinlerin uygun şekilde katlanmasını sağlayan moleküllerdir.
B.   Şaperon proteinlerin işaretlenerek yıkılmasını sağlayan bir moleküldür.
C.   Şaperon mitokondri dış zarı üzerinde bulunan ve bazı maddelerin membrandan geçişini sağlayan bir boşluktur.
D.   Şaperon bazı maddelerin reseptör araclılı endositoz ile hücreye alınmasını sağlayan bir aracıdır.
E.   Şaperon DNA üzerinde belli bir proteinin kodlanmasını sağlayan bölgedir.

Cevap A.

Lizozomlar

Makromoleküllerin düşük pH’ta hidrolizi.

Bir grup asit hirolaz taşıyan lizozomlarda proteinlerin, nükleik asitlerin, polisakkarit ve lipitlerin yıkılımı gerçekleşmektedir. Bu enzimler lizozomlardaki asit pH değerinde etkili olmaktadır.

Ökaryotik hücrelerde intrasellüler proteinler iki temel yolla yıkılırlar. Ekstrasellüler, membranda bulunan ve uzun ömürlü intrasellüler proteinler lizozomlarda lizozomal proteazlarla ATP’ye bağımlı olmayan olaylarla yıkılırlar. Ancak anormal ve kısa ömürlü proteinlerin yıkımı sitozolde ve ATP’ye bağımlı bir şekilde meydana gelir. Bu olayda übikütin adı verilen ve proteinlerin işaretlenerek yıkılmasını sağlayan bir madde görev alır.

Asit fosfataz çeşitli proteinlerin yıkılımında rol alan katepsinler, DNAaz, RNAaz, hegzoaminidaz (hegzoaminidaz A eksikse Tay-Sachs olur), asit maltaz (eksikse Pompe hastalığı olur) ve diğer hidrolitik tepkimelerde kullanılan proteinler lizozomlarla ilişkilidir. Klorokin lizozomal enzimleri inaktif hâle çevirir.

Übikütine Bağımlı Yıkılma

Protein + stres (UV, ısı, serbest radikaller) --> fonksiyonel olmayan proteinler --> hücre ölümü

Fonksiyonel olmayan proteinler --> übikütin --> proteozom (sitozolde) --> yıkılmış proteinler.

Mitokondri

Eritrositler hariç tüm hücrelerde yüksek miktarlarda mitokondri bulunur. Kendi kendine bölünerek yenilenebilen tek organel mitokondridir.

Mitokondri iç zarı insandaki proteinden en zengin membrandır. Ayrıca mitokondri iç zarı en selektif membrandır. Özellikle mitokondri iç zarında en fazla yer alan fosfolipit kardiyolipindir.

Mitokondrinin başlıca görevleri

ATP üretimi, hücresel solunum (ETZ), TCA siklusu (matrikste), B-oksidasyon (yağ asitlerinin yıkımı), porfirin metabolizmasının ilk ve son üç tepkimesi (hem), karaciğerde üre siklusunun 1. ve 2. basamağı gerçekleşir. Glukoneogenezin ilk reaksiyonu olan piruvat karboksilaz basamağı, kolesterolden steroit hormon sentezindeki sitokrom p450 scc, 11-B hidroksilaz ve 18-alfa hidroksilaz gibi basamaklar, 1-25 diOH kolekalsiferol sentezinde hız kısıtlayıcı enzim olan 1-alfa hidroksilaz basamağı gibi reaksiyonlar da mitokondride gerçekleşir.

Sitozol

Karbonhidratlarla ilgili süreçler.

Hücre ve organeller saflaştırılırken çöktürülemeyen tek organel olan sitozolde glikoliz, glikojenez, glikojenoliz, glukoneogenez, pentoz fosfat yolu, yağ asidi sentezi, steroit sentezi, pürin ve primidin sentezi gibi biyokimyasal olaylar meydana gelmektedir.

Çekirdek

Genlerin depolanması, DNA sentezi ve onarımı, DNA replikasyonu, RNA sentezi ve işlenmesi, kromatin, histon (şaperon benzeri, DNA’nın uygun katlanmasını sağlıyor) ve nonhiston proteinler bulunmaktadır.

Peroksizom

Oksijenin kullanıldığı oksidatif tepkimeler sonucunda açığa çıkan hidrojen peroksit, katalaz ile bu organelde yıkılır.

Safra asidi sentezinde kolesterol yan zincirlerini uzaklaştırılması ve plazmalojen sentezinde görev alır. Ayrıca safra asitlerinin glisin veya taurinle birleşerek safra tuzlarına dönüşümü peroksizomda meydana gelir.

26 ile 38 karbonlu gibi uzun zincirli yağ asitlerinin yıkımı peroksizomlarda meydana gelir. Bazı kişilerde peroksizom bozuk olduğundan bu uzun zincirli yağ asitleri beyin-karaciğer ve böbreklerde birikir. Bu durum serebro-hepato-renal sendrom olarak da bilinen Zellweger sendromudur.

Peroksizomlar ayrıca fitanik asidin (3,7,11,15 tetrametil palmitik asit 20 karbonlu dallı zincirli yağ asidi) yıkımını gerçekleştirir. Bunun yıkımında alfa-oksidasyon gereklidir. Eğer bu işlem aksarsa Refsum hastalığı meydana gelir.

Adrenolökodistrofi (Lorenzo’nun yağı)

Hastalarda başta lignoserik asit (C24:0) ve serotik asit (C26:0) olmak üzere uzun zincirli yağ asitlerinin birikimi ile karakterizedir. Bu hastalarda bu yağ asitlerinin peroksizoma alınmasında etkili olan peroksizomal membran proteininde bozukluk vardır.

Refsum hastalığı, adrenolökodistrofi ve Zellweger sendromu peroksizomal hastalıklara örnek olarak verilebilir.

Hangisi peroksizomun görevlerinden biri değildir?

A.   Hidrojen peroksit gibi radikallerin detoksifikasyonu.
B.   Palmitoil KoA’nın yıkımı
C.   Fitanik asidin yıkımı
D.   Safra asitlerinin glisin ve taurinle birleşerek safra tuzlarına dönüşümü
E.   Uzun zincirli yağ asitlerinin yıkımı

Cevap B.

Plazmolojen sentezi de görevidir.

Palmitoil KoA 16 karbonlu bir yağ asidi olup beta-oksidasyon ile mitokondride yıkılır.

Mikrotübüller

Hücre iskeletine ve morfolojisine katkısı bulunan bu yapılar hücre motilitesinde ve intrasellüler hareketlerde önemli rol oynamaktadır. Spermin flagellumu, bazı hücrelerdeki silier setrioller ve bölünen hücrelerdeki mitotik iğcikler mikrotübüllerden oluşur. Kolşisin, vinblastin ve vinkristin mikrotübül fonksiyonunu inhibe eder.

Mikroflamentler

Bulundukları dokuya göre kasta miyoflament, epitel hücresinde tonoflament ve sinirde nöroflament olarak isimlendirilmişlerdir. Kastaki aktin ve miyozin proteinleri mikroflamenttir. İnce bağırsak fırçamsı kenarlarındaki mikrovillüsler, mikroflamanların etrafında yer alır. Sitokalazinler (fruktozun alımını engeller) denilen ilaçlarla inhibe olurlar.

Golgi aygıtı

Bu organelin iki temel görevi var:

1.   Glikozillenme işlemi. Örneğin karbonhidratlar, serin veya treonine bağlanırsa O-glikozit, asparjine bağlanırsa N-glikozit oluşur.
2.   Lizozoma gidecek olan lizozomal enzimler ile mannoz gibi bazı şekerlerin fosforillenmesi golgi aygıtında meydana gelir (Burada kusur varsa I-cell disease [mukolipidoz 2]).

Epinefrin tirozinden sentezlenir, ribozoma ihtiyaç duymaz.

Kolesterol esterleri ve trigliseritler plazma zarında bulunmaz.

Hücre İçi ile Hücre Dışının Özellikleri

Vücudumuzun yaklaşık %60-70’i su olup 2/3’ü hücre içi, 1/3’ü hücre dışı sıvı olmak üzere başlıca iki bölgeye dağılmıştır.

Madde   Hücre Dışı   Hücre İçi
Sodyum   140 mmol/L   10 mmol/L
Potasyum      140 mmol/L
Kalsiyum (serbest)   2,5 mmol/L   0,1 mikromol/L (25000 kat)
Magnezyum   1,5 mmol/L   30 mmol/L
Klorür   100 mmol/L   
Bikarbonat   27 mmol/L   
Fosfat      60 mmol/L
Glukoz      0-1 mmol/L

Sodyum ve klorür osmolariteyi sağlar.

Glukoz hücre içinde hücre dışına göre daha az bulunur.

Taksol mikrotübülleri stabilize eder.

Hücre dışı sıvıda en çok bulunan ilk üç madde sırası ile sodyum > klorür > bikarbonat iken, hücre dışında en az bulunan element magnezyumdur.

Hücre içinde bulunan ilk üç madde ise sırası ile potasyum > fosfat > magnezyum iken, hücre içinde en az bulunan element kalsiyumdur.

Hücre içiyle dışı arasında en çok fark bulunan element: Ca.

Aşağıdakilerden hangisi mikrotübül ve mikroflaman fonksiyonlarını bozarak etki eden ilaçlardan biri değildir?

A.   Kolşisin
B.   Vinkristin
C.   Vinblastin
D.   Sitokalazin
E.   Klorokin

Cevap E

Klorokin lizozomal enzimlerin inaktivasyonuna neden olan bir ilaçtır. Kolşisin, vinblastin ve vinkristin mikrotübülleri etkilerken, sitokalazin ise mikroflamanların görevini bozmaktadır.

Hemolizde LDH artar.

METABOLİZMANIN TEMEL KAVRAMLARI

Glukoz-6-P --> hekzos monofosfat yolu

Glukoz-6-P --> glukoz-1-P --> glikojen

Glukoz-6-P --> fruktoz-6-P --> Yağ açil-KoA --> Asetil-KoA

Fumarat, üre siklusuyla sitrik asit siklusunu (TCA) birbirine bağlar.

Katabolizma

Karbonhidratlar --> basit şekerler (başlıca glukoz) --> asetil KoA (2 C’lu) --> Sitrik asit siklusu --> ATP

Proteinler --> Aminoasitler --> asetil KoA --> TCA --> ATP

Yağlar --> Yağ asitleri + gliserol --> asetil KoA --> TCA --> ATP

SİTRİK ASİT SİKLUSU

Temel fonksiyonu asetil KoA’nın CO2 ve H2O’ya oksidasyonudur.

Asetil KoA’nın yapı taşı olan koenzim A başlıca dört maddeden meydana gelir:

1.   Beta-merkapto etilamin (sistein [kükürt])
2.   Pantotenik asit (Koenzim A’daki tek vitamin)
3.   Adenin
4.   Riboz-3 fosfat

TCA SİKLUSU

Pirüvat (pirüvat dehidrogenaz, hız kısıtlayıcı) --> asetil KoA (AMP, KoA, Ca, NAD hızlandırıyor. ATP, asetil KoA, NADH, sitrat inhibe ediyor).

Asetil KoA + okzaloasetat (sitrat sentaz) --> sitrat (ADP eksite; ATP, süksinil KoA, NADH, sitrat inhibe eder).

Sitrat (akonitaz, floroasetatla inhibe olur) --> izositrat.

Izositrat (izositrat dehidrogenaz) --> alfa-ketoglutarat + NADH + CO2 (ADP, Ca eksite, ATP inhibe eder).

Alfa-ketoglutarat (alfa-ketoglutarat dehidrogenaz, arsenitle inhibe olur) --> süksinil KoA + NADH + CO2 (Ca TCA'yı hızlandırıyor. Süksinil KoA, NADH inhibe eder).

Süksinil KoA + GDP (süksinat tiokinaz) --> süksinat + GTP (Substrat düzeyinde fosforilasyon).

Süksinat (süksinat dehidrogenaz, malonatla inhibe olur. Hem ETZ'de hem de TCA'da yer alır. Mitokondri iç zarındadır, kompleks 2'dir.) --> fumarat + FAD2 (Üreyle TCA siklusunu birbirine bağlar).

Fumarat (fumaraz) --> malat.

Malat (malat dehidrogenaz) --> okzaloasetat + NADH.

Pirüvat dehidrogenaz ve TCA'da görevli 5 vitamin vardır:

1. Tiamin
2. Riboflavin (FAD).
3. Niasin (NAD).
4. Pantotenik asit (Koenzim A).
5. Lipoat.

KREBS SİKLUSUNUN BASAMAKLARI

Pirüvat dehidrogenaz kompleksi TCA'nın direkt bir enzimi değildir, ancak bu yolun hız kısıtlayıcı enzimleri arasında kabul edilir. Pirüvat dehidrogenaz kompleksi 3 enzimden oluşan multimoleküler bir yapıdır ve pirüvat dekarboksilaz, dihidrolipoil transasetilaz ve dihidrolipoil dehidrogenazdan meydana gelir.

PİRUVAT DEHİDROGENAZ ENZİM KOMPLEKSİ

Piruvat, piruvat dekarboksilazın koenzimi olan tiamin pirofosfatın reaktif karbonuna bağlı hidroksietil türevini oluşturmak üzere dekarboksile olur. Arsenik lipoik asitle birleşerek dehidrogenaz enzim kompleksini inhibe eder. Dihidrolipoil transasetilaz ve dihidrolipoil dehidrogenaz diğer enzimlerdir.

Asetil KoA ve okzaloasetatın birleşmesi sitrat sentaz ile katalizlenir. Bu enzim ATP, NADH, süksinil KoA ve yağ asitlerinin açil KoA türevleri tarafından inhibe olur.

Sitrat akonitaz ile izositrata izomerize olur. Akonitaz enzimi fluoroasetat tarafından inhibe olur.

İzositrat dehidrogenaz, izositratın irreversibl oksidatif dekarboksilasyonunu katalizleyerek siklusta oluşan ilk NADH ve CO2 açığa çıkar.

Alfa-ketoglutaratın süksinil KoA’ya dönüşümü alfa-ketoglutarat dehidrogenaz kompleksi ile katalizlenir. Reaksiyonda ikinci CO2 salınımı ve siklusun ikinci NADH’ı oluşturur. Böylece iki karbonlu olan asetil KoA’nın iki karbonu da CO2 şeklinde salınmış olur. Bu enzim NADH, ATP, GTP ve süksinil KoA tarafından inhibe edilir.

Alfa-ketoglutarat dehidrogenaz enzimi arsenit tarafından inhibe olur.

Süksinat tiyokinaz (süksinil KoA sentetaz), süksinil KoA’nın yüksek enerjili tiyoester bağını parçalar. Bu reaksiyon GDP’nin GTP’ye fosforillenmesi ile birliktedir. Bu olay substrat düzeyinde fosforilasyona bir örnektir.

Süksinat, süksinat dehidrogenaz tarafından indirgenmiş koenzim olan FADH2 oluşturarak fumarata okside olur. Bir dikarboksilik asit olan ve süksinatın yapısal eş değeri olan malonat süksinat dehidrogenazı kompetetif olarak inhibe eder. Bu enzim mitokondri matriksinde yer alan TCA enzimlerinin aksine mitokondri iç zarında yerleşmiştir. Ayrıca hem TCA hem ETZ’de (kompleks II) görevlidir.

Fumarat, fumaraz ile reversibl bir reaksiyon ile malata dönüşür. Fumaratın önemi bu maddenin TCA ile üre siklusunu birbirine bağlamasıdır.

Malat, malat dehidrogenaz ile okzaloasetata dönüşürken siklusun son NADH’ı üretilir.

Asetil KoA + 3 NAD + FAD + GDP + Pi + 2H2O --> 2 CO2 + 3 NADH (2.5 ATP) + FADH2 (1.5 ATP) + GTP + 3 H + KoA (10 ATP, eskiden 12’ydi).

Aşağıdakilerden hangisi koenzim A’nın bir yapı taşı değildir.

A.   Beta-merkaptoetilamin
B.   Pantotenik asit
C.   Adenin
D.   Riboz 3 fosfat
E.   Nikotinik asit

Cevap E

ENERJİ TAŞIYICI OLARAK ATP

ATP molekülünden ayrılan ilk fosfat grubunun delta G’si yaklaşık olarak -7300 cal/mol’dür. Bu büyük ve negatif delta G nedeni ile ATP yüksek enerjili fosfat bileşiği olarak adlandırılır. Hücre içinde fosfat gruplarını öncellikle ATP’ye taşımadan direkt olarak çok yüksek enerjili vericilerden düşük enerjili alıcılara taşıyan hiçbir enzim yoktur.

BİYOKİMYASAL ÖNEME SAHİP MOLEKÜLLERDEN AÇIĞA ÇIKAN DELTA G
Bileşik   Delta G (kcal/mol)
Kreatin fosfat (Yüksek enerjili fosfat bileşiği, kasta bulunur)   
ATP --> ADP + Pi   -7.3
Glukoz 6 fosfat (ATP üretmeye yetmez)   
Gliserol 3 fosfat (ATP üretmeye yetmez)   

ATP’den yukarıdaki moleküller yüksek enerjili fosfatları, aşağıdakiler ise düşük enerjili fosfatları meydana getirir. Yüksek enerjili grubun elemanları ATP ve ADP’yi de içeren, genelde anhidrid bileşikler olan fosfoenolpirüvat, kreatin fosfat ve arjinin fosfat gibi maddelerdir. Ayrıca biyolojik öneme sahip ve yüksek enerjili bileşikler olarak sınıflandırılan diğer maddeler: Asetil KoA, S-adenozil metyonin, üridin difosfat glikoz ve fosforibozil pirofosfattır. S-adenozil metyoninin (SAM, aktif metil vericisi) özelliği fosfor içermemesine rağmen yüksek enerjili bir bileşik olmasıdır.

ATP üretiminin üç kaynağı vardır:

1.   Oksidatif fosforilasyon: Aerobik organizmalarda yüksek enerjili fosfatın en büyük kaynağıdır.
2.   Glikoliz: Glukoz yıkılırken fosfogliserat kinaz ve pirüvat kinaz basamaklarında meydana gelen reaksiyonlarda substrat düzeyinde fosforilasyonla.
3.   Sitrik asit siklusu: Süksinat tiyokinaz enziminin düzenlediği basamakta substrat düzeyinde fosforilasyonla direkt olarak oluşan bir adet GTP vardır.

ELEKTRON TRANSPORT ZİNCİRİ (ETZ)

ETZ, mitokondri iç zarında meydana gelir ve vücutta yakıtlardan elde edilen elektronların oksijene iletilmelerindeki son ortak yoldur.

Mitokondrinin yapısı: ETZ komponentleri mitokondri iç zarında yerleşmiştir. Dış zar birçok iyon ve küçük molekülün serbestçe geçişini sağlayan porlar taşımasına rağmen mitokondri iç zarı H, Na, K da dahil olmak üzere küçük iyonların çoğuna ATP, ADP ve piruvat gibi küçük moleküllere ve mitokondri fonksiyonu için önemli olan diğer metabolitlere geçirgen olmayan özelleşmiş bir yapıdır.

Hücre düzeyinde O2 en çok mitokondride tüketilir.

MİTOKONDRİYAL ELEKTRON TRANSPORT ZİNCİRİNİN PROTEİN KOMPONENTLERİ
Enzim Kompleksi   Prostetik Grup
I. NADH dehidrogenaz   Fe-S
II. Süksinat dehidrogenaz   Fe-S
III. Übikinon-sitokrom C oksidoredüktaz   Fe-S
IV. Sitokrom oksidaz   Bakır
V. ATP sentaz   

ETZ REAKSİYONLARI

Koenzim Q (elektronların toplandığı nokta) dışında bu zincirin tüm üyeleri proteindir. Koenzim Q (lipit) uzun bir izoprenoid kuyruğu olan bir kinon türevidir. Koenzim Q (kompleks I ve II’den elektron alabilir) elektronları hem NADH dehidrogenaz tarafından oluşturulmuş FMNH2’den yani kompleks I’den hem de süksinat dehidrogenaz (kompleks II) ve açil KoA dehidrogenaz tarafından oluşturulmuş olan FADH2’den alabilir.

ETZ’nin geri kalan üyeleri sitokromlardır. Her biri bir atom demir taşıyan porfirin halkasından oluşmuş hem grubu taşırlar.

Sitokromlar elektronları tek tek taşırlar.

Elektronlar ETZ’de koenzim Q’dan sitokrom b, c1, c ve a + a3’e doğru ilerler.

Q siklusu: Kompleks III, koenzim Q’dan gelen elektronlardan bir tanesini Fe-S merkezler üzerinden sit c1’e oradan da sitokrom c’ye transfer ederken, koenzim Q’dan gelen ikinci elektron FeS merkezlerden sitokrom b’ye geçer ve oradan tekrar koenzim Q’ya döner.

Sitokrom a + a3: Bu sitokrom sitokrom oksidaz olarak da adlandırılır. Bu moleküldeki hem halkasının demiri moleküler oksijen ile direkt olarak reaksiyona girebilen bir serbest bağ yapısına sahip olan tek elektron taşıyıcısıdır. Bu enzim yapısında bakır atomları içerir.

ETZ ve oksidatif fosforilasyon sıkı bir ilişki içerisinde bulunduğundan elektron transportunu engelleyen inhibitörler ATP sentezini de inhibe etmiş olurlar.

Başlıca Önemli ETZ İnhibitörleri

Rotenon, amytal, sekobarbital (barbitürat), piericidin A: Kompleks I’den ubikinona elektron taşınmasını bloke eder.

Malonat: Yapısal olarak süksinata benzer ve kompleks II’yi yani süksinat dehidrogenazı yarışmalı olarak inhibe eder.

Thenaytrifloroaseton (TTFA), karboksin: Kompleks II’de elektronların FeS merkezlerden ubikinona transferini engeller.

BAL (dimerkaprol), antimisin A: Sit b’den c’ye elektron taşınmasını bloke eder (kompleks III).

Siyanür, CO, hidrojen sülfür, sodyum azid: Sitokrom oksidazı (kompleks IV) inhibe eder.

OKSİDATİF FOSFORİLASYON

 Bu işlem mitokondri iç zarı boyunca elektriksel bir fark (dış yüzey daha pozitif yüklüdür) ve bir pH farkı (membran dışında daha düşüktür) meydana getirir. Bu proton farkının ürettiği enerji ATP sentezi sağlamak açısından yeterlidir. Kompleks V’i meydana getiren ATP sentaz ETZ tarafından meydana getirilen proton farkının enerjisini kullanarak ATP sentezler.

Kompleks V (ATP sentaz, ATPaz kompleksi): ATP sentaz kompleksi veya F0/F1 cisimciği mitokondri iç zarına yerleşmiş mantar benzeri görünümü olan bir proteindir. F0 ve F1 olmak üzere 2 alt üniteden oluşur.

F0 kompleksi oligomisin ve venturosidin ile bloke olurken, F1 cismi de auroventinle bloke olmaktadır.

10 protondan ATP sentaz kompleksinde yaklaşık 3 ATP (NADH2 = 2.5 ATP) sentezlendiği, 6 protondan da yaklaşık 2 ATP (FADH2 = 1.5 ATP) sentezlendiği düşünülmektedir.

İyonoforlar: Valinomisin (ayırıcı değil) mitokondriyal membrandan K iyonu geçişini kolaylaştırarak mitokondri iç ve dıştaki membran potansiyelini değiştirir. Nigerisin de (ayırıcı olabilir) K iyonları için iyonofordur, ancak beraberinde H iyonlarını da etkiler.

Ayırıcılar (uncoupler): 2,4-dinitrofenol, yüksek doz aspirin, dikumarol, chlorcarbonilcyanide phenylhydrazon (CCCP) ve bilirubin (yüksek değerlerde olduğu zaman) gibi maddeler mitokondri iç zarının protonlara olan permeabilitesini arttırarak elektron transportu ile oksidatif fosforilasyon ayrılabilir. Bu ilaçların toksik dozlarda alınmasından sonra yüksek ateş görülür.

Bazı hayvanlarda bulunan kahverengi yağ dokusunda termogenin adı verilen bir madde bulunmaktadır. Termogenin ayırıcı maddeler arasında olup bu hayvanların ısınmasında görev almaktadır.

Mitokondri iç zarında sitolozde ADP ve Pi alıp ATP sentezinin meydana geldiği matrikse taşıyan bir sistem (ADP/ATP nükleotid translokaz) mevcuttur. Bu taşıyıcı bitkisel bir toksin olan atraktilosid (+ Bongkreic asit) ile güçlü bir şekilde inhibe edilir, böylece intramitokondriyal ADP miktarı azalır ve ATP sentezi durur.

Leber herediter optik nöropatide mitokondriyal DNA mutasyonları nedeni ile oksidatif fosforilasyon için gerekli olan taşıyıcılardan bazılarının örneğin ADP/ATP nükleotid translokaz vb kodlanmasında problem ortaya çıkar. Anneden kalıtımla geçer, nöroretinal dejenerasyon nedeni ile bilateral görme kaybı mevcuttur.

MELAS: Mitokondriyal ensefalopati + laktik asidoz + stroke (inme). Mitokondriyal DNA kusuru nedeni ile ETZ’nin komponentlerinde birtakım bozukluklar ile giden bir tablodur. Bu hastalıkta özellikle kompleks I ve IV’te görev alan NADH dehidrogenaz ve sitokrom oksidaz gibi proteinlerin sentezinde bir kusur olduğu düşünülmektedir.

Elektron transport zincirinde yer alan komplekslerden hangisine ait genetik bilgi mitokondriyal DNA tarafından kodlanmaz?

A.   Kompleks I B. Kompleks II C. Kompleks III D. Kompleks IV E. Kompleks V

Cevap B

Aşağıdaki maddelerden hangisi elektron transport zincirini inhibe etmez?

A.   Amital B. Malonat C. 2,4 Dinitrofenol D. Dimerkaprol E. Karbonmonoksit

Cevap C

2,4 dinitrofenol elektron transport zincirini bozmazken ATP üretimini engelleyen bir ayırıcıdır (uncoupler).

SERBEST OKSİJEN RADİKALLERİ

Oksijen metabolitlerinin oluşumu doku hasarı, iskemi reperfüzyon hasarı ve inflamasyon hasarının fizyopatolojisinde önemli rol oynamaktadır. Günümüzde kanserden yaşlanmaya, katarakttan ateroskleroza serbest radikallerin onarılamayan hasarlarının neden olduğu düşünülmektedir.

Moleküler oksijenin bir elektron alarak süperoksit radikalini oluşturmasından sonra süperoksit radikali spontan bir reaksiyon ile hidrojen peroksite (H2O2) dönüşebildiği gibi çoğu zaman süperoksit dismutaz (SOD) tarafından katalizlenen bir reaksiyon ile H2O2’ye dönüşür. H2O2 direkt olarak glutatyon peroksidaz (Gpx) veya katalaz (KAT) tarafından katalizlenen bir reaksiyon ile suya dönüşür. Bazen de H2O2 geçişli metaller ile (örneğin demir ile olan Fenton reaksiyonu) veya direkt olarak O2 radikaliyle (Haber-Weiss reaksiyonu) tepkimeye girerek bilinen en tehlikeli radikal olan hidroksil (OH) radikalini meydana getirir.

Lipit Peroksidasyonu (LPO)

Hücrelerin korunması, bütünlüğünün sağlanması ve işlevlerinin normal olarak yürütülebilmesi için sağlıklı bir hücre dışı membrana ihtiyaç vardır. Fosfolipitlerin lipit kısımları çoklu doymamış yağ asitleri açısından zengindir. İşte bu poliansatüre yağ asitlerinin yapısındaki çifte bağlar, membranlarda oksidasyona en duyarlı yerlerdir.

Serbest oksijen radikalleri ile oluşan radikal reaksiyonlarının en iyi bilineni ve en çok çalışılanı, poliansatüre yağ asitlerinin yapısındaki çift bağlarla meydana gelen lipit peroksidasyondur.

Lipit peroksidasyon sırasında meydana gelen konjuge dien ve MDA düzeyleri oksidatif hasarın en sık kullanılan indirekt göstergelerindendir.

Örneğin MDA proteinlerin tiyol grupları, lipitlerin ve proteinlerin amino grupları ile etkileşerek renkli lipitler ve kümelenmiş proteinler meydana getirir. Bu tip bir duruma lipofuscin adlı yaşlılık pigmenti oluşumu örnek verilebilir. Ayrıca MDA mutajen olarak da etki eder. MDA düşük dansiteli lipoproteinlerin (LDL) yapısını modifiye ederek metabolik yolunu değiştirir.

E vitamini LDL oksidasyonunu en iyi engelleyendir.

LİPİT PEROKSİDASYONUNUN SONUÇLARI
Çoklu doymamış yağ asitlerinin kaybı
Membran geçirgenliğinde değişiklikler
Membrana bağlı enzimlerde etkilenmeler
İyon alışverişinde değişiklikler
LOOH’lerin toksik metabolitlerinin oluşumu
Hücre içi organellerden materyal salınımı, ör. lizozomal enzimlerin açığa çıkışı

Antioksidan Mekanizmalar

Serbest oksijen radikallerinin oluşturduğu hücresel hasarı önlemek için çeşitli savunma sistemleri vardır.

Hücre İçi Antioksidanlar

HÜCRE İÇİ ANTİOKSİDAN ENZİMLER VE ETKİ MEKANİZMALARI
Enzim
SOD (Cu, Zn, Mn)
KAT (Fe)
GPx (Se)
SitO (Cu, Fe)

Parantez içindeki metaller bu enzimlerin aktif merkezindeki metallerdir.

Membran Antioksidanları

Yağda erir bir vitamin olan vit E membran tabakası dışında kötü bir antioksidan iken membranlar üzerinde bilinen en güçlü hatta en önemli antioksidandır.

Vit E membranlardaki en önemli zincir kırıcı antioksidandır ve lipit peroksidasyonuna karşı korunma mekanizmalarından ilkidir. Vit E hücre membranı içindeki poliansüre yağ asitlerini dolayısı ile fosfolipitleri en iyi koruyan antioksidan özelliğindedir. Aynı zamanda vit E köpük hücre (foam cell) oluşumuna neden olan LDL oksidasyonunu en iyi engelleyen antioksidandır.

Membran antioksidanları: Vit E, beta karoten (C vitamini), koenzim Q (ETZ’deki tek lipit).

Hücre Dışı Antioksidanlar

Askorbik asitin en önemli görevlerinden biri vit E’nin tekrar kullanılabilmesini sağlamaktır. Askorbik asit plazmada oksidatif hasarı en iyi önleyen antioksidandır.

Hücre dışı antioksidanlar: Transferrin, laktoferrin, haptoglobulinler, hemopeksin, albümin (demir ve bakırı bağlayan moleküller), askorbik asit (OH radikal çöpçüsü).

Sigaranın Oksidan Etkileri

Bir nefeslik sigara dumanının gaz fazında 1 x 10 üzeri 15 radikal molekülü olduğu saptanmıştır. Bu radikaller genellikle alkil (R), alkoksil (RO) veya peroksil (ROO) şeklindedir. Sigaranın gaz fazındaki radikaller plazmada AA, ÜA, alfa-tokoferol ve beta-karoten gibi antioksidanların tüketilmesine neden olarak bunları azaltırlar.

Proteinlerin sülfhidril (-SH) ve amino (-NH2) grupları ile etkileşerek proteine bağlı aldehit grubu oluşturmakta ve proteinlerin yapısını bozmaktadır.

Alfa 1 proteaz inhibitör diğer adı ile alfa 1 antitripsin bilinen en önemli antiproteazlardan birisi olup 394 aminoasit kalıntısından meydana gelmiştir. Alfa 1 Pİ’nin proteazlara karşı etkili olabilmesi için 358. aminoasit olan metyonin kalıntısının sağlam olması gerekir. Sigara dumanındaki radikaller bu kalıntıyı oksitleyerek alfa 1 Pİ’nin aktivitesini yaklaşık olarak 2000 defa azaltırlar. Böylece denge nötrofil elastaz lehine bozulur ve kronik akciğer hastalığının komponenti olan amfizem gelişir.

NİTRİK OKSİT

Sitokrom p450 benzeri bir enzim olan NO sentaz enzimi tarafından L arjininden sentezlenir. NO etkilerini atriyal natriüretik peptit (ANP), brain natriüretik peptit (BNP) gibi cGMP aracılığı ile gösterir.

NO sentaz enziminin başlıca iki türü bulunmaktadır:

A.   Yapısal NO sentaz (sabit bir hızda NO sentezi yapar): Bu enzim Ca/kalmodulin bağımlı olup endotel, sinir dokusu ve trombositlerde bulunur.
İki tipi bulunur:
a.   Nöronal NOS (nNOS)
b.   Endotelial NOS (eNOS)

B.   Uyarılabilen (indüklenebilen) NO sentaz (iNOS): Hepatosit, makrofaj ve nötrofillerde yer alan Ca’dan bağımsız enzim.

NO sentezi için gerekli substratlar arjinin, oksijen ve NADPH’tır. FMN, FAD, hem, Ca/kalmodülin sistemi ve tetrahidrobiopterin enzimin (NO sentaz) koenzimleri, NO ve sitrülin ürünleridir. NADH kullanılmaz.

NADPH ve NADH’ın ikisini de kullanan enzim glutamat dehidrogenazdır.

NO’nun biyolojik etkileri:

•   Vasküler düz kas relaksasyonu ile vazodilatasyon
•   Penis ereksiyonu, korpus kavernozum sinüzoidlerindeki düz kas relaksasyonu sonucu artan kan akımıyla gerçekleşir. Cinsel uyarı ile salınan nitrik oksit guanilat siklaz aktivasyonunu arttırır ve siklik guanozin monofosfat (cGMP) sentezine neden olur.

Hücre içi cGMP, fosfodiesteraz enzimleri ile yıkılır. İnsan penis dokusunda dört fosfodiesteraz izoformu (tip 2, 3, 4, 5) saptanmakla birlikte bu dokudaki baskın izoform tip 5’tir. Sildenafil (viagra) cGMP spesifik fosfodiesteraz tip 5’in (PDE5) oral etkili, güçlü ve selektif bir inhibitörüdür.
•   Nörotransmitter etki
•   Trombosit adezyon ve agregasyonunda inhibisyon
•   tPA (doku plazminojen aktivatör) artışı ile fibrinolitik etki
•   İmmunmodülatör etki
•   Lökosit adezyonunun inhibisyonu
•   Antimikrobiyal (sitotoksik) ve antitümör (sitostatik) etki
•   Makrofajlarda NO sentaz aktivitesi genelde düşüktür. NO sentezi bakteriyel lipopolisakkarti ve gama-interferon ile artar. Bilindiği üzere makrofajlar fagosite edilen bakterileri yok etmek için serbest oksijen radikalleri oluşturur. Bunlar NO ile birleşip daha fazla bakterisidal etki oluşturur.

G PROTEİNLER

Membranlar yağlı bir ortam olduğundan suda çözünen hormonlar membranı geçemezler. Bu tip hormonlar hücre içinde etkilerini gösterebilmek için ikincil habercilere ihtiyaç duyarlar.

En yaygın olarak bilinen ikincil mesajcı sistemleri adenilat siklaz sistemi ve Ca fosfaditil inozitol sistemidir.

ADENİLAT SİKLAZ SİSTEMİ

Adenilat siklaz ATP’yi 3’-5’ AMP’ye (cAMP) çeviren membrana bağlı bir enzimdir.

Bu sistemde kullanılan reseptörler tipiktir ve üç temel bölgeden oluşur:

1.   Ekstrasellüler ligand bağlayıcı bölge.
2.   7 transmembaner heliks
3.   G proteinleri ile etkileşime giren intrasellüler bölgeden oluşmuştur.

G proteini olarak adlandırılan (guanosin nükleotidlerini bağladıkları için GDP-GTP) proteinler reseptörler ile adenilat siklaz arasında bir bağ oluşturur.

G protein hücre membranının iç kısmına yerleşmiş olan ve alfa, beta ve gama olmak üzere üç tane subünitesi olan bir proteindir. G proteinin inaktif şeklinde (dinlenim hâlinde) alfa-subünitesi GDP’ye bağlı olarak bulunur. G proteini aktiflendiğinde alfa-subünitesi yapısında bulunan GDP’yi bırakır ve sitozolden GTP alarak aktiflenir.

Aktiflenen alfa-subüniti beta ve gama subünitlerini reseptöre bağlı olarak bırakır ve zar boyunca hareket ederek membrana bağlı bir enzim olan adenilat siklazı aktifler. G proteini alfa-subüniti aynı zamanda GTPaz aktivitesi de taşır ve hormonal uyarı kesilince kendi üzerinde bulunan GTP’yi GTPaz ile parçalayarak GDP hâline çevirir ve eski dinlenim hâline döner.

Gs --> adenilat siklazı aktive eder.
Gi --> adenilat siklazı inhibe eder.
Gq --> fosfolipaz C’yi aktifler.

Adenilat siklaz sistemindeki sekonder mesajcı cAMP’dir. cAMP sitoplazmik enzim olan protein kinaz A’yı aktifler. Protein kinaz A’nın aktif şekli olan serbest katalitik alt birimleri ATP’den aldıkları fosfor grubunu proteinlerdeki serin, treonin ve tirozin aminoasitlerine transferini katalize eder. Fosforillenmiş proteinler de hücrenin iyon kanallarına etki edebilir veya bazı hız kısıtlayıcı enzimleri aktive veya inhibe edebilir.

Serin, treonin, asparjin --> glikozit bağlıyor.

Genellikle epinefrin ve glukagon gibi antiinsülinik hormonların yer aldığı katabolik süreç ve açlıkta görevli enzimler fosforile olduklarında aktive olurlar. Örneğin hormona duyarlı lipaz (TG yıkar), glikojen fosforilaz.

Tam tersi insülin varlığında yani anabolik süreçte ve tokluk durumunda görevli enzimler ise defosforile hâlde iken aktiftir. Örneğin glikojen sentaz, asetil KoA karboksilaz, pirüvat kinaz (glikoliz anabolik bir olaydır) ve HMG-KoA redüktaz.

Adenilat siklazı inhibe edenler: Somatostatin, asetil kolin, alfa 2 adrenerjikler, anjiyotensin II, opiodler.

G PROTEİNLER
Gs   Adenilat siklazı uyarıyor   Glukoneogenez, lipoliz, glikojenoliz
Koklama
Gi   Adenilat siklazı inhibe ediyor   Görme
Gq   Fosfoliaz C’yi uyarıyor   

Kolera toksini Gs-alfa subünitine aktif durumda iken ADP-ribozun bağlanmasını, böylece GTPaz etkisini bloke edilmesine neden olur. İstirahat fazına geçemeyen Gs-alfa subüniti adenilat siklazın sürekli aktive olmasına ve cAMP artışına neden olur. Bunun neticesinde bağırsaklardan sıvı ve elektrolit kaybı meydana gelir. Kolera toksininin bağırsaklardaki reseptörü GM-1 gangliyozit yapısındadır.

Pertusis toksini Gi-alfa subünitine ADP-ribozun bağlanmasını sağlar, böylece Gi subüniti aktive olamaz. Bu durumda adenilat siklaz ters bir etki ile aktive olur, bu da cAMP’nin artmasına sebep olur. Boğulma tarzı öksürüğün sebebi bronşlarda cAMP etkisi ile artan sekresyonlardır.

NaF adenilat siklazın irreversibl bir aktivatörüdür. Enolaz NaF ile inhibe olur.

cAMP’yi --> 5’ AMP’ye çevirerek etkisini azaltan fosfodiesteraz enzimidir. Kafein ve teofilin gibi metil ksatin türevleri fosfodiesterazı inhibe ederek cAMP’yi arttırırlar.

Guanilat Siklaz Sistemi

Adenilat siklaz sisteminin çok benzeridir, ancak adenilat siklaz sisteminden farklı olarak G proteine bağımlı değildir.

Guanilat siklaz enziminin hücrede iki formu bulunur:

1.   Membrana bağlı guanilat siklaz: Membrana bağlı guanilat siklaz enzimi reseptörünün yapısal bir parçası olduğundan yapısal olarak tirozin spesifik protein kinazlara benzediğinden adenilat siklazdan farklıdır.
2.   Sitozolik guanilat siklaz: Birçok doku guanilat siklazın hücre yüzey reseptörüne bağlı olmayan sitozolik şeklini içerir. Bu enzim nitrik oksit (NO) ile stimüle olur ve sadece NO’nun etkilerine aracılık eder.

Bu sistemdeki sekonder mesajcı cGMP’dir ve sitozolde inaktif formdaki protein kinaz G’yi aktifler. Aktiflenmiş protein kinaz G’ler hedef proteinleri fosforiller ve fosforillenmiş proteinlerle hücre içi etkiler ortaya çıkar.

cAMP’den farklı olarak cGMP daha özelleşmiş bir mesajcıdır. Düz kas gevşemesi, PLT agregasyonunun inhibisyonu ve görmede etkilidir. cGMP böbrekte ANF ile aktive edilir. (ANF atriyumlardan plazma volüm artışına cevap olarak salınmaktadır.) Toplayıcı kanallarda guanilat siklazı ve cGMP’yi uyarır. cGMP artışı da Na ve su atılmasına neden olur.

cGMP intestinal bir peptit olan guanilin tarafından uyarılan bir reseptörün bileşeni olarak da yer alır. Bu reseptörün uyarımı ile bağırsaktan Cl salınır. Bu reseptör E. Coli’nin ısıya dayanıklı enterotoksiniyle ve diğer Gram (-) bakterilerce de uyarılır. Artmış cGMP bağırsakta Cl sekresyonunu arttırır, su geri emilimi azalır ve diare oluşur.

cGMP’nin yıkımı, proteinlere protein kinazlarca eklenmiş fosfat grupları, fosfat esterlerini hidrolitik olarak parçalayan protein fosfatazlarca ayrılır. cGMP siklik 3’-5’ fosfodiester bağını parçalayan bir grup enzimden biri olan fosfodiesteraz hızlı 5’ GMP’ye hidrolize olur.

Spesifik olarak fosfodiesteraz tip 5’i inhibe ederek etki gösteren madde aşağıdakilerden hangisidir?

A.   Sildenafil B. Na florür C. Teofilin D. Somatostatin E. Kafein

Cevap A

Dinitrofenol kullanılırsa TCA’da 1 mol ATP üretilir (substrat düzeyinde fosforilasyon).

Gs alfa subünitine aktif durumda iken ADP ribozun bağlanmasını, böylece Gs alfa’nın istirahat fazına dönüşünü engelleyerek cAMP artışına yol açan madde hangisidir?

A.   Bordetella pertusis toksini B. Kolera toksini C. Na florür D. Teofilin E. Somatostatin

Cevap B

Eschericia coli’nin gastrointestinal sistemde ısıya dayanıklı endotoksiniyle sekresyonları arttırarak diyareye yol açan ikincil haberci aşağıdakilerden hangisidir?

A.   cAMP artışı B. İnozitol trifosfat C. cGMP D. Kalsiyum E. cAMP azalışı

Cevap C

E. coli’nin ısıya dayanıksız endotoksini ise aynen kolera toksini gibi cAMP üzerinden diyareye yol açar.

KARBONHİDRATLAR

Nöraminik asit gangliyozittir.

MONOSAKKARİTLERİN FONKSİYONEL GRUPLARINA GÖRE SINIFLANDIRILMALARI
Aldozlar (aldehit grubu taşırlar)    Ketozlar (keton grubu taşırlar, -uloz)
Glukoz   Fruktoz
Galaktoz   Ribuloz
Mannoz   Ksiloz
Riboz   Sedoheptuloz

KARBONHİDRATLARIN SINIFLANDIRILMASI
Disakkaritler   Oligosakkaritler   Polisakkaritler
Maltoz (glik + glik)   Glikoproteinler (plazma proteinleri)   Nişasta (glikoz polimeri)
Laktoz (glik + gal)      Glikojen (glikoz polimeri)
Sakkaroz (glik + frk)      Selüloz (glikoz polimeri)
      İnülin (fruktoz polimeri)

İzomer: Aynı kimyasal formüle sahip bileşikler birbirinin izomerleridir. Örneğin glukoz, fruktoz, mannoz ve galaktozun kapalı formülü C6H12O6 olup bu monosakkaritler birbirinin izomerleridir.

Epimer: Eğer iki monosakkarit açık formülleri yazıldığında yalnızca bir karbon atomu etrafında konfigürasyon farkı gösteriyorsa bu iki monosakkarit birbirinin epimeridir.

Örneğin glukoz ve galaktoz birbirinin C-4 epimeridir, yapılarındaki tek fark 4. karbondaki –OH grubunun pozisyonundadır. Galaktoz bizim için esansiyel değildir, galaktoz diyet ile kısıtlansa bile UDP heksoz 4 epimeraz ile glukozdan oluşabilir.

Glukoz ve mannoz birbirinin C-2 epimeridir.

Enantiyomer: Bazı çiftlerin birbirinin ayna görüntüsü olup özel bir tip izomer oluştururlar. Bir organik maddenin D- ve L- formu birbirinin ayna görüntüsünü verir. İnsanlardaki şekerlerin büyük çoğunluğu D formundadır. L-fukoz (glikoproteinlerde) ve L-idüronik asit (glikozaminoglikanlarda) kaydadeğer iki istisnadır.

Monosakkaritler ile İlgili Reaksiyonlar

A.   İndirgeyici Şekerler

İndirgeyici bir şeker Benedict solüsyonu gibi kimyasal ayıraçlarla reaksiyona girer.

Diabetiklerin idrarında şeker arayan, şekerin indirgeme özelliğine dayanan testler bunların ilk örnekleridir. Bu test diğer indirgeyici heksozlar ve pentozlarla, ayrıca askorbik asit (C vitamini) gibi indirgeyici maddelerle de yanlış pozitif sonuç verdiğinden özgün değildir.

Diğer basit karbonhidratların aksine sakkarozdaki glikozid bağı glikoz ile fruktozun anomerik karbonlarında olduğu için serbest aldehid veya keton grubu içermez, bu yüzden sakkaroz indirgeyici değildir.

B.   Oksidasyon-redüksiyon Reaksiyonları

Monosakkaritlerin 6. karbondaki –CH2OH grubunun oksidasyonu ile üronik asitler (glukoz --> glukronik asit, galaktoz --> galakturonik asit) dediğimiz asit şekerler oluşur.

Karbonil (aldehid veya keton) grubunun indirgenmesi ile yeni alkol grupları oluşur, bunlara polioller denir. Örneğin glukoz --> sorbitole (glukitol), fruktoz --> sorbitol ve mannitole indirgenir.

C.   Kompleks Karbonhidratlar

Karbonhidratlar karbonhidrat olmayan yapılarla glikozit bağı ile birleşerek kompleks karbonhidratları oluşturur.

Eğer serin veya treonin aminoasitlerinin OH grubu ile glikozit bağı yapıyorsa O-glikozid, eğer bu bağ asparjinin NH2 grubu ile oluşuyorsa N-glikozit denir. Bazı maddeler N-glikozit oluşumunu bozarken O-glikozit oluşumunu etkilemezler.

GLİKOPROTEİN OLUŞUMUNU BOZAN İNHİBİTÖRLER
İnhibitör   Etki Yeri
Tunikamisin   Dolikol P’a şeker bağlanmasını inhibe eder
Deoksinojirimisin   Glikozidaz I-II inhibitörü
Swainzonin   Mannozidaz II inhibitörü


Plazmada dolaşan proteinlerin büyük çoğunluğu glikoprotein yapısındadır. Golgi aygıtında glikozillenme esnasında glikozid bağı oluşumuna katılan aminoasitler hangileridir?

A.   Metyonin, sistein B. Glutamat, aspartat C. Serin, treonin, tirozin (protein yapısında fosforlanır) D. Serin, treonin, asparjin E. Glutamin, asparjin

Cevap D

KARBONHİDRATLARIN SİNDİRİLMESİ

Karbonhidrat sindiriminin gerçekleştiği başlıca yer ağız, duodenum ve üst jejunumda bulunan bağırsak lümenidir. Bu sindirim hızlıdır ve mide içeriği duodenojejunal bileşkeye geldiğinde tamamlanmış olur.

Glukoz ileumdan emilmez.

Sekretin HCl salgılatır. Disakkaridazlar (maltaz, izomaltaz, sükraz, laktaz) ince bağırsak mukozasında bulunur, pankreasta bulunmaz. CCK pankreastan alfa-amilaz salgılatır.

Karbonhidrat sindirimi ağızda başlar: Ağızda yıkımı başlayan en önemli besin grubu karbonhidratlardır. Çiğneme sırasında tükürükte bulunan alfa-amilaz (pityalin) diyetteki nişastaya hemen etki ederek alfa 1-4 bağlarını yıkar. İnsan vücudunda beta 1-4 endoglikozidazlar bulunmadığı için bu bağları içeren selüloz insanlarda sindirilememektedir. Karbonhidrat sindirimi midedeki yüksek asidite nedeni ile tükürük amilazının inaktif hale geçmesiyle duraklamaya uğrar.

Karbonhidratların sindirimi pankreas enzimlerinin etkimesi ile ince bağırsaklarda devam eder. Asidik mide içeriği ince bağırsaklara geldiğinde duodenum ve jejunumdan salgılanan sekretine bağlı olarak pankreastan bikarbonat salgılanır. Bunun ile asidik mide içeriği nötralize edilir ve pankreatik alfa-amilazın etkisi ile karbonhidratların sindirimi devam ettirilir. Karbonhidratlar ince bağırsaklardan aşağıya doğru ilerlerken bunların sindirimi pek çok disakkaridaz ve oligosakkaridazın  etkin olduğu üst jejunumda sonlanır. Diğer besin maddeleri genellikle ileumdan emilirken monosakkaritler duodenum ve üst jejunumda emilir.

Sekretin ve kolesistokinin safra kesesini kastırır ve mide boşalmasını geciktirir.

Trehalaz trehalozu (disakkarit: 2 glukoz, alfa 1-1 bağı ile) yıkar.

Laktozu yıkan beta galaktozidaz (laktaz), sakkaroz ve izomaltozu yıkan izomaltaz-sukraz ve maltozu yıkan maltaz maltaz başlıca disakkaridazlardır. Bu enzimler ince bağırsak mukoza hücrelerinin mikrovilluslarından salgılanır ve lüminal yüzeye ilişik şekilde dururlar.

Glukozun bağırsak hücreleri tarafından alımı için insüline gerek yoktur. Galaktoz ve glukoz mukoza hücresi içine aktif transportla alınırken bu işlemi ileri derecede özgün bir protein (sodyum glukoz taşıyıcı 1 = SGLT 1) kompleksi olan Na monosakkarit kotransport sistemi sağlar. Fruktozun bağırsaklardan emilimi ise Na bağımsız kolaylaştırılmış difüzyon glukoz taşıyıcı 5 (GLT 5) ile olur.

Monosakkaritlerin bağırsak hücrelerinden portal dolaşıma geçişinde ise glukoz ve galaktoz için Na bağımsız kolaylaştırılmış difüzyon kullanılırken, fuktoz basit difüzyon ile geçmektedir.

Na monosakkarit kotransport sistemi bitkisel bir glikozid olan florhizin ile, Na bağımsız kolaylaştırılmış difüzyon sistemi ise sitokalazin ile inhibe edilmektedir.

GLUT 1 eritrosite glukoz alır.

Glukoz, galaktoz ve fruktoz bağırsak hücresinden kapiller sisteme GLUT 2 ile taşınır.

Aşağıdaki besin maddelerinden hangisi ileumdan emilmez?

A. Su B. Vitamin B 12 C. Sodyum D. Alanin E. Fruktoz

Cevap E

DİSAKKARİTLERİN YIKIMINDA BOZUKLUKLAR

Karbonhidratların hemen hemen hepsi duodenum ve üst jejunumda sindirilmiş olur. Ancak ince bağırsaklardan yalnızca monosakkaritler emilebildiğinden disakkaridazların eksikliğinde sindirim işlemi tamamlanamamış karbonhidratlar kalın bağırsağa geçer. Disakkaritlerin bağırsak bakterileri tarafından parçalanması ile ozmotik aktif bileşikler oluşur. Mukoza hücrelerinden su çekilmesi ile ozmotik diyareye neden olur. Bu karbonhidratlar aynı zamanda kalın   bağırsaklarda bakteriler tarafından fermentasyona uğrar ve yine ozmotik aktif olan CO2 ve H2 gazları açığa çıkar.

Laktoz intoleransında laktaz (beta galaktozidaz) eksikliği vardır. Glukoz ve galaktoza yıkılamayan laktoz kalın bağırsaklarda bakteriler tarafından 2 C'lu metabolilere (su çekici, ozmotik diyare. Sekretuvar diyare değil) ve H2'ye (solunum havasında H2 ölçülebilir) yıkılır. Şişkinlik, diyare ve dehidratasyon olur.

Yenidoğanda ve çocuklarda disakkaridaz eksiklikleri disakkarit intoleransı tabloları ile tarif edilmiştir.

Dünyada erişkinlerin yarısındab fazlasında laktoz intoleransı vardır.

İzomaltaz-sukraz eksikliği alınan sukroza (yemek şekeri) karşı intoleransla sonuçlanır.

Solunum havasında hidrojen gazı ölçülerek alınmış fakat sindirilememiş ve bağırsak florası tarafından metabolize edilmiş karbonhidrat miktarı tayin edilebilir.

Kinaz enzimleri fosfor bağlar.

GLUKOZUN HÜCRELERE TAŞINMASI

Glukoz hücre içine direkt olarak giremez. GLUT 4 yağ dokusu ve iskelet kasında yaygundır. GLUT 1 ise eritrositte fazla, kasta azdır. Yağ dokusu ve iskelet kasında GLUT 4'ün sayısı ve aktivitesi insülin tarafından arttırılır.

GLUT 1: Eritrositte bulunur.

GLUT 2: Karaciğer, pankreas, ince bağırsak ve böbrek proksimal tüp hücrelerinde bulunan ve bu dokularda glukozun hızlı yakalanması ve salınmasını sağlayan taşıyıcıdır.

GLUT 3: Glukoza afinitesi en yüksek olan, temel olarak beyin nöronlarında glukozun yakalanması ve transportunu gerçekleştiren taşıyıcıdır.

GLUT 4: Yağ dokusu ve kaslarda taşıyıcıdır. İnsülinle uyarılabilen tek taşıyıcı GLUT 4’tür.

GLUT 5: İnce bağırsakta ve böbrekte yer alır. Aynı zamanda fruktozun da taşınımını gerçekleştirir.

GLİKOZUN HÜCRE İÇİNE TAŞINMA ŞEKİLLERİ
   Kotransport (Na-monosakkarit)   Kolaylaştırılmış Transport
İnsüline Duyarlı      Dokuların çoğu
Örn. iskelet kası ve yağ dokusu
GLUT 4
İnsüline Duyarsız   Bağırsak epiteli
Böbrek tübülleri
Koroit pleksus   Eritrosit
Lökosit
Göz lensi
Kornea
Karaciğer
Beyin

GLİKOLİZİN AŞAMALARI

Anabolik bir olaydır, toklukta olur. Glikoneogenez açlıkta olur.

1.   reaksiyon: Glikozun heksokinaz veya glukokinaz tarafından irreversibl bir şekilde fosforilasyonunu içerir.

Heksokinazların birçoğunun Km değeri düşük olduğundan kandan glukoz ve diğer şekerlerin karaciğer ve pankreas beta-hücreleri dışında tüm dokulara kolaylıkla alınmasını sağlar. Heksokinaz glukoz 6 fosfat tarafından inhibe olurken glukokinaz inhibe olmaz.

Buna karşın karaciğer ve pankreasın beta hücrelerinde glukozun fosforillenmesinde Km değeri daha yüksek ve glukoza spesifik olan glukokinaz (heksokinaz D veya tip IV) enzimi rol alır.

Hekzokinaz’ın Km değeri düşük, G6P ile inhibe olur ve irreversibldir. Glukokinaz Km değeri yüksek, G6P ile inhibe olmaz, karaciğer ve pankreasın beta hücrelerinde bulunur.

Fosfofruktokinaz I (irreversibl) glikolizin hız kısıtlayıcı enzimidir, fruktoz 2,6 biP bu enzimin allosterik aktivatörüdür.

Gliseraldehid 3 P dehidrogenaz iodoasetat ile inhibe olur.

1,3 bifosfogliserat ve fosfoenol pirüvat yüksek enerjilidir. Fosfogliserat kinazda substrat düzeyinde fosforilasyon olur. Arsenik ayırıcıdır, ısı artışı olur.

Enolaz sodyum florür ile inhibe olur. Sodyum florür cAMP’yi arttırır.

Pirüvat kinaz irreversibldir ve bu enzimde substrat düzeyinde fosforilasyon olur.

Kan şekerinin düzenlenmesinde görevli başlıca organ karaciğerdir. Tokluk durumunda yüksek miktarlarda gelen glukoz glukokinaz ile glikoliz ve glukojen sentezi için gerekli olan glukoz 6 P’a dönüştürülür. Açlık durumunda ise glukoz 6 fosfataz enzimi aracılığı ile karaciğerden kana glukoz çıkışı sağlanır.

2.   reaksiyon: Bir aldoz şeker olan glukoz 6 P’ın fosfoglukoizomeraz enziminin düzenlediği bir reaksiyon ile bir ketoz olan fruktoz 6 P’a dönüşümü sağlanır.

3.   reaksiyon: Fruktoz 6 P’ın fosfofruktokinaz 1 (PFK 1) enzimi ile irreversibl bir şekilde fruktoz 1,6 bifosfata dönüşmesini içerir. Bu basamak glikolizin en önemli hız kısıtlayıcı basamağı olup çeşitli faktörlerle düzenlenir. ATP ve sitrat bu basamağı inhibe ederken, ADP, AMP ve fruktoz 2,6 bifosfat stimüle eder.

Fruktoz 2,6 bifosfat PFK 1’in en önemli ve allosterik aktivatörüdür. Bu bileşik ayrıca glukoneogenezin düzenlenmesinde rol oynayan fruktoz 1,6 bifosfatazın inhibitörü olarak hareket eder. Fruktoz 2,6 bifosfat PFK 1’den farklı olarak PFK 2 tarafından oluşturulur ve bu bileşik fruktoz 2,6 bifosfataz ile tekrar fruktoz 6 fosfata dönüştürülür.

Fosfofruktokinaz I hız kısıtlayıcı enzimdir. ATP ve sitrat inhibitör, AMP, ADP, fruktoz 2,6 bifosfat aktivatördür.

Fosfofruktokinaz II insülin tarafından aktive olur. Fruktoz 2,6 bifosfataz glukagon tarafından aktive olur.

İyi beslenme durumunda: Karbonhidrattan zengin bir yemeği takiben düşük glukagon, yüksek insülin düzeyleri fruktoz 2,6 bifosfatta ve glikoliz hızında artmaya neden olur. Fruktoz 2,6 bifosfat intrasellüler bir sinyal olarak hareket ederek glukozun fazlalığını gösterir.

Açlık durumunda glukagonun artması, insülinin düşmesi ile hepatik fruktoz 2,6 bifosfat düzeyleri azalır ve böylece glikoliz inhibe olurken glukoneogenez aktive olur.

4.   reaksiyon: Aldolaz A, fruktoz 1,6 bifosfatı reversibl ve düzenlenmemiş bir şekilde dihidroksiaseton fosfat ve gliseraldehid 3 fosfata ayırır.

5.   reaksiyon: Trioz fosfat izomeraz enzimi dihidroksiaseton fosfat ve gliseraldehit 3 fosfatın birbirine dönüşümünü sağlar. Dihidroksiaseton fosfat glikolitik yolda daha fazla metabolize olabilmesi için gliseraldehid 3 fosfata izomerize olmak zorundadır. Bu izomerizasyon ile fruktoz 1,6 bifosfatın parçalanma ürünlerinden 2 molekül gliseraldehid 3 fosfat oluşumu sağlanır.

6.   reaksiyon: Buradan itibaren enerji üretim fazı başlar (payoff phase). Gliseraldehid 3 fosfatın gliseraldehid 3 fosfat dehidrogenaz ile 1,3 bifosfogliserata dönüşmesi glikolizdeki oksido-redüksiyon reaksiyonudur. Gliseraldehid 3 fosfat dehidrogenaz iodoasetat ile inhibe olur.

1,3 bifosfogliserat bifosfogliserat mutaz etkisi ile 2,3 bifosfogliserata (2,3 BPG) dönüştürülür. 2,3 BPG oksijen disosiyasyon eğrisini sağa kaydırır, glikolizin yan ürünüdür, hemoglobini deoksi formda stabilize eder.

Bilindiği gibi 2,3 BPG oksijen taşınmasında ve dokuların oksijenlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Artan 2,3 BPG düzeyi oksijen-dissosiyasyon eğrisinin sağa kaymasına ve hemoglobinin oksijene ilgisinin azalmasına neden olur. Eskiden sık kullanılan asit sitrat dekstrozlu banka kanlarında alyuvar içi 2,3 BPG düzeyi azalarak hemoglobinin oksijene ilgisinin artmasına neden olurdu. Böylece bu kanları transfüzyon yolu ile büyük miktarlarda alan kişilerde ciddi hipoksi tehlikesi meydana gelebilir.

2,3 DPG’Yİ ARTTIRAN DURUMLAR (Eğriyi sağa kaydırır)   2,3 DPG’Yİ AZALTAN DURUMLAR (Eğriyi sola kaydırır)
Kronik AC hastalıkları   Asidoz (Diabetik prekoma ve koma, glikoneogeneze kayıyor, 2,3 DPG üretilemiyor)
Konjetinal kalp hastalıkları   Hipofosfatemi
Anemiler   
Yükseğe çıkıldığı zaman   
Hiperfosfatemi   
Alkaloz   
 
Aşağıdakilerden hangisi 2,3 bifosfogliseratı arttıran bir durum değildir?

A.   Kronik akciğer hastalıkları B. Konjenital kalp hastalıkları C. Asidoz (Eğriyi sağa kaydırır) D. Anemiler E. Yükseğe çıkıldığı zaman

7.   Reaksiyon: 1,3 bifosfogliseratın yüksek enerjili fosfat grubu fosfogliserat kinazın katalizlediği bir reaksiyon ile ADP’den substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP oluşurken geriye 3 fosfogliserat kalır. Bu reaksiyon diğer kinazlar tarafından katalizlenen reaksiyonlardan farklı olarak reversibldir. Eğer ortamda arsenik varsa arsenik pirofosfatla yarışır ve 1 arseno 3 fosfogliserat oluşur. Bu bileşik spontan olarak 3 fosfogliserata hidrolize olur, bu sırada ATP üretimi olmadan ısı açığa çıkışı meydana gelir. Bu olay substrat düzeyinde fosforilasyonun ayrılmasına tipik bir örnek olarak verilebilir.

8.   reaksiyon: Bu reaksiyonda 3 fosfogliserattan fosfogliserat izomeraz enziminin katalizlediği bir tepkime ile 2 fosfogliserat oluşur.

9.   reaksiyon: 2 fosfogliserat enolaz tarafından katalizlenen bir reaksiyon ile dehidrate olarak yüksek enerjili bir bileşik olan fosfoenolpirüvat (PEP) meydana gelir. Enolaz florid ile inhibe olur, bu özellikten yararlanarak glukoz ölçümünde sodyum florid içeren antikoagülanlar kullanılırsa tüp içinde meydana gelebilecek glikoliz bloke edilmiş olur.

10.   reaksiyon: Glikolizin üçüncü ve son irreversibl basamağı ile fosfoenol pirüvatın pirüvat kinaz tarafından pirüvata dönüşümü sağlanırken ADP’den ATP sentezi (substrat düzeyinde fosforilasyonun ikinci örneğidir) meydana gelir. Karaciğerde pirüvat kinaz fosfofruktokinaz reaksiyonunun ürünü olan fruktoz 1,6 bisfosfat tarafından aktive edilir. Bu düzenleme şekli daha yaygın olan negatif feed-back’in aksine feed-forward (ileri besleme) tarzında olup iki kinaz aktivitesini ilişkilendirir. Artmış fosfofruktokinaz aktivitesi fruktoz 1,6 bifosfat düzeyini arttırır, bu da pirüvat kinazı aktive eder.

Pirüvat kinazın (defosforile durumda aktiftir, insülinle aktive olur) cAMP bağımlı protein kinaz ile fosforilasyonu bu enzimin karaciğerde inaktive olmasına sebep olur. Kan glukoz düzeyi düşük iken yükselen glukagon pirüvat kinazı fosforilleyerek inaktive eden intrasellüler cAMP düzeyini arttırır.

Laktat dehidrogenaz kas ve eritrositte bulunur.

Aşağıdakilerden hangisi pirüvat kinazın aktivatörüdür?

A.   ATP B. Fruktoz 2,6 bifosfat C. Sitrat D. Fruktoz 1,6 bifosfat E. NADPH

Cevap D

Laktat dehidrogenaz sitozolde yer alır ve pirüvattan laktat oluşturur.

Pirüvat + NAD (pirüvat dehidrogenaz kompleksi) --> Asetil CoA + NADH. Pirüvat dehidrogenaz kompleksi tiamin PP, lipoik asit, FAD (riboflavin), NAD (niasin) ve CoA (pantotenik asit) olarak görev yaparlar. İrreversibl reaksiyondur. Mitokondride yer alır.

Pirüvat karboksilaz enziminde biotin prostetik grup olarak görev yapar. Aseil CoA tarafından uyarılır (allosterik aktivatör). Mitokondride yer alır.

Pirüvat H+ ile birlikte simport olarak mitokondriye taşınır.

NADH laktat dehidrogenazı uyarır.

ANAEROBİK GLİKOLİZİN ENERJİ VERİMİ
Reaksiyon   Kullanılan   Kazanılan   ATP Değeri
Heksokinaz veya glukokinaz   1 ATP      
Fosfofruktokinaz   1 ATP      
Gliseraldehid 3 P dehidrogenaz      2 NADH (sitozolik)   
Fosfogliserat kinaz      2 ATP   
Pirüvat kinaz      2 ATP   
Laktat dehidrogenaz   2 NADH (sitozolik)      
Toplam         +2 ATP

Aerobik glikolizde enerji verimi: +32 ATP çoğu hücrede, +30 ATP nadiren. Malat aspartat mekiği ile 32 ATP, gliserofosfat mekiği ile 30 ATP kazanılır.

Beyin ve iskelet kasında gliserofosfat mekiği vardır. Karaciğer, böbrek ve kalp kasında malat aspartat mekiği vardır.

İnsülin glukokinaz, fosfofruktokinaz ve pirüvat kinazı uyarır, glukagon inhibe eder.

GLİKOLİZ İLE İLGİLİ KLİNİK NOTLAR

Glikolitik yolun (Emden-Meyerhoff yolu) enzimlerin doğumsal eksiklikleri: Bu yoldaki enzim defektlerinin %95’i pirüvat kinaz, %4’ü ise fosfoglukoz izomeraz eksikliğidir.

Glikolizin azalması ile eritrosit membran bütünlüğü ve yaşamı açısından gerekli olan ATP’nin sentezinde eksiklik olur. Eritrosit membranındaki değişim sonucunda hücrenin şekli değişir ve retiküloendotelyal sistem özellik dalak makrofajları tarafından fagositozuna neden olur. Eritrositlerin parçalanması ve erken ölümü hemolitik anemi ile sonuçlanır.

Eritrosit ömrü 120 gündür.

Glikolitik yolda hemolitik aneminin en sık sebebi olan enzim eksikliği hangisidir?

A.   Glukoz 6 fosfat dehidrogenaz B. Glukokinaz C. Fosfoglukoz izomeraz D. Fosfogliserat kinaz E. Pirüvat kinaz

Cevap E

Glukoz 6 fosfat dehidrogenaz hekzos monofosfat yolunun enzimi olup hemolitik aneminin en sık sebebi olan enzim defektidir. Hemolitik anemide laktat dehidrogenaz artar.

LAKTİK ASİDOZ

Miyokart enfarktüsü, pulmoner emboli ve kontrol edilemeyen kanama gibi durumlarda oluşan dolaşım sistemi kollapsında görülür.

Oksijenin yetersiz olduğu bir dönemden sonra gerekli olan fazla miktarda oksijene, oksijen açığı denir. Birçok klinik durumda kan laktat düzeyleri hastanın oksijen açığının erken ve hızlı bir şekilde saptanması açısından önemlidir. Örneğin kan laktatı şokun varlığını saptamada ve hastanın iyileşmesini izlemede bir ölçü olarak kullanılabilir.

Laktik asidoz iki klinik durumda ortaya çıkar:

1.   Tip A (hipoksik): Şok, sol kalp yetmezliği, hipovolemi gibi azalmış doku oksijenizasyonunda görülür. Daha sık izlenen tiptir.
2.   Tip B (metabolik): Diabetes mellitus, Von Gierke, neoplaziler ve karaciğer hastalıklarında ortaya çıkar.

İlaç/toksin: Etanol, metanol, salisilatlarla ve civa ile laktik asidoz oluşabilir. Civa pirüvat dehidrogenazı yarışmasız bir şekilde inhibe eder. (Arsenik lipoik asitle birleşerek pirüvat dehidrogenazı inhibe eder.)

Yeni doğan defektleri: Metil malonik asidemi, propiyonik asidemi ve yağ asit oksidasyon defekti.

Orta derecede hiperlaktatemi tiamin eksikliğinde de olabilir. Pirüvat dehidrogenaz düzgün çalışamaz.

GLUKONEOGENEZ

Diyet ile karbonhidrat alımı olmadığı zaman karaciğer glikojeni bunu 10-18 saat süre ile karşılayabilir. Uzamış açlıkta olur. Glukoneogenezin %90’ı karaciğerde (kan şekerini regüle eder), geri kalan %10’u ise böbreklerde meydana gelir.

Bilindiği gibi glikolizin üç basamağı irreversibldir, bu basamaklar glukoneogeneze özgü dört alternatif reaksiyon ile geçilmelidir.

1.   Pirüvatın karboksilasyonu: Pirüvat karboksilaz enzimi işlev görür.

2.   PEP (fosfoenol pirüvat) karboksikinaz enzimi işlev görür.

3.   Fruktoz 1,6 bifosfatın defosforilasyonu: Fruktoz 1,6 bifosfataz enzimi işlev görür.

4.   Glukoz 6 fosfatın hidrolizi: Glukoz 6 fosfataz işlev görür.

Pirüvat (pirüvat karboksilaz, hız kısıtlayıcı, glukoneogenezin ilk enzimi olup mitokondriyaldir, asetil KoA allosterik aktivatörüdür, uzamış açlıkta devreye girer, biyotine bağımlıdır) --> Oksaloasetat

Oksaloasetat + GTP (PEP karboksinaz, hız kısıtlayıcı) --> Fosfoenol pirüvat

Fruktoz 1,6 biP (fruktoz 1,6 bifosfataz, glukoneogenezin hız kısıtlayıcı enzimidir) --> Fruktoz 6 P

Glukoz 6 P (glukoz 6 fosfataz, bu enzim kana serbest glukoz çıkışını sağlar) --> Glukoz

GLUKONEOGENEZİN SUBSTRATLARI

Kasta bulunmayan enzimler: Pirüvat karboksilaz, G6Paz.

A.   Glukoneojenik prekürsörler: Gliserol, triaçilgliserollerin yağ dokusunda hidrolizi sırasında açığa çıkar ve kan yolu ile karaciğere taşınır. Gliserol, gliserol fosfata fosforillenir ve bu da glikolizin bir ara ürünü olan dihidroksiaseton fosfata okside olur.

Laktat: Bilindiği gibi bu madde eritrositler gibi mitokondri içermeyen hücreler ve egzersiz hâlindeki iskelet kasında anaerobik glikolizin neticesinde meydana gelir ve kana salınır. Cori siklüsünde kandan alınan glukoz egzersiz hâlindeki kas içinde laktata dönüştürülür ve bu madde kana diffüze olur. Dolaşıma katılan laktat karaciğer tarafından tutulur ve glukoneogenez ile glukoza dönüştürülür ve tekrar dolaşıma bırakılır.

Alfa-ketoasitler: Pirüvat (alaninin N’u atılmış), oksaloasetat (aspartattan oluşabilir), alfa-ketoglutarat (glutamattan oluşabilir) gibi alfa-ketoasitler glukojenik aminoasitlerin metabolizmasından elde edilir. Bu maddeler sitrik asit siklüsüne girerek fosfoenol pirüvatın direkt prekürsörü olan okzaloasetatı oluşturabilirler.

Tek karbon sayılı yağ asitleri propyonil KoA’ya (3 C’lu) kadar yıkıldığı için buradan metil malonil KoA ve oradan da süksinil KoA üzerinden TCA’ya girdiğinden glukoza dönebilir. Çift karbon sayılı yağ asitleri ise sadece asetil KoA oluşturabildiklerinden glukoneogenezde kullanılamazlar.

B.   Ketojenik bileşikler: Lösin, lizin gibi saf ketojenik aminoasitler glukoz oluşturamazlar. Ürik asit, asetil KoA, asetoasetat, 3-OH bütirat ve kolesterol gibi maddelerden de glukoz elde edilemez.

Aşağıdakilerden hangisinden oluşan bir metabolit glukoneogenez yolu ile glukoza dönüşebilir?

A.   Tek karbon sayılı yağ asitleri B. Çift karbon sayılı yağ asitleri C. 3 OH bitürat D. Kolesterol E. Ürik asit

Cevap A

GLUKONEOGENEZİN DÜZENLENMESİ

A.   Glukagon: Bu pankreatik hormon glukoneogenezi uyarır. Allosterik efektörlerdeki değişimler, glukagon fruktoz 2,6 bifosfat düzeyini düşürerek fruktoz 1,6 bifosfatazın aktivasyonuna ve fosfofruktokinazın inhibisyonuna neden olur.

B.   Substrat varlığı: Alanin glukoneogenezi aktive edip, glikolizi inhibe eden en önemli aminoasittir.

C.   Asetil KoA ile allosterik aktivasyon: Hepatik pirüvat karboksilazın asetil KoA tarafından allosterik aktivasyonu açlık sırasında meydana gelir. Yağ dokusunda aşırı lipoliz sonucu karaciğer yağ asitleri ile dolar. Bu yağ asitlerinin beta-oksidasyonu sonucu asetil KoA oluşum hızı karaciğerin kapasitesini aşar. Sonuç olarak asetil KoA birikir ve pirüvat karboksilaz aktive olur.

GLİKOJEN METABOLİZMASI

Kas glikojeni egzersizden, karaciğer glikojeni hipoglisemiden etkilenir.

Kaslarda bulunan yaklaşık 400 gr glikoejen istirahatte kas ağırlığının %1-2’sini ve karaciğerde bulunan yaklaşık 100 gr glikojen de karaciğer ağırlığının %6-8’ini oluşturur. Glikojen alfa D glukoz birimlerinden oluşan dallı zincirli bir homopolisakkarittir. Primer glikozit bağı alfa 1-4’tür, her 8-10 glukozdan sonra alfa 1-6 bağları ile dallanmalar olur.

GLİKOJEN SENTEZİ

Glikojen sentaz (hız kısıtlayıcı, insülinle aktive olur, allosterik aktivatörü glukoz 6 P) glikojenin alfa 1-4 bağlarını yapmaktan sorumludur.

Glikojen depoları tükendiğinde glikozları alan aminoasit tirozindir. Glikojen depoları tükendiğinde glikojen yerine geçen protein glikojenindir.

Dallanma dallandırıcı enzim olan amilo alfa 1-4 --> alfa 1-6 transglikozilaz veya diğer adı ile glikozil alfa 4-6 transferaz tarafından yapılır. Eksikliğinde Anderson hastalığı (tip 4) olur.

GLİKOJEN YIKIMI

Glikojen fosforilaz (bu enzimin koenzimi kovalan bağlı pridoksal fosfattır) indirgenmemiş uçtaki glikozil kalıntılarını alfa 1-4 glikozid bağlarını yıkarak ayırır. Bir fosfotransferaz olan glikojen fosforilaz indirgenmemiş uçlarından dallanma noktasına 4 glikozid kalıntısı kalıncaya kadar yıkar.

Dallar iki enzimatik aktivite ile uzaklaştırılır. Önce glikozil 4,4 transferaz genel adı verilen oligo alfa 1,4 --> alfa 1,4 glukantransferaz enzimi alfa 1-4 glikozil kalıntısından üçünü alarak başka bir indirgenmemiş uca ekleyerek zincirin uzamasına neden olur. Kalan tek glikozil kalıntısının alfa 1,6 bağı amilo alfa 1,6 glikozidaz (eksikse tip 3 Cori Forbes olur) enzimiyle hidrolize edilerek yıkılır ve serbest glukoz açığa çıkar.

Glikojenin lizozomal yıkımı: Az bir miktar glikojen lizozomal bir enzim olan alfa 1,4 glikozidaz (asit maltaz) tarafından devamlı olarak yıkılmaktadır. Bu yolun amacı bilinmemektedir, fakat bu enzim eksikliği tip II (Pompei hastalığı, en ağır) glikojen depo hastalığı diye adlandırılan ve sitozolde glikojen vakuollerinin birikimiyle seyreden ciddi bir hastalığa neden olur.

Glukagon, epinefrin ve Ca glukojenolizi hızlandırır.

GLUKOJEN SENTEZ VE YIKIMININ DÜZENLENMESİ

Karaciğerde iyi beslenildiğinde glikojen sentezi artarken açlık durumunda ise yıkımı artar.

Yemeklerden sonra glukoz 6 fosfatın artmasına bağlı olarak glukojen sentaz allosterik olarak aktive edilmektedir. Bunun yanında glukoz 6 fosfat aynı ATP gibi glikojen fosforilazı allosterik olarak inhibe etmektedir.

Glukagon veya epinefrin hepatosit reseptörüne veya epinefrin kas reseptörüne bağlanması adenilat siklazın aktive olmasına neden olur. Aktive olan adenilat siklaz cAMP sentezini katalizler ve cAMP’ye bağımlı protein kinazlar aktive olur.

Yüksek insülin düzeyi glikojen sentezini arttırırken artmış glukagon (veya epinefrin) düzeyi ise glikojenolizi arttırır.

Kas kasılması sırasında hızlı ve acil şekilde glikojen deposundan sağlanan ATP enerjisine gerek vardır.

Aşağıdakilerden hangisi glikojenolizi hızlandırır?

I.   Glukagon
II.   Kalsiyum
III.   Epinefrin
IV.   İnsülin

A.   I ve III B. II ve IV C. I, II ve III D. Yalnız IV E. Hepsi

Cevap C

GLİKOJEN DEPO HASTALIKLARI

Tip I: Von Gierke hastalığı olarak da adlandırılan bu tip glikojen depo hastalığında glukoz 6 fosfataz (kana serbest glikoz çıkarır) eksikliği söz konusudur. Glikojenoliz ile karaciğerden yeterince glukoz sağlanamadığı için ciddi şekilde açlık hipoglisemisi görülür.

Hepatik glukoneogenezde yetmezlik sonucu yağların metabolik yakıt olarak kullanılmak üzere mobilize olması ile hiperlipidemi görülür. Buna bağlı karaciğerde yağlanma ve hepatomegali söz konusudur. Von Gierke’de kesinlikle splenomegali olmaz.

Karaciğer laktik asitten glukoz yapamadığı için hiperlaktikasidemi görülür. Heksoz monofosfat yolunun hiperaktivitesi ile birlikte pentoz fosfatlarının ve fosforibozil pirofosfat artışı sonucu gut artriti ile birlikte hiperürisemi eşlik eder.

Tip II: Pompei hastalığı, lizozomal bir enzim olan alfa 1-4 glukozidaz (asit maltaz) enziminin doğuştan eksikliği neticesinde sitozoldeki vakuollerde aşırı miktarda glikojen birikmesi ile karakterize son derece önemli bir hastalıktır. Kalp, karaciğer ve kaslar etkilenmektedir. Ciddi şekilde kardiyomegalisi olan hastalar erken çocukluk döneminde kaybedilmektedir.

Tip III: Cori (Forbes) hastalığı, dal yıkıcı enzimin (amilo 1-6 glikozidaz) eksikliğine bağlı olarak görülür ve karaciğer, kas ve kalp ve lökositler etkilenmiştir.

Tip IV: Anderson hastalığı, dal yapıcı enzim (glikozil alfa 4-6 transferaz) sisteminin etkilendiği ve birçok dokuda hasar olan bir formdur. Jüvenil tipinde ilerleyen siroz ve miyopati, geç başlayan tipinde ise kalp yetmezliği görülmektedir.

Anormal yapıda glikojen birikimi tip 3 ve 4’te görülür.

Tip V: Mc Ardle hastalığı, kas fosforilazının eksikliğine bağlı olarak iskelet kaslarında aşırı derecede glikojen depolanması ve egzersize karşı belirgin bir şekilde azalmış tolerans ile karakterizedir.

Tip VII: Tauri hastalığında, fosfofruktokinaz (glikolizde hız kısıtlayıcı enzim) etkilenmiştir. İskelet kasları ve eritrositler etkilenmiştir. Hemoliz ve egzersize karşı tolerans azalması görülmektedir.

Tip VIII: Hepatomegali, santral sinir sisteminde glikojen birikimi görülen tek glikojen depo hastalığıdır.

GLİKOZAMİNOGLİKANLAR (MUKOPOLİSAKKARİTLER)

GAG’lar uzun, çoğunlukla tekrarlayan disakkarit birimlerinden (asit şeker – amino şeker) oluşan heteropolisakkarit zincirleridir Aminoşekerler çoğunluk D glukozamin veya D galaktozamindir.

L fukoz glikoproteinlerde görülür.

Asidik şeker D glukronik asit veya C 5 epimeri olan L iduronik asittir (tek istisna, asidik şeker yerine galaktoz içeren keratandır). Bu şekerler pH’ta negatif yüklü olan karboksil ve sülfat grupları ile birlikte GAG’lara kuvvetli negatif yük kazandırırlar. Bu özellik sayesinde sıvı ortamda uzanırlar ve birbirlerini uzaklaştırırlarken etraflarında bir su örtüsü vardır. Bası uygulandığında aynı yüklü iki mıknatısın birbirini itmesi gibi kayarak uzaklaşırlar.

İçerdikleri glikozid bağı tipi ve sülfat birimlerine göre 6 tip GAG monomeri mevcuttur. Bunlar kondroitin sülfat, keratan sülfat, hiyalüronik asit, dermatan sülfat, heparin ve heparan sülfattır.

Hiyalüronik asit hariç bütün GAG’lar kovalan olarak bir proteine bağlanarak proteoglikan birimlerini oluştururlar.

GLİKOZAMİNOGLİKANLARIN SENTEZİ

Bağ dokusunda aminoşeker sentez yolu çok aktiftir, öyle ki glukozun %20’si bu yolda kullanılır.

N-asetil glukozamin ve N-asetil galaktozamin kullanılır.

N-asetil nöraminik asit (NANA): Bu bileşik genellikle glikoprotein, gangliozid, glikolipit veya daha nadiren GAG’ların yapısında bulunur. CTP enzimatik bir reaksiyon ile iki fosfatını kaybeder ve CMP’yi (sitidin monofosfat) NANA’ya ekler. Bu insan metabolizmasında nükleotid taşıyıcısı monofosfat olan tek nükleotid şekerdir.

Kondroitin sülfat: Vücutta en çok bulunan GAG.

Dermatan sülfat: Deri, kan damarları ve kalp kapakçıklarında bulunur.

Keratan sülfat: Asit şeker içermez.

Heparin: Diğer GAG’lardan farklı olarak heparin arterlerin (özellikle karaciğer, akciğer ve hücre dışı bileşiği olan deride) hücre içi bileşiğidir. Sülfat (kükürt) açısından en zengin.

Heparan sülfat: Bazal membranda ve bütün hücre yüzeylerinde bulunan hücre dışı GAG’dır.

Hiyalüronik asit: Sülfatlanmamıştır, proteine kovalen olarak bağlı değildir ve sadece hayvanlarda depil bakterilerde de bulunur.

Asidik şekerler: Glukronik asit aynı zamanda bilirubin, bazı steroitler ve ilaçlar gibi çözünürlüğü olmayan bileşiklerin detoksifikasyonu için gereklidir. Bitki ve memelilerde (kobaylar ve primatlar hariç) glukronik asit C vitamininin öncüsüdür. İnsanlarda D glukronik asitten L askorbik asit sentezleyen L glukonolakton oksidaz bulunmadığı için C vitamini esansiyeldir.

Ksilitol dehidrogenaz eksikliğinde esansiyel pentozüri görülür ve L-ksilüloz birikir.

3,4,5,6,7 C’lu şekerlerin metabolize edildiği yer pentoz fosfat yoludur.

MUKOPOLİSAKKARİDOZLAR

GAG’lar lizozomlarda yıkılır. Genel olarak kaba yüz görünümü, eklem deformitesi ve zeka geriliği mevcuttur. X’e bağlı Hunter sendromu hariç hepsi otozomal resesiftir.

Hurler Sendromu (MPS I H)

Alfa L iduronidaz eksik olup en şiddetli formdur. Koroner arterlerde birikimi iskemi ve erken ölüme (10 yaş altında) neden olur (sadece bu MPS’de).

Hunter Sendromu (MPS II)

İduronat sülfataz eksik olup X’e bağlı olarak kalıtılır. İşitme kaybı sıktır. Retinal dejenerasyon izlenir (korneada bulanıklık yok). Dermatan sülfat ve heparan sülfat yıkımı engellenmiştir.

Sanfilippo Sendromu (MPS III Tip A-D)

Hastalarda ağır sinir sistemi bozuklukları ve zeka geriliği görülür.

Morquio Sendromu (MPS IV)

Tip IVA’da galaktoz 6 sülfataz eksiktir, şiddetli kemik deformiteleri, korneal bulanıklık, aort yetmezliği, diş mine tabakası ince olması ve servikal miyopati izlenir. Morqio’da mental retardasyon ve organomegali yoktur. Hastalarda keratan sülfat ve kondroitin sülfat birikir.

Mukolipidozlardan I-cell hastalığında golgide mannozu fosforilleme yeteneği bozulmuştur ve idrarda glikoprotein parçaları atılır.

Mukopolisakkaridozlarda genelde sülfatlar birikir. Hiyalüronik asit birikmez.

GLİKOPROTEİNLER

Glikoproteinler oligosakkaritlere kovalan olarak bağlanmış proteinlerdir.

Albümin (Cu'yu taşır, brom krezol yeşiliyle boyanır.) hariç plazmadaki globüler proteinlerin hemen hemen hepsi glikoprotein yapısındadır. Plazma proteinleri kc'de sentezlenir ve depolanmadan 30-60 dakika içinde plazmaya salınır.

D heksozlardan ve L fukozdan (6 deoksiheksoz) oluşan dallı heteropolimerlerdir. L iduronik asit de L formdur. Oligosakkarit proteine N glikozit (asparjin) veya O glikozid (serin veya treonin) bağı ile bağlanabilir.

Glikoproteinlerin ön maddeleri UDP glukoz, UDP galaktoz, UDP N asetil glukozamin ve N asetil galaktozamindir. Bunların yanında GDP mannoz, GDP L fukoz ve CMP N asetil nöraminik asit de (insan metabolizmasında nükleotid taşıyıcısı monofosfat olan tek nükleotid şeker) uzayan zincire şeker verebilirler. Glikoproteinlerin yapısındaki glikozidlerin sentezi endoplazmik retikulum ve golgide gerçekleşmektedir, her biri özgül ve belirli dizede glikozid bağına karşılık gelen özgül enzimlerce katalizlenir. N bağlı glikozidlerin sentezi için ayrıca lipid yapısında olan dolikol ve onun fosforile türevi olan dolikol pirofosfata gereksinim vardır.

Tunikamisin dolikol P'a şeker bağlanmasını inhibe eder.

Glikoprotein oluşumunu bozan inhibitörler N glikozid oluşumunu bozarken O glikozid oluşumunu etkilemezler.

I Cell Hastalığı (Mukolipidoz 2)

Mannoz fosforile yeteneğinin bozukluğu sonucu meydana gelir.

İskelet anomalileri, eklemlerde hareket kısıtlılığı, kaba yüz görünümü, ağır psikomotor bozukluk.

MONO VE DİSAKKARİTLERİN METABOLİZMASI

Sukroz çay şekeridir. Fruktoz meyve şekeridir ve balda bulunur.

Esansiyel Fruktozüri

Fruktokinaz eksik. Benign ve asemptomatik. Hiperürisemi olur (aşırı fruktozlu diyet ve von Gierke'de de olur).

Fruktoz + ATP (fruktokinaz) --> Fruktoz 1 P + ADP (Yıkılırsa ürik asit artar).

Herediter Fruktoz İntoleransı (Fruktoz Zehirlenmesi)

Aldolaz B'nin eksikliği hücre içi fruktoz 1 P birikimine neden olur. Ciddi hipoglisemi, kusma, sarılık, kanamaya neden olabilir. Karaciğer yetmezliğine neden olabilir.

Fruktoz 1 P (aldolaz B) --> Gliseraldehit + dihidroksiaseton P (lipitlerle karbonhidratların kesiştiği nokta).

Fruktoz 1 P Aldolaz (Aldolaz B) Eksikliği

Fruktoz 1 P birikir. Karaciğer ve böbrek tübülü hücrelerinde toksik etki gösterir.

Bu ağır hastalık fruktoz içeren yiyeceklerin alınmasıyla ortaya çıkar. Fruktoz alındıktan 20 dk sonra hipoglisemi görülür. Bu nedenle fruktoz tolerans testi yapılmamalıdır. Şok ve ölümle sonuçlanabilir.

Klinik belirtiler galaktozemiye benzer. Kilo alamama, kusma, letarji, irritabilite, konvülsiyonlar, büyüme geriliği, sarılık, hepatomegali, ödem, asittir. Böbrek tübüllerinin tutulmasına bağlı olarak Fanconi sendromu oluşur. Hipofosfatemik raşitizm gelişir. Hastalar tedavi edilmezse karaciğer sirozu (post nekrotik siroz) veya fibrozu oluşur.

Tanı: İdrardaki şekerin kromatografi ile fruktoz olduğunun gösterilmesi ile konulur.

SORBİTOL METABOLİZMASI

Karaciğer ve vesika seminaliste glukozdan (aldoz şeker) aldoz redüktaz ile sorbitol, sorbitolden de sorbitol dehidrogenaz ile fruktoz (esansiyel değil) oluşturulur.

Böbrek, lens ve sinir hücresinde sorbitol oluşturulur. Su çeker ve retinopati, nöropati ve nefropatiye neden olur.

Diabetik bir hastada katarakt oluşumunda rolü olan madde hangisidir?

A. Sorbitol B. Fruktoz C. Galaktitol D. Glukronik asit E. L iduronik asit.

Cevap A

GALAKTOZ METABOLİZMASI

Galaktozun en büyük besinsel kaynağı süt ve süt ürünlerinde bulunan laktozdur.

Klasik Galaktozemi

Galaktoz 1 fosfat ve galaktitolün sinie dokusu, lens, karaciğer ve böbrek hücrelerinde birikmesi ile doku hasarı, zeka geriliği ve katarakt oluşumu görülebilir.

Bebekler doğumda normal görünürler. Sütle beslenmeden hemen sonra huzursuzluk, beslenme güçlüğü, kusma, kilo kaybı, erken belirti olarak ortaya çıkar. Uzamış fizyolojik sarılık gibidir. Bilirubin glukuronidasyonunun bozulmasına bağlıdır. Erken dönemde hepatik harabiyet oluşur. Hepatomegali erken bulgudur. Siroz gelişebilir.

Hepatik yetmezliğe bağlı protrombin eksikliği sonucu deri ve mukoza membranlarında kanama oluşabilir, albümin sentezinin eksikliğine bağlı olarak jeneralize ödem ve asit oluşabilir.

Böbrek tübüllerinin hasarına bağlı olarak Fanconi sendromu ve hipofosfatemik raşitizm gelişir. Ölüm enfeksiyon ve ciddi hepatik yetmezliğe bağlıdır. Galaktozemili yenidoğanda E. Coli sepsisi riski vardır.

Tanı: 1. Enzim ölçümü (eritrosit hemolizatında)
2. İdrarda galaktozun kromatografik olarak gösterilmesi.
3. Eritrositte galaktoz 1 P birikiminin gösterilmesi ile konulur.

Laktoz sentaz iki kısımdan oluşur: beta – galaktozil transferaz (protein A) ve alfa laktalbümin (protein B, asıl kısım). Prolaktin bunları birleştirir. Oksitosin süt kanallarının kasılmasını sağlar.

HEKSOZ MONOFOSFAT YOLU

1.   Biyokimyasal reaksiyonlarda redüktan olarak görev yapan NADPH’ın hücredeki ihtiyacını karşılar
2.   Nükleotid sentezi için gerekli olan riboz fosfatlar üretilir.
3.   3 ile 7 karbonlu şekerlerin birbirine dönüşümünü ve glikolize bağlantısını sağlar.

Döngüde direkt olarak hiç ATP tüketilmez ve üretilmez. Sitozolde gerçekleşir ve biyokimyasal reaksiyonlarda redüktan olarak görev yapan NADPH’ın hücredeki ihtiyacını karşılar.

Glukoz 6 fosfat dehidrogenaz hız kısıtlayıcı basamaktır. İnsülin ve NADP yolu aktive eder.

Riboz 5 fosfat oluşur (nükleotid sentezi). Transketolazın arttığı tek durum pernisyöz anemi, azaldığı durum tiamin eksikliğidir. Gliseraldehit 3 fosfat ve fruktoz 6 fosfat glikolize girer (3-7 C’lu şekerlerin yıkımı).

NADPH’IN KULLANIMLARI (Anabolik Reaksiyonlar)

1.   İndirgeyici biyosentez: NADPH NADH gibi yüksek enerjili bir molekül olarak kabul edilir, ancak bu molekülün elektronları NADH’ta olduğu gibi oksijene iletilmekten (ETZ) çok indirgeyici biyosentezde kullanılmaktadır.
2.   Hidrojen peroksidin indirgenmesi: Glutatyon redüktaz antioksidan bir enzimdir. Birçok hücrede bulunan ve bir tripeptidiol olan (gama glutamil sisteinil glisin) redükte glutatyon H2O2’yi kimyasal olarak detoksifiye edebilmektedir.
3.   Sitokrom P 450: Karaciğer mikrozomal sitokrom P 450 mono oksijenaz sistemi için NADPH varlığı kritiktir.
4.   Lökositler ile fagositoz: Başlatan enzim membrana bağlı NADPH oksidazdır. Süperoksit dismutazla H2O2, H2O2’den miyeloperoksidazla hipokloröz asit oluşur. H2O2 Fenton reaksiyonuna (Fe +2 --> Fe +3) uğrayabilir. Kronik granülomatoziste NADPH oksidaz eksiktir.

GLUKOZ 6 P DEHİDROGENAZ EKSİKLİĞİ

Glikolitik yolda en sık hemolitik anemi yapan enzim eksikliği pirüvat kinazdır.

Glukoz 6 fosfat dehidrogenaz (G6PD) eksikliği oksidan ajanların detoksifiye edilememesi sonucu oluşan hemolitik anemi ile karakterize doğumsal bir hastalıktır. G6PD eksikliği insanlarda en sık görülen ve hastalığa neden olan enzim anomalisidir.

Mutasyon kadın taşıyıcılarda görülen plazmodium falciparumun neden olduğu sıtmaya karşı artmış bir dirence neden olur. Eritrosit ömrü kısalır.

G6PDH eksikliğinde presipite edici faktörler: Antibiyotikler (sulfometaksazol), antimalaryal (primakin) ve antipiretikler (asetanilid) gibi oksidan ilaçların alınmasını takiben hemoliz görülmesidir. Bir diğeri Akdeniz varyantı olan hastalarda baklanın yenilmesi ile ortaya çıkan (favizm) hemolitik anemidir. Enfeksiyon G6PDH eksikliğinde hemolizin açığa çıkmasında en önemli faktördür.

PROTEİNLERİN YAPISI

Nonpolar aminoasitler: Prolinin yan zinciri alfa-amino grubuyla birleşerek bir halka yapısı oluşturur, bu yüzden prolin diğer aminoasitlerden farklı olarak bir imino grubu taşımaktadır. Bilindiği gibi bütün aminoasitler ninhidrin ile mor renkli bir kompleks oluştururlar, ancak prolin bir imino asit olduğu için ninhidrin ile sarı renkli bir kompleks meydana getirir.

POSTTRANSLASYONEL AMİNOASİTLER

4 hidroksipirolin, 4 hidroksilizin: Kollajen gibi fibröz proteinlerin yapısında yer alır. Hidroksiprolin tip I kollajenden olup kemiklerin yıkımında kullanılan en eski markırlardan biridir.

Gama karboksiglutamat: Faktör II, VII, IX, X, protein C ve protein S gibi K vitaminine bağımlı pıhtılaşma faktörlerinin aktivasyonunda ve fonksiyonu gereği Ca ile bağlanan diğer proteinlerin, örneğin kemik proteinlerinden osteokalsinin yapısında yer alır.

3 metil histidin: İdrarda artışı kas harabiyetinin göstergesidir.

Epsilon N metillizin: Karnitin (metyonin ve lizinden oluşur) sentezinde yer alır.

Desmozin: 4 lizin rezüdüvünden oluşur ve elastinin yapısında yer alır.

Beta alanin: Koenzim A ve pantotenik asitin yapısında yer alır. Protein yapısına katılmaz.

Taurin: Safrada safra asitlerinin konjugasyonunda kullanılır. Sisteinden yapılır.

Gama aminobütirat (GABA): Glutamattan oluşan inhibitör etkili bir nörotransmitterdir.

Selenosistein: Proteinlerin yapısında seyrek olarak izlenen ve kendie ait tRNA’sı olan posttranslasyonel modifikasyonla üretilmeyen bir aminoasittir. Tiyoredüksin redüktaz ve glutatyon peroksidazda bulunur.

MASS spektrometre: Proteinlerin yapısındaki kovalent (posttranslasyonel) modifikasyonu belirler.

Posttranslasyonel aminoasitler ile ilgili eşleşmelerden hangisi yanlıştır?

A.   Hidroksiprolin – kemik yıkım markırıdır.
B.   3 metil histidin -  kas yıkım markırıdır.
C.   Desmozin – elastinin esnekliğini verir.
D.   Gama karboksiglutamat – osteokalsin yapısında yer alır.
E.   Gama aminobütirat (GABA) – eksitatör etkili bir nörotransmitterdir.

Cevap E

Safra tuzu oluşumu için gerekli olan taurinin kaynağı olan aminoasit hangisidir?

A.   Alanin B. Glisin C. Metyonin D. Sistein E. Prolin

Cevap D

Aminoasitlerin Optik Özellikleri

Polarize ışık düzlemini sola çeviren moleküller L formunda, sağa çevirenler ise D formundadır. Sadece glisinde alfa karbonuna bağlı olarak yan zincir bulunmadığı için bu molekül optikçe inaktiftir, yani polarize ışık düzlemini çeviremez.

Aminoasitlerin Amfoterik Özellikleri

Histidin tamponlama gücü en belirgin aminoasittir.

Aminoasitler bazik ve asidik grupları birlikte içerdiklerinden dolayı amfoterik moleküllerdir. Monoamino-monokarboksilik asit içeren aminoasitler sulu çözeltilerde dipolar (Zwitterion) olarak bulunurlar.

Bir molekül pKa değerleri içerisinde artı eksi 1 değerinde en iyi tamponlama görevi yapar.

Memeli Hücre DNA’sında Kodlanan Aminoasitler ve Başlıca Özellikleri
Aminoasit   Özellikleri
ALİFATİK   
Glisin   Asimetrik karbon atomu taşımaz, kollajen yapısındaki her üç aminoasitten birisi glisindir, protein zincirlerinin kıvrılmasına yol açmaktadır.
Alanin   
Valin   
İzolösin   
Lösin   Saf ketojenik
DİKARBOKSİLLİ   
Glumatat (asidik)   
Aspartar (asidik)   
Glutamin (amonyak)   Polar, kanda ve beyinde konsantrasyonu en yüksek aminoasit
Asparjin (amino grubu)   N glikozit bağını oluşturur
BAZİK   
Histidin   Esansiyeldir. Bir proteinin yapısına girdiğinde iyonik çevreye göre (+) veya (-) yüklü olabilir. Dolayısıyla tamponlama gücü en belirgin aminoasittir.
Arjinin   Besinsel olarak yarı esansiyel. NO sentaz enzimi ile NO’ya çevrilir. KC’de üreye çevrilir. Direk üreye dönebilen tek aminoasit.
Lizin   Saf ketojenik
AROMATİK   
Fenilalanin   
Tirozin   
Triptofan   
KÜKÜRTLÜ   
Metyonin   Protein sentezini başlatır. Start kodonu 5’ AUG.
Sistein   Yan zinciri birçok enzimin aktif bölgesinin önemli bir parçası olan sülfidril (-SH) grubu taşır.
HİDROKSİLLİ   
Serin   Protein yapısında fosforlanan en önemli aminoasit.
Treonin   
İMİNO   
Prolin   İmino grubu taşır. Ninhidrin ile sarı renk meydana getirir. Protein zincirlerinin kıvrılmasına yol açmaktadır.
 
Serin, treonin ve tirozin protein yapısında fosforlanır.

PROTEİNLER

Proteinlerin Yapısal Şekli

A.   Globüler proteinler: Bir veya daha fazla sayıda polipeptit zincirinin küresel bir şekil oluşturmak üzere katlanmaları sonucunda meydana gelirler. Genellikle çözünebilir ve hareketli moleküllerdir.
B.   Fibröz proteinler: Düz polipeptit zincirleri, lifleri veya tabakalar oluşturacak şekilde tek bir eksen boyunca biri diğerine paralel olarak uzanırlar.

Primer yapının karakteristik bağı peptit bağıdır.

Edman ayıracı diye bilinen fenilizotiyosiyanat (siyanür) N terminal amino grubunu etkileyerek polipeptit zincirinden her seferinde bir aminoasit ayrılmasını sağlar.

Denatüre edildiğinde primer yapı korunur.

Sekonder yapıda beta kırmalı tabaka ve alfa heliks bulunur.

Tersiyer yapıda hidrofobik bağlar, Van der Waals bağları bulunur.

Kuarterner yapı birden fazla subünitten oluşur.

Bir proteinin saflığını ölçmede en yaygın kullanılan yöntem: Poliakrilamid jel elektroforezidir.

Proteinlerin tersiyer yapısının belirlenmesinde X ray kristalografi ve NMR spektroskopi kullanılır.

Aminoasitlerin, peptitlerin analizinde iyon değiştirme kromatografisi, yüksek voltaj elektroforezi, jel filtrasyonu, poliakrilamid jel elektroforezi ve HPLC gibi yöntemler kullanılmaktadır.

Düz elektroforez basit bir yöntem olup proteinleri ancak albümin, alfa 1, alfa 2, beta ve gama olmak üzere beş banda ayırır. Dolayısıyla düz elektroforez ile aminoasit yapısı belirlenemez.

PROTEİN KATLANMA BOZUKLUKLARI

Amiloidozis

Alzheimer hastalığında biriken amiloid plak amiloid beta yapısında izlenmektedir.

Prion Hastalıkları

Prionlar nükleik asit içermeyen infeksiyöz proteinlerdir. İnsan matür prion proteini (PrPc) 210 aminoasitten oluşur ve 20. kromozomun kısa kolunda kodlanır. Anormal prion proteini (PrPsc) primer yapısı normal, ancak tersiyer yapısı yanlış olan bir proteindir. İnsan matür prion proteini PrPc alfa heliks yapısındadır, anormal prion proteini PrPsc ise beta tabakadır.

İnsanda görülen başlıca prion hastalıkları Kuru, Creutzfeld-Jakob hastalığı, Gertsmann-Straussler-Scheinker hastalığı ve fatal ailesel insomniadır. Ölümcül seyrederler.

Prion hastalıklarıyla ilgili hangisi yanlıştır?

A.   İnsan matür prion proteini (PrPc) 210 aminoasitten oluşur ve 20. kromozomun kısa kolunda kodlanır.
B.   Anormal prion proteini (PrPsc) primer yapısı normal, ancak tersiyer yapısı yanlış olan bir proteindir.
C.   İnsan matür prion proteini PrPc beta tabaka yapısında iken anormal prion proteini PrPsc ise alfa heliks yapıdadır.
D.   Lizozomal enzimler anormal prion proteini PrPsc’yi yıkamazlar.
E.   İnsanda görülen başlıca prion hastalıkları Kuru, Creutzfeld-Jakop hastalığı, Gertsmann-Straussler-Scheinker hastalığı ve fatal ailesel insomniadır.

Cevap C

Prionlar nükleik asit içermezler.

VÜCUTTA BULUNAN PROTEİNLER VE ÖZELLİKLERİ

Kollajen

•   İnsan vücudunda en fazla bulunan proteindir.
•   Hidroksiprolin ve hidroksilizin posttranslasyonel modifikasyonla oluşmaktadır.
•   Kollajen her biri yaklaşık 1000 aminoasitten oluşmuş üç adet alfa zincirin meydana getirdiği bir sarmaldır.

Kollajen fibrilleri arasında kovalent çapraz bağlarında görevli aminoasitler: Lizin ve hidroksilizin.

Kollanjen sentezinde hücre içi olaylar: Preprokollajen zincirlerinin sentezi, sinyal peptitin kaldırılması, hidroksilasyon-glikozilasyon, üçlü heliks yapı, uzantılarda disülfit bağlarının oluşumu. Hücre dışı: N terminal ve C terminal propeptitlerin yıkımı, kollajen oluşumu.

Osteolitik göstergeler: Asit fosfataz, idrar Ca, idrar hidroksiprolin, idrar hidroksilizin, glikozid-hidroksilizin, C terminal telopeptit (crosslaps, idrar-serum), piridinyum çapraz bağları ve N terminal telopeptit (Ntx, idrar). Bu son üç bileşik hidroksiprolin düzeylerine göre daha değerli birer göstergedir.

Kemik yapımını yani osteoblastik aktiviteyi gösterenler ise kemikte en fazla bulunan nonkollajen protein olan osteokalsin, total alkalen fosfataz ve bunun kemik izoenzimi, ayrıca C terminal ve N terminal prokollajen I’dir.

Tip I kollajen: Deri, kemik, tendon, aort gibi büyük damarlar ve korneada bulunur.
Tip IV kollajen: Bazal membranda bulunur. Fibril yapıda değil, ağ yapısındadır (Tip 4, 8, 10).

KOLLAJEN İLE İLGİLİ HASTALIKLAR

Kollajen molekülü sentezlenirken prolin ve lizin kalıntılarının hidroksillenmesi gerekir. Bu tepkimeyi prolil hidroksilaz ve lizil hidroksilaz enzimleri yürütmektedir. Normalde prolil hidroksilaz enziminin çalışması için yapısındaki demir molekülünün indirgenmiş durumda (ferro) olması gerekir, bunu sağlayan ise askorbik asittir.

Skorbüt hastalığında vitamin C eksikliği nedeniyle prolil hidroksilaz enziminin demiri ferri formunda olduğundan hidroksilasyon işlemi bozulur ve prokollajen sentezi azalır. C vitamini eksikliğinde çocuklarda anormal kemik gelişimi, kostakondrol eklemlerde şişlik, yara iyileşmesinde gecikme ve deri kapillerindeki frajiliteye bağlı olarak kanamalar görülür.

Ehlers-Danlos kollajende kalıtsal bozukluk sonucu ortaya çıkan heterojen generalize bir bağ dokusu hastalığıdır. Bu sendromda kas ve kemiklere ait deformasyonlar, özellikle eklemlerde hipermobilite, hiperelastik deri ve yara iyileşmesinde gecikme bulunmaktadır.

Osteogenezis imperfekta: Çoğu hastada tip 1 prokollajeni kodlayan 2 genden birinde hata vardır. Tek bir glisinin mutasyon ile sisteine dönüşmesiyle oluşur. Hastalarda aşırı kırılgan kemikler, diş anormallikleri, yara iyileşmesinde gecikme ve sırtta kamburlaşma, mavi sklera ve işitme kaybı izlenir.

Marfan sendromu (araknodaktili): 15. kromozomda mutasyonlar izlenir. 15. kromozom glikoprotein yapılı fibrillini kodlar. Kollajende çapraz bağlanma bozuk olup uzun ve ince ekstremiteler, lens subluksasyonu (ektopia lentis, homosistinüride de olur), iskelet kası deformiteleri, aort anevrizması gibi kardiyovasküler problemler izlenir.

Menkes sendromu. X’e bağlı olarak kalıtılan bir bakır metabolizması bozukluğudur. Temel problem bakır bağımlı P tipi ATPaz’ı kodlayan gende problem olmasıdır.

Enzim eksikliğine bağlı olarak bakırın gastrointestinal sistemden emiliminde ve karaciğere girişinde azalma olur. Bu da karaciğerde sentezlenen lizil oksidaz, dopamin hidroksilaz ve tirozinaz gibi önemli bazı bakırlı enzimlerin problemli olduğu şeklinde açıklanmaktadır. (sitokrom oksidaz, süperoksit dismutaz da bakırlıdır).

Kollajen çapraz bağ oluşumu eksiktir. Saç yapısında değişiklikler, aşırı kıvrık ve kırılgan (kinky hair) saç yapısı, depigmentasyon görülür. Ölümcüldür.

Alport sendromu: Değişik formları olup böbrek glomerülünün BM’sini yapan tip IV kollajen bozuktur. Hematüri ile ortaya çıkar ve hastalarda böbrek yetmezliği oluşur.

Epidermolizis bülloza: Deride küçük travmalara karşı büllöz lezyonlar ortaya çıkar. Hastalarda tip VII kollajende bozukluk vardır.

Kutis laksa: Genetik lizil oksidaz eksikliğidir. Lizil oksidaz kollajen ve elastin yapısındaki çapraz bağların oluşumundan sorumludur.

Elastin

Elastin başlıca glisin, alanin ve valin gibi küçük nonpolar aminoasit kalıntılarından oluşur. Elastin aynı zamanda prolin ve lizin açısıdan da zengindir, ancak hidroksiprolin ve hidroksilizin açısından fakirdir.

Çapraz bağlar lizin içerir. Örneğin dört ayrı elastin zincirinden gelen dört ayrı lizil kalıntısı birleşerek desmozin bağını meydana getirir. Bu bağlar bağ dokusuna esnekliğini verir.

alfa 1 antitripsin adlı protein kan ve vücut sıvılarında proteinleri hidroliz ederek parçalayan proteolitik (proteaz veya proteinaz) enzimleri inhibe eder. Bu protein ekstrasellüler alana salgılanarak alveol duvarında bulunan elastini yıkan ve güçlü bir proteaz olan nötrofil elastazı inhibe etmektedir. alfa 1 antitripsin eksikliğinde nötrofil elastaz elastini yıkar ve alveolar bağ dokusunun esnekliğinin bozulması neticesinde panasiner amfizem meydana gelir.

Laminin: Bazal laminanın yapı taşları laminin, entaktin, tip IV kollajen, heparin ve heparan sülfattır.

Entaktin: Glikoprotein yapıdadır, laminine bağlanır ve hücre bağlanma faktörü olarak iş yapar.

Kas Proteinleri

Hızlı kas kasılması sırasında kas proteinleri ilk enerji kaynağı olarak kreatin fosfatı kullanmaktadır. Örneğin 100 metre koşan bir sprinterda ilk 4-5 saniye için gerekli olan enerji kreatin fosfattan sağlanır. Yarışı bitirmek için geri kalan enerji kas glikojeninin hızla tüketilerek açığa çıkan glukozun anaerobik glikoliz ile yıkımından sağlanır. Bu esnada dokularda açığa çıkan laktat kan yolu ile karaciğere gelir ve glukoneogenez ile glukoza döner. Sentezlenen glukoz kan yolu ile tekrar kaslara gelir (Cori siklusu).

Kaslarda glukoz 6 fosfataz ve piruvat karboksilaz olmadığı için kastan kana serbest glukoz çıkışı mümkün değildir.

Uzun süreli egzersiz durumunda örneğin maraton koşan bir kişide kas dokusu enerjisini aerobik metabolizmadan elde ettiği ATP’den alır. Kan glukozu ve epinefrin etkisiyle yağ dokusunda yıkılan trigliseritlerden açığa çıkan serbest yağ asitlerinin oksidatif yıkımı ile elde edilen ATP temel enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır.

Kalp kasının oksidatif metabolizmasının %60-80 kadarını serbest yağ asitleri oluşturmaktadır. Sonuçta kalp primer enerji kaynağı olarak glukoz yerine yağ asitlerini kullanan tek organdır.

Anoksi, hipoksi gibi durumlarda ise serbest yağ asitleri ve keton cisimleri yerine en kolay enerji kaynağı olan glukoz ve endojen glikojen tüketimi çok artmaktadır.

TAŞIYICI PROTEİNLER

Miyoglobin

İskelet ve kalp kasında bulunan miyoglobin dokulardaki düşük oksijen basıncında bu molekülü çok iyi bir şekilde bağlamakta ve oksijen depolanmasında görev almaktadır. Miyoglobinin oksijene ilgisi hemoglobinden daha fazladır.

Miyoglobinin oksijen dissosiyasyon eğrisi hiperboliktir. Sisteme oksijen eklendiğinde sağa, sistemden oksijen uzaklaştırıldığında ise sola koyar.

Eğri sağa kayınca O2 verir, sola kayınca vermez.

Hemoglobin

Hem yapısında protoporfirin IX ve ferro (Fe +2) hâlinde demir bulunur. Hem yapısındaki oksijen molekülü distal his ile demir atomu arasındadır. Hb akciğerlerde oksijeni bağlamakta ve oksi-Hb oluşmakta, periferik dokularda ise oksijeni salıvermekte ve deoksi-Hb meydana gelmektedir. Deoksi-Hb’in hidrojene ilgisi yüksek iken oksijene karşı ilgisi daha azdır ve T formu (taut, gergin) mevcuttur.

Hb dokularda pH azalması veya yüksek pCO2 basıncına maruz kalıyorsa oksijenin Hb’den ayrılması kolaylaşır. Her iki hâlde de Hb’nin oksijene ilgisi azalır ve eğri sağa kayar. Bu etkiye Bohr etkisi denir. Bohr etkisi Hb’nin deoksi formunun protonlara ilgisinin oksi-Hb’den daha fazla olduğunu gösterir.

Akciğerde R (relax) formda (oksi-Hb), periferde T formda (deoksi-Hb).

Simport taşımaya örnek: Piruvat – H+ ve Na-glukoz.

Antiport taşımaya örnek: Cl-HCO3, Na-K ATPaz ve Na-Ca.

H2O + CO2 (karbonik anhidraz) --> H2CO2 = karbonik asit --> HCO3 + HHb + O2.

Karbonik anhidrazın antioksidan özelliği yoktur.

2-3 BPG hemoglobinin beta globin zincirlerinin yüzeyindeki histidin ve lizine (bazik) bağlanır.

Anemilerde ve kronik hipoksemilerde anaerobik glikoliz metabolizmasındaki artma ile bu yolda bir ara ürün olan 1,3 bifosfogliserattan sentezlenen 2,3 bifosfogliserat miktarı artmaktadır. Eritrosit içi 2,3 BPG düzeyinin artması ile birlikte Hb’nin oksijene ilgisi azalır ve eğri sağa kayar. Yine ısı artışında, yükseğe çıkıldığında ve oksijen basıncı düştüğünde eğri sağa kayar.

O2 ilgisi: miyoglobin > HbF > HbA

HbF: 2 alfa + 2 gama. 2,3 BPG bağlanamaz. Histiin yerine serin vardır. HbF’in O2’ye ilgisi daha fazladır. Eğri sola kayar.

Methemoglobin

Hem molekülünün yapısındaki Fe+2 yerine ferri (Fe+3) demir gelirse oluşan molekül methemoglobindir.

Hb yapısındaki demirin rastlantısal olarak oksidasyonunu eritrosit yapısında bulunan NADH sitokrom b5 redüktaz önlemektedir (methemoglobin redüktaz).

Siyanür zehirlenmesinde Hb yapısındaki Fe+2 amil nitrat verilerek Fe+3 hâline getirilir ve methemoglobin oluşumu sağlanarak siyanürün bağlanması ve elektron transportunun bozulması önlenmiş olur. Tiyosülfat tiyosiyanürü atar. Daha sonra methemoglobinemiyi düzeltmek için redüktan bir madde olan metilen mavisi kullanılır.
« Son Düzenleme: 30 Temmuz 2013, 21:38:47 Gönderen: İlker »

Çevrimdışı İlker

  • Yönetici
  • Hipokrat
  • *
  • İleti: 8897
  • Karma: 116
  • Cinsiyet: Bay
  • Görev: Asistan
  • Sınıf: Mezun
Ynt: Biyokimya - Ders Notları
« Yanıtla #1 : 20 Şubat 2012, 00:35:18 »
Karbonmonoksit ve Hemoglobin İlişkisi

Hb’nin CO’ye ilgisi oksijene olan ilgisinden 220 kez daha fazladır. Ortamdaki çok düşük bir konsantrasyondaki CO bile karbonmonoksi-Hb oluşmasına ve eğrinin sola kaymasına sebep olur. %60’ın üzerinde karboksi-Hb konsantrasyonları fataldir. CO zehirlenmesinin tedavisinde CO dissosiyasyonunu kolaylaştıran oksijen uygulanır.

Hb Çeşitleri
Form   Peptit Bileşimi   Total Hb Yüzdesi
Hb A2   2 alfa 2 beta   %90
Hb F   2 alfa 2 gama   < %2
Hb A2   2 alfa 2 delta   % 2-5
Hb A1c   2 alfa 2 beta - glukoz   % 4,5 – 6,5

Hb A1c’deki %1 artış kan şekerinin 30 mg/dl arttığını gösterir.

Hemoglobinopatiler

Orak hücreli anemide Hb’nin beta zincirinde 6. aminoasit olan glutamat yerine valin geçmektedir. Bu Hb’ye HbS denmektedir, bu molekül elektroforezde HbA’ya göre daha yavaş hareket etmektedir. Bunun sebeni (-) yüklü glutamat kalıntılarının olmaması neticesinde HbS’in HbA’ya göre daha az negatif yüklü olması ve anoda (+ kutup) doğru daha yavaş göç etmesidir. Yine nonpolar valinin (-) yüklü glutamat yerine geçmesi HbS’in deoksijine formunun çözünürlüğünde bariz bir azalma meydana getirir. Bu moleküller biraraya gelip lifler oluşturarak eritrositin şeklinin bozulmasına ve hilal, orak şeklini almasına sebep olur. Şekli bozulan eritrositler kapillerlerden geçemeyip onları tıkayarak lokalize infarktlara neden olur.

HbS taşıyıcılarında eritrosit yaşam süreleri kısaldığından parazit gelişmesini tamamlayamadan eritrositle birlikte parçalanır, böylece bu hastalar sıtmaya karşı dirençli hâle gelmektedirler.

HbC hastalığında 6. aminoasit olan glutamat yerine lizin (bazik, + yüklü) geçmiştir. Klasik hemoglobin elektroforezinde en yavaş giden hemoglobin çeşidi oluşur.

Talasemiler

Alfa talasemiler: Her bireyin 16. kromozom çiftinde ikişer tane olmak üzere dört adet alfa-globin genomu bulunmaktadır. Eğer bu genlerden biri arızalı ise alfa talasemi sessiz taşıyıcı, ikisi arızalı ise taşıyıcı denir. Üç gen bozukluğunda görülen HbH hastalığında ciddi derecede bir hemolitik anemi görülür. Dört gende kusur varsa hemoglobin Barts olarak adlandırılır. Bu durumda maternal yaşamın en önemli Hb olan HbF sentezi için gerekli olan alfa globin sentezlenemediğinden hidrops fetalis ve intrauterin ölüm olur.

Beta talasemi: Beta globinin 11. kromozom çiftinde birer tane olmak üzere iki genomu vardır. Bir tanesi eksik ise beta talasemi minör, ikisi de eksik ise beta talasemi majör denir. Beta talasemi ekzonların hatalı birleştirilmesi nedeniyle ortaya çıkan bir hastalıktır.

Minör formda olan hastalarda bir kısım zincir sentezlendiğinden çok fazla sorun çıkmaz. Ancak majör formunda doğumda gayet sağlılıklı görülen çocuklarda ilk veya ikinci yıllarında ciddi bir anemi görülür. Bu hastalar da düzenli olarak kan transfüzyonuna ihtiyaç vardır. En sık ölüm sebebi demir birikimine bağlı kalp yetmezliğidir.

Aşağıdakilerden hangisi orak hücreli aneminin özelliklerinden biri değildir?

A.   Beta zincirinde 6. aminoasit olan glutamat yerine lizin geçmiştir.
B.   Hemoglobin elektroforezinde HbA’ya göre daha yavaş hareket eder.
C.   Özellikle deoksijene olduğunda suda çözünürlüğü en az olan hemoglobin çeşididir.
D.   Lokalize mikroenfarktlara yol açar.
E.   HbS taşıyıcı olanlarda sıtmaya karşı direnç vardır.

Cevap A

PLAZMA PROTEİNLERİ

İmmünglobulinler: Ig’lerin artmasına hipergamaglobulinemi, azalmasına ise hipogamaglobulinemi denilmektedir.

Karaciğer hastalıkları, viral hepatit, sarkoidoz, romatoit artrit, kronik enfeksiyonlar vb bazı hastalıklarda iki veya daha çok Ig sınıfı artmaktadır. Bu artış poliklonal gamopati olarak adlandırılmaktadır.

Multipl miyelomda hafif zincirlerin tipini belirlemek için kullanılan yöntem: İmmunfiksasyon.

Kontrolsüz bir şekilde çoğalan ve paraprotein olarak bilinen anormal antikorlara monoklonal antikorlar denir. Bunlar elektroforezde dar ve dik bir pik yaparlar. Monoklonal artışın en sık sebebi idiyopatik monoklonal gamopatidir. Malign hastalıklar içerisinde ise monoklonal gamapatisi olan her üç hastadan ikisi multipl miyelomdur. Multipl miyelomlu hastaların bazısında normal bir şekilde sentez edilmiş IgG molekülünde artış olurken, %50 hastada sadece hafif zincirleri sentenzlenmiş ve ağır zincir ihtiva etmeyen ve 60 derecelik ısıya dayanıklı Bence Jones proteini artmaktadır.

Waldenström makroglobulinemisi IgM artışı ile karakterize monoklonal malign bir bozukluktur. Yine monoklonal bir hastalık olan kriyoglobulinemide ortam sıcaklığının düşmesi ile proteinler (IgM) çökmektedir.

IgG: En çok bulunandır. Glukoproteindir. %3-4 kadar karbonhidrat içerir. IgG alt grupları klasik kompleman yolunu aktivasyon güçlerine göre sıralandığında IgG3 > IgG1 > IgG2 şeklindedir.

IgA: Toplam Ig’lerin %10-15 kadarını oluşturan bu antikorun IgA1 ve IgA2 olmak üzere iki, ayrıca bu ikisinin karışımı olan sekretuvar IgA (sIgA) formu bulunmaktadır. Bu antikor yenidoğanları intestinal enfeksiyonlardan korur. Selektif IgA eksikliği primer immun yetmezliklerin en sık görülen şeklidir, bu hastalarda sık tekrarlayan ÜSYE ve GİS enfeksiyonları görülür. Ayrıca uzun süreli fenitoin kullanan hastalarda da IgA eksikliğine ve D vitamini eksikliğine oldukça sık rastlanmaktadır.

IgM: Plasentayı geçemez. Neonatal dönemde sentez edilen ilk Ig’dir. Klasik kompleman aktivitesini başlatan en önemli Ig’dir. Eritrosit yüzey antijenlerine karşı oluşan soğuk antikorlar ve bazı glikoproteinlere karşı oluşan antikorlar bu sınıftandır. Akut enfeksiyon döneminde ilk sentezlenen antikordur. IgM bir pentamer olup beş adet IgG gibi molekül karboksil uçlarından birbirine bağlanıp j bölgesini (joint) oluşturmaktadır. Bu özellik bir de dimer yapısında olan IgA’da vardır.

IgE: Bu antikor serumda en düşük miktarlarda bulunur ve saman nezlesi, astım, egzema ve ürtiker gibi allerjik olaylarda görülen vasküler permeabilite artışından sorumludur. Bazofil ve mast hücre yüzey membranlarında bulunur.

IgM: Primer fonksiyonu bilinmemektedir.

İmmunglobulinler beş sınıf olmalarına rağmen çok değişken (variable) bölge adı verilen uçtaki aminoasit dizilişi değiştikçe binlerce antijene karşı spesifik antikor üretebilmektedir. Ayrıca antijen bağlayan Fab bölgesi de bu uçta bulunmaktadır. Antijen-antikor birleşmesi immunglobulinin VL ve Vh denilen (variable light ve variable heavy) bölgesiyle sağlanır.

İmmunglobulinler konsantrasyonlarına göre IgG > IgA > IgM > IgD > IgE şeklinde sıralanır.

Aşağıdakilerden hangisi IgA’nın özelliklerinden biri değildir?

A.   Glikoprotein yapısındadır.
B.   Sekresyonlarda en çok bulunan immunglobulin formudur.
C.   Selektif IgA eksikliği primer immun yetmezliğin en sık nedenidir.
D.   İntrauterin dönemde ilk sentezlenen immunglobulindir.
E.   Uzun süreli feniton kullanımı IgA eksikliğine yol açar.

Cevap D

İntrauterin dönemde çocuk tarafından ilk sentezlenen molekül ağırlığı en büyük olan ve plasentadan geçemeyen immunglobulin M’dir.

İmmunglobulinlerin yapısında constance (sabit, C) ve variable (V) bölümleri bulunur.

KOMPLEMAN SİSTEMİ

Klasik yol antijen-antikor kompleksi yapısında yer alan IgM veya IgG moleküllerinin Fc kısımlarının kompleman sisteminin içinde yer alan C1 proteinine bağlanması ile başlamaktadır. Klasik yolda sırası ile C4, C2 ve C3 proteinleri bulunur. Bunlardan C3a ve C5a hem kemotaktik hem de anafilotoksik etkilidirler. Ancak C5a C3a’ya göre 1000 defa daha güçlü bir etki gösterir.

Alternatif yol bakteri duvarlarında bulunan polisakkaritlerin (gram negatif bakterilerin endotoksinleri) C3b ile bağlanması neticesinde başlar.

CRP klasik yolu uyarabilir. C1q’dan C1q esteraz ile C1 oluşur.

Kompleman yolu ile ilgili en sık görülen hastalık herediter anjiyoödemdir. Bu hastalıkta C1q esteraz inhibitör eksikliği mevcuttur.

Elektroforezde alfa 1 globulinde alfa 1 antitripsin, alfa 2 globulinde alfa 2 makraglobulin, beta 1 globulinde transferrin, beta 2 globulinde fibrinojen (beta ile gama arasında bulunur) bulunur.

Elektroforezde en hızlı transtiretindir (prealbümin). Alfa 2 globulinde bulunan kolin esteraz psödokolin esterazdır (fonksiyonel plazma enzimidir). CRP beta globulindedir.

Elektroforezde bant sıralaması: Albümin, alfa 1, alfa 2, beta, gama.

Spektrofotometre protein ölçümünde en sık kullanılan yöntemdir.

Direkt fotometrik ölçüm: Proteinlerin yapısında bulunan triptofan ve tirozin gibi aromatik aminoasitlerin pH 8’de ultraviyole dalga boyunda (280 nm) verdiği absorbansın spektrofotometrik ölçümüne dayanır.

Biüret yöntemi: Rutinde kullanılır. Proteinlerin yapısındaki peptit bağlarının alkali çözeltide +2 değerlikli bakır ile verdiği rengin spektrofotometrik ölçümüne dayanmaktadır.

Kjeldahl yöntemi: Proteinlerin yapısındaki azotun amonyum iyonuna dönüştürülerek total nitrojen ölçülmesi prensibine dayanmaktadır.

Folin-ciacaltu (fenol) ayıracı ile Lowry yöntemi: Proteinlerin yapısındaki tirozin ve triptofanın fosfotungusto-molibdik asit ile reaksiyona girerek verdiği mavi rengin ölçülmesi prensibine dayanır.

Türbidimetri: Serolojik ölçümlerde kullanılır. Proteinlerin sülfosalisilat veya TCA (triklorasetisikasit) gibi maddelerle oluşturduğu bulanıklığın içinden geçen ışığın absorbansının ölçümüne dayanmaktadır.

Nefelometri: Proteinlerin sülfosalisilat veya TCA (triklorasetisikasit) gibi maddelerle oluşturduğu bulanıklığa çarparak yansıyan ışığın ölçümüne dayanmaktadır.

Albümin: Plazma proteinlerinin yaklaşık %40-60 kadarını oluşturmaktadır. Serum değeri 3,5-5 gr/dl arasında değişmektedir. 1 gr albümin 18 gr su tuttuğu için vücudumuzun onkotik basıncını sağlamada en önemli protein albümindir. Plazma proteinlerinin azalmasına bağlı olarak damar içi sıvısının doku aralıklarına kaçmasına ödem denir.

Cu, Ca, Mg ve Zn gibi iyonları, bilirubini, hem grubunu, hormonları (steroit hormonlar, kortizol, aldosteron, T3 ve T4), yağ asitlerini (oleat ve palmitat) ve çeşitli ilaçları (salisilat, warfarin, sülfonamidleri [hidrofobik ilaçlar]) taşımaktadır.

Glukoproetin değildir.

Albümin ölçümü: Bromkrezol yeşili gibi anyonik boyalarla pH 4,2’de albüminin bağlanması ve verdiği absorbansın 628 nm’de spektrofotometrik ölçümüdür.

Dehidratasyon albümin artışına neden olan tek durumdur.

Hipoalbüminemi: Deri, GİS ve böbrek yolu ile kayıplara bağlı olabildiği gibi karaciğer hasarına, malabsorbsiyona ve malnütrisyona bağlı sentezin azaldığı durumlarda görülür. Nefrotik sendrom, kronik glomerulonefrit, diabet, sistemik lupus eritematoz, yanıklar ve neoplastik hastalıklara bağlı olarak feçesle protein kaybı sık olarak görülen hipoalbüminemi nedenleridir.

Akut Faz Proteinleri

C reaktif protein 4-6 saat, alfa 1 antikimotripsin düzeyleri 24-48 saat içerisinde belirgin olarak artarken alfa 1 asit glikoprotein (orosomukoid), haptoglubülin, C4 ve fibrinojen düzeyleri 1-4 günde, c3 ve seruloplazmin düzeyleri 4-5 günde yükselmektedir. En erken CRP, en geç seruloplazmindir.

Akut inflamasyonda düzeyleri azalan prealbümin, albümin, transferrin (doku harabiyetinde artmaz) ve retinol bağlayıcı protein (RBP) negatif akut faz reaktanları olarak adlandırılmaktadır.

Prealbümin (transtiretin): Elektroforezde albüminden hızlı hareket eder, ancak plakta görülmesi zordur. Prealbümin, total parenteral nütrisyon, protein enerji malnütrisyonu gibi beslenme ile ilgili durumların takibinde kullanılan en değerli parametredir. Normali: 16-32 mg/dl. <8 : ciddi malnütrisyon.

Hangisi negaitf akut faz reaktanlarından biri değildir?

A.   Seruloplazmin B. Albümin C. Prealbümin (Transtiretin) D. Transferrin E. Retinol bağlayıcı protein

Cevap A

Alfa 1 antitripsin: Bir diğer adı ile alfa 1 proteinaz inhibitör bir akut faz reaktanıdır ve antiproteinaz aktivitesi bulunmaktadır. Küçük moleküllü bir protein olan alfa 1 antitripsin elastaz ve kollajenazı inhibe etmekte ve kimotripsin, kallikrein, renin, ürokinaz, plazmin ve trombini bağlamaktadır. Eksikliğinde panasiner tipte amfizem görülür. Hepatositlerin endoplazmik retikulum sisternalarında alfa 1 antitripsin moleküllerinin anormal bir varyantı olan ZZ tipinde alfa 1 antitripsin birikmesi ile önce hepatit ve daha sonra karaciğer sirozu gelişebilmektedir.

Alfa 1 asit glikoprotein: Yıkılımı sırasında yapısından önce sialik asit ayrılmaktadır. Sialik asit plazmada bulunan birçok glikoproteinin önemli bir yapı taşı olan ve N-asetil nöraminik asit ile aynı aileden gelen dokuz karbonlu bir şekerdir. Bu şeker birimi proteinlerin yapısından ayrıldığında proteinlerin yarı ömrü dolar ve karaciğere alınıp yıkılırlar.

Alfa 2 makroglobülin: RES ve karaciğerde sentezlenen, akut faz reaktanı olarak kabul edilmeyen bu protein bir proteaz inhibitörüdür.

Haptoglobin: Haptoglobin-Hb kompleksinin molekül ağırlığı yüksek olduğu için bu molekül böbreklerden Hb kaybını ve dolayısı ile demirin atılmasını önlemektedir. Hemolizde haptoglobin seviyesi azalır.

Hemopeksin: Plazmada bulunan serbest hem ve methem molekülleri hemopeksin tarafından bağlanabilmektedir. Haptoglobin-hemoglobin kompleksi retiküloendotelyal sistemde yıkılırken hemopeksin-hem kompleksi karaciğerde metabolize edilir. Karaciğerde hem molekülü ayrıldıktan sonra serbest hemopeksin, haptoglobinin aksine tekrar dolaşıma verilir.

Zayıf bir akuf faz reaktanı olduğundan (bazı kaynaklara göre akut faz reaktanı değildir) inflamatuvar hastalıklarda görülebilen hemolizi izlemede önem kazanmaktadır. Hemolizde seri bir şekilde arka arkaya yapılan hemopeksin ölçümleri haptoglobine göre daha değerli bir göstergedir.

Seruloplazmin: En geç tepkime veren akut faz reaktanı olan seruloplazmin karaciğerde sentezlenmekte ve yine yapısındaki sialik asidin uzaklaştırılması için karaciğerde yıkılmaktadır.

Ferro demiri (Fe +2) ferri (Fe +3) formuna okside ettiği için ferro-oksidaz olarak da bilinmektedir. Hephastin de bunu yapar. C vitamini tersini yapar. Hephastin bir seruloplazmin analoğu olup bağırsaklarda eminlen ferro demiri (Fe +2) ferri formuna (Fe +3) okside ederek demirin transferrine bağlanmasını sağlar.

Dialize olabilen bakır fraksiyonu (%5), yani serbest bakırın taşıyıcısı albümindir. Hücrelere endositoz ile alınan seruloplazmin yapısındaki bakır bakırlı enzimlerin (lizil hidroksilaz, mono ve diamino-oksidaz, askorbat oksidaz, sitokrom oksidaz ve süperoksit dismutaz) sentezinde kullanılmaktadır.

Wilson Sirozu

ATP 7B gen defekti var. Bu gen bakırın safra yoluna atılmasını ve seruplazminle bağlanmasını sağlıyor.

Serum seruloplazmin düzeyi düşük, dokularda ve idrarla atılan bakır düzeyi ise yüksek bulunmuştur. Yüksek miktarda bulunan bakır böbrek, beyin ve gözde (Kayser-Fleischer halkası) birikerek toksik olmakta ve fonksiyon bozukluğuna sebep olmaktadır. Artan bakırın vücut dışına atılabilmesi için D penilsilamin gibi şelatlayıcı ajanlar kullanılmaktadır.

Menkes Sendromu

ATP 7A gen bozukluğu vardır. Bağırsaklardan bakır emiliminde ve hücre içine bakır taşınmasındaki kusur nedeni ile bakırın karaciğer dışındaki hücrelerde biriktiği görülmektedir. Plazma ve karaciğer Cu düzeyleri azalmıştır. X’e bağlı resesif olan ve erkek bebeklerde ölümle sonuçlanan bu hastalıkta bakırlı enzimler olan tirozinaz, lizil oksidaz ve dopamin beta hidroksilaz enzimlerinin fonksiyonlarının bozulması neticesinde saç yapısında değişiklikler, depigmentasyon ve kollajen ile elastin yapısında bozukluklar görülmektedir.

Transferrin: Demir ve bakırın bağlanmasında fizyolojik öneme sahiptir. Negatif akut faz reaktanı olan transferrin iki adet Fe +3 ve bir adet HCO3 molekülü bağlayabilmektedir. Transferrinin yapısına ferri demirin bağlanabilmesi için ferro demirin seruloplazmin (ferrooksidaz) tarafından okside edilmesi gerekmektedir.

Demir eksikliği anemisinde transferrin satürasyonu azalır, transferrin artar. Demir düşük, demir bağlama kapasitesi artmış, ferritin düşüktür.

Normal koşullarda plazmada bulunan transferrinin %33 kadarı demir ile doymuş durumdadır. Transferrin konsantrasyonu demir depoları ile ters orantılı olduğu için aneminin ayırıcı tanısında ve demir tedavisinin izlenmesinde önem kazanmaktadır. Aşırı demir alınması transferrin konsantrasyonunu etkilememekte, ancak doygunluğunu (%90) arttırmaktadır.

Östrojenin transferrin üzerindeki arttırıcı etkisi nedeni ile hamilelikte transferrin düzeyi artar.

Ferritin: Demirin aşırı miktarlarda arttığı durumlarda histolojik olarak belirlenen hemosiderin ferritinin parçalanması ile meydana gelir. Doku hasarına neden olmaksızın demir birikmesine hemosideroz, hücre dejenerasyonu ve fibrozis şeklinde birikmesine de hemokromatoz denilmektedir.

Nedeni bilinmeyen ve demir birikmesine sebep olan bir grup hastalık arasında sideroblastik anemiler (porfirin halkası oluşmuyor) önem kazanmaktadır. Kalıtsal olarak delta amino levülonik asit sentetaz eksikliğine bağlı olarak görülen bu hastalıkta demir eritrosit öncül hücre mitokondrilerinde birikmektedir. ALA sentazın kofaktörü pridoksal fosfat olduğundan bu vitaminin eksikliğinde sideroblastik anemi gelişebilir.

Fe emilimini kontrol eden: Hepsidin (ferroportin aracılığıyla). Kc’de sentezlenir. Hepsidin artınca demir emilimi azalır.

ENZİMLER

Bir kimyasal reaksiyonun hızını arttıran ve katalizledikleri reaksiyon sırasında tüketilmeyen protein yapısında katalizörlerdir.

Enzimlerin Özellikleri

A.   Aktif bölgeler: Aktif bölge substratı bağlayarak bir enzim-substrat (ES) kompleksi meydana getirir.
B.   Katalitik etki: Enzimler katalizlenen reaksiyonları spontan olarak meydana gelen reaksiyonlara göre 10 üzeri 3 – 10 üzeri 8 defa daha hızlı gerçekleştirirler.
C.   Spesifiklik
D.   Enzim yapısı: Apoenzim (protein yapısında) + koenzim (nonprotein) = holoenzim. Prostetik grup enzimden ayrılamayan sıkıca bağlanmış koenzimdir. Örneğin karboksilazların biyotini.
E.   Düzenleme: Enzim aktivitesi, ürün oluşum hızı ve hücrenin ihtiyacını karşılayacak şekilde aktive veya inhibe olur. Genellikle negatif feedback sistemi ile kontrol edilir.
F.   Hücre içindeki konumları

Enzimler Nasıl Çalışır

Bütün kimyasal reaksiyonlarda reaktanlarla ürünleri ayıran ve serbest aktivasyon enerjisi denilen bir enerji bariyeri vardır. Enzimler serbest enerji aktivitesini düşürerek alternatif bir yol sağlarlar, böylece yukarıda da belirttiğimiz gibi reaksiyonun hızını arttırırlar.

ENZİM REAKSİYON HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER

A.   Substrat Konsantrasyonu: Bir reaksiyonun hızı (V) birim zamanda ürüne çevrilen substrat molekülü sayısıdır. Enzim katalizli bir reaksiyon maksimum hıza (Vmax) ulaşana dek substrat konsantrasyonu ile doğru orantılı bir şekilde artar.

B.   Isı: Reaksiyonun hızı ısı ile artar. Ancak enzimler protein yapısında olduklarından ısının daha fazla artması ile denatüre olurlar ve hızı azalır.

C.   pH: Maksimum enerji aktivitesinin eriştiği pH enzimlere göre değişir, örneğin pepsin pH 2 civarında, tripsin 6 civarında, alkalen fosfataz ise 8,6-10 civarında etkilidir.

D.   Allosterik efektör: Enzimlerin üzerinde allosterik bölge denilen bölgeler bulunmaktadır. Bir madde enzimin bu bölgesine dokunarak enzimi aktive ediyorsa allosterik aktivatör, yavaşlatıyorsa allosterik inhibitör denir.

Michaelis Menten Kinetiği

Hız ile enzim arasındaki durum: Bütün substrat konsantrasyonlarında reaksiyon hızı enzim miktarı ile doğru orantılıdır. Örneğin enzim miktarı ½ azaltılırsa hız da aynı oranda azalır.

ENZİM İNHİBİSYONU

A.   Yarışmalı inhibisyon: İnhibitör ile substrat enzimin aktif bölgesine bağlanmak için yarışır. Enzim miktarı değişmediği için Vmax sabit kalır. Örneğin süksinat dehidrogenaz süksinatın fumarata oksidasyonunu katalizler. Malonat yapısal olarak substrata benzer ve enzimin aktif bölgesine bağlanmak için yarışır. Bu durum süksinatın konsantrasyonunu arttırarak yenilebilir.

B.   Yarışmasız inhibisyon: İnhibitör ve substrat enzimin farklı yerlerine bağlanır. Km değişmez, çünkü yarışmasız inhibitörler enzimin substrata bağlanmasına engel olmazlar, ancak Vmax düşer. Protoporfirine demir girişini katalizleyen ferroşelataz enzimi ve ALA dehidrataz kurşun zehirlenmesine duyarlı enzimlerdir.

KLİNİK ENZİMOLOJİ

İzoenzimlerin işlevleri aynı, ama fiziksel özellikleri farklıdır.

LDH 1 ve 2 en çok miyokartta, LDH 5 en çok karaciğerde bulunur. Beyinde LDH izoenzimlerinin tamamı bulunmasına rağmen beyin hastalıklarında kanda LDH değişmez. Megaloblastik anemi total LDH’ın en çok arttığı durumdur.

Karaciğer Hastalıklarında Tanıda Kullanılan Enzimler

•   SGPT (ALT), SGOT (AST), LDH, glutamat dehidrogenaz, alkol dehidrogenaz, izositrat dehidrogenaz ve malat dehidrogenaz karaciğer hücre (hepatosit) lezyonunu yansıtmaktadır.
•   Alkalen fosfataz, GGT, 5’ nükleotidaz ve lösin aminopeptidaz kolestazın tanısında kullanılmaktadır.
•   Viral hepatitlerde klinik semptomlar ortaya çıkmadan önce ALT, AST düzeylerinde artış başlamakta, sarılık görüldükten 7-12 gün sonra maksimum düzeylere çıkmaktadır.
•   ALT, AST düzeylerinin 6-12 ay yüksek düzeylerde seyretmesi kronikleşme belirtisidir.
•   Masif nekrotizan hepatit olan fulminan hepatitte serum enzim düzeyleri ilk birkaç günde artmakta, sonra azalmaktadır ve hastalar genelde iki haftada kaybedilmektedir. Transaminazların aniden azalması sağlam hücre kalmadığının bir göstergesidir.
•   Bilyer obstrüksiyonda enzim indüksiyonu artmasına bağlı olarak alkalen fosfataz sentezi artmaktadır. Alkalen fosfataz osteoblastik aktivite artışından etkilendiği için spesifik değildir, çocuklarda büyüme çağında fizyolojik olarak yüksek olduğu için kolestaz tanısında 5’ nükleotidaz daha değerlidir. Hamilelerde de ALP artar, bu yüzden kolestaz tanısında faydasızdır, GGT kullanılır.
•   GGT, lösin aminopeptidaz ve 5’ nükleotidaz hepatobilyer olaylara spesifiktir.

GGT (Gama glutamil transferaz veya transpeptidaz): Hepatositler ve renal tübül hücrelerinde bol miktarda bulunan bu enzim sitozolik olmasına rağmen plazma zarında da yerleşmiştir. GGT enzimi obstrüktif sarılıkları ve kolesistiti göstermede ALP, 5’ nükleotidaz, lösin aminopeptidaz ve transaminazlardan çok daha değerlidir.

Alkolik hepatitte ilk yükselen GGT’dir.

Kolestaza en duyarlı olan plazma enzimi hangisidir?

A.   Alkalen fosfataz B. Gama glutamil transferaz C. Aspartar aminotransferaz D. 5’ nükleotidaz E. Laktat dehidrogenaz

Cevap B

Plazma zarında aminoasidi hücre içine alan enzim: GGT. Glutatyon sentezi için ribozoma ihtiyaç yoktur.

GGT:

1.   Kolestazın en iyi göstergesi.
2.   Alkolik hepatitin en iyi göstergesi.
3.   Hücre membranı ve organeller arası peptitlerin taşınmasında görev alır.
4.   KC tm’de en spesifik artan enzimdir.

Kalp Hastalıklarının Tanısında Kullanılan Enzimler

AMİ geçiren hastalarda ilk olarak CK enzim düzeylerinde değişiklik görülmektedir. CK-BB beyne, CK-MB kalbe ve CK-MM iskelet ve kalp kaslarına (CK-MM3) özgüdür. CK-MB sadece kalp kasına özgü olduğu ve 3-4 saat içinde arttığı için tanıda çok yararlıdır.

CK-MM’in izoformu olan CK-MM3 düzeyi AMİ’den sonra artmaktadır.

AMİ geçiren hastalarda 12-48 saat sonra artmaya başlayan LDH ve LDH1 (hidroksibütirat dehidrogenaz, HBD) üçüncü günde pik değerlere ulaşır ve en geç normale dönen enzimlerdir.

AMİ’de ilk yükselen enzim CK-MB, ilk yükselen markır miyoglobindir. En geç güzelen enzim LDH1 (HBD), markır troponin I ve troponin T’dir.

Son yıllarda kalp yetmezliğinin tanısında N terminal pro BNP (N T pro BNP) tercih edilmektedir, ventrikülden salgılanır.

Kas Hastalıkları

İskelet kasları CPK, AST, ALT, aldolaz, karbonik anhidraz III ve LDH’tan zengindir. Kas harabiyetini gösteren en iyi ve en çok kullanılan enzim testi total CPK ölçümüdür. Özellikle kas liflerinde nekrozla giden hastalıklarda (ör. müsküler distrofiler, polimiyosit ve rabdomiyolizis) total CPK en yüksek düzeylerine çıkar.

Duchene (psödohipertrofik) tipi kas distrofisi X’e bağlı resesif bir bozukluktur. Buna anormal bir distrofin geni yol açar. Semptomlar başlamadan önce serum CPK aktiviteleri yükselir ve sıklıkla normal üst değerin 10 katından fazla değerlere rastlanır. Serum CPK değerleri kadın taşıyıcıların yaklaşık %75’inde de yüksektir.

Becker müsküler distrofisi daha geç yaşlarda başlar.

Birçok ilaç ve kimyasal madde lokal veya yaygın kas harabiyetine yol açarak toksik miyopati oluşturabilir. Narkotik analjezikler kas harabiyeti yapar. Alkol, D penisilamin, fibrik asit analogları ve hidroksiemil glutaril KoA (HMG KoA) redüktaz inhibitörleri gibi ilaçların böyle etkileri olabilir.

Malign hiperpreksi ciddi seyirli toksik bir miyopatidir.

Riyanodin reseptör genindeki (19q12-13) mutasyonların hastalıktan sorumlu olduğu düşünülmektedir. Tedavisinde dantrolen kullanılır.

Cerrahi intramüsküler enjeksiyonlar ve egzersiz sonu değişiklikler kaslarda travmaya yol açarak enzimlerin salınımına neden olabilirler.

Hipotiroidilerde total CPK düzeyi artmaktadır.

Kemik Hastalıkları

Osteoblastik aktivite arttığı durumlarda serumda alkalen fosfataz artarken, osteolitik reaksiyonlarda asit fosfataz yükselmektedir.

Kemiğin Paget hastalığı ALP’nin en çok yükseldiği (normal üst değerin 10 katından fazlasına çıkabilir) durumdur. Osteoporozda osteoblastik aktivite artmadığı için serum alkalen fosfatazı genellikle normal bulunur.

Prostat kanserinin kemik metastazlarında osteoblastik aktivite arttığı için asit fosfataz ile birlikte alkalen fosfataz artmaktadır.

Neoplastik Hastalıklar

Kemik metastazı yapan prostat kanseri olgularının %90’ında asit fosfataz düzeyleri artmaktadır. Prostat kanseri tanısında değerli olmayan bu enzim hastalığın ve tedavinin gidişartı hakkında fikir verir.

Over ve pankreas kanserlerinde ALP’nin ısıya dayanıklı Regan izoenzimi yükselir.

Fizyolojik değişikliklerden etkilenmeyen GGT (alkolik hepatit ve kolestazda artar) karaciğer hasarının önemli bir belirleyicisidir.

Amilaz pankreas kanserlerinde artmakta, ancak lipaz pankreas kanserlerinin tanısında daha değerlidir.

Neoplastik dokularda hücre proliferasyonu ve oksijen kullanımı arttığı için glikolizde görevli LDH, aldolaz ve fosfoheksoz izomeraz düzeyleri artmaktadır. Maligniteler fosfoheksoz izomeraz düzeyini en çok arttıran durum olduğu için LDH ile birlikte bu enzimin artışı malignite açısından önemlidir.

HEMATOLOJİK BOZUKLUKLAR

Glukoz 6 fosfat dehidrogenaza (G6PD) ait birçok genetik varyant bulunur ve bunlar enzim aktivitesinin bozuk olmasına yol açar. Ayrıca antimalaryal ilaçlar, sülfonamitler, nitrofuran türevleri, fenasetin türevleri, K vitamini analogları, bakla yenilmesi ve en önemlisi enfeksiyonlardır.

G6PD eksikliği dışında başka enzim bozuklukları da hemolitik anemiye yol açabilir, örneğin pirüvat kinaz, glutatyon sentetaz, hekzokinaz böyle enzimlerdendir.

Riboflavin eksikliğinde eritrositlerde glutatyon redüktaz aktivitesinin azalması tanı koydurucudur.

Eritrosit enzimleri bazen vitamin eksikliklerinin tanısında ölçülür, örn. heksoz monofosfat yolunun bir enzimi olan ve kofatör olarak tiamine bağımlı olan transketolazın aktivitesi tiamin eksikliğinde azalır. Transketolazın arttığı tek durum ise pernisyöz anemidir.

Megaloblastik anemi total LDH’ı en çok arttıran tablodur.

Kolinesteraz

Asetilkolin + H2O --> Kolin + asetik asit reaksiyonunu katalizler. Gerçek kolinesteraz eritrosit, akciğer, dalak ve santral sinir sisteminde gri maddede bulunur ve sadece asetilkolini hidrolize eder.

Psödokolinesteraz karaciğer, pankreas, kalp, beyin beyaz materyalinde bulunur ve tüm kolinli bileşikleri hidrolize eder. Organofosfat zehirlenmelerinde ve süksinil kolin apnesinde düzeyi azalır ve tanı koydurucudur. En yaygın kullanımı süksinil kolini hidrolize edemeyen anormal enzim varlığını saptamaktır.

İdrardaki Enzimler

İdrarda bulunan enzimler iki kaynaktan gelir: Plazmadan filtrasyon (amilaz) ve idrar yollarını kaplayan epitelden.

Tübüler hücrelerden kaynaklanan bazı enzimler tübüler harabiyeti gösterirler. Özellikle böbrek transplantlarının rejeksiyonunda bu enzimler yararlıdır. En çok alkalen fosfataz ve N asetil B glukozaminidaz (NAG) bu amaçla kullanılır.

Amilaz moleküler ağırlığı en az olan enzimdir.

TÜMÖR MARKIRLARI

Tümör tarafından üretilen veya konağın tümöre cevap olarak ürettiği ve kanda ölçülmesiyle tümörün varlığını gösteren maddelerdir. İdeal bir tümör markırı bir kanser türü için spesifik olmalıdır.

Tümör Belirteçlerinin Potansiyel Kullanım Alanları

•   Genel popülasyon taramaları
•   Belirtisi olan bireyin ayırıcı tanısı
•   Kanserin klinik sınıflandırılması
•   Tümör volümünün tahmin edilmesi
•   Tedaviye yanıtın izlenmesi

Nöron spesifik enolaz (NSE): Özellikle çocuklardaki nöroblaston vakalarının yaklaşık %90’ında serum NSE düzeyleri artar. Yüksek NSE düzeyleri prognozun kötüye gittiğini gösterir. Küçük hücreli akciğer ca ve melanomda da artar.

Prostat spesifik antijen: PSA kallikrein ailesine mensup bir serin proteazdır. Tripsin ve kimotripsin benzeri aktiviteye sahiptir.

Serum PSA düzeyleri prostat kanserinin tespit edilmesi, evrelendirilmesi ve tedavisinin takip edilmesinde kullanılmaktadır. PSA prostat kanserinin erken teşhisi için etkili bir marker değildir. Çünkü PSA prostat dokusuna spesifiktir, kanserine değil.

Kalsitonin: Artan kalsitonin düzeyleri tiroidin medüller karsinomuyla ilişkili olabilir. Kalsitonin en çok tiroidin ailesel medüller karsinomu taramalarında işe yaramaktadır. Kansere spesifiktir.

hCG: Artan hCG düzeyleri gebelik, trofoblastik hastalıklar ve germ hücreli tümörlerde görülmektedir. hCG’nin en yüksek düzeyleri (> 1 milyon IU/L) trofoblastik tümörlerde görülmektedir. hCG kan beyin bariyerini geçemediğinden BOS’ta artan hCG beyni metastazını düşündürmelidir. Tedavisi sırasında BOS hCG düzeylerinin ölçülmesiyle beyin metastazının tedaviye verdiği cevap değerlendirilebilir.

AFP: Hepatosellüler karsinom ve germ hücreli karsinomların yolk sac komponentleri için marker olarak kullanılmaktadır.

CEA: Kolorektal, gastrointestinal trakt, akciğer ve meme karsinomlarında serum düzeyleri yükselir.

Melatonin antioksidandır.

Aşağıdaki enzimlerden hangisinin tümör markerı olarak olası yararı en azdır?

A.   Alkalen fosfataz B. Asit fosfataz C. Amilaz D. Nöron spesifik enolaz E. Aspartat aminotransferaz

Cevap E

Karbonhidrat Markerlar

CA 15-3 ve CA 27-29: Meme karsinomu için marker olarak kullanılmaktadır.

CA 125: Over ve endometriyal karsinom için marker olarak kullanılmaktadır. Menstrüel siklusun foliküler fazında, siroz, hepatit, endometriyozis, perikardit ve erken gebelikte de serum düzeyleri yükselir.

DU-PAN 2: Pankreas kanseri için marker olarak kullanılmaktadır.

Östrojen ve progesteron reseptörleri: Meme kanserinin hormonal tedavisinde indikatör olarak kullanılmaktadır. Östrojen ve progesteron reseptörü pozitif olan hastalar hormonal tedaviye cevap verirler. Östrojen ve progesteron reseptörü negatif olan hastalarda hormonal tedavi yerine kemoterapi, radyoterapi gibi başka tedavi metotları tercih edilmelidir. Reseptör pozitif olan hastalarda yaşam süresi daha uzundur.

AMİNOASİT METABOLİZMASI

Aminoasitlerdeki azot depolanamaz ve hücrenin biyosentetik ihtiyacının fazlası olan aminoasitler derhal yıkıma uğrar.

AZOT METABOLİZMASININ ÖZETİ

A.   Aminoasit Havuzu

B.   Protein Turnoverı

Her gün 300-400 g vücut proteini hidroliz olup tekrar sentezlenir.

1.   Turnover hızı: Sindirim enzimleri veya plazma proteinleri gibi hücre dışında görev alan bazı proteinler daha çabuk yıkıma uğrar, bunların yarı ömürleri saatler veya günlerle ölçülür. Buna karşılık kollajen gibi bazı yapısal proteinler metabolik olarak dayanıklıdır ve yarı ömürleri aylar veya yıllarla ölçülür.

2.   Protein turnoverında kimyasal etkiler: Kimyasal yapısı okside olarak değişmiş bulunan veya ubiquitin (ısıya dayanıklı küçük bir protein) ile birleşmiş proteinler daha önce yıkılırlar. Sialik asit plazma proteinlerinden ayrılınca proteinler sindirilir.

BESİNSEL PROTEİNLERİN SİNDİRİMİ

Proteinlerin yıkımından sorumlu olan proteolitik enzimler üç değişik organ tarafından üretilirler: Mide, pankreas ve ince bağırsak.

Pepsinojen HCl veya aktive olan diğer pepsin moleküllerinin otokatalitik etksiyle pepsin hâline geçer.

Rennin (kimozin) bebeklerde sütün sindiriminde önemlidir. Rennin Ca+2 varlığında sütün kazeinini parakazeine çevirir ve sonra buna pepsin etki eder.

Zimojenlerin aktivasyonu: Enteropeptidaz bir çağlayan reaksiyonlar zinciri olarak ilerleyen proteolitik aktiviteyi başlatır, çünkü tripsin tüm proteolitik zimojenlerin ortak aktivatörüdür. Pepsin, tripsin, kimotripsin ve elastaz endopeptidaz iken, karboksipeptidaz ve aminopeptidaz ektopeptidazdır.

Gastrin pepsinojen, HCl ve intrensek faktör salgılatır. Sekretin bikarbonat salgılatır, kolesistokinin pankreası kastırır.

Aminopeptidaz ince bağırsak mukozasından salınan enzimlerden biridir.

AMİNOASİTLERİN HÜCRE İÇİNE TAŞINMASI

Böbreklerde bulunan bir transport sistemi sistein, ornitin, arjinin ve lizin (COLA) aminoasitlerinin böbrek tubuluslarından geri emiliminden sorumludur (ornitin, arjinin ve lizin dibazik aminoasitlerdir). Kalıtsal bir hastalık olan sistinüride bu taşıma sistemi bozuktur ve idrarda bu dört aminoasit görülür. Sistinüri bireylerde 1/7000 civarında görülür. Aminoasit transportuyla ilgili en sık olan genetik bozukluklardan ve en sık görülen kalıtsal hastalıklardan birisidir. Hastalarda geyik boynuzu şeklinde böbrek taşı oluşur.

AZOTUN AMİNOASİTLERDEN UZAKLAŞTIRILMASI

Aminoasit yıkımının ilk aşaması alfa amino gruplarının uzaklaştırılmasıdır. Bu kısımda transaminasyon ve oksidatif deaminasyon reaksiyonlarından bahsedilecektir. Bu reaksiyonlarla üre azotunun iki kaynağı olan amonyak ve aspartat oluşumu da gerçekleştirilir.

A.   Transaminasyon: Amino Gruplarının Glutamatta Toplanması

Lizin, treonin ve prolin haricindeki tüm aminoasitler katabolizmalarının bir aşamasında transaminasyona uğrar.

Amino grubunun alıcısı her zaman alfa ketoglutarattır.

Alanin + alfa ketoglutarat (alanin aminotransferaz) --> piruvat (glukoneogeneze giriyor) + glutamat.

Pridoksal fosfat vitamin B6'nın aktif formudur.

Protein --> aminoasitler --> glutamat (glutamat dehidrogenaz) --> alfa ketoglutarat + NH3 (amonyak).

Glutamat (aspartat aminotransferaz) --> aspartat.

B. Oksidatif Deaminasyon

Mitokondriye özgü bir markır enzim olan glutamat dehidrogenaz oksidatif deaminasyondan sorumlu tek enzimdir.

Koenzimler: Glutamat dehidrogenaz hem NAD hem NADP'yi koenzim olarak kullanabilen nadir bir enzimdir. İkisinin beraber kullanıldığı tek enzim.

Aminoasit kaynaklı azotun amonyak şeklinde salıverilişinde hangi enzim sorumludur?

A. Aspartat aminotransferaz B. Alanin aminotransferaz C. Glutamin sentaz D. L glutamat dehidrogenaz E. Karbamoil P sentetaz

Cevap D

ÜRE DÖNGÜSÜ

Üre aminoasitlerden elde edilen gruplarının esas atılış şeklidir. Ve idrarın azot içeren bileşenlerinin %90'ını oluşturur.

Ürenin karbon ve oksijeni karbondioksitten elde edilir. Üre sadece karaciğerde oluşur ve daha sonra kanla böbreklere taşınarak idrarla atılır.

O=C --> NH2 --> aspartat
O=C --> NH2 --> amonyak (NH3)

Döngünün Reaksiyonları

Üre döngüsünde 4 P bağı koparılır.

Üre sentezinin ilk iki reaksiyonu mitokondride gerçekleşir. Döngünün diğer enzimleri sitozoldedir. Glutamat dehidrogenaz mitokondride bulunur. Bu enzim karbamoil fosfata katılan amonyağı temin eder.

Hem ve porfirin de hem mitokondri hem de sitozolde sentezlenir.

Karbamoil fosfat oluşumu: Karbamoil fosfat sentaz I'in (üre siklusunda hız kısıtlayıcı enzim) kataliziyle karbamoil fosfat oluşumu iki molekül ATP harcanarak gerçekleşir. Karbamoil fosfat sentaz I'in aktivitesi için N asetil glutamata ihtiyaç vardır (Not: Başka bir enzim olan karbamoil fosfat sentetaz II pirimidin biyosentezinde kullanılır. Bu enzimin aktivitesi için N asetil glutamata ihtiyaç yoktur ve reaksiyon sitozolde oluşur).

Sitrülin oluşumu: Mitokondride olur. Ornitin ve sitrülin üre döngüsüne katılan esas aminositlerdir. Reaksiyon sonucu oluşan sitrülin daha sonra sitozole geçer.

Arginosüksinat sentezi: Sitrülin aspartatla birleşerek arginosüksinatı oluşturur. Arginosüksinatın oluşumunda bir molekül ATP harcanarak AMP'ye döner ve PPi açığa çıkar.

Arginosüksinatın parçalanması: Arginosüksinat parçalanarak arginin ve fumarata dönüşür. Fumarat oluşumu ise üre döngüsü ile daha başka metabolik yollar arasında ilişki kurar. Fumarat malata dönüşerek mitokondriye girer ve TCA döngüsüne katılır veya sitozolik malat, okzaloasetata okside olarak aspartat veya glukoza dönüşebilir.

Argininin ornitin ve üreye parçalanması: Arginaz arginini ornitin ve üreye parçalar. Arginaz yalnızca karaciğerde bulunur. Bu nedenle diğer dokular da arginini sentez edebilmelerine karşılık yalnızca karaciğer arginini parçalayarak üre sentezleyebilir. Arjinin üre sentezi için gerekli olan iki azot ve karbondioksiti içerdiği için direkt olarak üreye dönebilen tek aminoasittir.

Ürenin sonucu: Böbrek yetmezliği olan hastalarda plazma üre seviyeleri artar ve bağırsaklara üre aktarımı da artar. Üreazın etkisi sonucu artan amonyak miktarı bu hastalarda klinik bir sorun oluşturur ve hiperamonyeminin başlıca sebebidir. Oral neomisin kullanımı amonyak üreten bakterileri azaltır. Neomisinin oral emilimi yoktur.

Üre Döngüsünün Ortalama Bilançosu

Aspartat + NH3 + CO2 + 3 ATP --> Üre + fumarat + 2 ADP + AMP + 4 Pi + 3 H2O.

Fumarat üreyle TCA'yı birbirine bağlayan moleküldür. Ürenin azot kaynakları: Karbamoil fosfat ve aspartat.

Üre Döngüsünün Düzenlenmesi

N asetil glutamat karbamoil fosfat sentetaz I'in esas aktivatörüdür. N asetilglutamat asetil KoA ve glutamattan sentezlenir. Bu bileşiğin karaciğer içi konsantrasyonu proteinden zengin bir yemekten sonra artar ve üre sentezinin artmasına yol açar.

Hiperamonyemide glutamin verilmez.

Vücudumuzdaki Amonyak Kaynakları

Diyet, vücut proteinleri, pürinler, pirimidinler, epinefrin, serotonin, üre.

Glutamin kanda ve beyinde en yüksek konsantrasyonda olan aminoasittir.

Dolaşımda Amonyağın Taşınması

1. Üre
2. Glutamin: Glutamin bu taşıma görevi nedeniyle plazmada ve beyinde en yüksek konsantrasyonda bulunan aminoasittir. Dolaşımdaki glutamin böbrekler tarafından uzaklaştırılır ve glutaminaz tarafından deamine edilir.

Hiperamonyemi: Belirtiler tremor, konuşmanın peltekleşmesi ve bulanık görmedir. Amonyak yüksek konsantrasyonlarda koma ve ölüme neden olabilir.

1. Kazanılmış Hiperamonyemi:  Alkolizm, hepatit veya bilyer tıkanma sonucu olan karaciğer sirozu karaciğer çevresinde kollateral dolaşıma şantlar yoluyla karışır ve karaciğere uğramaz. Böylece amonyak detoksifiye edilemez ve dolaşımdaki miktarı artar.

Yine böbrek yetmezliğinde kan yolu ile bağırsaklara gelen üre miktarı artar ve burada üreaz salgılayan bakteriler tarafından parçalanırsa hiperamonyemi gelişebilir.

2. Herediter Hiperamonyemi: Üre siklusu enzimlerinden beşi ile ilgili genetik eksiklik tanımlanmıştır. Normal doğan ancak ilk birkaç günde kötüleşen ve kan BUN seviyesi düşük, amonyak düzeyi yüksek olan çocuklarda mutlaka üre siklus defekti düşünülmeli. Hiperamonyemi özellikle tip I ve tip II'de çok ciddi boyutlardadır.

Tip I hiperamonyemide karbamoil fosfat sentetaz eksik, tip II hiperamonyemide (en sık) ornitin transkarbamoilaz eksik, hiperarjininemide arjinaz enzimi eksiktir.

Hiperamonyemide hastaya sodyum benzoat ve sodyum fenil asetat verilerek amonyak seviyeleri düşürülebilir. Bu maddeler hiperglisinemi tedavisinde de verilmektedir.

Amonyak Ölçümünde Dikkat Edilecek Noktalar

Sigara içiminden en çok etkilenen parametre amonyaktır. Sigara içen hasta testten önce duş almalı, temiz pijama giymelidir. Kanı alan teknisyen sigara içmeyen biri olmalı.

Amonyak Toksisitesinin Mekanizması

Alfa ketoglutarat + NADPH + H + NH3 --> glutamat + NADP.

Sitrik asit siklusunun önemli bir elemanı olan alfa ketoglutaratın kaybı söz konusudur ve sonuç olarak hücresel oksidasyon ve ATP üretimi azalır. Bu durumdan özellikle beyin zarar görür, çünkü yüksek enerji ihtiyacı sitrik asit döngüsü ile karşılanır. Böylece ATP'siz kalan beyin ilk etkilenen dokudur.

Diğer bir görüşe göre biriken amonyak glutamatla birleşir ve glutamin sentaz enzimi ile glutamin ortaya çıkar. Glutamat beyinde inhibitör etkili nörotransmitter olan GABA'nın öncülüdür. Glutamatın azalması ile GABA oluşumu azalır ve eksitasyon ortaya çıkar.

Hiperamonyemide glukoz sentezi azalmaz.

AMİNOASİTLERİN KARBON İSKELETLERİNİN KATABOLİZMASI

TCA'da sitrata dönebilen aminoasit yoktur. Alanin piruvata, lösin ve lizin (saf ketojenik) asetoasetil KoA'ya, glutamin ve glutamat alfa ketoglutarata, aspartat ve asparajin oksaloasetata dönebilir.

Glukoneogenezi uyaran en önemli aminoasit alanindir.

Esansiyel aminoasitler: PVT TİM HALL. Phenilalanin, valin, triptofan, treonin, izolösin, metyonin, histidin,arjinin, lösin, lizin.

Saf ketojenik olanlar: Lösin, lizin. Hem glukojenik hem de ketojenik olanlar: Tirozin, izolösin, fenilalanin, triptofan.

Histidin (histidaz) --> ürokanik asit --> N formimino glutamat (FIGlu) + tetrahidrofolat --> glutamat + 5 formimino tetrahidrofolat. Folik asit eksikliğinde histidinden zengin diyet FIGlu'yu arttırır.

L fenilalanin + tetrahidrobiopterin + O2 (fenilalanin hidroksilaz) --> L tirozin --> fumarat (glukojenik) + asetoasetat (ketojenik).

L metyonin --> S adenozilmetyonin (SAM, aktif metil vericisi, fosfor içermemesşne rağmen yüksek enerjili) --> S adenozilhomosistein --> adenozin + L homosistein (sistatyonin sentaz= eksikliğinde homosisteinüri görülür) --> sistatyonin --> L sisten (esansiyel değil, taurinin kaynağı). Taurin safra tuzunun oluşumu için gerekir (posttranslasyonel modifikasyon).

Lösin, valin ve izolösin dallı-zincirli alfa aminoasit transferaz ve dallı-zincirli alfa ketoasit dehidrogenazla metabolize olur. Dallı-zincirli alfa ketoasit dehidrogenaz eksikse MSUD olur, koenzimleri: TPP, CoA, lipoik asit (arsenik birleşerek enzimi inhibe eder), NAD, FAD. Koenzimler açısından piruvat dehidrogenaza benzer.

Esansiyel Olmayan Aminoasitlerin Sentezi

Okzaloasetat <--> Aspartat + glutamin --> asparajin.

Piruvat <--> alanin.

Fosfogliserat --> serin <--> glisin.

Serin + metyonin (esansiyel) --> sistein (esansiyel değil).

Alfa ketoglutarat <--> glutamat --> glutamin.

Glutamat --> glutamat semialdehit --> prolin + arjinin (yarı esansiyel).

Fenilalanin --> tirozin (esansiyel değil).

Asparjin: Bazı hızlı bölünen lösemi hücreleri gelişmeleri için yetecek miktarda asparjin üretemezler ve kandan asparjin alırlar. Asparjini aspartata hidroliz eden asparjinaz enzimi (tromboemboli riskini arttırır) lösemili hastaların tedavisinde kullanılır.

BH4'ün kullanıldığı reaksiyonlar: Fenilalanin hidroksilaz (en önemlisi), tirozin hidroksilaz, triptofan hidroksilaz, NO sentaz.

Fenilalanin + tetrahidrobiopterin (fenilalanin hidroksilaz) --> tirozin.

Tirozin + BH4 (tirozin hidroksilaz) --> DOPA.

Triptofan + BH4 (triptofan hidroksilaz) --> 5 hidroksitriptamin --> serotonin.

Yenidoğan metabolik hastalıklarının taranmasında kullanılan başlıca yöntem Tandemm Mass spektrometridir.

AMİNOASİT METABOLİZMASINDAKİ METABOLİK BOZUKLUKLAR

Hiperfenilalaninemiler

Fenilketonüri (FKU) fenilalanin hidroksilaz enzimindeki bir eksiklik sonucu olur. Hiperfenilalaninemiler aynı zamanda koenzim olan tetrahidrobiopterinin (BH4) sentez veya indirgenmesini sağlayan enzimlerle ilgili bir bozukluk olduğunda da görülebilir.

Normalde: fenilalanin --> tirozin --> Doku proteinleri, melanin, katekolaminler, fumarat.

FKU'da: Fenilalanin --> fenil pirüvat --> fenillaktat, fenilasetat.

Fenilketonürinin Özellikleri

1. Artmış fenilalanin: Fenilalanin hidroksilazın normal fonksiyon gösterdiği durumlarda önemli miktarda üretilmeyen fenilpirüvat (diğer fenilketon cisimlerinin de öncüsüdür), fenillaktat, fenil asetat (glutaminle birleşerek idrarla atılır) ve fenil asetilglutamin konsantrasyonları da artmıştır. Ter ve idrarda fare idrarı (fare leşi) kokusu oluşur.

2. MSS semptomları: Mental gerilik, yürüme ve konuşma bozukluğu, nöbetler, hiperaktivite, tremor, mikrosefali ve gelişme geriliği fenilketonürinin karakteristik bulgularıdır. Epileptik ataklar ve anormal EEG sıktır. Fakat glutamatın GABA'ya dönüşümünü katalizleyen glutamat dekarboksilazın fenilpirüvat ve fenillaktatla inhibe olduğu bilinmektedir.

Santral sinir sistemi disfoksiyonuna neden olur. Serebrosit, sülfatid, dopamin, serotonin sentezi fenilalaninle inhibe olur. Yüksek fenilalanin konsantrasyonunda miyelinizasyon bozulur.

3. Hipopigmentasyon: Açık saçlar, açık renk cilt ve mavi gözler görülür. Tirozinin tirozinaz tarafından hidroksilasyonu melanin pigmentinin oluşmasındaki ilk aşamadır.

İlk belirtiler kusma, idrarın fare gibi kokmasıdır. Hastalar kusma nedeniyle pilor stenozu sanılabilir. Tedavi gecikirse mental retardasyon gelişir. Renk açılır (göz, saç, deri). Hipertonisite, hiperaktivite gözlenebilir. Büyüme ve gelişme geriliği bulunur. Mikrosefaliktirler.

FKU'nun Neonatal Tanısı

Fenilalanin/tirozin oranının 2.5'ten büyük olması tanı koydurucudur.

FKU yenidoğanların taranmasıyla saptanır. Bu amaçla bakteriyel bir test olan Guthrie testi kullanılır.

Normalde anne sütü veya hazır mama ile 48 saat süren beslenmenin sonucunda teşhis koyacak kan fenilalanin düzeyleri oluşur. Kesin tanıda kan fenilalanin düzeyinin yüksekliği önemlidir.

Maternal FKU

Annedeki yüksek fenilalanin kan seviyeleri, fetusta mikrosefali, mental gerilik ve doğumsal kalp anomalilerine neden olur.

Tirozin Metabolizması Bozukluğu

Tirozin dopamin, norepinefrin, epinefrin, melanin ve tiroksinin (T3, T4) prekürsörüdür.

Herediter tirozinemi: Tip I'de (hepatorenal tirozinemi) fumarilasetoasetat hidrolaz enzimi eksiktir. Serumda ve idrarda tirozin metabolitleri (tiramin, parahidroksifenilpürivik asit, P hidroksifenillaktik asit, P hidroksifenilasetikasit, homogentisik asit, süksinil asetoasetik asit, süksinil aseton) yükselir. İdrar balık (veya lahana) gibi kokar. Bu metabolitler (özellikle süksinil aseton) karaciğer ve böbrek tübülleri üzerinde toksik etki yapar.

Alkaptonüri: Tirozin katabolizmasında fonksiyon gören homogentisik asit oksidaz eksikliği sonucu oluşur.

İdrar beklemekle koyulaşır. Kartilajlarda diğer mezanşimal dokularda, yanaklarda, burun ve kulaklarda, sklerada homojentisik asit birikmesine bağlı siyahlaşma (alkaptonürik okronozis), eklemlerde zamanla dejenerasyon oluşur.

Jeneralize albinizm: Tirozinaz (en ağır), permeaz (daha sık) gibi tirozin metabolizması ile ilgili enzimler eksiktir. Albinizmin ağır seyirli olan şekli tirozinaz eksikliğidir (tip I, tirozinaz negatif). Permeaz eksikliğinde (tip II, tirozinaz pozitif) tirozin melanozomlar içine transfer edilemez. Albinizmin en sık görülen şeklidir.

Klinik görünüm: Cilt sarı, saçlar gümüş rengindedir. Gözde iris ve fundusta pigment yoktur. İris gri veya mavi görünür. Ayrıca gözde refraksiyon (kırılma) kusuları, şaşılık, nistagmus, fotofobi bulunur. Tirozinaz eksikliğinde devamlı görme kaybı gibi göz kusuları bulunur. Körlük ve deri kanseri en önemli sekelleridir.

Metyonin Metabolizması ile İlgili Bozukluklar

Homosistinüri Tip I (Klasik Homosistinüri)

Sistation sentetaz enzimi eksiktir.

Klinik görünüm: 3 yaşlarında ektopia lentis (lens sublüksasyonu, Marfan gibi) oluşur. İleri yaşlarda astigmatizm, glokom, katarakt, retinal dekolman ve optik atrofi gelişebilir. Marfan’a benzer görünüm (ince, uzun boy, uzun ekstremite, araknodaktili, skolyoz, pektus ekskavatum veya karinatum, genu valgum, pes kavus, yüksek damak, diş sayısında fazlalık gibi) gelişir.

Röntgende jeneralize osteoporoz bulunur.

Optik nörit yoktur.

Tedavi: Hastaların bir kısmı yüksek doz vitamin B6’ya (pridoksin) cevap verir. Cevap alınamayan vakalara folik asit 1-5 mg/24 saat eklenir.

Sistin Metabolizması ile İlgili Bozukluklar

Sistin = 2 sistein

Sistinüri

Biyokimyasal görünüm: Sistin ve dibazik aminoasitlerin (arjinin, lizin, ornitin) böbrek ve bağırsak transportunda defekt vardır.

Nötral aminoasitlerin idrarla atılımının arttığı hastalık: Hartnup.

Klinik görünüm: Böbrekte geyik boynuzu şeklinde sistin taşları oluşur.

Sistinozis

Biyokimyasal görünüm: Lizozomlarda sistin birikir.

İnfantil veya nefropatik şekil: Hayatın ilk 3-6 ayında Fanconi sendromu (Fanconi’nin en sık nedeni) şeklinde görülür. İlk 10 yıl içinde kronik böbrek yetmezliği gelişir.

TRİPTOFAN METABOLİZMASI İLE İLGİLİ BOZUKLUKLAR

Triptofan esansiyel aminoasittir. Nikotinik asit, melatonin ve serotonin prekürsörüdür.

Hartnup Hastalığı

Triptofanın bağırsak ve böbrek transportu bozuktur. Diğer nötral aminoasitlerin böbrek transportu da bozulur.

Biyokimyasal görünüm: Jeneralize aminoasitüri (nötral aminoasitler).

VALİN-LÖSİN-İZOLÖSİN METABOLİZMASI İLE İLGİLİ BOZUKLUKLAR

Maple Şurubu İdrar Hastalığı

Enzim defekti: Bu üç aminoasitin ketoasitlerinin dekarboksilasyonunda fonksiyon gören kompleks ve mitokondriyal enzim sistemi olan dallı zincirli alfa ketoasit dehidrogenaz eksikliği vardır. Avrupa’da yanmış şeker kokusuna, Türkiye’de çemen kokusuna benzetilir.

Dallı Zincirli Aminoasitlere Ait Diğer Bozukluklar

a.   İzovalerik asidemi: İdrarda terli ayak kokusu, ağır asidoz, amonyak yüksekliği ve kusma (yenidoğanda) ile karakterizedir.
b.   Beta metik krotonil glisinüri: Kusma, asidoz ve idrarın kedi idrarı gibi kokması ile karakterizedir.
c.   Propiyonik asidemi
d.   Metil malonik asitüri

Histidin Metabolizması Bozukluğu

Histidinemi: Histidaz enzimi eksiktir. Histidinemi ve histidinüri bulunur.

Büyüme geriliği, mental retardasyon ve konuşma bozukluğu vardır.

Aminoasit metabolizması bozukluğu – idrar bulgusu eşleşmelerinden hangisi yanlıştır?

A.   Tirozinemi – idrarın balık gibi kokması
B.   Fenilketonüri – kedi idrarı kokusu
C.   Akçaağaç şurup hastalığı – idrarda yanmış şeker veya çemen kokusu
D.   İzovalerik asidemi – idrarda terli ayak kokusu
E.   Alkaptonüri – idrarın bekletilmekle siyahlaşması

Alkaptonüri

Hastalık homogentisat oksidaz eksikliğine bağlıdır. Homogentisat polimerler bekletilen idrarın renginin koyulaşmasına neden olur.

Metil malonil CoA mutaz eksikliğinde veya B12 eksikliğinde metil malonik asidemi gelişir.

Propionil KoA Karboksilaz Eksikliği

Karaciğerde tek karbonlu yağ asitleri birikir.

Homosistinüri

Hastalık sistatyonin sentetaz eksikliğne bağlıdır. Mental gerilik, osteoporoz ve karakteristik lens dislokasyonu görülür.

Histidinemi: Hastalık histidaz eksikliğine bağlıdır.

Akçaağaç şurubu idrar hastalığı: Hastalık dallı zincirli alfa ketoasit dehidrogenazdaki eksikliğe bağlıdır.

PORFİRİNLERİN SENTEZ VE YIKIMI

Hem hemoglobin, miyoglobin, sitokromlar, katalaz, NO sentaz ve triptofan pirolaz için prostetik gruptur.

Porfirin Sentezi

Süksinil KoA + Glisin (ALA sentaz, hız kısıtlayıcı, kofaktör: piridoksal fosfat [B6], hemin bu basamağın inhibitörü) --> ALA (mitokondridedir).

ALA (ALA dehidrataz, kurşun inhibe eder) --> Porfobilinojen.

Porfobilinojen (porfobilinojen deaminaz, eksikse akut intermittant porfiria = fotosensitivite yok) --> hidroksimetilbilian.

Protoporfirin IX (ferroşelotaz, kurşun inhibe eder) --> hem (mitokondridedir).

Porfirin oluşumundaki başlangıç ve son üç aşama mitokondride, ara aşamalar sitozolde gerçekleşir. Olgun eritrositlerde mitokondri olmadığı için hem üretilemez.

Delta aminolevülinik asit (ALA) oluşumu: Glisin ve süksinil KoA ALA sentazın katalizlediği bir reaksiyonla ALA oluşturmak üzere bir araya gelirler. Bu reaksiyon koenzim olarak pridoksal fosfata ihtiyaç gösterir ve porfirin biyosentezinde hız kısıtlayıcı aşamayı oluşturur.

Hemin ile son ürün inhibisyonu: ALA sentaz aktivitesi hemin konsantrasyonundaki artma ile baskılanır. Hemin hem molekülünün içerdiği demirin Fe+2’den Fe+3’e okside olmasıyla oluşur. Bu son ürün inhibisyonu ALA sentazın da sentezini azaltır.

İlaçların ALA sentaz aktivitesine etkisi: Fenobarbital gibi ilaçlar porfirya hastalıklarında mutlak kontrendikedir (fenitoin).

Kurşun zehirlenmesi: Ferroşelataz ve ALA dehidraz kurşun ile inhibisyona oldukça hassastır.

Porfirya kutanea tarda: Hastalık en sık görülen porfiryadır.

Akut intermittant porfirya: Hastalık üroporfirinojen I sentetaz (porfobilinojen deaminaz) eksikliğine bağlıdır. İdrar ışığa ve havaya maruz koyulaşır. Fotosensitivite görülmeyen tek porfiryadır.

Konjenital Eritropoetik Porfirya: Bir tek bu otozomal resesiftir. Hastalık üroporfirinojen III kosentaz eksikliğine bağlıdır.

Porfiryalar

Genel olarak fotosensitivite, nöropsikiyatrik bozukluklar ve akut batını taklit edecek derecede şiddetli karın ağrıları bulunur. Tüm porfiryalar otozomal dominant geçişlidir, bunun tek istisnası resesif geçişli olan konjenital eritropoetik porfiryadır.

Semptomlar genellikle barbitürat gibi ilaçların kullanılmasıyla, P450 mikrozomal ilaç oksidasyon sisteminin sentezindeki artışa bağlı olarak kamçılanır.

Tetrapirol ara ürünlerinin birikimine yol açan enzim defekti olan bireylerde ise fotosensitivite (görünen ışığa maruz kalındığında ciltte kaşıntı ve yanıklar) görülür.

Artmış ALA sentaz aktivitesi söz konusudur.

Tedavi: Porfirya vakalarında intravenöz hemin enjeksiyonu semptomları hafifletir. Güneş ışığından kaçınmak ve beta karotenle (bir serbest radikal çöpçüsü) beslenmek de yararlıdır.

Akut intermittant porfirya: Hepatik olup hidroksimetilbilian sentaz (porfobilinojen deaminaz) eksiktir. Hastaların idrarı hava ile temas ettiğinde ve ışıkta koyulaşır. Hastalar ışığa hassas değillerdir (fotosensitivite görülmeyen tek porfiryadır).

ALA sentaz eksikliği X’e bağlı sideroblastik anemi nedenidir.

Hem Yıkımı

Bilirubin oluşumu: Hem yıkımındaki ilk aşama mikrozomal hem oksijenaz sistemi tarafından RES hücrelerinde katalizlenir. NADPH ve O2 varlığında enzim porfirin halkasının açılmasına neden olur. Ferrik demir ve karbonmonoksidin serbest kalması ile yeşil pigment biliverdin oluşur. Biliverdin redüklenerek (biliverdin redüktaz) sarı-kırmızı renkteki bilirubin oluşturur.

Bilirubinin karaciğer tarafından alınması: Bilirubine göre çok daha zayıf ilaçlar, örneğin sülfonamitler ve salisilik asit bilirubini albüminden ayırabilir.

Hepatosite alındıktan sonra bilirubin glukronidasyon için düz endoplazmik retikuluma iletilmek üzere proteinlere bağlanır. Z proteini (yağ asidi bağlayıcı protein) ve ligandin (Y proteini) bilirubin ve organik anyonları bağlayan iki sitozolik proteindir.

Ligandin Z proteinine göre bilirubine daha fazla ilgi gösteren, fakat daha az bağlama kapasitesi olan bir proteindir. Ligandinde aynı zamanda subünitelerine bağlı olarak glutatyon S transferaz, glutatyon peroksidaz ve ketosteroit izomeraz aktiviteleri de vardır.

Bilirubin diglukronit oluşumu: Konjugasyon reaksiyonu bilirubin glukuronil transferaz tarafından katalizlenir, glukuronat vericisi olarak UDP glukuronik asit kullanılır. Endoplazmik retikulumda konjuge edilir.

Bilirubinin safraya atılması: Bilirubin diglukuronit konsantrasyon gradientine karşı aktif olarak safra kanallarına ve sonra safraya atılır. Bu enerji gerektiren ve hız kısıtlayan aşama karaciğer hastalıklarında aksar.

Hem (hem oksijenaz) --> biliverdin + Fe + CO.

Biliverdin (biliverdin redüktaz) --> bilirubin.

Bilirubin ligandinle karaciğere alınır.

Bilirubin (glukuronil transferaz) --> bilirubin diglukuronit (konjuge bilirubin).

Hepatik metabolizmada hız sınırlayıcı basamak: Safraya atılma.

Bilirubin (bakteriyel metabolizma) --> ürobilinojen --> ürobilin (idrara rengini verir).

Sterkobilin dışkıya rengini verir.

Sarılık

a.   Hemolitik Sarılık

Karaciğer günde 3000 mg bilirubini konjuge edip atma kapasitesine sahiptir. Günlük normal bilirubin üretimi yalnızca 300 mg’dır. Bu fazla kapasite nedeniyle karaciğer hem yıkımındaki artmayı karşılayacak şekilde bilirubin diglukuronitin konjugasyon ve sekresyonunda artış yapar. Kanda konjuge olmamış bilirubin düzeyi yükselir.

b.   Tıkanma Sarılığı

Genellikle konjuge bilirubin artar. GGT artar.

c.   Hepatosellüler Sarılık

Siroz veya hepatit gibi sebeplerle karaciğer hücrelerinin hasarlanması hem konjugasyonda hem de direkt bilirubinin safra yollarına salgılanmasında bozulmaya neden olur. Bu hastalarda hem indirekt hem de direkt bilirubin artar.

Yenidoğan Sarılığı

Doğumda hepatik bilirubin glukuronil transferaz aktivitesi düşüktür ve ligandin seviyeleri yaşamın ikinci haftasından sonra erişkindeki düzeyine ulaşır.

Konjugasyon defektine bağlı hiperbilirubinemi sebepleri: Neonatal sarılık, toksik sarılık, Crigler-Najlar sendromu, Gilbert sendromu.

Sekresyon defektine bağlı hiperbilirubinemi sebepleri: Dubin-Johnson sendromu, Rotor sendromu, kolestaz (kolestazda idrarda bilirubin görülür).

Bilirubin ölçümü: Klasik yöntem Ehrlich ayıracı da denilen diazolanmış sülfirik asitin (diazo reaktifi) bilirubinle reaksiyona girmesi ile oluşan azopirolün alkollü ortamda ölçülmesi ile total bilirubin bulunur. Bilirubin ışıktan kolay zarar görür, en kısa sürede çalışılmalıdır.

Kreatin

Kreatin, glisinden ve arjininin guanido grubundan ve buna ek olarak S adenozil metyoninden bir metil grubunun katılması ile sentezlenir. Kreatin ATP’yi fosfat vericisi olarak kullanarak kreatin kinaz katalizi ile dönüşümlü olarak fosforile olur ve kreatin fosfata döner. (GASA)

Kreatin Yıkımı

Kan kreatinin düzeyindeki artış böbreğin yetersiz çalıştığının da bir göstergesidir.

24 saatlik idrarla atılan kreatinin düzeyi (1-2 gr/gün) oldukça stabildir. Dolayısı ile kreatinin idrarın 24 saatlik olup olmadığının takibinde kullanılabilir.

Kreatinin klirensi: Normalde kreatinin glomerüllerden filtre edilmekte, fakat çok az tübüler sekrete edilmekte (%7-10) ve çok az reabsorbsiyona uğramaktadır. Bu nedenle klirensin ölçümü glomerüler filtrat hızını (GFR) göstermektedir.

Sistatin C GFR’yi belirlemede kullanılır. İnülin klirensi GFR için altın standarttır.

Histamin Sentezi

Histamin güçlü bir vazodilatatördür ve histidinden dekarboksilasyonu (kofaktör: piridoksal fosfat [B6]) ile oluşur. Dopa (dekarboksilasyon) --> dopamin. Oksidatif dekarboksilasyonda tiamin pirofosfat gerekir.

Serotonin

Serotoninin vücutta ağrının algılanması, davranışların normal ve anormal olarak özellikle affektif hastalıklarda düzenlenmesi, uykunun, vücut sıcaklığının ve kan basıncının düzenlenmesi gibi fizyolojik görevleri vardır. Serotonin vücutta fenilalanin hidroksilaz reaksiyonuna benzer bir reaksiyonla triptofandan sentezlenir.

Kateşolaminler

Tirozinden sentezlenirler. Dopamin, norepinefrin ve epinefrin (adrenalin) biyolojik olarak aktif aminlerdir ve kateşolaminler olarak adlandırılırlar. Kortizol adrenal kortekste sentezlenir. Norepinefrin ve epinefrin aynı zamanda adrenal medullada sentezlenir.

Rutin biyokimya ve hormon tetkikleri antikoagülanlı tüp gerektirmez.

Tirozin + tetrahidrobiopterin (tirozin hidroksilaz, hız sınırlayıcı basamak) --> DOPA

DOPA (dopa dekarboksilaz=aromatik L aminoasit dekarboksilaz, kofaktör: piridoksal fosfat) --> Dopamin

Dopamin + C vit + Cu + fumarat (dopamin beta hidroksilaz, bakırlı) --> norepinefrin

Norepinefrin + S adenozil metyonin (feniletanolamin N metil transferaz, glukokortikoitler bu enzimi indüklerler) --> epinefrin.

Kateşolaminlerin Yıkımı

Kateşolaminler monoamino oksidazın (MAO) katalizlediği oksidatif deaminasyon ve katekol O metiltransferazın (COMT) gerçekleştirdiği O metilasyon ile inaktive edilirler. Bu reaksiyonların metabolik ürünleri: norepinefrin ve epinefrinin başlıca yıkım ürünü vanilmandelik asit (VMA), dopaminin ise homovanilik asit olup idrarla atılır.

Bakır içeren enzimler: Tirozinaz, dopamin beta hidroksilaz, süperoksit dismutaz (SOD), lizin oksidaz, sitokrom oksidaz.

Melanin

Bakır içeren bir enzim olan tirozinaz (hız kısıtlayıcı) tarafından katalizlenir. Tirozinaz eksikliği albinizme neden olur.

Melatonin

Serotonine benzer bir şekilde triptofandan sentezlenir. İnsanlarda melatonin pineal bezden geceleri salgılanır. Melatonin yaşlanma karşıtı, kimyasal karsinojenlere karşı DNA’yı koruyucu etkisi olan bir hormondur.

Son yıllarda yapılan çalışmalarda melatoninin mitokondriyal oksidatif fosforilasyonun etkinliğini artırdığı ve serbest radikal üretimini azalttığı vurgulanmaktadır.

AMİNOASİTLERDEN SENTEZLENEN ÖNEMLİ BİLEŞİKLER (Bu tabloda yer alan hiçbir madde ribozomda sentezlenmez)
Madde   Prekürsör   Görevi
Kateşolaminler   Tirozin   
Melanin   Tirozin   
Tiroksin   Tirozin   
GABA (glisin içermez)   Glutamat   
Melatonin   Triptofan   
Serotonin   Triptofan   
NAD   Triptofan   
Histamin   Histidin   
Glutatyon GSH   Glutamat + sistein + glisin   Antioksidan
Kreatin fosfat   Glisin + arjinin + SAM + ATP   
Spermidin-spermin   Ornitin + SAM   
Karnozin   Histidin + alanin   
Anserin   Karnozin + SAM’dan metil   
Porfirin   Süksinil KoA + glisin   
Homokarnozin   Histidin + GABA   Beyinde nörotransmitter
Pürin bazları   Glisin + glutamat + aspartat + THF (tetrahidrofolat) + CO2   
Primidin bazları (glisin içermez)   Glutamin + aspartat   
Karnitin   Metyonin + lizin   
Putressin   Ornitinden dekarboksilasyonla   Poliaminler (spermin, spermidin ve putressin) hücre proliferasyonunun göstergesidir.

LİPİTLER VE LİPİT METABOLİZMASI

LİPİTLERİN SİNDİRİMİ

Lipitlerin sindirimi midede başlar. Midedeki sindirim büyük kısmı dilin arka kısmından salgılandığı düşünülen aside dayanıklı lipaz (lingual lipaz) tarafından katalize edilir.

Triaçilgliseraol gibi lipitler suda çözünmediklerinden bunların enzimatik sindirime uğrayabilmeleri için lipit damlacığı şekline dönüşmesi gerekmektedir. Emülsifikasyon lipit damlacığının yüzey alanını arttırır, böylece sindirim enzimleri daha etkili olurlar. Emülsifikasyonu safra tuzlarının deterjan etkisi ve bağırsak hareketlerinin mekanik karıştırıcı etkisi sağlar.

Duodenum alt kısmında ve jejunumda bulunan mukoza hücreleri tarafından küçük bir peptit hormon olan kolesistokinin (pankreozimin) üretilir. Kolesistokinin safra kesesinin kasılmasına ve safra salgılanmasına neden olur, bunun yanında pankreasın ekzokrin hücreleri tarafından sindirim enzimlerinin bağırsaklara geçişine neden olur. Ayrıca mide hareketlerinin azalmasına neden olur, böylece mide içeriğinin bağırsaklara geçişi yavaşlar.

Mideden bağırsaklara doğru akan kimusun asit pH’sına yanıt olarak diğer bağırsak hücreleri tarafından salgılanan sekretin pankreasın bikarbonattan zengin, sulu bir sıvı salgılanmasına neden olur. Böylece sıvı bağırsak içeriği nötralize edilir ve sindirim sisteminin enzimatik aktivitesi için uygun bir ortam sağlanmış olur.

Kolesterol esteri = Yağ asidi + kolesterol

Bir esteraz olan pankreatik lipaz triaçilgliserollerin 1. ve 3. karbonlarına bağlı olan yağ asitlerini öncelikli olarak hidrolize eder. Hidrolizin başlıca ürünleri 2 monoaçil gliserol ve serbest yağ asitleridir. Pankreastan salgılanan ve kolipaz olarak adlandırılan diğer bir hormon ise pankreatik lipazın dayanıklılığını ve etkisini arttırır.

Triaçilgliserol (pankreatik lipaz) --> 2-monoaçilgliserol + iki yağ asidi.

Kolesterol esterleri pankreatik ester hidrolaz (kolesteril esteraz) tarafından hidrolize edilerek kolesterol ve serbest yağ asitleri meydana getirirler.

Fosfolipitler pankreas sıvısında bulunan ve tripsin tarafından aktifleştirilen fosfolipaz A2 tarafından yıkılırlar.

Süt ve süt ürünlerinde (portal dolaşıma girebilir) bol bulunan kısa ve orta zincirli yağ asitleri bağırsak mukozasında emilmek için miçel yapısına gereksinim duymazlar.

TRİAÇİLGLİSEROL VE KOLESTEROLÜN YENİDEN ESTERLEŞMESİ

2-monoaçilgliserol --> TAG

Yağ asidi + KoA + ATP (yağ açil KoA sentetaz=tiyokinaz) --> Yağ açil-KoA + AMP + PP

Kolesterol --> Kolesterol esteri

Şilomikronun yapısına girenler: Apolipoprotein B48, fosfolipitler, kolesterol esteri, TAG, yağda çözünen vitaminler (ADEK). Şilomikron lenfatik sisteme girer, portal dolaşıma girmez. Şilomikronda serbest yağ asidi bulunmaz.

Apolipoprotein B48 bağırsak mukoza hücreleri tarafından sentezlenen bir protein olup eksikliği bağırsak mukoza hücrelerinde triaçilgliserollerin birikmesi ile karakterize ve genetik bir bozukluk olan konjenital abetalipoproteinemi (akantositoz veya diğer adı ile Bassen-Kornzweig sendromu) görülmesine sebep olur.

Şilomikronlardaki triaçilgliserollerin birçoğu lipoprotein lipaz tarafından uzaklaştırılarak şilomikron kalıntıları oluşturulurken apo C II HDL yapısına geri döner. Otozomal resesif bir hastalık olan tip I hiperlipoproteinemide lipoprotein lipazın veya apo C II’nin ailesel eksikliği söz konusudur. Bu hastalarda masif şilomikronemi görülür.

Apolipoprotein E eksikliğinde kanda şilomikron kalıntıları birikir ve ailesel disbetalipoproteinemi (tip III hiperlipoproteinemi – broad beta band hastalığı) olarak tanımlanır.

Yağ Asitlerinin Yapısı

Anyonik grubun suya karşı ilgisi vardır, bu ilgi yağ asidine amfipatik (hem hidrofilik hem de hidrofobik bölgelere sahip olma) özellik kazandırır. Fenilalanin amfipatiktir. Bununla birlikte uzun zincirli yağ asitlerinde hidrofobik kısım baskındır. Bu moleküller suda çözünmezler ve dolaşımda taşınmak için albümine bağlanmak zorundadırlar. Plazmada bulunan yağ asitlerinin %90’dan fazlası lipoproteinlerin yapısındaki yağ asidi esterleri (triaçilgliserol, kolesterol esterleri ve fosfolipitler) şeklinde bulunur.

Memeli Dokularındaki Önemli Yağ Asitleri
Yaygın Adı   Yapı   İşlevsel Önemi
Palmitik asit   16:0 (ilk rakam karbon sayısı, ikinci çifte bağ, üçüncü çifte bağın hangi karbonda olduğunu gösterir)   
Palmitoleik asit   16:1 (9)   
Linoleik asit   18:2 (9,12)   Esansiyel yağ asidi, omega 6
Linolenik asit   18:3 (9, 12, 15)   Esansiyel yağ asidi, omega 3
Araşidonik asit      Esansiyet yağ asitleri ile birlikte prostaglandinlerin öncül maddesi

Diyette çoklu doymamış yağ asitlerinin doymuş yağ asitlerine oranının yüksek oluşu plazma kolesterol düzeyini azaltıp koroner kalp hastalığı riskini azaltır.

Doymuş yağ asitlerinden zengin olan Hindistan cevizi ve hurma yağları ile beslenen Latin Amerika ve Asya ülkelerinde total ve LDL kolesterol seviyeleri yüksektir.

Trans yağ asitlerinin metabolizması doymuş yağ asitlerine benzer ve hiperkolesterolemik etkilidir. Cis yağ asitleri ise hipokolesterolemik etkillidir. Trans yağ asitleri doğal gıdalarda pek bulunmaz. Bunlar daha çok margarin yapısında bulunan sentetik yağ asitleridir.

Omega 6 yağ asidi olan linoleik asit (18:2; 9,12) bitkisel yağlarda bulunur. LDL kolesterol ve HDL kolesterolü azaltır.

Omega 3 yağ asitlerinden olan linolenik asit (18:3; 9,12,15) bitkilerde, doksohekzaenoik asit ve eikozapentaenoik asit ise balık yağında bulunur. Omega 3 yağ asitleri trigliseridi düşürürler. Ayrıca trombüs oluşumunu ve kardiyak aritmileri azaltarak kardiyovasküler mortaliteyi azaltırlar. Balık yağlarından doğrudan alınan doksohekzaenoik asit retina, serebral korteks, testis ve spermde yüksek oranda bulunur. Beyin ve retina gelişimi için özellikle gereksinim vardır.

Zeytinyağında bol bulunan monoansatüre yağ asitleri total ve LDL kolesterolü azaltırken, HDL kolesterolü arttırırlar.

Asetil KoA + malonil KoA --> Palmitik asit (C16, insanda ilk sentezlenen yağ asidi)

Palmitik asit --> 16:1 palmitooleik asit
Palmitik asit --> C18: stearik asit

Diyet --> linoleik asit --> linolenik asit (C18:3) --> araşidonik asit (C20:4)

YAĞ ASİTLERİNİN SENTEZİ

İnsanlarda yağ asidi sentezi başlıca karaciğerdedir.

Yağ asidi sentezinin sitozolde başlayabilmesi için mutlaka dört şeye ihtiyaç vardır:

1.   Asetil KoA
2.   CO2 (Genellikle bikarbonat formunda bulunur)
3.   ATP
4.   NADPH

FAD, NAD yıkımda gereklidir.

Yağ asidi sentezinde ilk basamak asetat birimlerinin mitokondriyal asetil KoA’dan sitozolde bulunan sitozolik asetil KoA’ya transfer edilmesidir. Mitokondriyal asetil KoA başlıca dört kaynaktan elde edilir:

•   Pirüvatın oksidatif dekarboksilasyonundan
•   Yağ asitlerinin yıkımından
•   Keton cisimlerinin yıkımından
•   Aminoasitlerin yıkımından

Asetil KoA’nın koenzim A kısmı mitokondri membranından geçemez, sadece asetil kısmı sitrat şeklinde sitozole taşınır.

Sitozolik asetil KoA ATP gerektiren ve koenzim olarak biyotini kullanan asetil KoA karboksilaz enziminin düzenlediği bir reaksiyon ile malonil KoA’ya çevrilir.

Enzim sitrat tarafından aktive edilirken, palmitoil KoA (son ürün) tarafından inhibe edilir. İnsülin asetil KoA karboksilazı defosforile ederek aktifleştirirken, glukagon ve epinefrin enzimi fosforilleyerek inaktif hâle çevirir.

4’ fosfopantotein pantotenik asidin sisteinle birleşmiş aktif bir türevidir ve yağ asidi sentezinde asetil ve açil taşıyıcı protein olarak açil gruplarını üzerinde taşır. Pantotenik asit ayrıca koenzim A’nın bir parçasıdır. Pantotenik asit hem yağ hem yağ asidi sentezi hem de yağ asitlerinin yıkımı için gereklidir.

Palmitat sentezindeki tüm reaksiyonları özetlediğimizde:

8 asetil KoA + 14 NADPH + 14 H + 7 ATP --> Palmitik asit + 8 KoA + 14 NADP + 7 ADP + 7 Pi + 7 H2O

İnsülin tarafından fosforile edilip aktif olan enzimler: Sitrat liyaz, protein fosfataz, fosfodiesteraz.

Asetil KoA + okzaloasetat --> sitrat

Sitrat (sitrat liyaz) --> okzaloasetat + asetil KoA

Okzaloasetat --> malat + NADP (malik enzim) --> Pirüvat + NADPH (Heksoz monofosfat yolundan da üretilir)

Asetil KoA + CO2 + ATP (asetil KoA karboksilaz, hız kısıtlayıcı, defosforile hâlde aktiftir, allosterik aktivatörü sitrattır, palmitoil KoA inhibitörüdür) --> malonil KoA

Asetil KoA karbosilaz P (inaktif) (protein fosfataz, insülin aktive eder) --> asetil KoA karboksilaz (aktif)

Asetil KoA karboksilaz (aktif) + ATP (cAMP bağımlı protein kinaz, glukagon ve epinefrin aktive eder) --> Asetil KoA karboksilaz P (inaktif) + ADP

NADPH KAYNAKLARI

Heksoz monofosfat şantı yağ asidi sentezi için gerekli olan NADPH’ın en büyük kaynağıdır. Alternatif olarak sitozolde malatın pirüvata dönüşümünü sağlayan NADP bağımlı malat dehidrogenazın (malik enzim) katalizlediği reaksiyon ile de NADPH sağlanır.

Aşağıdakilerden hangisi yağ asidi sentezi için gerekli değildir?

A.   Asetil Koa B. Bikarbonat C. ATP D. NADPH E. FAD

Cevap E

Aşağıdakilerden hangisi asetil KoA karboksilazın inhibisyonuna neden olmaz?

A.   Palmitoil KoA B. Glukagon C. Açlık D. Sitrat E. Epinefrin

YAĞ ASİTLERİNİN ZİNCİR UZAMASI VE ÇİFTE BAĞ EKLENMESİ

16 karbondan daha uzun zincirli yağ asitlerinin sentezi palmitik aside iki karbonluk birimlerin eklenmesi ile endoplazmik retikulumda gerçekleşir. İnsanlar 9-10. karbondan daha ileriye çifte bağ sokamadıklarından çoklu doymamış yağ asitleri olan linoleik ve linolenik asit (gama linoleik asit) diyetle alınması gereken esansiyel yağ asitleridir.

FİTANİK ASİT

Fitanik asit (3,7,11,15 tetrametil palmitik asit) bitkisel besin maddelerinde bulunan klorofilin bir yapı taşı olan fitolden sentezlenir.

Fitanik asit 3. C’da beta oksidasyonu bloke eden bir metil taşır. Beta oksidasyonu bloke eden metil grubu alfa oksidasyon ile uzaklaştırılır. Bazı kişilerde alfa oksidasyon kusuruna bağlı olarak fitanik asidin uygun bir şekilde parçalanamaması ile plazma ve dokularda fitanik asit birikir. Bu hastalık otozomal resesif kalıtılan Refsum hastalığı olup başlıca semptomları retinitis pigmentosa, gece körlüğü, periferal nöropati ve serebral ataksi olarak sıralanabilir.

TRİAÇİLGLİSEROLLERİN DEPOLANMASI

Vücudun en büyük enerji depolarıdır.

Kolesterol ve kolesterol esterleri, fosfolipit ve protein (apo B100) ile birlikte paketlenerek çok düşük yoğunluklu lipoproteinler (VLDL) olarak adlandırılan lipoprotein partiküllerini oluşturmak üzere kullanılır.

GLİSEROL FOSFAT SENTEZİ

Glukoz (glikoliz ile) --> dihidokriaseton fosfat --> gliserol fosfat (yağ dokusu hücresi)

Gliserol (gliserol kinaz) --> gliserol fosfat (karaciğer hücresi)

Yağ dokusunda kesinlikle gliserol kinaz bulunmaz.

Yağ dokusunda triaçilgliserollerin nötral yağ damlacıkları şeklinde kaplanmasını sağlayan perilipin adlı protein bulunur. Perilipin hormon sensitif lipazın TAG’leri gereksiz yere yıkmasını engeller. Perilipinin aşırı üretilmesi --> obezite.

YAĞ ASİTLERİNİN BETA OKSİDASYONU

Depolanmış yağların mobilizasyonu yağ asitlerinin ve gliserolün triaçilgliserolden hidroliz yolu ile ayrılması ile başlar. Bu işlem hormona duyarlı lipaz aracılığı ile başlatılır.

Hormona duyarlı (özellikle epinefrinin artmasına bağlı) lipaz cAMP’ye bağımlı protein kinaz tarafından fosforile edildiği zaman aktifleşir.

Triaçilgliserolden ayrılan gliserol yağ hücrelerinde gliserol kinaz bulunmadığı için bu hücrelerde metabolize edilemez, kana karışır ve karaciğere giderek fosforile olur. Oluşan gliserol fosfat karaciğerde triaçilgliserol oluşumu için kullanılır veya gliserol dehidrogenaz basamağının tersi şekline yürür ve dihidroksiaseton fosfat oluşumunda kullanılır.

Serbest yağ asitleri ise yağ hücrelerinin membranlarından geçerek hemen plazma albüminine bağlanırlar.

Beyin, diğer sinir sistemi dokuları, eritrositler ve böbrek üstü medullası serbest yağ asitlerini kan düzeyi ne olursa olsun yakıt olarak kullanamazlar.

KARNİTİN MEKİĞİ

Yağ asidi bir hücreye alındıktan sonra bir tiyokinaz tarafından KoA türevine dönüştürülür.

Karnitin açil transferaz enziminin iskelet kaslarında doğumsal yokluğu tekrarlayan kas zayıflığına ve miyoglobinüri ile sonuçlanan bozuk yağ asidi oksidasyonuna yol açar. Benzer bir şekilde hipoglisemik sülfonilüreler olan glibürid ve tolbutamid karnitin açil transferazı inhibe ederek yağ asidi oksidasyonunu inhibe eder.

Tiyokinazın bulunduğu organeller: Düz endoplazmik retikulum, peroksizom, mitokondri dış zarı, mitokondri matriksi.

Serbest yağ asitleri plazma membranını Na ile birlikte kotransportla geçer.

Yağ açil KoA + karnitin (karnitin açiltransferaz I, malonil KoA bu enzimi inhibe eder) --> KoA + açil karnitin (sitozolde)

Açil karnitin + KoA (karnitin açil transferaz II) --> karnitin + yağ açil KoA (mitokondri matriksinde)

Karnitin eksikliği özellikle prematüre ve yenidoğanlarda yetersiz biyosentez (KC ve böbreklerde metyonin + lizinden sentezlenir) veya renal kaçağa bağlı olarak görülebilir. Kayıplar hemodializ sırasında da meydana gelebilir. Organik asidürili hastalarda organik asitlerle konjuge olarak büyük miktarda karnitin atılabilir.

Eksikliğin belirti ve semptomları: Bozulan yağ asidi oksidasyonu sonucu glikoneogenezin azalması nedeniyle görülen (nonketotik) hipoglisemi periyotları, artan plazma serbest yağ asitlerinin varlığında bozulan ketogenez, kas zayıflığı ve lipit birikimini kapsar. Tedavi oral yolla karnitin verilmesi şeklindedir.

Karnitin mekiği ile ilgili aşağıdaki bilgilerden hangisi yanlıştır?

A.   Karnitin karaciğer ve böbreklerde metyonin + lizinden sentezlenir.
B.   Malonil KoA karnitin açil transferaz I’in en önemli aktivatörüdür.
C.   Karnitin açil gruplarını sitozolden mitokondriye taşır.
D.   Karnitin açil transferaz I sülfonilüre grubu oral antidiyabetikler tarafından inhibe olur.
E.   Organik asidürili hastalarda idrarla karnitin atılımı artmıştır.

Cevap B

Hipoglisin

Hipoglisinin alınmasıyla karnitin ve KoA tükenir. Ayrıca hipoglisin beta oksidasyonun ilk enzimi olan açil KoA dehidrogenazı inhibe eder, beta oksidasyon bozulur. Jamaika kusma hastalığı da denilen bu hastalıkta kusma, SSS depresyonu, glukoneogenez inhibisyonu ve hipoglisemi oluşur.

Beta oksidasyona palmitik asit ile başlandığında palmitoil KoA oluşumu için tiokinaz basamağında 2 ATP harcanıldığı düşünülürse net ATP kazancı 106 ATP’dir. Palmitoil KoA 108 ATP kazandırır.

Beta Oksidasyon Tepkimeleri

Yağ açil KoA + FAD (açil KoA dehidrogenaz, bu enzim hipoglisinle inhibe olur) --> trans delta 2 yağ enoil KoA + FADH

Trans delta 2 yağ enoil KoA + H2O (enoil KoA hidrataz) --> L beta hidroksi açil KoA

L beta hidroksi açil KoA + NAD (beta hidroksi açil KoA dehidrogenaz) --> beta açil KoA + NADH

Beta açil KoA (beta keto tiolaz) --> Asetil KoA.

Karnitin açil transferaz ve asetil KoA karboksilaz yoktur.

TEK KARBON SAYILI YAĞ ASİTLERİNİN YIKIMI

Tek karbon sayılı yağ asitleri beta oksidasyon ile yıkılınca en son üç karbonlu propiyonil KoA kalır.

Propiyonil KoA (propiyonil KoA karboksilaz) --> L metilmalonil KoA (metilmalonil CoA mutaz, koenzimi: deoksiadenozil kobalamin [B12]) --> süksinil KoA

Homosistein (koenzim: metilkobalamin [B12]) --> metyonin

Metil malonil KoA’nın süksinil KoA’ya dönüşümünde görev olan vitamin B12 formu hangisidir?

A.   Deoksiadenozil kobalamin B. Metilkobalamin C. Siyanokobalamin D. Hidroksikobalamin E. Kobalamin

Cevap A

Yağ asit sentez ve yıkımı için gerekli olan vitamin aşağıdakilerden hangisidir?

A.   Tiamin B. Riboflavin C. Pantotenik asit D. Askorbik asit E. Deoksiadenozil kobalamin

Cevap C

Yağ Asidi Sentezi ve Yıkımının Karşılaştırılması
   Sentez   Yıkım
Metabolik yolu kolaylaştıran hormonal durum   Yüksek insülin/glukagon oranı   Düşük insülin/glukagon oranı
Ana doku bölgesi   Başlıca karaciğer   Kas, karaciğer
Hücre içindeki yeri   Esas olarak sitozol   Mitokondri
Mitokondri ve sitozol arasında açil-asetil gruplarının taşıyıcıları   Sitrat (mitokondriden sitozole)   Karnitin (sitozolden mitokondriye)
Fosfopantetein içeren aktif taşıyıcılar   Açil taşıyıcı protein bölgesi, koenzim A   Koenzim A
Oksidasyon/redüksiyon kofaktörleri   NADPH   NAD, FAD
Aktifleştirici   Sitrat asetil KoA karboksilazın allosterik aktivatörüdür.   
Baskılayıcı      Malonil KoA (karnitin açil transferazı baskılar)
Metabolik yolun ürünü   Palmitat   Asetil KoA

Aşağıdaki dokulardan hangisi serbest yağ asitlerini enerji kaynağı olarak kullanabilir?

I.   Beyin
II.   Adrenal medulla
III.   Eritrositler
IV.   Kalp kası

A.   I ve III B. II ve IV C. I, II ve III D. Yalnız IV E. Hepsi

Cevap D

KETON CİSİMLERİ

Başlıca keton cisimciklerimiz asetoasetat, 3 hidroksibütirat ve asetondur.

HMGKoA lösinin katabolizması esnasında bir ara üründür.

Asetil KoA + asetil KoA --> asetoasetil KoA (HMG KoA sentaz, KC mitokondrisindedir, hız kısıtlayıcı. Sitozoldeki kolesterol üretiminde kullanılır.) --> HMG KoA --> Asetoasetat --> Aseton + beta hidroksi bütirat

Keton cisimlerinin sentez yeri karaciğer iken karaciğerde tiyoforaz enzimi (süksinil KoA: asetoasetat KoA transferaz) bulunmadığından karaciğer keton cisimlerini yakıt olarak kullanamaz. Bu enzim 3 OH bütirat ve asetoasetat gibi keton cisimlerinin süksinil KoA üzerinden TCA’ya bağlantısını sağlar. Keton cisimlerinin yıkım organeli mitokondri olduğundan eritrosit gibi mitokondrisi olmayan hücreler de keton cisimlerini yakıt olarak kullanamaz.

Keton cisimlerinin TCA’ya giriş yeri asetil KoA’dır.

3 hidroksibütirat --> asetoasetat + süksinil KoA (tiyoforaz=KoA transferaz) --> asetoasetil KoA --> 2 asetil KoA

FOSFOLİPİTLER

Fosfatidik asit + gliserol --> fosfatidil gliserol
Fosfatidik asit + inozitol --> fosfatidil inozitol
Fosfatidik asit + etanolamin --> fosfatidil etanolamin
Fosfatidik asit + gliserol + fosfatidik asit --> kardiyolipin

Sfingozin + yağ asidi + hidrojen --> seramid
Seramid + fosfokolin --> sfingomiyelin
Seramid + glukoz --> glukoserebrozid
Seramid + galaktoz --> galaktoserebrozid
Seramid + oligosakkarid --> globozid
Seramid + oligosakkarid + NANA --> gangliozid

GS: Sfingomiyelinler G veya S ile başlar.

NANA: N asetil nöraminik asit = sialik asit ile aynı aileden olan 9 karbonlu şeker.

Kolera toksininin bağırsaklardaki reseptörü GM-1 gangliozid yapısındadır.

KARDİYOLİPİN

Sadece mitokondride bulunur. Mitokondri iç zarında en çok bulunan fosfolipittir. Kardiyolipin insanlarda antijenik özelliğe sahip tek fosfolipittir.

Apopitozda görev alır. Kardiyolipinin azalması sonucu yaşlanma, kalp yetmezliği, hipotiroidi ve Bart sendromu oluşabilir.

Fofatidilkolin (Lesitin)

Membran yapısında en çok bulunan fosfolipittir. Safranın başlıca bileşenlerinden biridir. Fosfatidil kolinin en önemli görevlerinden bir tanesi akciğer tip II pnömositlerden salgılanan sürfaktanın yapısına dipalmitoil fosfatidilkolin şeklinde katılarak akciğer yüzey gerilimini ayarlamaktır.

Doğuştan eksikliğinde Batı toplumunda yenidoğan ölümlerinin %15’inden sorumlu olan neonatal respiratuvar distres sendromu (hiyalen membran hastalığı) meydana gelir.

Fosfatidil İnozitol

Fosfatidil inozitol membranlarda fosfolipaz C ile yıkıldığı zaman inozitol trifosfat şekline (IP3) dönüşerek sekonder messenger etkisi ortaya çıkar.

Hormon (oksitosin) Gq ile bağlanır. Fosfatidilinozitol (fosfolipaz C) --> inozitol trifosfat + diaçilgliserol (DAG)

İP3 --> Ca’yı arttırır --> protein kinaz C’yi aktive eder --> fosforillenmiş proteinler --> intrasellüler etkiler

DAG --> protein kinaz C’yi aktive eder.

Fosfolipaz C Gq proteinin alfa subünitesi tarafından uyarılır ve aktiflenir.

Kalmodulin

İntrasellüler Ca 0.1 mikromol/L iken ekstrasellüler Ca 5 mmol/L’dir (50000 kat). Ca tüm intrasellüler etkilerini Ca bağlayıcı protein olan kalmodulin ile sağlar.

Fosfatidil inozitol membranlar üzerinde glikozilfosfatidilinozitol (GPİ) kancası şeklinde bulunur ve bu noktalar özel bazı proteinlere bağlanma bölgeleri oluşturur. Örneğin alkalen fosfataz, lipoprotein lipaz, asetil kolin esteraz ve 5’ nükleotidaz gibi enzimler, toksoplazma, tripanazoma ve leishmanya gibi parazitler bu bölgelere bağlanır.

Paroksismal nokturnal hemoglobinüri (PNH) eritrosit zarındaki bazı proteinlere bağlı olan glikozilfosfatidilinozitol (GPİ) kancasının kusuruna neden olan mutasyonlar nedeni ile gelişen bir hastalıktır. Bu hastalıkta hematopoetik sistemle ilişkili fosfatidil inozitol glikan A (PİG A) geni bozuktur. Sonuçta eritrositlerin hemolizine neden olan bazı komplemanları inhibe eden decay accelerating factor (DAF) ve CD 59 adı verilen proteinler sentezlenemez. Böylece eritrosit membranı çeşitli komplemanlarca hemolize uğratılır. Bu hastaların tanısında asit Ham testi denilen bir yöntem kullanılmaktadır. Bu yöntem pH 6.2’ye getirilmiş serumda hastalıktan etkilenmiş eritrositlerin hemolize daha duyarlı olması ve komplemanlar etkisiyle yıkılması prensibine dayanmaktadır.

Membranlardaki fosfatidil inozitol fosfolipaz A2 tarafından yıkıldığı zaman araşidonik asit meydana gelir. Fosfolipaz A2 etkisi ile araşidonik asit serbestleşmesi travma, hipoksi, epinefrin, bradikinin, trombin, vazopressin ve anjiotensin II tarafından artırılır. Bu basamak prostaglandin sentezinin hız kısıtlayıcı basamağı olup kortikosteroitler tarafından inhibe olur.

Fosfolipit (hücre membranındaki fosfatidil inozitol) (fosfolipaz A2, kortikosteroitler bu enzimi inhibe eder) --> araşidonik asit + lizofosfolipit

Araşidonik asit (5 lipooksijenaz, zileuten bu enzimi inhibe eder) --> 5 HPETE (5 hidroperoksidikozatetraenoik asit)

LTC4 --> LTD4 --> LTE4: Anafilaksinin yavaş reaksiyon veren maddesinin bileşenleridir (SRS-A).

LTB4 (lökotrien B4): Polimorfonükleer lökositlerin artmış kemotaksisinden sorumludur.

Araşidonik asit (siklooksijenaz, bu enzim steroid omayan antienflamatuvar ilaçlarla inhibe olur, aspirin [geri dönüşümsüz baskılayıcı], indometasin) --> PGG2 (glutatyan peroksidaz) --> PGH2 (tromboksan sentaz, dazoksiben bu enzimi inhibe eder) --> TXA2 (tromboksan A2): Trombosit kümeleşmesini kolaylaştırır, damar kasılmasını mobilize eder.

PGH2 --> PGE2 (prostaglandin E2): Doğum ağrısını indüklemek için kullanılırdı.

PGE2 <--> PGF2 alfa (prostaglandin F2 alfa): Uterus kasılmasını uyarır.

PGH2 --> PGI2 (prostasiklin): NO’ya benzer, damarı genişletir, trombosit kümelenmesini baskılar, tromboksan A2’nin tersidir.

Prostaglandin Sentez İnhibisyonu

Kortikosteroitler, örneğin kortizol, fosfolipaz A2’yi inhibe eder. Sonuç olarak araşidonik asit oluşamaz.

Aspirin, indometazin ve fenilbutazon gibi nonsteroidal antienflamatuvar ilaçlar Pg endoperoksit sentazı, özellikle de COX-1 ve COX-2’yi inhibe eder. Aspirin siklooksijenaz enziminin geri dönüşümsüz bir inhibitörüdür, fakat diğer nonsteroit antienflamatuvar ilaçların yaptığı inhibisyon reversibl olup yaklaşık 48 saatte geri döner. Son yıllarda selektif COX-2 inhibitörü olan rofecoxib ve celecoxib gibi ilaçlar kullanılmaktadır.

Dipidamol ve dazoksiben tromboksan sentaz enziminin inhibitörü olup TxA2 sentezini durdururlar.

LÖKOTRİENLER (LT)

SRS-A anafilaksinin yavaş etkili maddesi olup LTC4, LTD4 ve LTE4’ten meydana gelir. Bu madde astımda bronş düz kasını kasar. Düz kaslarda kasılma ve küçük damarlarda permeabilite artışına neden olurlar. Mukus sekresyonunu artırırlar, LTD4 LTC4’e göre çok daha potenttir.

Lökotrien B4

PNL ve nötrofillerin artmış kemotaksisinden sorumludur. Adenilat siklaz sistemini uyararak PNL’de degranülasyonu ve lizozomal hidrolitik enzimlerin salınımını sağlarlar. Zileuten selektif 5 lipooksijenaz inhibitörüdür.

Plazmalojenler

Eter fosfolipitler veya alkil fosfolipitler olarak da adlandırılan bu fosfolipitlerin en önemli özelliği fosfoglieritlerdeki yağ asitlerinin ester değil de eter bağı ile bağlanması ile meydana gelmeleridir. Bir plazmalojen olan 1 alkenil fosfatidal kolin (eski adı ile trombosit aktive edici faktör, PAF) akciğerlerde ödemi arttırır, aşırı duyarlılık, akut iltihabi reaksiyonlarda anafilaktik şokun mediatörü olarak hareket eder.

FOSFOLİPİTLERİN YIKIMI

Fosfolipaz A2: Birçok memeli dokusunda ve pankreas sıvısında bulunmaktadır.

Fosfolipaz C: Membrana bağlı fosfolipaz C ikinci haberci sisteminde rol oynamaktadır.

Sfingomiyelinaz: Sfingomiyelin lizozomal enzim olan sfingomiyelinazla (eksikse Nieman Pick) yıkılır. Seramid seramidazla yıkılır, sfingozin ve yağ asidi ortaya çıkar. Seramid apopitoz, hücre siklusu, hücre farklılaşması ve yaşlanmasında önemli rol alan bir ikincil habercidir.

SFİNGOLİPİDOZLAR

X’e bağlı resesif kalıtılan Fabry hariç hepsi otozomal resesiftir. Glikolipit ve sfingolipitlerin yıkımı lizozomal enzimlerce sağlanır.

Kolitis ülserozada mukozal hasarın artışında kilit rolü olduğu düşünülen ve selektif 5 lipooksijenaz inhibitörü olan zileuten verilerek azaltılmaya çalışılan lökotrien hangisidir?

A. Lökotrien E4 B. Lökotrien D4 C. Lökotrien C4 D. Lökotrien B4 E. Lökotrien A4

Cevap D

Sfingolipidozlar ve Önemli Bazı Bulgular
Hastalık   Eksik Enzim   Önemli Klinik Bulgular
Tay Sach   Hegzoaminidaz A   Kiraz kırmızısı makula (Japon bayrağı görünümü)
Sandhoff   Hegzoaminidaz A ve B   Kiraz kırmızısı makula
GM-1 gangliozidoz      Kiraz kırmızısı makula, gangliyozid ve mukopolisakkaritin birlikte birikimi
Niemann Pick   Sfingomiyelinaz   Kiraz kırmızısı makula, hepatosplenomegali, mental gerilik, erken çocukluk döneminde ölüm, sfingomiyelin birikimi. Histiositik köpük hücreler oluşur
Gaucher   Beta glukozidaz   En sık görülen glikolipidoz, ACE enziminde artış, asit fosfataz yüksek, Askenazi Yahudi’lerinde taşıyıcılık 1/14, uzun kemiklerde osteoporoz, glukoserebrozid birikimi
Krabbe   Beta galaktozidaz   Beynin beyaz cevherinde globoid cisimler, galaktozilseramid (galaktoserebrozid) birikir.
Metakromatik lökodistrofi   Arilsülfataz A   Sülfatidler birikir.
Fabry      X’e bağlı resesif
Farber   Seramidaz   Seramid birikir

KOLESTEROL VE STEROİT METABOLİZMASI

Kolesterolün değişik görevleri mevcuttur: Bütün hücre zarlarının bileşenidir, safra tuzları, steroit hormonları ve D vitamininin öncüsüdür.

Aşağıdakilerden hangisinin biyosentezinde başlangıç molekülü kolesterol değildir?

A. Aldosteron B. Kolik asit C. Aseton D. Progesteron E. 1,25 dihidroksikolekalsiferol

Cevap C

KOLESTEROLÜN SENTEZİ

Sentez hem sitozolik hem de endoplazmik retikulumda bulunan enzimlerin katılımı ile sitozolde meydana gelir.

İzopren türevi ara bileşikler çeşitli bileşiklerin öncülüdür. Örneğin übikinon (koenzim Q), dolikol, karotenoidler, tokoferoller, vitamin K, vitamin E ve çeşitli proteinlerin (G proteinleri, RAS onkojenler, protonkojenler vb.) öncülüdür. D vitamini izopren türevi değildir.

Asetil KoA --> asetoasetil KoA (HMG KoA sentaz, sitozolik) --> HMG KoA (HMG KoA redüktaz, hız kısıtlayıcı enzim) --> Mevolanat

İzopentenil pirofosfat (IPP) kolesterol sentezinde ilk izopren türevi bileşiktir. Skualen kolesterol halka yapısının ilk belirdiği aşamadır. Lanosterol halkaların ilk tamamlandığı aşamadır.

HMGKoA REDÜKTAZIN KONTROLÜ

•   Kolesterol negatif feed back yolu ile HMG KoA redüktazı inhibe eder.
•   Glukagon enzimi fosforilleyerek inaktive ederek kolesterol sentezini inhibe ederken, insülin enzimi defosforile ederek aktifler ve kolesterol sentezini hızlandırır.
•   Levostatin, simvastatin ve mevostatin gibi statin grubu ilaçlar HMG KoA redüktaz enziminin geri dönüşümlü ve yarışmalı inhibitörleridir.

Ezemitib ve probukol bağırsaktan kolesterol emilimini azaltır.

NÖTRAL DIŞKI STEROLLERİ

Kolesterolün halka yapısı insanlarda su ve karbondioksite metabolize edilemez, yani enerji elde etmek için kullanılmaz. Bütün bir sterol halkası şeklinde atılır. Bu başlıca iki şekilde olur: Ya sterol halkası feçesle atılan safra asitlerine dönüşür ya da doğrudan safra içine salgılanarak kolesterol atılmak üzere bağırsaklara taşınır. Bağırsaktaki kolesterolün bir kısmı atılmadan önce bakteriler tarafından indirgenerek koprostanol ve kolestanol oluşturur, bu üç bileşik nötral dışkı sterollerini oluşturur.

KOLESTEROLÜN SAFRA ASİT VE TUZLARINA DÖNÜŞÜMÜ

Safra organik ve inorganik bileşiklerin sulu bir karışımından oluşur. Fosfatidil kolin (lesitin) ve safra tuzları nicelik olarak safranın en önemli organik bileşenleridir. En çok bulunan safra asitleri kolik asit ve kenodeoksikolik asittir. Safra asitleri karaciğerde çok basamaklı bir metabolik yol ile sentez edilirler ve sonuçta primer safra asitleri olan kolik asit ve kenodeoksikolik asit oluşur. Safra asidi sentezinde hız kısıtlayıcı basamak steroid halkasına mikrozomal 7 alfa hidroksilaz (sitokrom p450) tarafından hidroksil grubunun bağlanmasıdır.

Safra asitleri karaciğerden ayrılmadan önce peroksizomda bir molekül glisin veya taurin ile konjuge edilir. Oluşan yeni bileşikler safra tuzları olarak adlandırılırlar ve bunlar glikokolik asit, glikokenodeoksikolik asit, taurokolik asit ve taurokenodeoksikolik asittir. Safra tuzları safra asitlerinden daha amfipatik oldukları için deterjan etkileri fazladır. Taurin sistein katabolizmasının bir son ürünüdür.

Bağırsaktaki bakteriler safra tuzlarından glisin ve taurini ayırabilirler, ayrıca primer asitlerin bir kısmının hidroksil grubunu çıkararak sekonder safra asitlerini oluşturabilirler. Böylece kolik asitten deoksikolik asit, kenodeoksikolik asitten litokolik asit (toksik etkili olan ve bağırsaklardan geri emilmeyen) oluşur.

ENTEROHEPATİK DOLAŞIM

Eğer süreç bozulur ve karaciğere mevcut lesitin ve safra tuzları tarafından çözünebildiğinden daha fazla kolesterol girerse kolesterol safra keseinde birikebilir ve kolelitiyazis denilen safra taşı oluşumu görülür.

Kolestiramin (safra asidi reçinesi), kolesterolün enterohepatik dolaşıma katılmasını engeller.

PLAZMA LİPOPROTEİNLERİ

Lipoprotein partikülleri şunlardır: Şilomikronlar, VLDL, LDL ve HDL.

Sabah aç karna kan veren bir kimsede şilomikron görülmemesi gerekir. Yani sağlıklı bir kişide elekroforezde başlangıç noktasına göre sıralama LDL, VLDL ve HDL şeklinde olur.

Lipoproteinlerin elektroforezde katottan (-) anota (+) doğru sıralanması: Şilomikron (en yavaş), LDL (beta lipoprotein), lipoprotein A, IDL, VLDL (pre beta lipoprotein), HDL (alfa lipoprotein, en hızlı).

Lipoproteinlerin ultra santifüjde düşük dansiteden yükseğe doğru sıralanışı: ŞL, VLDL, LDL, HDL.

APOLİPOPROTEİNLER

Apo A

Apo A1 HDL’nin karaciğere reseptör aracılı endositozla alınmasını sağlar. Apo A1 LCAT aktivatörü iken, Apo A2 lipoprotein lipaz inhibitörüdür.

Apo B

Apo B100 en çok VLDL, IDL ve LDL’nin yapısında bulunur. Karaciğerde sentezlenir. Apo B 48 ince bağırsakta sentezlenir ve karaciğerdeki şilomikron kalıntı reseptörlerince tanınır. Dokulardaki LDL reseptörleri Apo B 100 reseptörlerince tanınırlar. HDL hariç tüm lipoproteinler Apo B içerir. HDL yapısında kesinlikle Apo B100 bulunmaz.

Apo C

Apo C 2 lipoproteiin lipazı aktive ederken Apo C 3 ve Apo A 2 inhibe eder.

Apo D

HDL’den VLDL’ye kolesterol esterlerinin taşınmasını sağlar (kolesterol ester transfer proteini).

Apo E

Şilomikron kalıntılarının kandan temizlenmesinde en önemli rolü Apo E’ler üstlenmiştir En sık Apo E3 bulunur (%78), E4 %15 ve E2 %7 oranında bulunur. Apo E4 baskın olan hastalar ileri yaşta Alzheimer hastalığı için yüksek risk taşırlar. Tip III hiperlipidemilerde Apo E 2 hariç diğer Apo E’ler üretilemez.

Apolipoprotein Sentezini Etkileyen Faktörler

Karbontetraklorür (CCl4), kloroform, fosfor, kurşun ve arsenik gibi toksinler, puromisin ve etiyonin gibi protein sentez inhibitörleri apolipoprotein sentezini inhibe ederek lipoproteinlerin oluşmasını engellerler ve TAG’ler karaciğerde birikir.

ŞİLOMİKRON METABOLİZMASI

Nascent (olgunlaşmamış) şilomikron: TG > CE’dir ve Apo B48 taşır.

HDL’den APO C2 ve Apo E şilomikrona verilir.

Apo C2 ile aktive edilen lipoprotein lipaz şilomikrondaki TAG’leri parçalar.

Apo C2 HDL’ye geri döner.

Şilomikron kalıntısı: CE>TG’dir ve Apo E, Apo B48 taşır. Şilomikron kalıntıları karaciğer Apo B100/E reseptörlerine alınır ve parçalanır.

VLDL METABOLİZMASI

Karaciğer olgunlaşmamış ve trigliseritten zengin VLDL’leri salgılar.

ApoC2 ve ApoE HDL’den VLDL’ye transfer edilir.

VLDL: TG>CE’dir ve Apo B100, ApoC2 ve ApoE içerir.

Apo C2 tarafından aktifleştirilen ekstrasellüler lipoprotein lipaz VLDL içindeki trigliseritleri yıkar.

VLDL (lipoprotein lipaz) --> IDL --> LDL

Apo C2 ve Apo E HDL’ye döner.

LDL: CE>TG’dir ve Apo B100 içerir.

LDL ekstrahepatik dokulardaki ve endositoza uğradığı karaciğerdeki özgün reseptörlerine bağlanır.

VLDL METABOLİZMASI

VLDL’ler karaciğerde üretilir. VLDL karaciğerden periferik dokulara triaçilgliserolleri taşımak üzere işlev görmektedir.

LDL METABOLİZMASI

LDL partiküllerinin ana işlevi dokulara kolesterol sağlamaktır. Bunu Apo B100’ü tanıyan hücre yüzey reseptörlerine bağlanarak yaparlar.

Hücre içine şilomikron kalıntıları, LDL ve HDL’den kolesterol girişi artarsa:

1. HMG KoA redüktaz enzimi inhibe edilir ve denovo kolesterol sentezi azalır.
2. Kolesterol bazı yapısal ve sentezsel amaçlar için gerekli değilse açil KoA: kolesterol açil transferaz (ACAT) enzimi tarafından esterleştirilir.
3. Hücre içine daha fazla LDL kolesterolün girişini önleme

Çevrimdışı İlker

  • Yönetici
  • Hipokrat
  • *
  • İleti: 8897
  • Karma: 116
  • Cinsiyet: Bay
  • Görev: Asistan
  • Sınıf: Mezun
Ynt: Biyokimya - Ders Notları
« Yanıtla #2 : 20 Şubat 2012, 00:36:45 »
Lipaz Enzimlerinin En Önemli Özellikleri
Enzim   Kaynak   Etki Bölgesi   İşlev   Özgün Özellikleri
Lingual lipaz   Dilin arka kısmı   Mide      
Gastrik lipaz   Mide      Bebeklerde anne sütünde bulunan kısa-orta yağ asitleri   
Pankreatik lipaz   Pankreas   İnce bağırsak lümeni   Diyetsel triaçilgliserollerin yıkımı   Dayanıklılığı için pankreatik kolipaza ihtiyaç duyar
Lipoprotein lipaz   Ekstrahepatik dokular   Kapillerlerdeki endotel hücrelerinin yüzeyi   Dolaşımdaki şilomikron ve VLDL’nin yapısındaki triaçilgliserolleri yıkar   Heparin etkisi ile plazmaya salınır ve apo C 2 tarafından aktifleştirilir.
Hormona duyarlı lipaz   Yağ hücreleri   Yağ hücrelerinin sitozolünde   Depolanmış triaçilgliserollerin yıkımı   cAMP bağımlı protein kinaz tarafından aktifleştirilir.
Asit lipaz (eksikliğinde Wollman hastalığı olur)            
Hepatik lipaz         HDL bünyesinde KC gelen kolesterol esterleri, VDL ve şilomikron kalıntıları. HDL2’yi HDL3’e çevirir.   

PRİMER HİPERLİPİDEMİLER

Tip I Hiperlipoproteinemi (Eksojen Hipertrigliseridemi)

Lipoprotein lipaz veya onu aktive eden apo C2’nin eksikliğinde görülür. Otozomal resesif geçişli bir hastalık olup trigliseritler belirgin artmış, total kolesterol normal veya orta derecede artmış, LDL normal ve HDL normal veya hafif azalmıştır. En önemli ölüm nedeni akut pankreatittir. Tedavide diyet yeterli olabilir.

Tip II Hiperlipoproteinemi (Familyal Hiperkolesterolemi)

Tip II A

LDL reseptör defektine bağlı olarak kandan LDL, dolayısı ile kolesterol esterleri temizlenemez. Koroner kalp hastalığı riski artmıştır. Bu hastalarda total ve LDL kolesterol düzeyleri artmış, trigliserid normal, HDL ise normal veya hafif azalmıştır. Serumu berrak olan hastaların elektroforezinde genişlemiş bir beta bandı mevcuttur. Ateroskleroz gelişimi erken yaşlarda görülür.

Tip II B

Familyal hiper beta ve prebeta lipoproteinemi olarak da isimlendirilen bu hastalıkta LDL ve VLDL düzeyleri artmıştır. Bu hastalarda reseptörler olmadığı için hücre içi LDL sentezi de artar. Kliniğine bakıldığında ksantelazma, tendon üzerinde tüberoz ksantomlar, ateroskleroz ve erken yaşlarda MI nedeni ile ölüm görülmektedir.

Tip III Hiperlipoproteinemi (Dis beta lipoproteinem = Broad beta band hastalığı)

Kanda şilomikron kalıntıları ve IDL artmıştır. Protein elektroforezinde VLDL ile LDL arasındaki alan tamamen dolduğu için prebeta ve beta bandları birbirine geçmiş olup tek ve geniş beta bandı vardır (Broad beta band hastalığı). Total kolesterol, trigliserid ve VLDL artmışken HDL normal veya azalmıştır. Otozomal dominanttır ve apo E’de bozukluk vardır.

Tip IV Hiperlipoproteinemi (Endojen Hipertrigliseridemi)
Erişkinde en sık görülen tiptir ve otozomal dominant geçişlidir. Trigliserid ve VLDL artmış, LDL normal, HDL normal veya azalmıştır. Hiperürisemi, glukoza tahammülsüzlük vardır.

Tip V Hiperlipoproteinemi (Miks Hipertrigliseridemi)

Otozomal dominat geçişli olup şilomikron ve VLDL artmıştır. En nadir görülen tiptir. Hayati tehlike gösteren pankreatit riski vardır.

SEKONDER HİPERLİPİDEMİLER

Oral kontraseptifler, östrojen VLDL ve HDL sentezini arttırırken, progesteron LDL’yi arttırıp VLDL’yi azaltır. Ailesel hipertrigliseridemide oral kontraseptif kullanımı mutlak kontrendikedir.

HİPOLİPOPROTEİNEMİLER

Abetalipoproteinemi (Bassen-Kornzweig Sendromu, Akantositoz)

Mikrozomal TAG transfer protein eksiktir. Otozomal resesif geçişli olan bu hastaların plazmasında apo B48 içeren beta lipoproteinler ve LDL hiç yoktur. Temel klinik bulgular olarak steatore (infantlarda yağda eriyen vitaminlerin emilememesine neden olur), nörolojik bozukluklar (ataksi, nistagmus, inkontinans ve retinitis pigmentosa gibi bulgular 20-30 yaşlarda belirlenir) ve %50-70 hastada periferik yaymada çıkıntılı eritrositler olan akantositler görülür. Tedavide yüksek doz E vitamini ve orta, kısa zincirli yağ asitlerini içeren diyet uygulanır.

Analfalipoproteinemi (Tangier Hastalığı)

ATP bağımlı kaset taşıyıcı-1 (ABC-1) eksiktir. Plazmada HDL’nin olmadığı bu hastalıkta kolesterol esterleri RES’te birikir. Hipertrofik portakal renkli tonsilleri olan hastanın farinks ve rektal mukozası da portakal rengindedir. Tekrarlayan periferik nöropati, pitozis, azalmış derin tendon refleksleri, splenomegali ve korneal infiltrasyonlar görülen bu hastalarda prognoz genel olarak iyidir.

Özellikle glukoz entoleransı ve hiperürisemi görülen, plazma trigliserid artışı ile karakterize, oral kontraseptif, diabet, alkol gibi sebeplere sekonder gelişen hiperlipoproteinemi hangisidir?

A. Tip I B. Tip IIA C. Tip III D. Tip IV E. Tip V

Cevap D

Rekürren polinöropati, lenfadenopati, portakal rengi tonsiler hiperplazi, hepatosplenomegali görülen, HDL’nin bulunmadığı hastada tanınız nedir?

A. Wollman hastalığı B. Tip V hiperlipoproteinemi C. Abetalipoproteinemi D. Zellweger sendromu E. Tangier hastalığı

Cevap E

VİTAMİNLER

SUDA ÇÖZÜNEN VİTAMİNLER

TİYAMİN (VİTAMİN B1)

Tiyamin pirofosfat alfa keto asitlerin oksidatif dekarboksilasyonunda görevli piruvat dehidrogenaz, alfa ketoglutarat dehidrogenaz, dallı zincirli alfa ketoasit dehidrogenaz gibi enzimler ve transketolaz reaksiyonunda koenzim olarak rol oynar.

Tiyamin ayrıca transketolaz enziminin kofaktörüdür ve tiyamin eksikliğinde transketolaz aktivitesi azalır.

Beri-beri

İnfantil (yaş) beri-berinin belirtileri taşikardi, kusma, konvülsiyon ve tedavi edilmezse ölümdür. Yetişkin (kuru) tip beri-beri ciltte kuruluk, huzursuzluk, düşünce bozukluğu ve ilerleyici felçlerle karakterizedir.

Wernicke-Korsakoff Sendromu

Amerika’da tiyamin eksikliği çoğunlukla kronik alkolizm ile birliktedir. Hastalarda progresif ataksi, spastik parapleji, mental konfüzyon, apati, hafıza kaybı ve nistagmus görülür.

Aşağıdaki enzimlerden hangisinin yapısında tiyamin görev almaz?

A. Piruvat dehidrogenaz B. Alfa ketoglutarat dehidrogenaz C. Dallı zincirli alfa ketoasit dehidrogenaz D. DOPA dekarboksilaz E. Transketolaz

Cevap D

DOPA dekarboksilaz enziminin kofaktörü pridoksal fosfattır.

Riboflavin (Vitamin B2)

İki şekli vardır: Flavin mononükleotid (FMN) ve flavin adenin dinükleotid (FAD).

FAD’ın rol aldığı reaksiyonlar: Glukozu glukronik aside çeviren UDP glukoz dehidrogenaz, okside glutatyonu (GSSG) redükte (GSH) forma çeviren glutatyon redüktaz, pürin yıkımında görevli ksantin oksidaz, TCA’da görevli süksinat dehidrogenaz, beta oksidasyonun ilk enzimi olan açil KoA dehidrogenaz ve piruvat dehidrogenaz enzim kompleksinin üç üyesinden biri olan dihidrolipoil dehidrogenaz örnek olarak verilebilir.

FMN’nin görev aldığı en önemli enzim ise ETZ’de kompleks I olarak görev yapan NADH dehidrogenazdır. Ayrıca FMN ve FAD NO sentaz enziminin kofaktörleri arasında bulunmaktadır.

Riboflavin güneş ışığındaki ultraviyoleden en kolay zarar gören vitamindir. UV ışından kolay zarar gördüğü için fototerapi alan yenidoğanlara ilave edilmesi gerekir.

Riboflavin eksikliği belirtileri: Büyüme geriliği, cheilosis (ağız köşelerinde solukluk, eritem ve çatlaklar), fotofobi, bulanık görme, glossit, seboreik dermatit, anemi. Eksikliğin saptanmasında eritrosit glutatyon redüktaz aktivitesi ölçülebilir.

Aşağıdaki enzimlerden hangisinde riboflavin görev almaz?

A. Glutatyon redüktaz B. Ksantin oksidaz C. Metil malonil KoA mutaz D. Süksinat dehidrogenaz E. NADH dehidrogenaz

Cevap C

Metil malonil KoA mutaz enziminin kofaktörü deoksi adenozilkobalamin formundaki vitamin B12’dir.

NİASİN

NAD ve NADP oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarında koenzim olarak iş görürler. Genellikle NAD bağımlı dehidrogenazlar oksidatif yollardaki oksido-redüksiyon reaksiyonlarını katalizlerken, NADP bağlı dehidrogenazlar indirgeyici biyosentez reaksiyonlarında rol oynarlar.

NADH özellikle 340 nm dalga boyunda verdiği absorbans nedeni ile birçok enzimin tayininde kullanılan kitlerin temel prensibini oluşturmaktadır.

Sınırlı miktarda niasin triptofan metabolizmasından sağlanır. Unutulmaması gereken bir nokta piridoksal fosfat ve riboflavinin triptofandan niasin sentezinde koenzim olarak yer almalarıdır.

Hiperlipidemi Tedavisi

Niasin (1.5 g/gün veya RDA’nın 100 katı dozda) dolaşımdaki serbest yağ asitlerinin kaynağı olan yağ dokusundan lipolizi güçlü bir şekilde baskılar.

Pellegra

Bilindiği gibi niasin eksikliğinde deri, mide-bağırsak kanalı ve merkezi sinir sistemini etkileyen ve 3D harfiyle belirtilen (dermatit, diare, demans) + tedavi edilmezse ölümle (4D) sonuçlanan pellegra görülür. Dermatit keskin sınırlı, simetrik, eritemli, pullanmış, krutlanmış alanlar şeklindedir. Dermatitin boyundaki görünümü Casal gerdanlığı olarak adlandırılır. Liberkühn kriptalarında kistik genişleme şeklinde bağırsak lezyonları karakteristiktir.

Hartnup hastalığında monoamino ve monokarboksilik aminoasitlerin emilimi azalmıştır. Bu hastalarda triptofanın da emilimi bozulur. Bilindiği üzere niasin triptofandan sentezlenmektedir, böylece bu hastalarda niasin eksikliği gelişir ve pellegra benzeri deri lezyonları oluşur.

BİYOTİN

Biyotin karboksilasyon reaksiyonlarında bir koenzimdir. Aktive edilmiş karbondioksitin taşıyıcısı olarak görev yapar. Biyotin biyotine bağımlı enzimlerin lizin birimlerinin epsilon amino gruplarına kovalent olarak bağlanır. Bu maddeye biyositin (biyotinil-lizin) denir. Karboksilaz reaksiyonları biyotine ek olarak HCO3, ATP ve MG gerektirir.

Biyotin başlıca dört enzimatik reaksiyon için gereklidir:

1. Glukoneogenezin ilk enzimi olan pirüvat karboksilaz.
2. Yağ asidi sentezinin hız kısıtlayıcı basamağı olan asetil KoA karboksilaz.
3. Tek C sayılı yağ asidi yıkımında propionil KoA’yı metil malonil KoA’ya çeviren propionil KoA karboksilaz.
4. Lösin ve bazı izoprenoid birimleri yıkan beta metilkrotonil KoA karboksilaz

Biyotinin katılmadığı karboksillenme reaksiyonları:

1. Faktör II, VII, IX ve X gibi pıhtılaşma faktörlerinin aktivasyonu için gerekli olan K vitaminine bağlı bir karboksilasyon ile karboksiglutamat birimlerinin oluşumu,
2. Karbamoil fosfat sentezi,
3. Pürin sentezi gibi karboksilasyon reaksiyonlarına biyotin katılmaz.

Biyotin Eksikliği

Diyete protein kaynağı olarak çiğ yumurta akı eklenmesi seboreik dermatit, dil iltihabı (glossit), metabolik asidoz, hipotoni, konvülsiyon, iştah kaybı ve bulantı gibi biyotin eksikliği belirtilerine yol açar. Çiğ yumurta akının içerdiği bir glikoprotein olan avidin biyotine sıkıca bağlanır ve bağırsaktan biyotin emilimini engeller.

Multiple Karboksilaz Eksikliği

Biyotini biyotin taşıyıcı proteinin lizin kalıntısına (biyositin) bağlayan holokarboksilaz sentaz enziminin yokluğu multipl karboksilaz eksikliğinin nedenidir ve biyotin eksikliği belirtilerine neden olur.

İdrarda laktat, metilkrotonat, hidroksiizovalerat ve hidroksipropiyonat atılımı artmıştır. Akut ataklar esnasında hiperamonyemi, dehidratasyon ve ketoasidoz görülür.

Biyotidinaz Eksikliği

Tarama testidir. Hastalarda gelişme geriliği, ketoasidoz, saç kaybı ve eritomatöz rush ortaya çıkar. Tedavisi biyotinle yapılır.

Aşağıdaki olaylardan hangisinde biyotin gerekli değildir?

A. Glukoneogenezin ilk enzimi olan pirüvat karboksilazın koenzimi
B. Yağ asidi sentezinin hız kısıtlayıcı basamağı olan asetil KoA karboksilazın koenzimi
C. Tek C sayılı yağ asidi yıkımında propionil KoA’yı metil malonil KoA’ya çeviren propionil KoA karboksilazın koenzimi
D. Lösin ve bazı izoprenoid birimleri yıkan beta metilkrotonil KoA karboksilazın koenzimi
E. Bazı pıhtılaşma faktörlerinin aktivasyonu için gerekli olan gama karboksiglutamat birimlerinin oluşumunda koenzim olarak görev yapar.

Cevap E

p aminobenzoik asit (PABA) (dihidropteroat sentetaz, sülfonamid bu enzimi inhibe eder) --> folik asit --> dihidrofolat --> THF

PANTOTENİK ASİT

Pantotenik asit açil gruplarının taşınmasını sağlayan koenzim A’nın bir bileşenidir. Pantotenik asit ayrıca yağ asit sentazın açil taşıyıcı protein adı verilen yapının da bileşenidir. Pantotenik asit hem yağ asit sentezinde hem de yağ asitlerinin yıkımında gerekli olan bir vitamindir. Pantotenik asit ayrıca oksidatif dekarboksilasyon reaksiyonlarında görev alan beş vitaminden biridir.

Asetil KoA’nın yapı taşı olan koenzim A başlıca dört maddeden meydana gelir:

1. Beta merkapto etilamin
2. Pantotenik asit
3. Adenin
4. Riboz 3 fosfat

Pantotenik asit eksikliğine bağlı olarak burning foot (yanık ayak) da denilen parestezi nedeni ile ayaklarda yanma hissi, postural hipotansiyon, taşikardi, epigastrik distres, anoreksiya, baş ağrısı ve derin tendon reflekslerinde artma izlenebilir.

FOLİK ASİT

Folik asit tek karbon metabolizmasında rol oynar, pürinlerin ve pirimidinlerden DNA’nın karakteristik bazı olan timin biyosentezi için gereklidir.

Sülfonilamid ve türevleri p aminobenzoik asitin (PABA) yapısal analoğudur. Bu ilaçlar folik asit sentezinde yer alan dihidropteroat sentetaz denilen enzimi yarışmalı olarak inhibe ederler.

Dihidrofolat redüktaz bir folik asit analoğu olan ve çocuklarda akut lösemi tedavisinde kullanılan metotreksat tarafından yarışmalı olarak inhibe edilir.

Folik Asitin Fonksiyonu

Tetrahidrofolat serin, glisin ve histidin gibi vericilerden tek karbon parçalarını alır ve aminoasitlerin, pürinlerin ve timidinin (DNA’nın karakteristik pirimidini) sentezindeki ara metabolitlere taşır.

Folik Asitin Kullanıldığı Başlıca Reaksiyonlar

Glisin-serin dönüşümü, histidin katabolizması sırasında FIGLU’nun glutamata dönüşümü, dUMP’nin dTMP’ye çevriminde yer alan timidilat sentaz reaksiyonu, homosisteinden metyonin sentezi ve pürin sentezi olarak özetlenebilir.

Serin aminoasidi tek karbon birimlerinin ana kaynağıdır.

dUMP + FH4 --> dTMP + FH2

SAM metil vericisi olduğu reaksiyonlar:

Norepinefrin --> epinefrin
Guanidinoasetat --> kreatin
Nükleotidler --> metillenmiş nükleotidler
Fosfatidiletanolamin --> fosfatidilkolin
Asetilserotonin --> melatonin

Klinik Durumlar

Folik asit eksikliği büyümenin gecikmesi ve megaloblastik anemiyle karakterizedir.

Alım eksikliği folattan fakir bir süt olan keçi sütü ile beslenen bebeklerde, gereksiniminin artması (örn. gebelik ve süt verme), ince bağırsaklardaki bir patoloji, alkolizm veya dihidrofolat redüktaz inhibitörleri (örn. metotreksat) gibi ilaçlar ve antikonvülzan ilaçlarla tedavi nedeniyle emilimin yetersiz olması sonucu gelişebilir.

Folat ve fetusta nöral tüp defektleri: Nöral tüpün fötal hayatın erken döneminde gelişimi kritik olarak folik asit varlığına bağlıdır. Çocuk doğurma çağındaki bütün kadınlar spina bifida veya diğer nöral tüp kusurlu bir gebelik riskini azaltmak için günde 0.4 mg folik asit almalıdır.

Folik asit eksikliği tanısında kullanılan formiminoglutamik asit (FİGLU) testinde idrarla FİGLU atılımını uyarmak için oral olarak yüklenen aminoasit hangisidir?

A. Histidin B. Glutamat C. Glutamin D. Alanin E. Lösin

Cevap A

Metillenmiş ürünlerin metabolizmada çok önemli görevleri vardır. Metil grupları folik asit veya S adenozil metyoninden aktarılmaktadır. Aşağıdaki metillenme reaksiyonlarından hangisinde folik asit tek karbon vericisi olarak görev yapmaz?

A. Deoksi UMP’den DNA’nın karakteristik primidini olan deoksi TMP sentezi
B. Glisinden serin oluşumu
C. Pürinlerin 2. ve 8. karbonlarının sağlanması
D. Norepinefrinin epinefrine dönüşümü
E. Homosisteinin metyonine dönüşümü

Cevap D

KOBALAMİN (VİTAMİN B12)

Vitamin B12 korrin halkasına sahip olan merkezinde bir kobalt iyonu bulunan bir vitamindir. Hidroksikobalamin adı verilen türev ise deoksiadenozil kobalamin ve metilkobalamin gibi önemli koenzimlerin prekürsörüdür.

Vitamin B12 yalnızca mikroorganizmalar tarafından sentezlenir, bitkilerde bulunmaz. Sıkı vejeteryan diyetle beslenen kişilerde vitamin B12 eksikliği görülebilir.

Homosistein + metilentetrahidrofolat (metyonin sentaz, koenzim: metilkobalamin) --> metyonin + tetrahidrofolat

Hidroksikobalamin --> metilkobalamin
Hidroksikobalamin --> deoksiadenozilkobalamin

L metilmalonil KoA (metilmalonil KoA mutaz, koenzim: deoksiadenozilkobalamin) --> süksinil KoA

VİTAMİN B12’NİN GASTROİNTESTİNAL SİSTEMDEN EMİLİMİ

Emiliminde iki faktör rol oynamaktadır: Tükürükte bulunan kobalofilin (R faktör) ve midenin pariyetal hücrelerinden salgılanan intrensek faktör. İleumun yaklaşık son 1/3’lük bölümünde bulunan intrensek faktör-vitamin B12 kompleksini bağlayan reseptörler aracılığı ile bağırsaklardan emilir.

Diyette eksikliği özellikle vejeterjan anne, çocuk ve bebeklerde görülebilir.

İntrensek faktörün konjenital ve edinsel eksiklikleri, malabsorbsiyon sendromları, terminal ileum rezeksiyonu, diphlobotrium latum enfestasyonu ve konjenital transkobalamin II eksikliğinde megaloblastik anemi ve nöropati gelişir.

PERNİSİYÖZ ANEMİ

Persiniyöz anemi intrensek faktör olarak adlandırılan bir glikoproteinin sentezinden sorumlu olan midedeki paryetal hücrelerin otoimmün harabiyeti sonucu gelişir.

Megaloblastik anemi tek başına foliktle tedavi edilmemeli, folat ve vitamin B12 birlikte verilmelidir.

Piridoksin (Vitamin B6)

Özellikle hatırlanması gereken başlıca reaksiyonlar: ALT ve AST gibi enzimlerin düzenlediği transaminasyon, DOPA’dan dopamin ve histidinden histamin oluşumu gibi dekarboksilasyon reaksiyonları, ALA sentaz ve glikojen fosforilaz enzimlerinin koenzimidir. Pridoksin ayrıca homosisteinin sistatyonine katabolizmasında görevli sistatyonin sentetaz enzimi için de gereklidir. Folik asit, vitamin B12 ve piridoksal fosfat eksiklikleri hiperhomosisteinemi ile beraberdir.

Piridoksin Eksikliği

Piridoksin gereksinimi diyetle fazla protein alınmasıyla artar.

Tüberküloz tedavisinde sık kullanılan bir ilaç olan izoniazid (isonikotinik asit hidrazid) piridoksal fosfatla inaktif bir türev oluşturarak B6 eksikliğine yol açabilir. İzoniazid tedavisi sırasında diyete B6 vitamini eklenmesi gerekir.

Wilson hastalığının tedavisinde kullanılan D penisilamin gibi şelatlayıcı ajanlar piridoksin eksikliğine yol açabilir. Piridoksinin diyette eksik bulunması nadir görülür, ancak vitamin B6 miktarı düşük mamalarla beslenen yenidoğanlarda, ağızdan doğum kontrol hapı alan kadınlarda ve alkoliklerde vitamin B6 eksikliği gelişebilir.

Çocuklarda konvülsiyon, aşırı hassasiyet olarak kendini gösterir. Bunun nedeni piridoksine bağımlı bir enzim olan glutamat dekarboksilaz aktivitesinde azalma sonucu beyinde GABA azalmasıdır.

Piridoksin eksikliğinde aneminin nedeni kofaktörü olduğu delta aminolevülinik asit sentaz eksikliğine bağlı hem sentezi bozulmasıdır. Hastalarda yeterli demir bulunmasına rağmen sideroblastik anemi ortaya çıkar.

Piridoksin Toksisitesi

Günde 2 g’dan fazla miktarda piridoksin alındığında nörolojik belirtiler görülmüştür. Suda çözünen vitaminler içerisinde fazla alındığında toksisite gözlenen tek vitamin piridoksindir.

Homosistein artışı kardiyovasküler hastalıklara neden olan ateroskleroz, hipertansiyon ve tromboza neden olmaktadır. Aşağıdaki vitaminlerden hangisi veya hangilerinin eksikliği hiperhomosisteinemiye yol açar?

I. Folik asit
II. Piridoksal fosfat
III. Vitamin B12
IV. 4 fosfopantotein

A. I ve III B. II ve IV C. I, II ve III D. Yalnız IV E. Hepsi

Cevap C

Askorbik Asit (Vitamin C)

Vitamin C kollajenin prolin ve lizin birimlerinin hidroksilasyonu gibi hidroksilasyon reaksiyonlarında koenzim olarak rol oynar.

Vitamin C hem antioksidan hem de fazla alındığı takdirde prooksidan etkili olan bir maddedir.

Kolesterolden safra asidi sentezi, D vitamini sentezi ve steroit hormon sentezi gibi indirgeyici reaksiyonlarda önemli bir redüktan olan C vitaminine ihtiyacın arttığı düşünülmektedir. Bu vitamin eksikliğinde bu tip reaksiyonların azaldığı gösterilmiştir.

Ayrıca C vitamini diyetle alınan ferri formundaki +3 değerlikli demiri ferro (+2) hâline indirgeyerek gastrointestinal sistemden emilimini artırmaktadır.

Askorbik Asitle İlgili Klinik Durumlar

Askorbik asit eksikliği skorbüte yol açar. Bu hastalıkta özellikle hidroksiprolinden fakir, yetersiz bir kollajen nedeni ile periost altına kanama (ve bunun sonucu olarak özellikle hareketle şiddetli ağrı, psödoparalizi), deri ve mukozalara kanama, diş eti kanaması, dişlerde gevşeme ve dişlerin kaybı, kemikleşmenin durması, yara iyileşmesinde gecikme görülür.

Fe +2 (seruloplazmin ve hefastin ile) --> Fe +3

Fe +3 (askorbik asit ile) --> Fe +2

H2O2 + Fe +2 (askorbik asit ile, Fenton reaksiyonu) --> Fe +3 + OH

Askorbik asit hem antioksidan hem de oksidandır.

YAĞDA ÇÖZÜNEN VİTAMİNLER

Suda çözünen vitaminlerin aksine yağda çözünenlerden yalnızca vitamin K koenzim fonksiyonuna sahiptir.

VİTAMİN A (RETİNOL)

Retinoidler görme, üreme, büyüme ve epitel dokusunun sağlamlığı için gerekli olan bir grup bileşiktir.

Retinol

Retinal

Retinoik asit

Retinoik asit steroit hormonlara benzer şekilde etki eden ve epitel dokusu için gerekli olan A vitamini formudur.

Beta Karoten

Diyetle alınan bitkisel kaynaklı vitamin A formu olan beta karoten ve diğer provitamin A karotenoidler ise bağırsaklardan emildikten sonra bağırsak mukozasında karoten dioksijenaz etkisi ile önce retinal, daha sonra retinole döner.

Vitamin A’nın Fonksiyonları

Görme: Retinadaki çomak hücrelerinin görme pigmenti olan rodopsin opsin proteinine özel olarak bağlanmış olan 11-cis retinalden oluşur.

A Vitamininin Diyetsel Eksikliği

Gece körlüğü A vitamini eksikliğinin en erken belirtilerinden biridir. Görme eşiği, loş ışıkta görmeyi zorlaştıracak şekilde yükselir. Eksiklik durumunun uzaması görme hücrelerinin sayısının geriye dönüşümsüz olarak azalmasına neden olur. Ciddi vitamin A eksikliği konjonktiva ve korneanın patoloik kuruluğu olan kseroftalmiye yol açar. Gözde Bitot lekeleri görülür.

Eksikliğinde kemik büyümesi yavaşlar. İmmün cevap azalır. Üriner sistemde keratinizasyona bağlı olarak böbrek taşı oluşumu artar.

Akne ve psöriyazis gibi dermatolojik hastalıklar retinoik asit ve türevleri ile etkin şekilde tedavi edilir. Orta dereceli akne (Darier hastalığı) ve cilt yaşlanması benzil peroksit ve antibiyotikler kadar topikal tretinoin (all trans retinoik asit) ile tedavi edilir. Ciddi ve inatçı kistik akneli hastalarda geleneksel tedaviler başarısızdır, bu nedenle bu vakalarda isotretionin (13 cis retionik asit) ağızdan verilir. Bu ilaç aynı zamanda promyelositer lösemi tedavisinde verilebilir.

İsotretinoin

Teratojen bir ilaçtır. Tedaviye başlanmadan önce gece olmadığı saptanmalı ve tedavi sırasında etkin bir doğum kontrolü yapılmalıdır. Uzun süre isotretinoin tedavisi hiperlipidemi ve LDL/HDL oranında artışa yol açar. Hiperlipidemi ve LDL/HDL oranının artması kalp-damar hastalığı riskini arttırır.

Beta Karoten

Diyetlerinde bolm miktarda beta karoten bulunan toplumlarda akciğer ve deri kanseri ve kalp hastalığı görülme sıklığı daha azdır.

HİPERVİTAMİNOZ A

A vitaminin yüksek dozlarda alınması hipervitaminoz A olarak adlandırılan toksik bir sendroma yol açar. Kronik hipervitaminoz A’nın başlıca belirtileri ciltte kuruluk ve kaşıntı, hiperosteoz, anoreksi, eklemlerde şişme, epifizyal plakların erken kapanması, göz içi kanama, optik atrofi, karaciğerde büyüme ve sirotik gelişme, sinir sisteminde beyin tümörü belirtilerini taklit edebilen kafa içi basıncında artış şeklinde görülür.

VİTAMİN D

Vitamin D Metabolizması

7 dehidrokolesterol (UV ışık) --> kolekalsiferol (deride)

Kolekalsiferol (25 hidroksilaz) --> 25 OD D3 (karaciğerde)

25 OH kolekalsiferol (1 alfa hidroksilaz, D vitamini sentezinde hız kısıtlayıcıdır. Düşük PO4, hipokalsemi ve paratiroid hormon bu enzimi indükler. 1,25 DiOH D3 inhibe eder.) --> 1,25 DiOH D3 (böbrekte)

25 OH kolekalsiferol (24 alfa hidroksilaz) --> 24,25 OH D3 (böbrekte)

1,25 DiOH D3 ince bağırsak Ca bağlayıcı protein ile Ca emilimini arttırır. Paratiroid hormon kemikten kana kalsiyum çıkışını arttırır, kalsitonin azaltır.

D Vitamini Sentezi

P450 1 alfa hidroksilaz mitokondriyaldir. Normalde sitokrom p450 düz ER’dedir.

Böbreğe bağlı rikets (renal osteodistrofi): Bu hastalık kronik böbrek yetmezliği sonucu gelişir, bu durumda vitaminin aktif şekle dönüşümü azalmıştır. 1,25 DiOH kolekalsiferol (kalsitriol) verilmesi etkin bir yerine koayma tedavisidir.

Fenobarbital veya difenilhidantoin (fenitoin) türü antikonvülzan ilaçların kullanımı çeşitli ilaç-vitamin etkileşimlerine yol açar. Antikonvülzanlar 25 OH D ve 1,25 DiOH D düzeylerini azaltır.

D vitamini tüm vitaminlerin en toksik olanıdır. Yüksek dozlar iştah kaybı, bulantı, susuzluk ve sersemliğe neden olur. Kalsiyum emilimi ve kemik rezorbsiyonunun artması hiperkalsemiye neden olur ve bu durum özellikle arterler ve böbrekler olmak üzere birçok organda kalsiyum birikimine yol açabilir.

VİTAMİN K

Vitamin K’nın Fonksiyonu

K vitaminine protrombin ve kan pıhtılaşma faktörleri VII, IX ve X’un, ayrıca protein C ve protein S’in karaciğerde aktivasyonu için gerek duyulur. Pıhtılaşma faktörlerinin aktivasyonu glutamik asit birimlerinin vitamin K’ya bağlı bir karboksilasyon reaksiyonu ile gama karboksiglutamata (gama Gla) dönüşümü ile gerçekleşir. Gama Gla oluşumu yabani bir yoncada doğal olarak bulunan bir antikoagülan olan dikumarol ve vitamin K’nın sentetik bir analoğu olan warfarin inhibisyonuna duyarlıdır.

Trombositlerle Protrombin Etkileşimi

Protrombinin gama karboksiglutamat birimleri negatif yüklü grupları nedeniyle pozitif yüklü kalsiyum iyonları için iyi bir şelatördür. Daha sonra protrombin-kalsiyum kompleksi trombositlerin yüzeyinde bulunan ve kanın pıhtılaşması için gerekli olan fosfolipitlere bağlanma yeteneği kazanırlar. Gama karboksiglutamat pıhtılaşma işlemiyle ilgili olmayan diğer proteinlerde de örneğin kemikte osteokalsinin aktivasyonunda görev alır.

K vitamini eksikliği durumu nadirdir, çünkü yeterli miktarda K vitamini genellikle bağırsak bakterileri tarafından sentezlenir veya diyet yoluyla alınır.

Bazı ikinci kuşak sefalosporinler (örn. sefaperazon, sefamandol ve moksalaktam) açık bir şekilde warfarin benzeri bir mekanizmayla hipoprotrombinemiye yol açarlar.

Dalak ve iskelet kası gibi dokulara kan yolu ile taşınırken özel bir taşıyıcısı olmadığından beta lipoproteinler ile taşınır.

Fenobarbital veya difenilhidantoin (fenitoin) türü antikonvülzan ilaçların kullanımı çeşitli ilaç-vitamin etkileşimlerine yol açar. Antikonvülzan ilaç kullanan gebelerin yenidoğanlarında hemorajik hastalık riski fazladır.

Yenidoğanlarda K vitamini eksikliği: Yenidoğanların bağırsakları sterildir ve K vitamini sentez edemezler. Anne sütü günlük vitamin K gereksiniminin yaklaşık beşte birini sağlar.

Yenidoğanın hemorajik hastalığı: K vitaminine bağımlı pıhtılaşma faktörlerinden 2, 7, 9 ve 10’un yapımındaki eksiklik sonucu görülen ve değişik sistemlerde kanamalar ile seyreden bir klinik tablodur. Mukoza, deri, gastrointestinal sistem kanamaları ve özellikle erken tipte göbek, geç tipte ise intrakranyal kanamalar görülür. Profilaksi amacıyla gebelikte annelere 20 mg İM, doğumdan sonra erken dönemde ise bebeklere 1-3 mg İM K vitamini uygulaması önerilmektedir.

VİTAMİN E

Vitamin E’nin başlıca fonksiyonu hücre bileşenlerini (örn: çoklu doymamış yağ asitleri) moleküler oksijen ve serbest radikaller tarafından oluşturulan oksidasyona karşı antioksidan olarak korumasıdır. Kanda spesifik bir taşıyıcısı olmadığından dolaşımda özellikle VLDL ve LDL gibi lipoproteinlerin yapısında taşınmaktadır.

E vitamini LDL oksidasyonunu en iyi engelleyen maddedir.

Krom: Üç değerli krom glukoz tolerans faktörünün bileşenidir. Yetmezliğinde kusurlu glukoz toleransı ve kilo alamama oluşur.

Kobalt: Sadece vitamin B12’nin bileşeni olarak gerekir.

Bakır: Sitokrom oksidaz, süperoksit dismutaz, tirozinaz, lizil oksidaz ve lizil hidroksilaz, dopamin beta hidroksilaz, mono ve diaminooksidazda bulunur.

İyot: Tiroksin, triiyodotironinin bileşenidir.

Demir: Hem proteinler: Hemoglobin, miyoglobin, katalaz, NO sentaz, sitokromlar, triptofan pirolazda bulunur.

Mangan: İnhalasyon ile zehirlenmesinde psikotik semptomlar ve Parkinsona yol açar.

Molibden: Oksidaz enzimlerinin (ksantin oksidaz) bileşenidir.

Selenyum: Glutatyon peroksidazın bileşenidir.

Çinko: Laktat dehidrogenaz, karbonik anhidraz, DNA ve RNA polimeraz, alkalen fosfataz ve süperoksit dismutazda bulunur.

LDL oksidasyonunu en iyi engelleyen antioksidan aşağıdakilerden hangisidir?

A. Beta karoten B. Vitamin E C. Askorbik asit D. Glutatyon peroksidaz E. Süperoksit dismutaz

Cevap B

Hangisi bakırlı enzimlerden biri değildir?

A. Sitokrom oksidaz B. Süperoksid dismutaz C. Tirozinaz D. Lizil oksidaz E. Ksantin oksidaz

Cevap E

Ksantin oksidaz molinden içerir.

Bir hastaya tokluk kan şekeri bakmak amacı ile 120. dakikada kan alındığında kan şekeri 170 mg/dl bulunmuştur. Bu hastada eksikliği en olası eser element hangisidir?

A. Selenyum B. Alüminyum C. Krom D. Çinko E. Bakır

Cevap C

HORMON METABOLİZMASI

HORMON SINIFLARININ GENEL ÖZELLİKLERİ
   Grup I   Grup II
   Steroitler, iyodotironinler, kalsitriol   Polipeptitler, proteinler, glikoproteinler, kateşolamin
Çözünürlük   lipofilik   hidrofilik
Transport proteinleri   Evet   Hayır
Plazma Yarı Ömrü   Uzun (saatlerden günlere)   Kısa (dakikalar)
Reseptör   İntrasellüler   Plazma membranı
Mediatör   Reseptör-hormon kompleksi   AMP, cGMP, Ca, kompleks fosfoinozitollerin metabolitleri, kinaz kaskadları



Diğerlerine göre etki süresi en uzun olan hormon aşağıdakilerden hangisidir?

A. Glukagon B. İnsülin C. Tiroksin D. Epinefrin E. Adrenokortikotropik hormon

Cevap C

HORMONLARIN ETKİ MEKANİZMALARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

I. Reseptörü Hücre İçinde Olan Hormonlar

Androjenler
Östrojenler
Mineralokortikoidler
Retinoik asid
Kalsitriol 1,25 OH D3
Glukokortikoidler
Progestinler
Tiroid hormonları (T3 ve T4)

II. Hücre Yüzey Reseptörlerine Bağlanan Hormonlar

A. İkincil Habercisi cAMP (Gs) Olanlar

Beta adrenerjik kateşolaminler
Adrenokortikotropik hormon (ACTH)
Antidiüretik hormon (ADH)
Folikül uyarıcı hormon (FSH)
Glukagon
Kalsitonin
Koriyonik gonadotropin, insan (hCG)
Kortikotropin salıcı hormon (CRH)
Lipotropin (LPH)
Lüteinleştirici hormon (LH)
Melanosit uyarıcı hormon (MSH)
Paratiroid hormonu (PTH)
Tiroid uyarıcı hormon (TSH)

Adenilat Siklaz İnhibisyonu Yapanlar (Gi)

Alfa 2 adrenerjik reseptörler
Anjiyotensin II
Asetilkolin
Somatostatin
Opiyoidler

B. İkinci Haberci cGMP

Atriyal natriüretik faktör (ANP)
Nitrik oksid (NO)
Brain natriüretik peptid (BNP)
Prostaglandin F2 alfa (PGF2 alfa)

C. İkinci Habercisi Kalsiyum veya İnozitol P3 Olanlar (Gq) (veya Her İkisi)

Anjiyotensin II
Antidiüretik hormon (ADH, vazopressin)
Gastrin
Kolesistokinin (kasılmayla ilgili)
Oksitosin (kasılmayla ilgili)

D. İkinci Habercisi Bir Kinaz veya Fosfataz Şelalesi Olanlar

Büyüme hormonu (GH)
Epidermal büyüme faktörü (EGF)
Fibroblast büyüme faktörü (FGF)
İnsülin
İnsüline benzer büyüme faktörleri (IGF 1, IGF 2)

İnsülin, epidermal büyüme faktörü, insülin benzeri büyüme faktörü 1: Hücre yüzeyindeki reseptörlerinde intrensek tirozin kinaz aktivitesi olan hormonlardır.

Büyüme hormonu, prolaktin, eritropoetin, sitokinler: Hücre yüzeyindeki reseptörüne bağlanır. Sitozolik tirozin kinaz (Tykaz, Jak1 veya Jak2) aktive olur. Sitoplazmik proteinler aktive olur.

Aşağıdakilerden hangisi cAMP üzerinden etki eden hormonlardan biri değildir?

A. Büyüme hormonu B. Somatostatin C. Glukagon D. Epinefrin E. Tiroit stimülan hormon

Cevap A

ÖN HİPOFİZ HORMONLARI, BÜYÜME HORMONU (GROWTH HORMON)

Büyüme Hormonu (GH)

Somatostatin prolaktinin salınmasını inhibe etmez.

Epifizyal plakların kapanmasından önce asidofilik tümörlere bağlı fazla GH salgılanması orantılı bir şekilde aşırı büyümeye (gigantizm) yol açarken, epifizyal plakların kapanmasından sonra artan GH akromegaliye neden olur. Aşırı GH salgılanması hastalarda hiperglisemiye neden olur.

PROLAKTİN

Prolaktin salgılayan tümörler ön hipofizdeki gonadotrof hücrelerde FSH ve LH salgılanmasını inhibe ederek kadınlarda amenore ve galaktoreye yol açarken, erkeklerde jinekomasti ve empotansın görülmesine sebep olurlar.

GONADOTROPİNLER

Glikoproteinler: FSH, LH, hCG, TSH.

LH ve FSH salgısının düzenlemesinde en etkili hormon amino ve karboksil uçları bloke edilmiş bir dekapeptit olan ve 90 dakikada bir pulsatil bir şekilde salgılanan, hipotalamik bir hormon olan GnRH’tır.

Ovulasyondan kısa bir süre önce LH ile FSH kısa süre bir fırlama gösterir, ancak LH daha fazla yükselir ve bu durumun ovulasyonu başlatan stimulus olduğu düşünülmektedir.

TİROTROPİN (TSH)

TSH foliküler hücreler üzerinde özgün reseptörlere bağlanarak hücre içinde adenilat siklaz ve protein kinazları aktive eder.

PRO-OPİOMELANOKORTİN PEPTİTLER

Beta lipotropin (beta LPH): Beta MSH, gama LPH, metenkefalin ve alfa, beta ve gama endorfin dizilimleri beta LPH’ın yapısında yer almaktadır. Beta LPH lipoliz ve yağ asitlerinin mobilizasyonuna yol açar. Alfa MSH ve ACTH beta lipotropin yapısında yer almaz.

ARKA HİPOFİZ HORMONLARI

Vazopressin ve oksitosin hipotalamusun supraoptik ve paraventriküler çekirdeklerinin nöronlarında sentezlendikten sonra bu nöronların aksonları boyunca arka hipofize taşınırlar.

Oksitosin

Östrojen oksitosin ve nörofizin I yapımını uyarırken, progesteron inhibe etmektedir.

Vazopressin (ADH)

Salgılanmasının primer uyarıcısı plazma osmolalitesinin artmasıdır. Stres, asetilkolin gibi uyarıcılar ADH ve nörofizin II sentezini arttırmaktadır.

ADH’ın hedef hücreleri böbreklerin distal ve toplayıcı kanallarıdır.

Manik depresif hastalıkta uzun süreli lityum kullanılması sonradan kazanılmış nefrojenik diabetes insipitusun görülmesine neden olur. Lityumun etkisini inozitol P3 döngüsünü engelleyerek gösterdiği düşünülmektedir.

KATEŞOLAMİNLER

Her iki böbreğin üst kutbunda yerleşmiş olan adrenal bezler adrenal medulla ve adrenal korteks olmak üzere iki ayrı kısımdan oluşur. Adrenal medulla fonksiyonel olarak sempatik sinir sistemi ile ilişkilidir ve sempatik uyarıya cevap olarak adrenalin (epinefrin) ve noradrenalin (norepinefrin) salgılar.

Tirozin tirozin hidroksilaz etkisiyle 3,4 dihidroksifenilalanine (dopa) değişir. Dopanın dekarboksilasyonu ile dihidroksifeniletilamin (dopamin= hidroksitiramin) olur. Bu reaksiyonda görev alan dopa dekarboksilazın kofaktörü piridoksal fosfattır.

Dopaminden dopamin beta hidroksilaz etkisi ile yan koldaki beta karbonunun hidroksilasyonu ile noradrenalin oluşur. Noradrenalin glukokortikoidler tarafından indüklenen bir enzim olan fenil etanolamin N metil transferaz etkisiyle S adenozil metyoninden bir metil grubu alır ve adrenalin meydana gelir.

STEROİT HORMON METABOLİZMASI

Aldosteron %60 albüminle, %40 serbest taşınır.

Adrenal korteks hormonlarının salgılanması hipotalamus tarafından kontrol edilir. Vücutta stres meydana geldiği zaman hipotalamusta üretilen kortikotropin releasing faktör salgılanır ve hipofizde ACTH’ın sentez ve salgılanmasını uyarır.

Steroit Hormon Sentezi

Steroid hormonlar adrenallerde kolesterolden sentezlenmektedir. Serbestleşen kolesterol ACTH’a bağımlı steroidojenik akut regülatör (StAR) protein ile sitozolden mitokondriye taşınır.

İlk reaksiyonda 27 karbonlu olan kolesterol 21 karbonlu pregnenolon ve 6 karbonlu izokaproaldehit şeklinde parçalanır.

Kolesterolün sit p450 scc (20-22 desmolaz) enzim kompleksi tarafından pregnenolona çevrilmesi ile steroit hormon sentezi başlar ve bu reaksiyon hız kısıtlayıcı basamağı oluşturur. Aminoglutetimit sit P450 scc (20-22 desmolaz) enzim inhibitörü olup tüm adrenal korteks hormonlarının sentezini inhibe eder (tıbbi adrenalektemi).

Bütün steroid hormonlar kolesterolden ilk sentezlenen ve steroid yapıda bir bileşik olan pregnenolondan türer.

21 alfa hidroksilaz eksikliği doğumsal böbrek üstü bezi hiperplazisinin en sık şeklidir. Kolesterolden pregnenolon sentezi için NADPH ve O2 gerekir. Steroit hormon sentezindeki tüm enzimler irreversibldir.

Kolesterol (20-22 desmolaz, hız kısıtlayıcı enzim) --> pregnenalon (mitokondride)

Pregnenalon (3 beta OH steroid DHaz + izomeraz) --> progesteron (21 hidroksilaz) --> 11 deoksi kortikosteron (11 beta hidroksilaz, mitokondriyal) --> kortikosteron (18 hidroksilaz, mitokondriyal, zona fasikülatada bulunmaz) --> 18 OH kortikosteron (18 hidroksisteroid DHaz) --> aldosteron (zona glomerulozada)

Progesteron (17 alfa hidroksilaz, zona glomerülozada bulunmaz) --> 17 hidroksi progesteron (21 hidroksilaz) --> 11 deoksikortizol (11 beta hidroksilaz) --> kortikol (zona fasikülatada)

STEROİT HORMONLAR VE TEMEL ETKİLERİ

ALDOSTERON

Plazmada özel bir taşıyıcı proteini yoktur. Yaklaşık %60 kadarı albümin tarafından bağlanmaktadır. %40 kadarı serbest olarak bulunur ve aktiviteden bu kısmı sorumludur.

Aldosteron böbrek nefronlarında distal kıvrımlı tubuluslar ve toplayıcı kanallara etki ederek sodyum iyonlarının geri emilimini (reabsorbsiyon) arttırırken, potasyum ve hidrojen iyonlarının da idrarla atılımını arttırır.

KORTİZOL

Kortizolün bağlanmayan %10’luk serbest fraksiyonu biyolojik olarak aktif olan fraksiyondur.

TESTOSTERON

Testosteron hedef dokularda 5 alfa redüktaz enziminin etkisi ile dihidrotestosterona dönüşür.

Prostatta testosteronu dihidrotestosterona dönüştüren 5 alfa redüktaz enzimi bulunmaktadır. 5 alfa redüktaz enzim antagonisti olan ve finasteride adı verilen etken maddeyi içeren (Proscar ve Propecia ticari adlarıyla satılan ilaçların genel ismidir) ilaç benign prostat hipertrofisinde kullanılmaktadır.

Finasterid tip II 5 alfa redüktaz enzimini bloke ederek testosteronun DHT’ye dönüşmesini bir ölçüde engellemekte ve saç dökülmesi sürecini yavaşlattığı düşünülmektedir.

ÖSTROJENLER

E3 (Östriol): Plasentada sentezlenir ve gebelik sırasında üretimi artar.

Karaciğer sirozu, hipertiroidi, yaşlanma ve obezitede aromataz aktivitesi artar.

Östrojenler hedef doku hücre sitoplazmasında östrojen reseptörüne bağlanırlar.

PANKREAS HORMONLARI

Glukagon

Glukagonun primer hedefi karaciğerdir. Öncül etkisi karaciğerde cAMP seviyesini artırmaktır.

Stres hormonları olan epinefrin, GH ve kortizol glukagon salgısını direkt olarak artırırlar. Vazopressin ve endorfin de glukagon salgısını uyarır. Somatostatin ise inhibe eder.

Adenilat siklaz üzerinden gelişen cAMP artışı protein kinaz A’yı uyararak pek çok enzimin aktivitesinde değişikliklere neden olacak bir seri fosforilasyona neden olur.

Karaciğerde glukagon glikojen fosforilazın fosforilasyonunu uyarır ve glikojenin glukoz 1 fosfat ve glukoza yıkılmasını artırır. Fruktoz 2,6 bifosfat düzeylerinin azaltılması ile glikoneogenez aktive olurken, glikoliz inhibe edilir. Sonuçta karaciğerde hem glikogenoliz hem de glikoneogenezis uyarılarak glukoz yapımı artırılır.

Glukagonun Ca ve fosfat üzerine etkisi yoktur.

Glukagon karaciğerde aynı zamanda piruvat kinazın inhibisyonunu meydana getirir ve fosfoenol piruvatın birikmesine neden olur.

Glukagon adipoz dokuda cAMP düzeyini de artırır ki bu etkisi triaçilgliserolün mobilizasyonunun uyarılması yönündedir. Glukagon lipojenezi inhibe ederken, ketojenezi artırır. Glikolizin inhibe edilmesi sonucu asetil KoA yapımı inhibe edildiğinden yağ asitlerinin özellikle keton cisimlerine yıkımı artar.

Yağ asitlerinin sitoplazmadan mitokondriye transferinde anahtar enzim olan karnitin açil transferaz I enzim (CAT I) yüksek glukagon ile maksimum düzeyde uyarılır.

İNSÜLİN

İnsülin pankreasın beta hücre ribozomlarında önce preproinsülin şeklinde sentezlenir. Preproinsülin ER’nin membranını geçip retikulum lümenine gelince sinyal peptidini kaybeder, meydana gelen proinsülin golgi aparatında proteazların etkisi ile C peptit segmentini kaybeder. C peptidini kaybeden insülin çinko iyonu ile veziküllerde depolanır.

İnsülin Bifazik Bir Salınım Gösterir

İnsülin parsiyel eksositoz ile salınırken beraberinde çinko, proinsülin ve C peptit de salınır. C peptidin varlığı endojen insülini eksojenden ayırt etmek için önemlidir.

İnsülin hücre içerisindeki etkisini tirozin kinaz denilen reseptörünün otofosforilasyonu ile gösterir.

İnsülinin büyüme ve proliferasyonlar ilgili etkilerine MAPK (mitojenle aktive edilen protein kinaz) aracılık etmektedir.

İnsülin glukoz kullanılmasını, glikojen depolanmasının, yağ sentezinin, aminoasit alımının ve protein sentezinin artmasına sebep olarak metabolizmada önemli rol oynayarak karaciğer, kas ve yağ dokuları üzerine etki eder. Glikoneogenezi (katabolik bir süreç) inhibe eder. Karaciğerde albümin gibi pek çok proteinin sentezini artırır.

İnsülin hücrelere glukoz taşınmasının ardından glikolizi hızlandırarak, glikojenezi hızlandırarak ve glukoneogenezi yavaşlatarak etki eder. İnsülin pirüvat kinaz, fosfofruktokinaz ve glukokinaz sentezini artırarak glikolizi uyarır. Benzer şekilde insülin glukoneogenezle ilgili enzimleri bloke eder. Bu enzimler piruvat karboksilaz, fosfoenol piruvat karboksikinaz, fruktoz 1,6 bifosfataz ve glukoz 6 fosfatazdır.

İnsülin glikolizi uyarmakta, glikokinaz aktivitesini artırmakta ve böylece glukoz 6 P miktarını artırmaktadır. G6P da glikojen sentezi için gerekli glikojen sentetazı uyarır. Böylece glikojen sentezi de artar.

Adipoz dokuda insülin lipit sentezini uyarma işini yağ asidi sentezi için gerekli asetil KoA ve NADPH yapımını artırarak sağlar. Ayrıca insülin yağ asit sentezinde hız kısıtlayıcı enzim olan asetil KoA karboksilaz ve kolesterol sentezinde hız kısıtlayıcı enzim olarna HMG KoA redüktazı defosforile ederek aktive eder. Böylece insülin lipogenezi uyarır. İnsülin lipoprotein lipazın aktivitesini artırarak kanda dolaşan trigliseridlerin yıkılmasını ve yağ dokusuna girerek depolanmalarını artırır.

İnsülin glukagon ve epinefrin etkisiyle artan lipolizi azaltır. Bunu özellikle hormon sensitif lipazı defosforile edip inaktif hâle getirerek sağlar.

İnsülin Salınımını Arttıran Faktörler

Glukoz insülin sekresyonunu ve biyosentezini uyaran en önemli faktördür.

Aminoasitler içerisinde en güçlü stimülan etki gösteren L arjinin (GH’yi arttırır) ve L lösindir.

Salınımını arttıran diğer faktörler: Yağ asitleri, gastrik inhibitör polipeptit (GIP), gastrin, sekretin, kolesistokinin, glukagon benzeri peptit 1 (GLP 1) gibi bağırsak hormonları ve vagal uyarı olarak özetlenebilir.

Diabetes mellitus tedavisinde kullanılan sülfonilüreler pankreastan insülin salgısını artırırlar. Kafein, teofilin de aynı mekanizma ile insülin sekresyonunu uyarırlar.

İnsülin Salınımını Azaltan Faktörler

İnsülin sentez ve salınımı açlık ve travma periodu boyunca azaltılır. Epinefrin stres, travma ve ağır egzersiz sonucu adrenal medulladan salgılanır.

Langerhans adacıklarının delta hücrelerinden salgılanan somatostatin insülin ve glukagon salgılanması üzerine güçlü bir inhibitördür.

Diazoksid, vinblastin, kolşisin, fenitoin, beta blokerler, Ca kanal blokerleri gibi bazı ilaçlar insülin salınımını azaltırlar.

Streptozosin/pentamidin/alloksan: Selektif olarak Langerhans adacıklarında beta hücrelerini parçalarlar.

NÜKLEİK ASİTLER

NÜKLEİK ASİTLERİN METABOLİZMASI

Bazı karbonhidratların, lipitlerin ve proteinlerin sentezinde nükleotidler aktifleştirilmiş bileşiklerin (UDP glukoz, GDP mannoz vb.) taşıyıcıları olarak görev yaparlar. Koenzim A, FAD, NAD ve NADP gibi bazı esansiyel koenzimlerin yapısal bileşenleridir. Bunlara ek olarak hücrede nükleotidler enerji taşıyıcısıdırlar (ATP, GTP). cAMP, cGMP gibi moleküller sinyal iletide görev alırlar. Ayrıca S adenozil metynonin metil gruplarının aktarılmasında rol alan aktif metil donörüdür.

NÜKLEOZİDLER

Bir bazla pentoz birleşince bir nükleozid meydana gelir.

NÜKLEOTİTLER

Nükleotit: Riboz + baz + fosfat
Nükleozid: Riboz + baz

Aşağıdakilerden hangisi nükleotidlerin fonksiyonları arasında bulunmamaktadır?

A. Enerji taşınması B. Metil grubu taşınması C. CO2 fiksasyonu D. Sinyal iletimi E. Koenzimlerin yapısı

Cevap C

Pürin ve Pirimidinlerin Yapısı

Hem DNA hem de RNA’da bulunan pürin bazları ortak olup bunlar adenin (A) ve guanindir (G). Pirimidin bazlarından sitozin (C) hem DNA hem de RNA’da bulunur. Ancak ikinci pirimidin bazları farklıdır. DNA’da timin (T) bulunurken, RNA’da urasil (U) bulunur.

DE NOVO PÜRİN NÜKLEOTİD SENTEZİ

Pürin halkasının atomları aminoasitler (aspartik asit, glisin ve glutamin), CO2 ve tetrahidrofolat gibi değişik bileşiklerden gelir.

İnozin Monofosfat (İMP) Sentezi

İnozin monofosfat bütün pürin nükleotidlerin kaynağı olarak kabul edilir.

Aşağıdakilerden hangisi pürin halkasında yer almaz?

A. Glutamat B. Aspartat C. Glisin D. Glutamin E. Tetrahidrofolik asit

Cevap A

Riboz 5 P + ATP (PRPP sentetaz=fosforibozil pirofosfokinaz, enzim aşırı çalışırsa hiperürisemi olur. Enzim bozukluğu: primer gut hastalığı) --> 5 fosforibozil 1 pirofosfat (PRPP) + AMP

PRPP (glutamin fosforibozil pirofosfat aminotransferaz, hız sınırlayıcı) --> 5 fosforibozil amin (9 reaksiyonla, PABA analogları ve folik asit analogları inhibitörlerdir) --> İMP (bu madde pürin sentezinde son ortak nükleotittir)

İMP --> AMP
İMP --> GTP

Pürin Sentezinde İnhibitörler

PABA analoğu olan sülfonamidler dihidropteroat sentetazı inhibe ederek PABA’dan folik asit oluşumunu, dolayısı ile pürin sentezini inhibe ederler.

Folik asit analoğu olan metotreksat ise dihidroflat redüktazı inhibe eder.

Diğer pürin sentezi inhibitörleri azaserin (glutamin analoğu), diazonorlösin, merkaptopürin ve İMP dehidrogenaz inhibitörü olan mikofenolik asittir.

PÜRİN SENTEZİ İÇİN YAN YOLLAR

HGPRT (hipoksantin guanin fosforibozil transferaz) eksikliği Lesch Nyhan sendromuna yol açar.

Hipoksantin (hipoksantin guanin fosforibozil transferaz, HGPRT) --> İMP

Guanin (HGPRT) --> GMP

Adenin (adenin fosforibozil tranferaz) --> AMP

LESCH NYHAN SENDROMU

HGPRT enziminin olmaması nedeni ile ürit asit üretiminde artış ve santral sinir sistemi anomalileri ile giden bir hastalıktır. X’e bağlı olarak kalıtılır.

Bu sendromu olan erkek çocuklar doğumda normaldir. İlk birkaç ay içinde motor gelişmede gerileme fark edilir. En önemli klinik anormallikler kompülsif self destrüktif davranışlardır.

Ürik asit üretimi artar ve idrarla atılır.

Lesch Nyhan sendromu ile ilgili hangisi doğru değildir?

A. Hipoksantin guanin fosforibozil transferaz enzimi eksiktir.
B. Otozomal resesif kalıtılır.
C. Ürik asit seviyeleri çok yüksektir.
D. Nörolojik belirtiler görülür.
E. Self mutilasyon (kendi kendine zarar verme) görülür.

Cevap B

PÜRİN NÜKLEOTİTLERİNİN YIKIMI

İnsanlarda pürinlerin katabolizması sonucu oluşan son ürün ürik asittir. Primatların dışındaki memelilerde ürik asit allantoine oksitlenir.

AMP (AMP deaminaz) --> İMP
AMP --> adenozin

İMP (5’ nükleotidaz, kolestazda artar) --> inozin
Adenozin (adenozin deaminaz, eksikliği kombine immün yetmezliğe yol açar) --> inozin

İnozin (pürin nükleozid fosforilaz, eksikliği hipoürisemi yapar) --> hipoksantin

Hipoksantin (ksantin oksidaz) --> ksantin + H2O2

Guanozin (pürin nükleozid fosforilaz) --> guanin --> ksantin

Ksantin (ksantin oksidaz, allopurinol bu enzimi inhibe eder. Allopurinol hipoksantin analoğudur. Antioksidan enzim değildir) --> ürik asit + H2O2 (radikal üretiyor)

PÜRİN NÜKELOTİD METABOLİZMASI HASTALIKLARI

HİPERÜRİSEMİ NEDENLERİ

GUT HASTALIĞI

Tüm klinik semptomlar üratların biyolojik sıvılarda düşük çözünürlüğü nedeni ile görülür.

Hastalık akut ataklar şeklinde gider ve özellikle ayak baş parmağı metatarsofalengeal eklem tutulur.

Primer gut: Genellikle erkeklerde görülen pürin metabolizmasının genetik geçişli bir hastalığıdır.

Hiperüriseminin nedeninin PRPP’nin aşırı üretimine bağlı olması muhtemeldir. Bu durumun PRPP sentetaz enziminde görülen, X’e bağlı olarak kalıtılan bir mutasyona bağlı olarak geliştiği düşünülmektedir.

Sekonder gut: Lösemi, maligniteler, kronik nefrit veya polisitemi gibi hastalıklara sekonder olarak gelişir. Bu tip hiperürisemi genellikle pürin nükleotid turnover hızı artışına bağlıdır.

Von Gierke: Glukoz 6 fosfataz eksikliğine bağlı olan bu tabloda hastalarda infant dönemden itibaren hiperürisemi görülür.

Bu hastalarda glukoneogenezin son enzimi olan glukoz 6 fosfataz enzimi olmadığından laktik asit değerlendirilemez ve laktat düzeyleri artar. Artan laktik asit tübüler sekresyonu azaltarak ürik asitin renal klirensini azaltmaktadır.

İV fruktoz uygulanması ve besinlerle aşırı fruktoz alımı da hiperürisemi ve guta neden olur.

Atılım bozuklukları: Organik asitlerin fazla üretimi de ürik asitin yüksekliğine yol açar.

Laktat, asetoasetat ve beta OH bütirat ürik asitin böbrek tübüllerinden sekresyonu için yarışırlar.

İSKEMİ REPERFÜZYON HASARI

Hasarın oluşumunda ksantin dehidrogenaz (XHD) – ksantin oksidaz (XO) enzim sistemi rol almaktadır.

Ksantin oksidaz (proteaz= kalpain) --> ksantin oksidaz

Hipoksantin + O2 (ksantin oksidaz) --> O2 radikali + H2O2 + ürik asit

HİPERÜRİSEMİ VE GUT TEDAVİSİNDE KULLANILAN İLAÇLAR

Kolşisin: Mikrotübülleri depolimerize eder. Ağrının giderilmesinde ve atakların azaltılmasında etkilidir.

Allopurinol: Hipoksantin analoğudur. Ksantin oksidazı inhibe eder ve ksantin ve ürik asit oluşumunu azaltır.

Diğer memelilerden farklı olarak ürik asidi allantoine çeviren ürat oksidaz (ürikoz) enzimi insanda bulunmaz. Tümör lizis sendromu tedavisinde rasbürikaz (rebomkinant ürat oksidaz) kullanılır.

Probenesid ve sülfinpirazon: Bu ilaçlar ürik asit atılımını artırırlar. Hiperürisemi regülasyonunda tofüslerin oluşumunun engellenmesinde ve oluşmuş tofüslerin rezolüsyonunda önemlidirler.

Aşağıdaki hastalık veya nedenlerden hangisi hiperürisemi nedeni değildir?

A. PRPP sentetaz aktivitesinde artış.
B. Hipoksantin guanin fosforibozil transferaz enzimi eksikliği.
C. Aşırı fruktozlu diyet
D. Glukoz 6 fosfataz eksikliği
E. Pürin nükleozid fosforilaz (PNP) eksikliği

Cevap E

ADENOZİN DEAMİNAZ (ADA) VE PÜRİN NÜKLEOZİD FOSFORİLAZ (PNP) EKSİKLİĞİ

ADA eksikliğinde hem hücresel hem de humoral immünite bozulur (T ve B lenfosit fonksiyonu) ve kombine immün yetmezlik tablosu ortaya çıkar.

Pentostatin (2 deoksikoformisin) adenozin deaminaz enzimini inhibe ederek etki gösteren bir kemoterapötik ajandır.

PNP eksikliği sadece T lenfosit bozukluğu ile beraberdir. PNP eksikliği genellikle hipoürisemi ve hipoürikozüri nedenidir.

KSANTİN OKSİDAZ EKSİKLİĞİ (KSANTİNÜRİ)

Otozomal resesif geçer. Hipoürisemi ve hipoksantin ve ksantinin artmış üriner atılımı izlenir. Hastalarda sıklıkla ksantin taşları izlenir.

Diyetle Gelen Nükleik Asitlerin İnce Bağırsaklarda Yıkımı

Pankreatik sıvı içinde salgılanan ribonükleaz ve deoksiribonükleazlar gıdalarla alınan RNA ve DNA’yı öncellikle oligonükleotidlerine hidroliz ederler.

PİRİMİDİN NÜKLEOTİDLERİNİN SENTEZİ

Pirimidin halkasını oluşturan karbon ve azot atomlarının kaynakları glutamin, CO2 ve aspartik asittir. Pürinden farklı olarak pirimidin halkası kesinlikle glisin içermez.

Karbamoil Fosfat Sentezi

KARBAMOİL FOSFAT SENTETAZ I İLE II ARASINDAKİ FARKLAR
   KPS I   KPS II
Hücredeki Yeri   Mitokondri   Sitozol
Metabolik Yol   Üre döngüsü   Pirimidin sentezi
Azot kaynağı   Amonyak   Glutaminin G amid grubu
Allosterik aktivatör   N asetil glutamat   PRPP ve ATP

2 ATP + CO2 + glutamin (karbamoil fosfat sentetaz II, PRPP ve ATP bu enzimin allosterik aktivatörüdür, sitozoliktir, hız kısıtlayıcıdır) --> Karbamoil fosfat --> karbamoil aspartat (dihidroorataz) --> dihidrooratat --> oratat (oratat fosforibozil transferaz) --> orotidin 5’ monofosfat (OMP) (OMP dekarboksilaz, difluorometil ornitin [kemoterapötik ajan] bu enzimi inhibe eder. Eksikliğinde tip 2 orotik asitüri olur) --> üridin 5’ monofosfat (UMP).

Oratat fosforibozil transferaz ve OMP dekarboksilaz enzimlerinden ikisi aynı anda eksikse tip I orotik asitüri olur.

Difluorometil ornitin OMP dekarboksilaz enziminin potent bir inhibitörüdür.

Megaloblastik anemi sebepleri: Hipotiroidi, orotik asitüri, B12 eksikliği, folik asit eksikliği.

Orotik Asitüri

Tip I orotik asidüri daha sık rastlanan şekli olup orotat fosforibozil transferaz ve orotidilat (OMP) dekarboksilaz eksikliği söz konusudur. Hastalarda gelişim geriliği, megaloblastik anemi ve orotik asit kristalürisi görülür.

Tip II orotik asidüride ise sadece orotidilat dekarboksilaz eksikliği vardır.

Sekonder Orotik Asitüri Nedenleri

Tip II hiperamonyemi, ilaç kullanımı (OMP dekarboksilazın allopürinol ve 6 azaüridin gibi ilaçların metabolizması esnasında ortaya çıkan yan ürünler ile inhibisyonu) ve Reye sendromuna sekonder orotik asitüri oluşabilir.

PİRİMİDİN NÜKLEOTİDLERİNİN YIKIMI

Pirimidin halkası açılarak beta alanin ve beta aminoizobütirat gibi daha kolay çözünen maddelere parçalanabilir. Beta alaninden asetil KoA, beta aminoizobütirattan ise süksinil KoA oluşabilir.

Beta aminoizobütirik asitüri doğu kökenli insanlarda sık bulunan, otozomal resesif olarak kalıtılan bir hastalıktır.

RİBONÜKLEOTİDLERİN DEOKSİRİBONÜKLEOTİDLERE DÖNÜŞÜMÜ

Tioredoksin

Hidroksiüre (hidroksikarbamid) ribonükleotid redüktazı inhibe ederek etki gösteren bir kemoterapötik ajandır.

Ribonükleotid + tioredoksin redükte (2 SH, kofaktör) (ribonükleotid redüktaz, hidroksiüre bu enzimi inhibe eder.) --> Deoksiribonükleotid + tioredoksin okside

Tioredoksin okside + NADPH (tiyoredoksin redüktaz) --> tioredoksin redükte (2 SH) + NADP

TİMİDİLAT SENTEZİ

Üridin RNA’nın karakteristik pirimidin bazı iken timidin DNA’ya özgü pirimidin bazıdır. Timidin ile üridin arasındaki tek fark üridine folik asitten bir metil grubu eklenmesidir.

Bu reaksiyonda dUMP metillenip DNA’nın karakteristik bazı olan dTMP’ye dönüşürken, THF ise DHF’ye dönüşür.

2’ deoksiüridilat (dUMP) + metilen tetrahidrofolat (timidilat sentaz, 5 florourasil bu enzimin inhibitörüdür. dUMP analoğudur.) --> deoksitimidilat (dTMP) + dihidrofolat

Dihidrofolat (dihidrofolat redüktaz, metotreksat bu enzimin inhibitörüdür) --> Tetrahidrofolat --> metilen tetrahidrofolat.

Ribonükleotidlerin deoksiribonükleotidlere dönüşümünde gerekli olan madde aşağıdakilerden hangisidir?

A. Tetrahidrofolik asit
B. S adenozil metyonin
C. Tioredoksin
D. NADH
E. Askorbik asit

Cevap C

Timidin sentezi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğru değildir?

A. Timidin DNA’nın karakteristik bazıdır.
B. Timidin sentezinde timidilat sentaz ve dihidrofolat redüktaz enzimleri gereklidir.
C. 5 florourasil dUMP analoğu olup dihidrofolat redüktazı inhibe eder.
D. Timidilat sentaz N5 N10 metilen tetrahidrofolik asitten bir metil grubu alarak deoksiüridilat (dUMP) deoksi timidilata (dTMP) çevirir.
E. N5 N10 metilen tetrahidrofolat (THF) metil grubu verince direk dihidrofolata (DHF) dönüşür.

Cevap C

DNA’NIN YAPISI

DNA bir polideoksiribonükleotittir. Bu yapıda birbirlerine kovalan olarak 3’ 5’ fosfodiester bağı ile bağlanmış birçok monodeoksiribonükleotid bulunur. Tek sarmallı DNA içeren birkaç virüs dışında DNA çift sarmallı bir molekül olarak bulunur.

3’ 5’ Fosfodiester Bağları

DNA veya RNA’da nükleotidler arasında bulunan fosfodiester bağları ya kimyasal hidroliz veya enzimatik yoldan hidrolizle açılabilir. Enzimatik hidroliz yapan bu enzimlerin genel adı nükleazlardır. DNA’da deoksiribonükleazlar RNA’da ise ribonükleazlar bu hidrolizi gerçekleştirir. DNA zincirinin iç ve orta kısımlarındaki nükleotidleri ayıran ve serbestleştiren nükleazlara endonükleazlar denir. Zincirin baş veya sonundaki bir nükleotidi serbestleştiren nükleazlara ise ekzonükleazlar denir.

Çift Heliks

Daktinomisin (aktinomisin D) gibi bazı antikanser ilaçlar DNA çift heliksinin dar (minör) oluğuna yerleşerek sitotoksik etki gösterirler.

Helik yapısının yarısının açıldığı ısıya DNA’nın erime derecesi (melting temperature, Tm) denir. DNA çift heliks yapısının açılmasına denatürasyon denir.

Absorans değeri – erime noktası grafiğinde DNA’da guanin-sitozin içeriği en yüksek olan değer, erime noktası en yüksek olandır.

G ve C arasında 3, A ve T arasında 2 hidrojen bağı bulunduğu için A ve T’ten zengin DNA, G ve C’den zengin DNA’ya kıyasla daha düşük ısılarda denatüre olur. Şartlar düzeltildiği zaman ayrılmış olan karşıt DNA zincirleri tekrar biraraya gelerek çift heliks yapısını oluşturabilirler. Bu olaya renaturasyon denir.

DNA çift sarmalında minör oluğa bağlanarak DNA molekülünün kalıp olarak kullanılmasını önleyen, böylece DNA ve RNA sentezini engelleyen ilaç aşağıdakilerden hangisidir?

A. Streptomisin B. Rifampisin C. Tetrasiklin D. Aktinomisin D E. Kloramfenikol

Cevap D

MİTOKONDRİYAL DNA (mt DNA)

DNA’nın büyük nukleusta bulunmasına karşın insan mitokondrisi küçük, halkasal, çift sarmal DNA molekülünden 2-10 kopya içerir. Bunlar total hücre DNA’sının %1 kadarını oluşturur. Zigot oluşumu sırasında mitokondrilerin tümünün ovum tarafından sağlanması nedeniyle Mendeliyen olmayan maternal kalıtım göstermesi insan mt DNA’sının en önemli özelliğidir. Kuramsal olarak hasta anne bu hastalığı tüm çocuklara aktarır, fakat sadece kızlar bu hastalık için taşıyıcıdır.

İnsan Mitokondriyal DNA’sının Yapı ve İşlevinin 6 Önemli Özelliği

1. Halkasal ve çift sarmalıdır, bir ağır (H) ve bir hafif (L) zincir içerir.

2. Solunum zincirinin (ETZ) 67 tane olan protein alt biriminden 13 tanesini kodlar. Kompleks I’in (NADH dehidrogenaz) 7 alt birimi, kompleks III’ün sitokrom B’si, kompleks IV’ün (sitokrom oksidaz) üç alt birimi ve kompleks V’in (ATP sentaz) iki alt birimi mt DNA tarafından kodlanır.

Dikkat edilirse ETZ komponentlerinden kompleks II olan süksinat dehidrogenaz hariç diğer komplekslere (kompleks I, III, IV ve V) ait proteinlerin bir kısmı mt DNA tarafından kodlanmaktadır. Kompleks II nükleer DNA tarafından kodlanmaktadır.

3. Büyük (16s) ve küçük (12s) mt ribozomal RNA’ları kodlar.

4. 22 mt transfer RNA’yı kodlar.

5. Mt DNA nükleer DNA’ya kıyasla 5-10 misli daha yüksek bir mutasyon oranına sahiptir.

6. Standart genetik koddan farklıdır. Örneğin standart kod tablosunda sonlanma kodonu olan 5’ UGA 3’ mtDNA’da triptofana karşılık gelirken, standart kod tablosunda arjinine karşılık gelen 5’ AGG 3’ ve 5’ AGA 3’ mitokondride sonlanma kodonu olarak yer alır.

Aşağıdakilerden hangisi insan mitokondriyal DNA’sının özelliklerinden biri değildir?

A. Mitokondri ile ilgili genetik bilgiler anne ve babadan eşit oranda aktarılır.
B. Halkasal ve çift sarmallıdır, bir ağır (H) ve bir hafif (L) zincir içerir.
C. Solunum zincirinin (ETZ) 67 tane olan protein alt biriminden 13 tanesini kodlar.
D. ETZ komponentlerinden kompleks II olan süksinat dehidrogenaz hariç kompleks I, III, IV ve V’e ait proteinlerin bir kısmı mtDNA tarafından kodlanmaktadır.
E. Mt DNA nükleer DNA’ya kıyasla 5-10 misli daha yüksek bir mutasyon oranına sahiptir.

Cevap A

PROKARYOTLARDA DNA SENTEZİ

Yeni oluşan çift sarmallarda bir eski (ebeveynlerden gelen) bir de yeni sentezlenmiş (yavru) sarmal bulunur. Bu sarmallar birbirlerine komplementerdir. Bu olaya semikonservatif replikasyon denir.

DNA Replikasyonu için Gerekli Olanlar

1. Substrat: 4 deoksinükleozid trifosfat da (dATP, dGTP, dCTP, dTTP) ortamda olmalıdır.
2. Kalıp: Tek zincirli DNA kalıp olarak kullanılır.
3. Primer: DNA replikasyonu bir primer olmadan başlayamaz.
4. Enzimler: DNA helikaz, DNA primaz, DNA polimerazlar (kofaktörü çinko), DNA topoizomeraz, DNA ligaz, vs.

Aşağıdakilerden hangisi DNA replikasyonu için gerekli değildir?

A. Deoksinükleozid trifosfatlar (dATP, dGTP, dCTP, dTTP)
B. Tek zincirli DNA (ssDNA)
C. Primer
D. DNA polimeraz
E. Shine Dalgarno dizesi

Cevap E

Shine-Dalgarno dizesi: E. coli’de yer alır ve 5’ UAGGAGG 3’ nükleotid dizesini içerir. Böylece bu dize protein sentezinin başlayacağı bölgenin 30s ribozomal RNA subünit tarafından tanınmasını sağlar.

Komplementer DNA Sarmallarının Birbirinden Ayrılması

Prokaryotik organizmalarda replikasyon tek ve belirli bir nükleotid dizesinde başlar. Buraya replikasyon orijini denir. Ökaryotlarda ise replikasyon DNA heliksi boyunca birçok noktada başlar.

Başlangıç noktaları çoğunlukla AT baz çiftlerinden zengin nükleotid dizelerinden oluşmuştur.

Replikasyon Çatalı Oluşumunda Görevli Olan Proteinler

DnaA proteini: Özellikle ATP baz çiftlerinden zengin olan replikasyon orijinine 20 ile 50 tane DnaA proteini bağlanır. İşaretler.

DNA helikazlar (DnaB): Bu enzimler tek sarmallı DNA’ya replikasyon çatalının yakınından bir yere bağlanırlar. Sarmalların birbirinden ayrılmasını sağlar.

Tek sarmallı DNA bağlayan (TSB) proteinleri: Bunlara aynı zamanda heliks oluşumunu önleyen proteinler de denir. TSB proteinleri sadece tek sarmallı DNA’ya bağlanırlar. Bunlar çift sarmal yapının tekrar oluşumunu engellerler.

DNA polimeraz I primeri çıkarıyor. Dolduruyor. Okazaki fragmanlarını birbirine bağlayan DNA ligazdır.

DNA replikasyonu sırasında replikasyon çatalında yer alan ve DNA çift sarmalının açılmasını sağlayan enzim hangisidir?

A. DNA ligaz B. DNA helikaz C. DNA polimeraz D. RNA polimeraz E. Ters transkriptaz

DNA Replikasyonunun Yönü

DNA polimeraz enzimleri kalıp DNA’daki nükleotid dizelerini ancak 3’ 5’ yönünde okuyabilirler. Sonra da buna uygun yeni DNA zincirini de 5’ 3’ yönünde sentezleyebilirler. Çift sarmallı DNA heliksinde bir sarmala karşı sentezlenecek yeni DNA zinciri 5’ 3’ yönünde olurken diğer sarmala karşı sentezlenecek yeni zincir 3’ 5’ yönünde olacaktır. Ancak DNA polimerazlar 3’ 5’ yönünde sentez yapamazlar.

Bu sorun şöyle çözülmüştür:

Lider zincir (ilerleyici zincir): İlerleyen replikasyon çatalı yönünde 5’ 3’ yönünde sentezlenen zincirdir. Kesiksiz olarak sentezlenir.

Kesikli zincir (gerileyici zincir): Sentez kesikli olarak kısa DNA parçaları hâlinde gerçekleşir. Bu kısa DNA parçalarına Okazaki fragmanları denir.

DNA Primaz (RNA primaz): Özgün RNA polimerazdır. Yaklaşık 10 nükleotitten oluşan kısa RNA parçaları sentezler. Bunlardan lider zincir sentezinde bir tane, kesikli zincir sentezinde her Okazaki fragmanı için bir tane olmak üzere birçok sentezlenir.

Zincir Uzaması

DNA polimeraz III: DNA zinciri uzamasından esas sorumlu olan enzimdir. RNA primerin serbest 3’ OH grubunu alıcı olarak kabul eder ve kalıp zincire uygun deoksiribonükleotitleri ekler. Yani zincir 5’ 3’ yönünde kalıp zincire antiparalel yönde uzayarak sentezlenir. Bu reaksiyonlarda yapı taşları 5’ deoksiribonükleozit trifosfatlardır. Uzayan zincire her yeni nükleotit takıldığında bir pirofosfat açığa çıkar.

Kesikli zincirde DNA polimeraz III RNA primeri uzatır. DNA polimeraz I her seferinde bir ribonükleotid çıkararak RNA primeri uzaklaştırır. DNA polimeraz I RNA primerden kalan boşluğu doldurur. İki DNA parçasını DNA ligaz birbirlerine bağlar, böylece boşluk kapanır.

Yeni Sentezlenen DNA’nın Doğruluğunun (Proofreading) Kontrolü

Lippincot’a göre replikasyonun doğruluğunu DNA polimeraz III enzimi sağlar.

Harper’da ise replikasyon esnasındaki kontrolün DNA polimeraz II’de olduğu yazılmaktadır.

DNA Polimeraz I

RNA primer DNA polimeraz I tarafından uzaklaştırılır ve yerine aynı enzimle uygun nükleotidler yerleştirilir.

DNA polimeraz I’de 5’ 3’ polimeraz, 5’ 3’ ekzonükleaz ve 3’ 5’ ekzonükleaz aktivitesi vardır.

DNA Ligaz

DNA polimeraz III ve DNA polimeraz I’in yaptıkları zincirler DNA ligaz ile birbirlerine fosfodiester bağı ile birleştirilir.

DNA Sentezi için Kullanılanlar

1. DnaA proteini: Sarmalların replikasyon noktasında birbirinden ayrılmasını sağlar.
2. DNA helikazlar: DNA zincirlerinin karşılıklı açılmasını sağlar.
3. Tek zincirli kalıp DNA
4. Tek sarmal DNA bağlayıcı proteinler: DNA zincirinin tek sarmal hâlinde kalmasını sağlar.
5. Topoizomeraz enzimleri
6. DNA sentezini aktive eden proteinler
7. DNA primaz: RNA primerin sentezini sağlar
8. DNA polimeraz III (prokaryotlarda), DNA polimeraz alfa, beta, gama, epsilon (ökaryotlarda)
9. DNA polimeraz I: RNA primerinin uzaklaştırılması ve boşluğun doldurulması için
10. DNA ligaz: DNA polimeraz III ve DNA polimeraz I’in yaptıkları zincirler arasındaki boşluk DNA ligaz ile birleştirilir.

SÜPERKOİLED DNA

DNA helikaz aracılığı ile DNA çift sarmalı bir uçtan açıldıkça replikasyon çatalının önünde helikal yapı sıkışır ve DNA sarmalında kıvrılmalar meydana gelir. Buna süperkoiled DNA denir. DNA’da bu süperkoillerin oluşumunu engelleyen enzimlere DNA topoizomeraz adı verilmektedir.

Tip I DNA topoizomeraz: Bu enzimler çift heliksi oluşturan sarmallardan birini tersinir olarak koparırlar. Aktiviteleri için ATP gerektirmezler. Topotekan ve irinotekan gibi tekan türevleri tip I topoizomeraz inhibitörleridir.

Tip II DNA topoizomeraz: Bu enzimler DNA çift heliksine bağlanır ve her iki sarmalda geçici kırıklar oluşturur. ATP gereksinimi vardır.

DNA giraz E. coli’de bulunan bir cins tip II topoizomerazdır. Bakteriyel DNA giraza karşı kullanılan bir grup antimikrobiyal ajan vardır. Bunlara quinolonlar denmektedir.

Nalidiksik asit türevi olan florokinolonlar DNA’yı negatif süpersarmal hâle getiren DNA giraz (topoizomeraz II) enzimini alfa alt birimine bağlanarak inhibe ederler.

Novobiosin DNA girazın beta alt birimini etkiler. Siprofloksasin ve ofloksasin ayrıca bakteri sitoplazma membranını zedeleyerek diğerlerine göre daha güçlü antibakteriyel etki yapar.

Birer kemoterapötik ajan olarak kullanılan etoposide ve teniposid insanda bulunan tip II topoizomeraz enziminin inhibitörüdür. Yine antrasiklinler olarak da bilinen dokzorubisin, daunorubisin, idarubisin ve epirubisin gibi antitümöral antibiyotikler de tip II topoizomeraz enzimini inhibe edebilir.

DNA replikasyonu sırasında DNA zincir uzamasından esas sorumlu olan enzim hangisidir?

A. DNA helikaz B. DNA primaz C. DNA polimeraz I D. DNA polimeraz III E. DNA topoizomeraz

Cevap D

Aşağıdaki ilaçlardan hangisi insanda bulunan tip II topoizomerazı inhibe ederek etksini gösterir?

A. Novobiosin B. Etoposide C. Siprofloksasin D. Ofloksasin E. Aktinomisin D

Cevap B

NÜKLEOZİD ANALOGLARI İLE DNA SENTEZ İNHİBİSYONU

Sitozin arabinozid (cytarabine, ara C3) antikanser tedavisinde, buna karşın adenin arabinozid (vidarabine, ara A4) antiviral ajan olarak kullanılmaktadır.

HİV tedavisinde kullanılan azidotimidin (zidovudin=AZT=3 azido 2’ 3’ dideoksitimidin) şeker birimlerinde kimyasal değişim sonucu elde edilmiş maddelere örnektir. Bilindiği üzere revers transkriptazın özelliği mRNA’dan DNA sentezlemesidir. AZT revers transkriptazı inhibe edere DNA zincir uzamasını sonlandırır.

Histonlar ve DNA’nın Paketlenmesi

Bir tek hücrede bulunan DNA’nın toplam uzunluğu yaklaşık 2 metredir. Bu muazzam uzunluktaki DNA’nın nükleusta paketlenmesini sağlayan proteinlere histon proteinler denilmektedir.

Ökaryotik DNA histon adı verilen bazik proteinlere sıkıcı bağlanarak nükleozomları oluşturur. Nükleozomlar daha da yoğun bir şekilde paketlenerek nükleoflamanları oluşturur. Nükleoflamanlar uzun DNA moleküllerinin yoğun bir şekilde yerleşmeleri için daha da yoğunlaşır ve kromozomlar meydana gelir. Bilindiği üzere hücrede DNA 23 çift krozom şeklinde bulunur.

Histonlar DNA’nın uygun şekilde katlanmasını sağlayan özel proteinlerdir. Çok miktarda lizin ve arjinin içerdikleri için fizyolojik pH’da pozitif yüklüdürler. Histonlar pozitif yüklü oldukları için negatif yüklü fosfat grupları sayesinde DNA ile iyonik bağlar kurarlar. Böylece DNA histonun etrafına sarılarak uygun şekilde katlanır.

DNA ONARIMI

Ultraviyole Işığın Yaptığı Hasarın Onarımı

Ultraviyole ışığa maruz kalan bir hücrede birbirine komşu 2 pirimidin (genellikle) timinler arasında kovalen bağlanmalar olabilmektedir. Bunun sonucunda meydana gelen timin dimerleri replikasyonu bloke ederler.

Kseroderma pigmentosum adı verilen prekanseröz bir deri lezyonu olan kişilerde zedelenmiş olan DNA onarılamaz. Bu hastalığın en sık rastlanan şeklinde UV’ye özgün endonükleaz (ekzinükleaz) eksiktir.

TELOMERLER VE TELOMERAZ

Normal insan hücreleri belirli sayıda hücre bölünmesini takiben yaşlanma sürecine girerler. 5’ TTAGGG 3’ dizesinin değişik sayılarda yinelenmesinden meydana gelir.

DNA’daki hasarlı bazların uzaklaştırıldığı tamir sistemi: Baz eksizyon tamiri. Baz eksizyon tamirinde DNA’daki hasarlı bazı uzaklaştıran enzim: glikozilaz.

DNA’daki UV ışığın neden olduğu timin dimerlerinin kaldırıldığı tamir sistemi: Nükleotid eksizyon tamiri. Nükleotid eksizyon tamirinde gözlenen bozukluk: Kseroderma pigmentosum. Mismatch tamir sisteminde (uyumlu olmayan nükleotid gruplarının çıkarılması) gözlenen bozukluk: Herediter nonpolipozis kolon ca.

Telomeraz (telomer terminal transferaz) kromozomal uçlardaki TTAGGG tekrarlarının sentezinden sorumlu olan ribonükleoprotein yapıda özel bir DNA polimerazdır.

Yaşlanmanın mekanizmalarından biri kromozom uçları olan telomerlerin kısalmasıdır. Hücre diferansiye olurken çoğu normal hücre tipinde telomerler gittikçe kısalır. Hücre bölünmesi sırasında molekülün uç kısımlarındaki kısalmanın telomeraz enzim aktivitesi ile önlendiği ve böylece hücrenin yaşlanmasının engellendiği bildirilmiştir.

İnsanda bulunan tek reverse transkriptaz enzimi telomerazdır.

Birçok kanser tipinde telomeraz etkinliğini sürdürür veya aktive edilir. Sonuçta telomerlerin uzunluğu sabit kalır ve hücre sınırsız sayıda çoğalır (immortal kalır).

Son yıllarda yapılan çalışmalarda birçok kanser çeşidinin taranması telomeraz aktivitesi ile malignensi arasında çok güçlü bir ilişkinin bulunduğunu göstermiştir.

Nükleotid eksizyon veya mismatch tamirinde görevli bazı enzimler: Endonükleaz, ekzonükleaz, DNA polimeraz, DNA ligaz.

Aşağıdaki enzimlerden hangisinin aktivitesinin artmasının kanserle ilişkili olduğu gösterilmiştir?

A. UV’ye özgün endonükleaz B. Telomeraz C. Tip II topoizomeraz D. DNA primaz E. p53

Cevap B

RNA YAPISI VE SENTEZİ

RNA YAPISI

Protein sentezinde üç tip RNA rol oynar: Ribozomal RNA (rRNA), transfer RNA (tRNA) ve mesajcı RNA (mRNA). Bazı RNA molekülleri enzimatik işlev görebilir. Örnek olarak ribozimler, ribonükleazlar ve peptidil transferazlar verilebilir.

RNA ile DNA Arasındaki Farklar
RNA   DNA
Şeker birimleri riboz   Deoksiriboz
RNA’daki karakteristik pirimidin bazı urasil   DNA’daki karakteristik pirimidin bazı timin
Tek zincirli   Çift sarmallı
Pürin-pirimidin eşleşmesi G=C, A=U   Pürin-pirimidin eşleşmesi G=C, A=T

Ribozomal RNA (rRNA)

Hücredeki RNA’nın %80’lik kısmını oluşturur.

Transfer RNA (tRNA)

RNA’lar arasında tRNA’lar en küçük (4S) moleküllerdir.

Genetik materyal içerisinde hatalar tolere edilemezken bir tek tRNA moleküllerinde anormal bazlar (alkilasyon, metilasyon, vb) bulunabilir.

tRNA’nın antikodon ve aminoasit bağlayıcı kolu vardır.

Messenger RNA (mRNA)

En kısa yarı ömrü olan RNA formudur ve yaklaşık 20-30 sn’lik bir yarı ömrü vardır.

mRNA’nın 5’ ucunda 7 metilguanozin şapkası adı verilen bir yapı vardır. Bu şapka 5’ ekzonükleaz saldırısına karşı korur.

mRNA’nın 3’ ucunda ise poliA kuyruğu adı verilen yaklaşık 20 ile 250 adenin nükleotidinden oluşmuş bir yapı vardır.

hnRNA

Nukleusta sentezlenen RNA’lara hnRNA (heterojen nükleer RNA) adı verilir. hnRNA’lar daha sonra intronların çıkarılması ve ekzonların birleşmesi ile mRNA’ları oluşturmak üzere işleme girerler.

snRNA

Small nükleer RNA mRNA işlenmesine ve gen düzenlenmesine önemli ölçüde katılır. snRNA’lardan U1, U2, U4, U5 ve U6 adı verilenler intronların çıkarılması ve hnRNA’nın mRNA’ya dönüşmesi işlemine katılır.

TRANSKRİPSİYON

Prokaryotik RNA Polimeraz

Ökaryotik hücre çekirdeklerinde bulunan RNA polimerazlar üç sınıfa ayrılır:

RNA polimeraz I: Alfa amanitin ile inhibe olmaz.

RNA polimeraz II: mRNA ve bunların öncüllerini (hnRNA) ve nükleer küçük snRNA’ları sentezler. RNA polimeraz II alfa amanitin ile inhibisyona en duyarlı polimerazdır.

RNA polimeraz III: Alfa amanitin ile inhibisyona orta derecede duyarlıdır.

Rifampin prokaryotik RNA polimerazın beta alt birimine bağlanarak ilk fosfodiester bağının oluşmasını engeller.

Daktinomisin (aktinomisin D) tümör kemoterapisinde kullanılan ilk ilaçtır. Bu ilaç DNA’nın minör oluğuna yerleşerek RNA polimerazın DNA boyunca ilerlemesini engeller.

RNA polimeraz II inhibitörleri: Bu enzim DNA kalıbına karşılık mRNA’nın sentezlenmesini sağlayan enzimdir ve alfa amanitinle inhibe olur. Alfa amanitin amanita phalloides adlı zehirli bir mantarda sentezlenen potent bir toksindir.

Alfa amanitin ile inhibisyona en duyarlı enzim aşağıdakilerden hangisidir?

A. RNA polimeraz I B. Revers transkriptaz C. RNA polimeraz II D. DNA polimeraz III E. Tip II topoizomeraz

Cevap C

TRANSKRİPSİYON AŞAMALARI

Başlangıç

Primere gerek yoktur. DNA üzerinde yer alan başlangıç bölgelerine promoter bölge adı verilir. Transkripsiyon promoter bölgenin RNA polimeraz tarafından tanınması ve bağlanması ile başlar.

Prokaryotik Başlangıç Noktaları

Pribnow box: Transkripsiyonun başlangıç noktasından yaklaşık olarak 10 baz önce yerleşmiştir. Bu nedenle -10 dize de denilir.

-35 dize: 5’ TTGACA 3’ baz dizesinden oluşur ve transkripsiyonun başlayacağı bazda 35 baz önce (sola doğru) yerleşmiştir.

Prokaryotik başlangıç noktaları RNA polimeraz holoenzimi tarafından tanınır.

Uzama

RNA polimeraz DNA polimerazlarda olduğu gibi bir primere gereksinim duymaz. RNA polimerazın endonükleaz ve ekzonükleaz aktiviteleri yoktur. Bu nedenle DNA polimeraz gibi hataları düzeltemez. RNA polimerazın substratları ribonükleotid trifosfatlardır (ATP, GTP, UTP ve CTP).

Pozitif süperkoiller giraz, negatif süperkoiller ise topoizomeraz I enzimi ile rahatlatılır.

Sonlanma

Rho bağımlı sonlanma: Bu sistemde sonlanma için protein yapılı bir rho faktörü gereklidir.

Rho bağımsız sonlanma: Bu sistemde kalıp DNA’daki palindrom olarak adlandırılan bölgeye gelindiğinde bu bölgeye uygun olarak sentezlenen RNA dizesi bir saç tokası şeklinde kıvrılır ve bu sayede RNA polimerazın ilerlemesi engellenir.

Palindrom aynı yönde yazıldıklarında aynı dizilişe sahip olan karşılıklı iki DNA zinciridir.

RNA’LARDA POSTTRANSKRİPSİYONEL MODİFİKASYONLAR

Ribozomal RNA’lar (rRNA) posttranskripsiyonel modifikasyon: Hem ökaryotik hem de prokaryotik hücrelerde rRNA’lar nükleolusta (çekirdekçik) sentezlenen ve preribozomal (45S) RNA adı verilen uzun, öncül moleküllerden sentezlenir.

Transfer RNA’larda (tRNA) Posttranskripsiyonel Modifikasyon

tRNA’lara nükleotidil transferaz enzimi ile 3’ dizesinin ucuna (aminoasit bağlayıcı kol) 5’ CCA 3’ dizesi takılır.

Bazı bazlar modifiye edilerek anormal bazlar üretilir. Posttranskripsiyonel modifikasyonla üridin, psödoüridin, ribotimidin ve dihidroüridine çevrilir.

Messenger RNA’lar (mRNA) Posttranskripsiyonel Modifikasyon

RNA polimeraz II tarafından çekirdekte sentezlenen RNA molekülüne primer transkript veya heterojen nükleer RNA (hnrNA) da denilmektedir.

5’ ucunda 7 metil guanozin şapka oluşumu: Bu hnRNA’da ilk oluşan değişimdir. Guaninin metilasyonu sitoplazmada 7 metil transferaz enzimi ile S adenozil metyoninden sağlanır.

Poli A kuyruğu eklenmesi: mRNA’nın 3’ ucuna poli A polimeraz tarafından 40-200 adet adenin nükleotidi eklenir.

İntronların uzaklaştırılması: Primer transkripten intronlar uzaklaştırılır, eksonlar birleştirilir ve olgun mRNA oluşur.

Splicing: Bu işlemde genellikle snRNA’ların proteinlerle birleşmiş hâli olan snRNPs (small nükleer ribonükleoprotein partikülleri) aracılığı ile iki ekzon birbirine birleştirilir.

Bazen de snRNPs kullanılmadan intronlar çıkarılır ve ekzonlar birleştirilir. Böylece pre mRNA’dan mRNA oluşur. Bu olaya ise alternatif splicing denir.

Otoimmün ve genellikle ölümcül seyreden bir hastalık olan sistemik lupus eritematozusta snRNPs gibi bazı proteinlere karşı otoantikorlar gelişir.

Yine beta talasemi beta globin zinciri için gerekli olan mRNA’nın sentezi sırasında ekzonların hatalı birleştirilmesi ile giden kalıtsal bir hastalıktır.

RNA’lar sentezlendikten sonra bunların üzerinde sonradan yapılan değişikliklere posttranskripsiyonel modifikasyon denilmektedir. Aşağıdakilerden hangisi posttranskripsiyonel bir değişim değildir?

A. tRNA’lara nükleotidil transferaz enzimi ile 3’ dizesinin ucuna (aminoasit bağlayıcı kol) 5’ CCA 3’ dizesi takılması
B. Ribozomal RNA’ların öncü olan 45s preribozomal RNA’dan sentezlenmesi
C. mRNA sentezlendikten sonra 5’ ucuna 7 metil guanozin koruyucu şapkanın eklenmesi
D. mRNA sentezlendikten sonra 3’ ucuna poli A kuyruğun eklenmesi
E. Nukleusta hnRNA (heterojen nükleer RNA) sentezlenmesi

Cevap E

PROTEİN SENTEZİ

GENETİK KOD

Kodonlar

Toplam 4 baz bulunduğu ve bir kodonda da 3 baz olduğu için 64 tane değişik baz kombinasyonu (64 değişik kodon) olabilir.

Örneğin 5’ AUG 3’ metyonin aminoasitini kodlar.

Sonlanma (stop veya saçma) kodonları: Kodonlardan 3 tanesi (UAG, UGA ve UAA) herhangi bir aminoasiti kodlamazlar.

GENETİK KOD TABLOSU VE MUTASYON ÇEŞİTLERİ

Arg: CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG.

Yanlış mutasyon: UCA (serin kodonu) --> CCA (prolin kodonu)
Sessiz mutasyon: UCA (serin kodonu) --> UCU (serin kodonu)
Saçma mutasyon: UCA (serin kodonu) --> UAA (sonlanma kodonu)

Başlıca mutasyonlar

Transisyon: Bir pürin başka bir pürinle veya bir pirimidin başka bir pirimidinle yer değiştirir.

Transversiyon: Pürin pirimidinle, pirimidin pürinle yer değiştirir.

Sessiz mutasyon: Değişmiş bazı içeren kodon gene aynı aminoasiti kodlayabilir.

Yanlış (missense mutasyon): Baz değişikliği olan kodon normal aminoasitinden farklı bir aminoasiti kodlayabilir. Örneğin beta zincirinde 6. aminoasit olan glutamat yerine (GAA --> GUA veya GAG --> GUG) valin geçmesi ile oluşan HbS (orak hücreli anemi).

Saçma (nonsense) mutasyon: Baz değişikliği sonucu aminoasit kodlayan bir kodon sonlanma kodonu hâline gelebilir.

Çerçeve kayması mutasyon: Kodda bazla 1-2-3-4-5-6-7-8-9... şeklinde yazılmıştır. Ama bunlar aslında 1-2-3/4-5-6/7-8-9... şeklinde okunurlar. Eğer bu devamlı şekilde yazılmış baz dizesinden bir veya daha fazla nükleotid çıkarsa (delesyon) olursa) veya eklenirse (adisyon) buna çerçeve kayması mutasyon denir. Mutasyon olan noktadan sonraki aminoasit dizesi tamamen değişir. En tehlikeli mutasyon şekli budur.

DNA’DA MUTASYON OLUŞMA MEKANİZMALARI

Radyasyon

UV ışık (200-400nm): Komşu pirimidinler, özellikle de timinler arasında dimerizasyona yol açar.

İyonizan radyasyon: Ataksia-telenjiektazi X ışınlarının yaptığı hataların onarılamaması sonucu gelişen, serebellar ataksi ve lenforetiküler maligniteler ile seyreden bir hastalıktır.

Kimyasal Mutajenler

Baz analogları: DNA’nın yapısına girerler.

Alkilleyici olmayan ajanlar: Formaldehit, hidroksilamin, nitröz asit.

Alkilleyici ajanlar: Busulfan, sisplatin, siklofosfamit.

İntercalating ajanlar: Akridinler çerçeve kayması mutasyonuna yol açarlar.

PROTEİN SENTEZİNİN BASAMAKLARI

Gereken bileşikler: Aminoasitler, taşıyıcı RNA (tRNA), aminoaçil tRNA sentetazlar, mesajcı RNA, fonksiyonel ribozomlar, başlangıç-uzama ve sonlanma faktörleri, ATP ve GTP gibi enerji kaynakları.

Aminoaçil tRNA sentetaz enzimi 2 aşamalı bir reaksiyonla aminoasidin tRNA’sına 3’ ucundan kovalan olarak bağlanmasını sağlar. Bu reaksiyon için ATP gereklidir ve ATP --> AMP + PP olacak şekilde parçalanır.

Uzamakta olan polipeptit zincire 1 aminoasidin eklenebilmesi için 4 yüksek enerjili bağın parçalanması gerekir.

Translasyon üç ayrı aşamada gerçekleşir: Başlangıç, uzama ve sonlanma.

Başlangıç

Başlangıçta ATP görev almaz. Gereken bileşenler: 30 S ribozomal alt birim, sentezlenecek proteinin mRNA’sı, mRNA’daki ilk kodona uygun f metyonin tRNA, GTP (enerji sağlar) ve başlangıç faktörleri (BF=İF).

Translasyonu başlatan nükleotid dizesini ribozomlar iki mekanizma ile tanır:

Shine-Dalgarno dizesi: E. coli’de yer alır ve 5’ UAGGAGG 3’ nükleotid dizesini içerir. Bu dize mRNA molekülünde ilk aminoasidi kodlayan AUG kodonundan yaklaşık 6-10 baz önce 5’ ucuna doğru bir yerleşim gösterir.

Başlangıç kodonu: mRNA’nın başında bulunan ve ilk kodon olan 5’ AUG 3’ özel bir başlangıç tRNA’sı tarafından tanınır. Bakteri ve mitokondrilerde başlangıç tRNA’yı N formilmetyonin taşır. Formil grubu metyonin tRNA’ya bağlandıktan sonra yapıya eklenir.

Streptomisin, tetrasiklin ve gentamisin gibi 30 S inhibitörü ilaçlar genellikle protein sentezini başlangıç aşamasında durdurur.

Uzama (Elongasyon)

A. Aminoaçil tRNA’nın A bölgesine bağlanması: Puromisin aminoaçil transfer RNA’ya (tirozinil tRNA) benzer ve A bölgesine bağlanarak protein sentezini uzama fazında durdurur.

B. Peptit bağı oluşumu: Peptit bağlarının oluşumu peptidil transferaz tarafından katalizlenir. Peptidil transferaz aktivitesi 50 S ribozomal alt birimin 23 S rRNA’sında bulunur. Kloramfenikol prokaryotik 50 S ribozomal subünitteki peptidil transferazı inhibe ederken, siklohekzimid ökaryotik hücrelerdeki 60 S ribozomal subünitteki peptidil transferazı inhibe eder.

C. Translokasyon (yer değiştirme): E. coli’de translokasyon için eEF 2 (UF 2) ve GTP gereklidir. Difteri toksini EF 2’yi (UF) inhibe ederek etki gösterir. Psödomonas aeruginosa ekzotoksin A EF 2 inhibitörüdür.

Sonlanma

Translasyon esnasında mRNA’daki üç sonlanma kodonundan birisi gelince peptit zincirinin uzaması (sentezi) sonlanır. E. coli’de bu kodonları salınım veya sonlanım faktörleri (SF) tanır.

POLİPEPTİT ZİNCİRLERİNİN POSTTRANSLASYONEL MODİFİKASYONU

Kısaltma: Pankreatik bir zimojen olan tripsinojen ince bağırsaklarda kısaltılarak aktif tripsin hâline dönüşür.

Sinyal peptit kaybı: İnsülinden sinyal peptitin ayrılması.

Fosforilasyon: Proteinin yapısında bulunan serin, treonin, tirozin aminoasitlerinin hidroksil gruplarında daha az olarak da sisteinde fosforilasyon görülür. Protein yapısında fosforlanan en önemli aminoasit serindir.

Kinaz enzimi sayesinde proteinler fosforlanır. Fosfataz enzimleri de defosforilasyon yapar.

Glikolizasyon (glikozillenme): Karbonhidratlar serin veya treoninin hidroksil gruplarına (O glikozid) veya asparajinin amino grubuna (N glikozid) bağlanmıştır. Glikozillenme işlevi Golgi aygıtı ve ER’de meydana gelir.

Hidroksilasyon: Kollajenin alfa zincirlerinde bulunan prolin ve lizin aminoasitleri endoplazmik retikulumda hidroksillenir. İdrarda OH prolin artışı kemik harabiyetinin göstergesidir.

Metillenme: 3 metil histidinin (miyofibriler proteinler olan aktin ve miyozinin yapı taşı) idrarla atılımı kas harabiyetinin göstergesidir. 4 metil lizin ve 6 N metillizin miyozinin yapısında yer alırken epsilon N metillizin karnitin sentezinde yer alır.

Karboksillenme: Gama karboksi glutamat oluşumu K vitaminine bağımlı pıhtılaşma faktörlerinde (faktör II, VII, IX ve X), ayrıca protein C ve protein S yapısında önemlidir.

Desmozin: Birbirine çapraz bağlarla bağlanmış dört adet lizin kalıntısından oluşur ve elastinin esnekliğini verir.

İzoprenil birimlerin eklenmesi: Kolesterol biyosentezi sırasında oluşan izopren birimleri çeşitli proteinlere eklenebilir. Örneğin ras proteinleri, ras onkojenler, protoonkojenler ve G proteinleri.

Diğer kovalan modifikasyonlar: Bir vitamin olan biyotinin karboksilaz enzimlerine kovalan bağlanması.

Beta alanin: Koenzim A ve pantotenik asitin yapısında yer alır. Beta alanin protein yapısında bulunmaz.

Selenosistein: Proteinlerin yapısında seyrek olarak izlenen ve kendine ait tRNA’sı olan, posttranslasyonel modifikasyonla üretilmeyen ve selenyum taşıyan bir aminoasittir. Selenosistein tioredoksin redüktaz ve glutatyon peroksidaz gibi enzimlerin aktif merkezlerinde yer alır.

Protein sentezini inhibe eden ilaç ve etki mekanizması eşleşmelerinden hangisi doğru değildir?

A. Streptomisin – 30 S başlangıç kompleksine bağlanarak inhibisyon yapar.
B. Kloramfenikol – prokaryotik peptidil transferazı inhibe eder.
C. Siklohekzimid – ökaryotik peptidil transferazı inhibe eder.
D. Difteri toksini – elongating faktör I’i (EF 1) inhibe eder.
E. Puromisin – aminoaçil transfer RNA’ya benzer ve protein sentezini uzama fazında durdurur.

Cevap D

Aşağıdakilerden hangisi posttranslasyonel bir modifikasyon değildir?

A. Splicing B. Kısaltma C. Serin, treonin ve tirozinin fosforillenmesi D. Serin, treonin ve asparjinin glikozillenmesi E. Bazı proteinlerin metillenme, karboksillenme ve hidroksillenmesi

Cevap A

BİYOTEKNOLOJİ VE MOLEKÜLER BİYOLOJİ

RESTRİKSİYON ENDONÜKLEAZLAR

Palindrom aynı yöne doğru yazıldıklarında eşit olan karşılıklı DNA dizeleridir. Örneğin 5’ GAATTC 3’ dizesine komplementer olan DNA zinciri 3’ CTTAAG 5’dür. Eğer bu ikinci parça 5’ yönünden okunursa 5’ GAATTC 3’ olduğu görülür. Bu dize spesifik bir restriksiyon endonükleaz olan EcoRI (Escherichia Coli RY13) tarafından tanınır ve kesilir. Restriksiyon endonükleaz enzimleri DNA’yı kestiklerinde yapışkan veya kör uçlar oluşur.

KLONLAMA

Bir organizmanın herhangi bir DNA bölgesinin özgül olarak diğer bölgeler arasından izole edilip başka bir yere ilave edilerek ifade olmasına klonlama denilmektedir.

1. Önemli bir ürün veya proteinin sentezini kodlayan genin ait olduğu hücre (prokaryotik veya ökaryotik) genomundan (veya kromozomundan) özel yöntemlerle (genellikle restriksiyon endonükleaz enzimleri ile) kesilerek çıkarılması.

2. Bunun bir taşıyıcı (vektör) DNA’sı ile birleştirilerek alıcı bir hücreye (prokaryotik veya ökaryotik) transfer edilmesi.

3. Alıcı hücrede genin ekspresyonunun sağlanmasıdır.

VEKTÖR

Mikroorganizmalar arasında gen klonlamasında birçok aracı moleküllerden (vektör) yararlanılmaktadır.

Gen klonlamasında başlıca 5 temel vektörden yararlanılmaktadır:

1. Plasmid vektörler
2. Faj vektörler
3. Viral vektörler
4. Bakteriyel vektörler
5. YAC (maya yapay kromozomu) vektörler

Viral vektörler: Lineer tek iplikçikli bir genetik materyale sahip olan virüs hücre içine girince sitoplazmada reverse transkriptaz enzimi yardımı ile genomik RNA’ya tek iplikçik cDNA (copy DNA, komplementer DNA) sentezlenir. Sonra bu cDNA’ya da polimeraz 1 enzimi ile ikinci bir cDNA sentezlenerek çift iplikçikli DNA’ya dönüştürülür (pro virüs).

YAC vektörleri: Diğer vektörlerden ayrılan en büyük özelliği çok büyük miktarlarda (100.000-1.000.000 arası) DNA fragmanlarının klonlanabilmesidir. Bu vektör en yaygın olarak insan kromozomlarının fiziksel haritasının çıkarılmasında, insan genom projesinde kullanılmıştır.

YAC Vektörlerinin Başlıca Kullanım Alanları

1. Mutant genlerin incelenmesinde: Mutant farelere bir seri fare genom fragmanı verildiği takdirde mutant genlerde bir düzelme beklenir. Örn: Tirozinazın normal kopyasını taşıyan YAC vektörü albino fareye verildiğinde pigment oluşumuna neden olduğu görülmüştür.

2. Genetik hastalıkların izlenmesinde: İnsan genetik hastalıklarının farelerdeki modellerinin gözlenmesinde kullanılır. Örn: Down sendromlu (trizomi) fareler üretilerek hastalığın seyri gözlenebilir.

3. İnsan hastalıklarının araştırılması ve tedavisinde: Transgenik fareler üretilerek insan hastalıklarının incelenmesinde ve bu hastalıkların tedavisinde kullanılırlar. Örn: Araştırmacılar insan immunglobulin genleri taşıyan transgenik fareler geliştirmiştir. Bu fareler hastalıkların tedavisinde potansiyel bir antikor kaynağı durumundadırlar.

DNA KİTAPLIKLARI

PROBLAR

Büyük DNA molekülleri restriksyon endonükleazları ile kırıldığı zaman sayılamayacak kadar çok miktarda DNA parçası oluşur. Bu milyonlarca DNA parçası içinden incelenecek olan DNA dizesi veya düzgün bir genin ayrımı problarla sağlanır.

Radyoaktif Problar

Prob genellikle 32P gibi bir radyoizotopla işaretlenmiş tek zincirli bir DNA parçasıdır.

Biotinlenmiş Problar

Radyoaktif atıkların temzilenmesi giderek güçleşmektedir. Bu nedenle radyoaktivitesi olmayan problar geliştirilmiştir.

GENLERİN ELDE EDİLMESİ VE YERLERNİNİ SAPTANMASINDA YÖNTEMLER

SOUTHERN BLOTH HİBRİDİZASYON

Southern adlı bilim adamı tarafından geliştirilen southern bloth tekniği günümüzde DNA’daki delesyonların saptanmasında ve özellikle DNA finger printing yönteminde başvurulan önemli bir tekniktir.

NORTHERN BLOTH HİBRİDİZASYON

DNA yerine mRNA, viral RNA veya total RNA araştırmak için kullanılır.

İMMUNO (WESTERN) BLOTHING

Bu teknik mikroorganizmaların yapılarında bulunan antijenik proteinlerin saptanmasında kullanılmaktadır.

DNA AMPLİFİKASYON TEKNİKLERİ

POLİMERAZ ZİNCİR REAKSİYONU (PZR)

İncelenecek DNA dizesi ilk örnekte milyonda bir veya daha az bir miktarda bulunsa bile bu dize PZR yöntemi ile çoğaltılabilir.

PZR başlıca 3 aşamada gerçekleştirilir:

1. Hedef DNA’nın denatürasyonu: Bütün gerekli materyaller çok küçük miktarlarda mikrofüj (Ependorf, vs.) tüplerine konduktan sonra özel bir aletin (Thermal cycler) gözlerine yerleştirilir. Alet otomatik olarak ısıyı 95 dereceye yükselterek bu ısıda hedef DNA’ların denatürasyonu (nükleik asitin iki iplikçiğinin birbirlerinden ayrılarak tek iplikçik hâline gelmesi) sağlanır.

2. Primerlerin bağlanması: Bu işlemlerin tamamlanması yaklaşık 3-5 dakika kadar devam eder.

3. Polimerizasyon: Bu da yaklaşık 3-5 dakika sürmektedir.

Böylece PZR’nin 3 aşamadan oluşan ve yaklaşık olarak 10-15 dakika kadar devam eden birinci amplifikasyon aşaması tekrar ısının 95 dereceye yükseltilmesi ve aynı aşamaların 25-30 kez tekrarlanması durumunda tek bir hedef DNA segmenti her seferinde 2n formülüne göre katlanarak artar, yaklaşık 33.6 milyon çoğaltılmış olur. Bundan sonra çoğalan DNA dizesi Southern Bloth ve direkt dize belirleme yöntemleri ile incelenebilir.

POLİMERAZ ENZİMLERİ

İlk termostabil DNA polimeraz Thermus aquaticus’tan izole ve pürifiye edilmiştir (110 kD, Taq polimeraz). Taq polimerazın 95 derecedeki yarı ömrü yaklaşık 40 dakika kadardır.

Moleküler biyolojide kullanılan enzim ve yöntemler ile ilgili aşağıdaki bilgilerden hangisi yanlıştır?

A. Restriksiyon endonükleazlar – uzun olan çift sarmallı DNA’yı özel bazı bölgelerinden tanıyarak kesen ve daha küçük, sınırlanmış DNA parçaları elde eden enzimlerdir.
B. Southern Bloth – RNA araştırmak için kullanılan bir yöntemdir.
C. Taq polimeraz – Isıya dayanıklı ve polimeraz zincir reaksiyonunda kullanılan enzimlerdir.
D. Western Bloth – mikroorganizmaların antijenik proteinlerini saptamada kullanılır.
E. Revers transkriptaz – komplementer DNA (cDNA) sentezinde kullanılır.

Cevap B

Kodlayıcı DNA: 5’ ATTGCTGCCGTA 3’
Kalıp DNA:      3’ TAACGACGGCAT 5’
mRNA:           5’ AUUGCUGCCGUA 3’

tRNA: 5’ GAC 3’
mRNA: 5’ GUC 3’
« Son Düzenleme: 30 Temmuz 2013, 21:38:22 Gönderen: İlker »