1 BİYOKİMYA - DrTus
1 BİYOKİMYA - DrTus
1 BİYOKİMYA - DrTus
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
1<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong>
2<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong>
ÖNSÖZ<br />
3<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Tıpta Uzmanlık Sınavı’na hazırlık uzun ve zahmetli bir<br />
yoldur. Kaynak seçimi ise kişiye, sınava kadar kalan süreye<br />
ve hedeflenen puana göre değişiklik göstermektedir.<br />
Bu seri “az zahmetli olan” ve “kısa kaynaklardan çalışmak<br />
zorunda olan” kişiler için hazırlanmış ideal bir seridir.<br />
Bu kadar küçük hacim başarı için yeterlimidir?<br />
Daha hacimli kitaplara göre yeterli olmadığı açıktır ama<br />
ŞUNU KESİNLİKLE SÖYLEYEBİLİRİZ ki bu kadar kısa metinle<br />
en fazla sayıda soru yakalayan bir seri oluşturduk.<br />
Çünkü; bu serinin içeriği TUSDATA TUS HAZIRLIK<br />
MERKEZLERİ’nin son 2-3 yıldır yaptığı çok özel TUS<br />
KAMPLARI’nda anlatılan en özet ve en güncel metinlerden<br />
oluşmaktadır.<br />
Biz içeriğe güveniyoruz.<br />
Umarız yararlı olur ve başarınıza katkıda bulunuruz.<br />
Seri Editörleri
4<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
İÇİNDEKİLER<br />
1. PROTEİNLER ........................................................................ 5<br />
2. KARBONHİDRATLAR VE OKSİTATİF FOSFORİLASYON ......... 31<br />
3. LİPİDLER VE VİTAMİNLER ..................................................... 56<br />
4. HORMONLAR ....................................................................... 76<br />
5. NÜKLEİK ASİTLER VE DOKU <strong>BİYOKİMYA</strong>SI ...........................94<br />
6. ÖZEL KONULAR ................................................................. 111
PROTEİNLER<br />
PROTEİNLER VE AMİNO ASİTLER<br />
5<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Proteinler DNA tarafından şifrelenen 20 amino asidin (Standart, Primer veya Normal<br />
amino asitler) peptid bağları ile bağlanmasıyla oluşurlar.<br />
• Canlı organizmaların en çok bulunan intrasellüler makro molekülüdürler.<br />
• Prolin diğerlerinden farklı olarak kimyasal yapısı ile bir imino asittir.<br />
• Glisin dışındaki tüm amino asitlerin en az bir tane asimetrik C atomu vardır ve optikçe<br />
aktiftirler.<br />
• Treonin ve İzolösin ikişer asimetrik C taşırlar.<br />
• Proteinlerin yapıtaşı olan amino asitler L-amino asitlerdir. D-amino asitler ise, bazı<br />
antibiyotiklerde ve bakteri hücre duvarlarında bulunurlar. Örneğin; D-Alanin ve<br />
D-Glutamat<br />
• Amino asitlerin amfoterik moleküllerdir. Yani hem asidik hem de bazik gruplar<br />
taşırlar. Sulu çözeltilerde dipolar moleküller yani zwitterion şeklinde bulunurlar.<br />
Alfa-karboksil grubu, protonsuz ve negatif yüklü; alfa-amino grubu ise, protonlanmış<br />
ve pozitif yüklüdür; yani molekül nötrdür. Asidik ortamda, karboksil grubu bir<br />
proton alarak molekül pozitif yüklü olur. Bazik ortamda ise, amino grubu proton<br />
kaybederek molekül negatif yüklenir.<br />
AMİNO ASİTLERİN SINIFLANDIRILMASI<br />
A-Yapılarına Göre;<br />
1-Alifatik amino asitler:<br />
a-Homojen amino asitler<br />
• Tek COOH ve tek NH 2 ‘li:<br />
1. Glisin<br />
2. Alanin<br />
3. Valin<br />
4. Lösin<br />
5. İzolösin<br />
• 2 COOH’li:<br />
1. Aspartat<br />
2. Glutamat<br />
• 2 NH2 ‘li:<br />
1. Asparagin<br />
2. Glutamin<br />
3. Lizin<br />
b-Ek gruplu amino asitler<br />
• Hidroksilli:<br />
1. Serin<br />
2. Treonin
6<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Kükürtlü:<br />
1. Sistein<br />
2. Metyonin<br />
• Guanidolu:<br />
Arginin<br />
2-Aromatik amino asitler:<br />
a-Benzen Halkalı: Fenilalanin, Tirozin<br />
b-İndol Halkalı: Triptofan<br />
c-İmidazol Halkalı: Histidin<br />
d-Prolidan Halkalı: Prolin<br />
B-R gruplarının Polaritesine Göre ;<br />
1-Polar amino asitler = Hidrofilik amino asitler = R grupları iyonize hale<br />
geçebilen amino asitlerdir.<br />
• Glisin .........Bazılarına göre apolar<br />
• Aspartat........ (-) yüklü R gruplu<br />
• Glutamat........ (-) yüklü R gruplu<br />
• Asparagin..... Yüksüz<br />
• Glutamin........ Yüksüz<br />
• Serin.............. Yüksüz<br />
• Treonin.......... Yüksüz<br />
• Sistein............ Yüksüz<br />
• Tirozin............ Yüksüz<br />
• Lizin.............. (+) yüklü R gruplu<br />
• Arginin.......... (+) yüklü R gruplu<br />
• Histidin........... (+) yüklü R gruplu<br />
2-Apolar amino asitler = Hidrofobik amino asitler = Nonpolar amino asitler =<br />
Protein molekülünün iç kısmında kalmayı seçerler.<br />
• Alanin<br />
• Valin<br />
• Lösin<br />
• İzolösin<br />
• Metyonin<br />
• Fenilalanin<br />
• Triptofan<br />
• Prolin<br />
AMİNO ASİTLERİN BİREYSEL ÖZELLİKLERİ<br />
Glisin:<br />
En basit ve optik aktivitesi olmayan tek amino asittir. Yan zincir olarak tek bir<br />
Hidrojen (H) taşır. Çok küçük olduğundan bulunduğu proteinlerde diğer amino<br />
asitlerden daha fazla yapısal fleksibilite sağlar. Enzimlerin aktif bölgesinde<br />
bulunur ve substratın enzime yaklaşmasını sağlar. Vücutta en fazla sayıda<br />
metabolik yola giren amino asittir. Glisin katabolizması ile oluşan metilen<br />
tetrahidro folat (=H 4 Folat), tek C taşıyıcılardandır.
7<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Kreatin: Glisin, arginin ve metyoninden sentezlenmektedir.<br />
• Su kaybederek kreatinine çevrilir. Kaslarda ise, Kreatin Fosfat şeklinde<br />
bulunur.<br />
• Glutatyon = GSH: Glisin, glutamat ve sistein amino asitlerinden oluşan bir<br />
tripeptiddir. Kolaylıkla H verebilen bir maddedir. Birçok enzim ve dokuyu<br />
özellikle eritrositleri peroksidatif hasardan korur. Taşıdığı SH grubu aracılığı<br />
ile detoksifikasyon yapan bir ajandır. Amino asitlerin grup translokasyonu<br />
ile membranlardan taşınmalarında da görevlidir.<br />
Alanin:<br />
Yan zincir olarak bir metil grubu (CH 3 ) taşır. Açlık kan şekerinin korunmasında<br />
önemli bir amino asittir, bunu Glukoz - Alanin Siklusuna girerek sağlar.<br />
Aynı siklus aracılığı ile, amonyağı da kas dokusundan karaciğere taşır.<br />
• Kaslardan karaciğere proteinlerin amino gruplarını taşıyan majör amino<br />
asittir.<br />
Valin, lösin ve izolösin:<br />
• Dallı zincirli amino asitlerdir. Her üç amino asit de esansiyeldir. Her üç<br />
amino asit de apolardır.<br />
• İzolösin 2 asimetrik C içerir.<br />
• Metabolizmalarında görevli dallı zincirli amino asit dekarboksilaz<br />
eksikliğinde MSUD (Maple Syrup Urine Disease) oluşur. OR geçişli bir<br />
hastalıktır.<br />
• Dallı zincirli amino asitler, hem açlıkta beyine enerji sağlarlar, hem<br />
de toklukta kaslar tarafından tutulup, kaslarda enerji ve azot kaynağı<br />
olurlar.<br />
• Katabolizmaları bazı aşamaları ile yağ asidi oksidasyonuna benzer.<br />
Karbon iskeletlerinin metabolizmalarında farklılıklar vardır:<br />
• Valin saf glikojenik,<br />
• Lösin saf ketojenik,<br />
• İzolösin ise hem glikojenik hem de ketojenik olabilmektedir.
8<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Aspartat ve asparagin:<br />
Aspartat; üre, pürin ve pirimidin iskeletlerinin yapısında kullanılır.<br />
Dikarboksilik amino asitlerden birisidir. Transaminasyon reaksiyonlarına<br />
katılır. Yapısında bulunan anyonik karboksilat (COO-) grupları, suda çözünen<br />
proteinlerin yüzeyinde bulunur.<br />
Asparagin; aspartatın amid türevidir. Yan zinciri polardır ve hidrojen bağı<br />
oluşumuna katılır. Glikoproteinlerdeki karbonhidrat yan zinciri, genellikle<br />
Asparaginin amid grubu üzerinden bağlanır. Yani asparagin glikozilasyon<br />
olayına katılır.<br />
Glutamat ve glutamin:<br />
Glutamat; transaminasyon reaksiyonlarına katılır.<br />
Glutamin; glutamatın amid türevidir. Gama-amido azotu, pürin ve pirimidin<br />
sentezinde kullanılabilir, karaciğerde üreye çevrilebilir veya böbrekten<br />
amonyak olarak atılabilir. Bu son reaksiyonu glutaminaz katalizler ve asit<br />
- baz düzenlenmesinde önemlidir. (Amonyak olarak atılan N, alfa amino azotu<br />
değil, amid azotudur. a-amin grubu diğer tüm amino asit kaynaklı azotlar gibi,<br />
üreye çevrilerek organizmadan atılır.)<br />
• Glutamin, böbrekten atılan amonyağın başlıca kaynağı ve majör transport<br />
formudur.<br />
• Glutamin kanda en yüksek konsantrasyonda bulunan amino asittir.<br />
Lizin:<br />
En uzun yan zincirli amino asitlerden birisidir. Esansiyeldir. Taşıdığı (+) yüke<br />
bağlı olarak (-) yüklü yan zincirlerle tuz bağı oluşturup protein molekülünün<br />
yapısal sağlamlığına yardımcı olur.<br />
Kollajenin yapısında hidroksillenmiş halde (Hidroksilizin) bulunur.<br />
Polipeptid içindeki lizil kalıntıları kollajende, aldol çapraz bağlarını<br />
oluştururlar. Elastinde ise desmozin çapraz bağlarının oluşumuna<br />
katılırlar.<br />
Trimetillizin: Karnitinin ön maddesidir. Karnitin uzun zincirli yağ asitlerini<br />
mitokondrial matrikse taşıyan önemli bir moleküldür.<br />
Kadaverin: Ölümden sonra, lizinin dekarboksilasyonu ile oluşur.<br />
Serin :<br />
Fosfolipidlerin ve sfingozinin bileşimine girer.<br />
Hidroksil grubu içerdiğinden fosforilasyon ile enzim aktivasyonuna aracılık<br />
yapar.<br />
Hidroksili sayesinde şeker kalıntılarını bağlayabilir, yani Glikozilasyon<br />
olayına da katılır.<br />
Toklukta, alanin ile birlikte, karaciğerde glikoneogeneze girerek, glukoz<br />
sentezine katkıda bulunur.<br />
Serinden sentezlenen KOLİN, karaciğerin fosfolipid sentezleyebilmesi için<br />
gereklidir.
9<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Treonin:<br />
İzolösin gibi 2 asimetrik C atomu içerir. Serin gibi hidroksil grubu vardır.<br />
Bu grubu ile fosforik asit ve şeker kalıntıları ile reaksiyona girer, yani<br />
Fosforilasyon ve Glikozilasyon olaylarında önemlidir.<br />
Sistein:<br />
Yan zincirinde sülfidril (SH) grubu bulunur ve birçok enzimin aktif merkezinde<br />
yer alır. İki sisteinin SH grupları okside olarak SİSTİN’ i oluşturur. Sistinde<br />
Disülfid bağı (-S-S-) denilen kovalan bir bağ bulunur.<br />
• Disülfid bağı, proteinlerin peptid bağı dışındaki tek kovalan yapılı<br />
bağıdır.<br />
Sistein safra asidi konjugasyonunda kullanılan taurinin, kükürtlü proteinlerin,<br />
glutatyonun ve koenzim A (coA)’ nın yapısında bulunur.<br />
Metyonin:<br />
Metyonin ATP’ nin adenozin kısmı ile birleşerek aktiflenir. Aktif şekli olan S-<br />
Adenozil Metyonin (S-AM) metil donörüdür.<br />
• Prokaryotlarda, formil metyonil olarak protein sentezinde kullanılır.<br />
Ökaryotlarda, protein sentezinde kullanılırken formilli olması gerekli<br />
değildir.<br />
Arginin:<br />
En uzun yan zincirli amino asitlerdendir.<br />
• Üre sentezi sırasında elde edilen arginin, siklus dışına çıkamaz. Çünkü<br />
sonraki aşamada Arginaz ile yıkılır ve protein sentezine katılamaz.<br />
• Fakat arginin standart amino asitlerden birisidir ve vücutta kreatin yapısına<br />
katılır. Ayrıca ornitin üzerinden, metyonin ile birlikte poliaminlerin (putresin,<br />
spermidin, spermin) ön maddesidir. Bunlar hücre proliferasyonunda görev<br />
yapan küçük katyonik bileşiklerdir.<br />
• Nitrik Oksit, argininden sentezlenen güçlü vazodilatatör bir<br />
moleküldür.<br />
Fenilalanin:<br />
Fenil halkası taşıdığından aromatiktir ve U.V. ışığı absorbe eder. Bu özellik<br />
bir solüsyondaki protein miktar tayininde kullanılır. 260 nm dalga boyundaki<br />
ışığı absorblar.<br />
Fenilalaninden Fenilalanin<br />
Hidroksilaz enzimi ile<br />
tirozin sentezlenir. Bu<br />
enzimin eksikliğinde<br />
FENİLKETONÜRİ oluşur.
10<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Tirozin:<br />
Fenilalaninden hidroksilasyon ile sentezlenir ve hidroksi fenilalanin de<br />
denir.<br />
• DOPA, dopamin, noradrenalin, adrenalin, melanin, tiramin ve tiroid<br />
hormonları tirozinden<br />
sentezlenirler.<br />
• U.V. ışığı absorblar.<br />
• OH grubu ile hidrojen bağları<br />
yaparak bazı enzimlerin<br />
aktiflenmesinde rol alır.<br />
• Tirozin kalıntılarının iyotlanması<br />
ile T 3 ve T 4 (tiroid hormonları),<br />
dekarboksilasyonu ile de bir<br />
biyolojik amin olan, hipertansif<br />
etkili tiramin oluşur.<br />
Triptofan:<br />
Taşıdığı indol halkası sayesinde U.V. ışığı 280 nm’ de absorblar.<br />
• Niasin, serotonin, melatonin ve<br />
triptamin için prekürsördür.<br />
• Serotonin: Merkezi sinir<br />
sistemi, mast hücreleri ve<br />
trombositlerde bulunan önemli<br />
bir nörotransmitterdir. Damar<br />
düz kaslarında kasılma ile, güçlü<br />
vazokonstriksiyon yapar.<br />
• 5-HIAA: Karsinoid tümörlerde<br />
sentez ve atılımı artar. Buna bağlı<br />
olarak niasin sentezi azalarak,<br />
Pellegra hastalığına ait belirtiler<br />
oluşur. Hartnup hastalığında da atılımı artar.<br />
• Melatonin: Pineal bezde triptofandan sentezlenir. Karanlıkta sentezi artar.<br />
LH üzerine inhibitör etkisi vardır. Körlerde menstrüasyon bozuklukları<br />
ve hatta amonerö nedeni, melatonin sentezinin yüksek olması ve LH<br />
inhibisyonudur.<br />
• Triptamin: Triptofandan direkt dekarboksilasyon ile oluşan bir biyolojik<br />
amindir. Kalın barsaklarda dışkının kokusunu veren indol ve skatole<br />
çevrilir.<br />
• İndol ve skatolün bir kısmı emilerek, portal dolaşım aracılığı ile karaciğere<br />
gelir ve sülfat ya da glukuronat ile birleştirilip idrarla atılır.<br />
• İndikan: İndoksil sülfatın potasyum tuzudur. Konstipasyon ve pütrefaksiyonlu<br />
barsak hastalıklarında idrarda artar. Blue-Diaper Sendromunda mavi bez<br />
oluşumundan sorumludur.<br />
• Triptofan Yükleme Testi: Vitamin B 6 eksikliğinde standart doz triptofan<br />
verilişinden sonra idrarda Ksantürenik asit artar.
11<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Histidin:<br />
İçerdiği imidazol halkası genellikle (+) yüklü olduğundan bazik amino<br />
asitlerdendir. Fizyolojik pH’da tampon özelliği gösteren tek amino<br />
asit olması, taşıdığı yan zincirinin pK a ’sının (6,0) nötrale yakın olmasındandır.<br />
Tamponlayıcı rolünü taşıdığı imidazol halkası aracılığı ile göstermektedir.<br />
Bu, hemoglobin ve miyoglobin fonksiyonu için de önemlidir.<br />
Histidinden dekarboksilasyon ile histamin oluşur. Kaslarda bulunan karnozin<br />
ve anserin ile eritrosit, beyin ve karaciğerde bulunan ergotionin de<br />
histidinden sentezlenirler.<br />
• 3 metil histidin, miyofibriler proteinler olan aktin ve miyozinin intrasellüler<br />
yıkılımı sonucunda oluşur ve idrarla atılır. Yani kas yıkımında atılımı<br />
artmaktadır.<br />
• Histidin Yükleme Testi: Vitamin B 9 eksikliğinde, histidin verilişinden sonra<br />
idrarda Form İmino Glutamik Asit (FİGLU) artar.<br />
Prolin:<br />
Prolin alanin türevi değildir (diğerleri alanine bir takı gelmiş gibidir.) İmino<br />
asittir. Prolin kimyasal yapısı açısından amino asit olmasa da fonksiyonları<br />
açısından bu grupta bulunur. Bir proteinin yapısında yer alırken oluşturduğu<br />
peptid bağı diğerlerinden biraz farklı olabilir (cis konfigürasyonunda bağ<br />
yapabilir.)<br />
Rotasyonu engelleyen rijit bir halka yapısı olduğundan, polipeptid zincirinin<br />
katlanmasını zorlaştırır.<br />
Kollajen yıkımında, idrarda hidroksilli türevi olan OH-Prolin artar.<br />
Diğer amino asitlerden diğer bir farkı da, grup translokasyonu ile<br />
taşınmamasıdır.<br />
MODİFİYE = NONSTANDART AMİNO ASİTLER<br />
Bunlar ancak belirli proteinlere özgüdürler.<br />
• Kollajende ; OH-Prolin ve OH-Lizin<br />
• Miyozinde ; Metillizin<br />
• Protrombin ve osteokalsinde; Gama karboksi glutamik asit<br />
• Glutatyon Peroksidazda ; Selenosistein<br />
• Elastinde ; Desmozin (Lizin türevi)<br />
• Fosfoserin, fosfotirozin ve fosfotreonin; hidroksilli amino asitlerdeki OH<br />
yerine PO4 bağlanması ile oluşurlar. Enzim aktivasyonunda rol alırlar.<br />
NON-ALFA = NON – PROTEİN AMİNO ASİTLER<br />
Organizmada protein yapısına katılmayıp serbest olarak bulunurlar. Biyolojik rolleri<br />
vardır. Amino grubunu alfa C ‘da değil de başka bir C’ da taşırlar.<br />
• β-Alanin; Pirimidin katabolizması son ürünüdür. Pantotenik asit ve co A<br />
yapısında yer alır.<br />
• γ- amino bütirik asit = GABA; glutamik asitten türer ve beyinde nörotransmitter<br />
olarak bulunur.<br />
• δ- amino levülinik asit = δ-ALA; Hem sentezi sırasında oluşur.<br />
• β-amino bütirik asit; Pirimidin yıkımında son üründür.
12<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
VÜCUTTA POLİPEPTİD YAPISINDA BULUNMAYAN ALFA<br />
AMİNO ASİTLER<br />
• Homoserin; kükürtlü amino asit metabolizması sırasında oluşur.<br />
• Ornitin ve Sitrulin; Üre sentezi sırasında oluşurlar.<br />
• Sarkozin; Kas dokusundan elde edilir.<br />
• Tiroksin; tiroid hormonlarındandır.<br />
PROTEİNLERİN 3 BOYUTLU YAPILARI<br />
Her proteinin kendine özgü 3 boyutlu bir yapısı vardır. Bu yapıyı proteinin amino<br />
asit dizisi belirler.<br />
• 1. Primer Yapı: Amino asitlerden peptid zinciri oluşumudur. Amino asitler<br />
birbirine kovalan peptid bağları ile bağlanmıştır. Bu bağ, bir amino asidin alfakarboksil<br />
grubu ile diğerinin alfa-amino grubu arasında 1 molekül su çıkışı ile<br />
oluşur. Peptid bağları denatürasyon sırasında kırılmaz. Peptid bağı, parsiyel<br />
çift bağ karakterindedir, rijit ve düzlemseldir ve bağ etrafında serbest rotasyon<br />
olmaz. Prolinin oluşturduğu peptid bağı hariç, trans konumundadır.<br />
• 2. Sekonder yapı: Primer yapıyı oluşturan lineer amino asit dizisindeki, komşu<br />
amino asitlerin birbirleri ile olan ilişkileri sekonder yapıyı oluşturur. Sekonder<br />
yapı 3 şekilde olabilir;<br />
a. Alfa-heliks: Doğal proteinlerde en sık bulunan şekildir. Zincir içi H bağları ve<br />
zincirler arası Disülfid bağları ile stabilleşir. Prolin bu yapıyı bozar.<br />
b. Beta kırmalı tabaka: Zincir kıvrılmamış, pili oluşturmuştur.<br />
c. Gelişigüzel kangallanım: Sadece globüler proteinlerde bulunur. Periyodik olmayan,<br />
belli kurallara bağlanamayan bir şekilde proteinin boyunu kısaltmasıdır.<br />
Bazı proteinlerde bu 3 formdan yalnız biri bulunur. Böyle proteinler şekil olarak<br />
fibriler=lifsel proteinlerdir. Ama bu 3 modelin de bir arada bulunduğu proteinler<br />
globüler proteinlerdir.<br />
• 3. Tersiyer yapı: Bu yapı kovalan Disülfid bağları, H bağları, iyonik bağlar ve<br />
hidrofobik etkileşimler ile stabilize olur. Globüler proteinlerde yumak, fibriler<br />
proteinlerde kalın halatlar oluşturacak şekildedirler.<br />
• 4. Quarterner yapı: Birden fazla polipeptid zinciri içeren ve tersiyer yapısını<br />
tamamlamış proteinlerdeki polipeptid zincirlerinin birbirleriyle olan ilişkileridir.<br />
En az 2 alt birimden (monomer=subünit) oluşan proteinlerin quarterner yapıları<br />
olabilir. Non kovalan bağlar ile stabilize olur. Hemoglobin ve allosterik<br />
enzimler quarterner yapıya sahiptirler.<br />
--- En önemli bağlar;<br />
*Primer Yapı: Dizilme: Peptid bağları<br />
*Sekonder Yapı: Kıvrılma: H bağları<br />
*Tersiyer yapı: Katlanma: Hidrofobik<br />
Etkileşimler<br />
*Quarterner yapı: Non kovalan bağlardır.
13<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
**Rehber protein = Çaperon protein = Isı şok proteini = heat-shock protein<br />
family = hsp family = Bir proteinin nasıl katlanacağı konusunda ona yol gösteren,<br />
sitoplazmik küçük proteinlerdir. Hsp proteinlerin sentezi; ısı artışında ve serbest<br />
radikal hasarında yanıt olarak artar. Hsp 60, Hsp 70 ve Hsp 90 gibi çok sayıda<br />
isimlendirilmiş ısı şok proteini bulunmaktadır. Yavaş ATP az ’lar olarak da bilinirler<br />
ve ATP harcarlar.<br />
PROTEİN DENATÜRASYONU<br />
Proteinin primer yapısı haricindeki diğer yapılarının bozulmasıdır. Yüksek ısı, pH<br />
değişiklikleri, organik eriticiler (alkol, eter), deterjanlar, indirgeyici ajanlar ve ağır<br />
metaller (kurşun, civa) denatürasyon yapan faktörlerdir.<br />
ÜRE ve ß-MERKAPTO ETANOL ile denatürasyon, reversibldir.<br />
PROTEİN TURNOVER İŞARETLERİ<br />
1. Ubikitin: Çok bol bulunan küçük bir proteindir. Protein yapısındaki lizin<br />
amino asidinin ? aminosu ile reaksiyonlaşır. Böylece o protein etiketlenmiş olur ve<br />
proteazlarca tanınıp sindirilir.<br />
2. Karışık fonksiyonlu oksidazlar: Protein yapısındaki lizinin ? amino grubunu<br />
oksitler.<br />
3. PEST dizisi: Bu bölge enzim için özel tanıma bölgesidir. (Prolin, glutamat,<br />
serin, treonin)<br />
4. N-terminal amino asit: Fenilalanin, lösin, lizin, aspartat, arginin’den birisi<br />
ise, o protein kısa ömürlüdür.<br />
PROTEİN METABOLİZMASI<br />
Proteinler depolanamazlar.<br />
Protein dışı azotlu maddeler<br />
1. Üre- Protein metabolizması son ürünüdür.<br />
2. Kreatinin<br />
3. Ürik asit- Pürin metabolizması son ürünüdür.<br />
4. Kreatin<br />
5. Amonyak<br />
Günlük protein ihtiyacı; 1 gram / kg.’ dır.<br />
ESANSİYEL Amino Asitler:<br />
Bu listedeki amino asitler, sağlıklı erişkinler için esansiyeldirler.<br />
1. Valin - Dallı zincirli amino asit<br />
2. Lösin - Dallı zincirli amino asit<br />
3. İzolösin - Dallı zincirli amino asit<br />
4. Lizin - 2 aminolu amino asit<br />
5. Treonin - Hidroksilli amino asit<br />
6. Metyonin - Kükürtlü amino asit<br />
7. Fenilalanin - Benzen halkalı amino asit<br />
8. Triptofan - İndol halkalı amino asit
14<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Yeni doğan ve çocuklarda; Arginin ve Histidin de esansiyeldir.<br />
• Üremik erişkinlerde; Histidin de esansiyeldir (semi esansiyel amino<br />
asit)<br />
• Karaciğer fonksiyon bozukluğunda ve prematürelerde ise; Sistein<br />
ve Tirozin esansiyel olur. Normalde metyonin ve fenilalaninden<br />
sentezlenebilen bu amino asitler bu şartlarda sentezlenemezler.<br />
PROTEİNLERİN SİNDİRİMİ<br />
Proteinler, ince barsaktan emilemeyecek kadar büyüktürler ve amino asitlere<br />
hidroliz olmaları gerekir.<br />
Mideye proteinlerin girmesiyle gastrik mukozadan gastrin salınır. Paryetal<br />
hücrelerden HCl, esas hücrelerden pepsinojen salınımını uyarır. (Pepsinojen,<br />
HCl ve aktif pepsinin oto katalitik etkisiyle aktiflenir.)<br />
Asidik gastrik ortamda globüler proteinlerin denatürasyonu enzimatik yıkımı<br />
kolaylaştırır. Ayrıca bu asidik ortam pepsin için uygun çalışma ortamı sağlar. Gastrik<br />
pH=1.5-2.5 arasındadır.<br />
Asidik mide içeriğinin ince barsaklara geçişi ile, kana sekretin salınır. Sekretin,<br />
pankreastan BİKARBONAT sekresyonunu artırır. Bu da, pH’ı 7-8’lere çekerek,<br />
pankreatik enzimlerin optimal aktivitesini sağlar.<br />
Amino asitlerin duedonuma ulaşmaları ile kolesistokinin salınır ve kolesistokinin<br />
4 pankreatik zimojen enzimin salınımını sağlar (asiner hücrelerden):Tripsinojen,<br />
Kimotripsinojen, Proelastaz ve Prokarboksipeptidaz.<br />
İnce barsaklara gelen tripsinojen, ince barsaklardan salınan Enteropeptidaz<br />
tarafından tripsine çevrilir. Tripsin pankreastan salınan 4 zimojeni de aktifler.<br />
İntestinal hücre yüzeyinde karboksipeptidaz gibi ekzopeptidaz olan aminopeptidaz<br />
sindirimi sürdürür.<br />
Pepsin, Tripsin, Kimotripsin, Elastaz, Karboksipeptidaz ve Aminopeptidaz gibi<br />
proteolitik enzimler ve peptidazlar, peptidlerin farklı yerlerindeki bağları<br />
kırarlar.<br />
• Pepsin: Fenilalanin, tirozin ve triptofan gibi aromatik amino asitlerin AMİNO<br />
terminal uçlarındaki peptid bağlarını kırar.<br />
• Tripsin: Lizin ve arginin kalıntılarının KARBONİL uçlarındaki peptid bağlarını<br />
kırar.<br />
• Kimotripsin: Fenilalanin, tirozin ve triptofan gibi aromatik amino asitlerin<br />
KARBOKSİ terminal uçlarındaki peptid bağlarını kırar.<br />
• Elastaz: Alanin, serin ve glisin gibi küçük nötral amino asitleri hidroliz eder.<br />
• Karboksipeptidaz:Pankreastan salınır ve karboksi terminal kalıntılarını ayırır.<br />
Zn’lu bir enzimdir.<br />
• Karboksipeptidaz A: Lizin, arginin, prolin hariç diğer tüm C-terminallere etkili<br />
• Karboksipeptidaz B: Yalnız arginin ve lizin C-terminallere etkili<br />
• Karboksipeptidaz C: Yalnız prolin C-terminallere etkili<br />
• Aminopeptidaz: İnce barsaklardan salınır ve amino terminal kalıntılarını<br />
ayırır.<br />
• Bu enzimlerden Pepsin, Tripsin, Kimotripsin ve Elastaz endopeptidazlardır.<br />
• Karboksipeptidaz ve Aminopeptidaz ise ekzopeptidazlardır.
15<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Sonuçta, serbest amino asitler, dipeptidler ve tripeptidler açığa çıkar. Bunları da<br />
barsak sıvısında ve hücre sitozolünde bulunan di ve tripeptidazlar parçalar.<br />
Portal sisteme yalnızca amino asitler geçebilir.<br />
RENNİN:<br />
Kimozin: Labferment: Sütün koagülasyonuna neden olur. Bu yüzden süt<br />
bebeklerinde önemli bir enzimdir. Erişkinlerde bulunmaz. Peynir yapımında<br />
kullanılan bir fermenttir. Fonksiyonu için kalsiyum gerektirir ve süt proteini<br />
kazeini parakazeine çevirerek çökmesini sağlar.<br />
AMİNO ASİTLERİN BARSAKTAN EMİLİMİ<br />
Aktif bir olaydır. Enerji gerektirir. Bir amino asidin emilimi için 3 ATP harcanır.<br />
Taşınma gama-glutamil siklusu ile olur. Prolin dışındaki tüm amino asitler<br />
grup translokasyonu denen bu transport mekanizması ile taşınırlar. Bu olayda<br />
GSH (Glutatyon) da görev alır.<br />
Bu siklus ile ilgili en sık görülen bozukluk gama-glutamil transpeptidaz (GGT)<br />
aktivitesinin artışıdır.<br />
Fetal ve neonatal ince barsaklarda değişime uğramamış proteinler de absorbe<br />
olabilir. Bu proteinlerin endositozu ile olur. Buna Pinositoz da denir. İmmun<br />
globülinlerin alınması olayında önemlidir.<br />
AMİNO ASİTLERİN METABOLİZMALARI<br />
Fazla amino asitlerin amino grupları üreye çevrilirken, C iskeletleri Sitrik Asit<br />
Siklusunun ara maddelerine çevrilerek enerji verirler. Organizmada dinamik bir<br />
amino asit havuzu vardır.<br />
AMİNO ASİTLERİN AMİNO GRUPLARININ METABOLİZMASI<br />
1. Transaminasyon: Bir amino asidin alfa-amino grubunun, bir alfa keto aside<br />
naklidir. Reaksiyon sonunda serbest NH3 açığa çıkmaz.<br />
Transaminazlar = Aminotransferazlar olayı katalizleyen enzimlerdir.<br />
Koenzimleri Piridoksal fosfattır.<br />
Amino grupları alıcısı olarak görev yapan α-keto asit genellikle, α-keto glutarattır.<br />
Böylece oluşan glutamat, oksidatif olarak deamine olur ve amonyum iyonu oluşur<br />
veya amino asit sentezi için NH2 grubunu verir.<br />
GLUTAMAT, amino asit sentezinde EN BÜYÜK AMİNO DONÖRÜDÜR. Çünkü hızla<br />
oksidatif deaminasyona uğrayan tek amino asittir.<br />
Alfa amino asit + alfa keto glutarat<br />
↑ ↓ Transaminaz, PLP<br />
Alfa keto asit + glutamat<br />
*** Lizin, Arginin ve Treonin direkt transaminasyona uğramazlar.
16<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• 2. Oksidatif Deaminasyon: Başlıca, karaciğer ve böbrekte ve sadece<br />
mitokondrilerde meydana gelir. Transaminasyon ile glutamata nakledilmiş<br />
amino grupları, glutamat dehidrogenaz enzimi katalizi ile oksidatif deaminasyona<br />
uğrar. Böylece, amino asitlerin amino grupları amonyak halinde açığa çıkmış<br />
olur.<br />
Glutamat + NADP + (NAD + ) + H O 2<br />
↑ ↓ Glutamat Dehidrogenaz<br />
α-keto glutarat + NADPH(NADH) + H + + NH3 Koenzim: NAD + veya NADP + ‘dir.<br />
• 3. Non oksidatif Deaminasyon: Serin ve Treonin adlı hidroksilli amino asitler<br />
için geçerlidir. Serbest NH3 açığa çıkar.<br />
Etkili enzimler serin dehidrataz ve treonin dehidratazdır. Koenzimleri PLP (B 6<br />
vitamini) dır.<br />
ÜRE SİKLUSU<br />
Üre, amino asitlerin amino gruplarının başlıca atılım yoludur ve idrardaki azotlu<br />
bileşiklerin çoğunu oluşturur. Ürenin en önemli fizyolojik sentez yeri karaciğerdir.<br />
İlk 2 reaksiyon mitokondride, diğer 3 reaksiyon sitozolde olur.<br />
1. Karbomoil fosfat oluşumu: Enzim Karbomoil fosfat sentetaz I’ dir.<br />
Mitokondrialdir. Hız kısıtlayıcı basamaktır. N-asetil glutamat bu enzimin allosterik<br />
aktivatörüdür. Amino asitler, özellikle arginin, N-asetil glutamat sentezini artırarak<br />
üre sentezini hızlandırırlar.<br />
**Karbomoil fosfat sentetaz II ise, sitoplazmada bulunur ve pirimidin sentezinde<br />
rol alır.<br />
2. Sitrulin biyosentezi: Enzim ornitin transkarbomoilazdır. Ornitin ve karbomoil<br />
fosfattan, mitokondride sitrulin oluşur ve sitozole taşınır.<br />
** Ornitin ve sitrulin, siklusta yer alan temel amino asitler olmasına rağmen, bunlar<br />
için genetik kod bulunmadığından hücresel proteinlerin yapısına giremezler.<br />
** Siklusun her dönüşünde, ornitin rejenere olur. TEMEL MADDE<br />
3. Argininosüksinat sentezi: Enzim argininosüksinat sentetazdır.<br />
Sitoplazmiktir.<br />
4. Arginin sentezi: Enzim argininosüksinat liyaz’dır. Sitoplazmiktir.<br />
Arginin ve fumarat açığa çıkar. Fumarat, SAS’nun ara maddesidir.<br />
** Fumarat aracılığı ile üre siklusu ve SAS birbiri ile bağlanır.<br />
5. Ornitin ve üre sentezi: Enzim arginaz’dır. Sitoplazmiktir. Arginin, üre ve<br />
ornitine hidroliz olur. Ornitin, mitokondriye dönüp, tekrar siklusa katılır. Oluşan<br />
üre, karaciğerden kanla böbreklere taşınır ve idrarla atılır.<br />
** Ornitin ve lizin, arginaz reaksiyonunda arginin ile yarışan güçlü<br />
inhibitörlerdir.<br />
Enerji bilançosu: 1 molekül üre sentezinde net enerji sarfı yalnızca 1,5<br />
ATP’ ye eşdeğerdir.
17<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
AMİNO ASİTLERİN KARBON İSKELETLERİNİN METABOLİZMASI<br />
Amino asitlerin C iskeletlerinin yıkımı ile 7 farklı madde meydana gelir. Bunlar;<br />
asetoasetil coA, asetil coA, piruvat, oksalasetat, fumarat, süksinil coA ve alfa-keto<br />
glutarattır.<br />
Bu maddelerin izledikleri metabolik yollara göre amino asitler glikojenik, hem<br />
glikojenik hem ketojenik veya saf ketojenik olarak 3 sınıfa ayrılırlar.<br />
Saf ketojenik tek bir amino asit vardır: LÖSİN<br />
Hem glikojenik hem ketojenik 5 amino asit vardır: İzolösin, Lizin,<br />
Fenilalanin,Tirozin ve Triptofan.<br />
Diğerleri glikojenik amino asitlerdir. (Kalan 14 amino asit)<br />
TEK KARBON TAŞIYICILAR<br />
• 1. Biotin: CO 2 taşır.<br />
• 2. S-adenozil metyonin (S-AM): Metil (CH 3 ) gruplarının transferini sağlar.<br />
• 3. Tetrahidro folat (H 4 folat): Diğer tek C’lu grupları taşır.<br />
Tek C metabolizmasına katılan amino asitler: Glisin, histidin, serin, metyonin<br />
ve triptofandır.<br />
BİYOLOJİK AMİNLER<br />
Amino asitler, Dekarboksilasyon ile biyolojik aminleri oluştururlar.<br />
**Histidin Dekarboksilaz hariç, koenzimleri piridoksal fosfattır (PLP).<br />
• Serinden...............................Etanolamin<br />
• Para-oksifrenil serinden…...Noradrenalin<br />
• Sisteinden......................... Taurin<br />
• Histidinden ……............... Histamin<br />
• Argininden ......................... Agmatin<br />
• Glutamattan ...................... GABA<br />
• Tirozinden ..........................Tiramin<br />
• Triptofandan ..................... Triptamin<br />
• 5-hidroksi triptofandan .... Serotonin<br />
• Ornitinden ........................ Putresin<br />
• Lizinden ......................... Kadaverin<br />
• Aspartatdan ..................... ß-Alanin<br />
AMİNO ASİT METABOLİZMA HASTALIKLARI<br />
1. Glisin Met. Boz.: Hiperglisinemi, primer hiperoksalüri ve glisinüri<br />
Ketotik Hiperglisinemi:<br />
Defektli enzim Glisin oksidazdır.<br />
Non ketotik Hiperglisinemi: Defektli enzim Glisin dekarboksilaz’dır.<br />
Primer hiperoksalüri: Glioksalat birikir, oksalata çevrilip, idrarla atılır. Oksalatın<br />
suda erirliği çok az olduğundan Ca-oksalat taşları oluşur.<br />
Glisinüri: Glisinin renal transport sisteminde bir bozukluk vardır. Glisinle birlikte<br />
prolin ve OH-prolin atılımı da artmıştır. Yine Ca-oksalat taşları görülür.
18<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
2. Alanin katabolizmasına ait bilinen bir kusur yoktur. Çünkü, muhtemelen<br />
transaminazlar ile ilgili kusur yaşamla bağdaşmaz.<br />
3. Dallı Zincirli Amino Asit Met. Boz.: En sık görülen tipi, MSUD (Maple Syrup<br />
Urine Disease) = Akçaağaç Şurubu Hastalığıdır. OR’ dir. Valin, lösin ve izolösinin<br />
alfa-keto asitlerini, metabolize eden alfa-keto asit dekarboksilaz defektidir. Tanıda<br />
idrarda DNPH (dinitrofenilhidrazin) veya FeCl3 testi kullanılır.<br />
4. Metyonin Met. Boz.: En sık rastlanan metyonin metabolizma bozukluğu<br />
Homosistinüridir. Sistatyonin sentetaz defektidir. OR’ dir. Kanda metyonin ve<br />
metabolitleri, idrarda homosistin artar.<br />
Sistationüri: Sistatiyonaz defektidir.OR’ dir. Sistatiyonin ve metabolitleri birikir.<br />
5. Sistein Met. Boz.:<br />
Sistinüri: Sistin, ornitin, arginin ve lizinin (dibazik amino asitler) renal tubullerden ve<br />
GİS’den absorbsiyonu bozuktur. OR’ dir. Sistinin idrardaki yüksek konsantrasyonu<br />
sistin taşları oluşturur.<br />
Sistinozis: Lizozomlardan sistin transportu için gerekli spesifik bir proteinin kalıtsal<br />
kusurudur. RES’ de ve böbrek gibi parankimatöz organlarda sistin kristalleri birikir.<br />
Böbrek harabiyeti ile, Fankoni sendromu ortaya çıkabilir.<br />
Metil malonil asidemi: Metil malonil coA mutaz eksikliğidir. Kanda metil malonil<br />
asit artar. Asidoz ve ketonemi olur. Metyoninden yoksun diyet verilir. Eksik enzimin<br />
kofaktörü olan B 12 vitamini verilebilir.<br />
6. Prolin Met. Boz.:<br />
Tip I Hiperprolinemi: Prolin oksidaz eksikliği vardır. İdrarla prolin atılır. Böbrek<br />
hasarı ve zeka geriliği vardır.<br />
Tip II Hiperprolinemi: Prolin 5-karboksilat dehidrogenaz eksikliğidir. Zeka<br />
geriliği vardır.<br />
Hidroksiprolinemi: OH-Prolin oksidaz eksikliğidir. Prolin ve OH-prolin ile birlikte<br />
glisin absorbsiyonu da bozulup, Ca-oksalat taşları oluşur. İdrarda OH-prolin artışı,<br />
kollajen yıkımının arttığı hastalıklarda da olur.<br />
7. Histidin Met. Boz.:<br />
Histidinemi: Histidaz eksikliğine bağlı kalıtsal bir hastalıktır. Plazma, BOS ve<br />
idrarda histidin artar. İdrar FeCl3 ile yeşil renk verir, bu yanlış fenilketonüri tanısına<br />
yol açtığı için önemlidir. Selim bir hastalıktır. Konuşma kusuru ve zeka geriliği<br />
olabilir.<br />
8. Lizin Met. Boz.:<br />
Hiperamonemili periyodik hiperlizinemi: Yüksek lizin, arginazı inhibe eder. Plazma<br />
arginini artar ve hiperamonemi oluşur. Kesin mekanizma bilinmiyor. Sıvı alımı ve<br />
lizinsiz diyet yararlı.<br />
Hiperamonemisiz inatçı (devamlı) hiperlizinemi = Sakkaropinüri: Sakkaropini<br />
katabolize eden enzim defektidir. Bazılarında zeka geriliği olabilir.<br />
9. Fenilalanin ve Tirozin Met. Boz.:<br />
Fenilketonüri:<br />
* FA ve tüm amino asit metabolizmasının en sık rastlanılan kalıtsal hastalığıdır.
19<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
a.Klasik Tip Fenilketonüri: Fenilalanin hidroksilaz yokluğuna bağlıdır. En<br />
sık görülen tiptir.. Normal erişkin FA düzeyi % 2 mg’ ın altında iken, bunlarda %<br />
20 mg’ dan fazladır. İdrarda büyük miktarlarda fenil pirüvat, fenil laktat, fenil<br />
asetil glutamin ve fenil asetat çıkarılır.<br />
İdrarın ve terin karakteristik küf kokusu, fenil asetattan kaynaklanır. Neonatal<br />
devrede kan fenilalanin düzeyi, güvenilir bir kriter. İdrarda fenil piruvat ile<br />
zeytin yeşili renk veren FeCl 3 testi, az güvenilir bir kriter. Çünkü, histidinemi<br />
karıştırıcı ve hayatın ilk haftalarında pozitif olmayabilir. Gutrie testi tarama testi<br />
olarak kullanılır.<br />
b.Diğer Tip Fenilketonüriler: Dihidro biyopterin redüktaz veya tetrahidro<br />
biyopterin eksikliğine bağlıdır. Kan FA düzeyleri, % 8-20 mg civarındadır.<br />
Tedavisi yalnız FA kısıtlamasından daha karışıktır. Çünkü tetrahidro biyopterin,<br />
nörotransmitter sentezinde de gereklidir. Eksikliğinde, serotonin ve noradrenalin<br />
sentezi de bozulur. Tedaviye L-dopa ve 5-OH triptofan eklenmelidir.<br />
Tirozinemiler:<br />
• Fumaril asetoasetat hidroksilaz eksikliği…... Tip I tirozinemi (hepatorenal<br />
tirozinemi)<br />
• Tirozin aminotransferaz eksikliği…............... Tip II tirozinemi (okülokütonöz<br />
tirozinemi)<br />
• ß-hidroksi fenil piruvat oksidaz eksikliği…... Neonatal tirozinemi<br />
Alkaptonüri:<br />
İlk tanımlanan doğuştan metabolizma hastalığıdır. Homojentisik asit<br />
oksidaz eksikliğidir. Kan, idrar ve dokularda Homojentisik asit birikir.<br />
Beklemekle melanine benzer bir pigment olan ALKAPTON oluşur, idrar<br />
siyahlaşır. Bu pigmentin kemik, bağ dokusu ve iç organlarda birikmesiyle<br />
OKRONOZİS gözlenir. Pigment birikimi artrite neden olabilir. C vitamini<br />
verilerek, homojentisik asit oksidazın maksimum aktivitesi sağlanabilir.<br />
Albinizm:<br />
Melanin sentezinin kalıtımsal kusurundan ileri gelir. Kusur, melanositlerde<br />
tirozinin melanine dönüşünü katalizleyen tirozinaz eksikliğidir. Tirozinaz<br />
bakırlı bir enzimdir.<br />
10. Triptofan Met. Boz.:<br />
Hartnup hastalığı: Triptofan pirolaz eksiktir. Triptofan ile birlikte FA, metyonin<br />
ve diğer mono amino mono karboksilik nötral amino asitlerin renal tubuler ve<br />
barsak absorbsiyonları bozuktur. OR’ dir. Pellegra tipi deri döküntüleri, serebellar<br />
ataksi, diare ve psikolojik bozukluklar (4 D: Diare, Dermatit, Demans, Death)<br />
ile gider. Çünkü, triptofan eksikliğinde niasin sentezlenemez. Diyete niasin<br />
eklenmesi yararlı olabilir. İdrarda 5- HİAA atılımı artar ( karsinoid tümör ile ayırıcı<br />
tanı yapılmalıdır.)<br />
Blue Diaper Sendromu: Barsaktan triptofan emilimi bozuktur. Emilemeyen<br />
triptofan, kolon bakterileri tarafından indikana çevrilir ve bu, hava ile temas<br />
edince mavi renk oluşturur. Bu yüzden, hasta bebeğin bezleri maviye boyanır.
20<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
PLAZMA VE İDRARDA PROTEİNLER<br />
SERUM PROTEİN ELEKTROFOREZİ<br />
Proteinlerin farklı elektriksel yüklerine göre ayrılmasıyla, sırası ile 5 grup oluşur.<br />
Eğer, serum yerine plazma kullanılırsa, fibrinojene ait 6. bir bant daha oluşur (<br />
β-γ arasında).<br />
Albümin, en hızlı göçendir, en belirgin bandı verir. Genellikle yalnız albümin<br />
içerir.<br />
α 1 -globülin bandı, hemen tamamen α 1 -antitripsinden ibarettir. Ayrıca; Tiroksin<br />
Bağlayan globülin (TBG), Transkortin (CBG), α 1 -asit glikoprotein, Alfa Feto Protein<br />
(AFP), α- lipoprotein (HDL) de bu bantta çökerler.<br />
α 2 - globülin bandı, başlıca haptoglobin ve α 2 - makro globülinden ibarettir. Ayrıca;<br />
Seruloplazmin ve anjiotensinojen de bu bantta çökerler.<br />
β- globülin bandı, 2 kısımdır. β 1 bandı başlıca transferrin, hemopeksin az miktarda<br />
da LDL içerir. β 2 bandı ise β 2 - mikroglobulin, LDL ve kompleman C 3 içerir.<br />
γ- globülin bandı, immunglobulinleri ve C- Reaktif Protein (CRP) içerir.<br />
• Prealbumin ve Retinol Bağlayıcı Protein (RBP), albüminden hızlı çökerler.<br />
• Miyoglobin, ß- γ arasında çöker.<br />
• LDH-1 α-globülin ve LDH- 5 γ-globülin bölgelerinde çökerler.<br />
ANORMAL ELEKTROFOREZ PATERNLERİ<br />
1. Bütün fraksiyonlarda paralel değişimler olabilir. Tüm fraksiyonlarda artış;<br />
proteinsiz sıvı kaybına bağlı volüm azalması veya stazı, tüm fraksiyonlarda azalma<br />
ise; ciddi malnutrisyon ve malabsorbsiyonu gösterir.<br />
2. Akut faz paterni: Akut enflamasyon, travma, nekroz, enfarktüs, yanık ve<br />
kimyasal doku hasarında, bazen de malinitelerde akut faz reaktanları (AFR)<br />
artar. Başlıca AFR’ları; fibrinojen, α 1 -antitripsin, haptoglobulin ve CRP’ dir.<br />
Seruloplazmin, C 3 kompleman ve α1-asit Glikoprotein (orosomukoid) de<br />
diğerleridirler. AFR’ nın artışı sırasında azalan; albümin, transferrin ve prealbumin<br />
de, (-) akut faz reaktanları olarak adlandırılırlar. Elektroforezde; 2 artmıştır. α 1<br />
artabilir. Albümin azalmıştır.<br />
3. Nefrotik sendromda; Albümin azalmış, α 2 - makro globülin artışından dolayı<br />
α 2 artmıştır.<br />
4. Sirozda; Albümin ve α 1 azalmış, γ artmış, Ig A artışı ile β-γ köprüleşmesi<br />
olmuştur.<br />
5. Enflamasyonlarda; kronikse; γ- globülinde difuz artış, akutsa; α 1 ve α 2 ‘de<br />
de artış olmuştur.
PORFİRİNLER VE SAFRA PİGMENTLERİ<br />
Porfirinler; -- hemoglobin, miyoglobin<br />
-- sitokromlar<br />
-- peroksidazlar, katalaz<br />
-- triptofan pirolazda demir ile<br />
Vitamin B 12’nin yapısında kobalt ile,<br />
Klorofilin yapısında magnezyum ile kelatlaşmıştır.<br />
HEM SENTEZİ<br />
21<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Özellikle kemik iliği ve KC’ de olur. Bu senteze 8 enzim katılır. İlk ve son 3<br />
reaksiyon hücrenin mitokondri fraksiyonunda, diğerleri ise sitozol fraksiyonunda<br />
gerçekleşir.<br />
Olgun eritrositlerde mitokondri olmadığından hem sentezi olası değildir. Hem<br />
sentezinde ön maddeler, Glisin ve süksinil coA’dır. Tüm reaksiyonlar geriye<br />
dönüşümsüzdür.<br />
1. δ-amino levülinik asit=ALA oluşumu: ALA sentaz ile katalizlenir.<br />
Mitokondride yer alır. Bu reaksiyon, hem sentezinin kontrolünde anahtar rol oynar.<br />
Hem ile ilgili bileşikler bu enzimi inhibe ederler. Barbitüratlar, sülfonamidler ve<br />
heksoklorobenzen mikrozomal enzim indükleyici ilaçlardır ve porfirialı kişilerde<br />
atak oluşumuna neden olurlar. Çünkü, ALA sentazı indükleyerek, metabolik<br />
engel öncesi potansiyel olarak zararlı hem prekürsörlerinin düzeyini artırırlar. PLP,<br />
ALA sentazın kofaktörüdür. B6 vit türevidir. Eksikliğinde hem sentezi bozulur ve<br />
hipokrom mikrositer anemiler oluşur.<br />
2. Porfobilinojen oluşumu: 2 ALA molekülü, 2 mol su kaybederek birleşir ve<br />
porfobilinojen (PBG)oluşur. Bu reaksiyonu ALA-dehidrataz katalizler. Sitozolde<br />
yer alan bu enzim ÇİNKO içerir ve ayrıca kurşun ile de güçlü bir şekilde inhibe<br />
olur.<br />
3. Hidroksi metil bilan oluşumu: 4 molekül PBG birleşerek, düz bir zincir<br />
şeklinde hidroksi metil bilan oluşur. Enzim üroporfirinojen I sentaz (=porfobilinojen<br />
deaminaz)dır.<br />
4. Üroporfirinojen III oluşumu: Üroporfirinojen III sentaz = Porfobilinojen<br />
izomeraz etkisiyle hidroksi metil bilandan sentezlenir. Bu reaksiyon bir kosentaz<br />
kullanır. Yalnız sentazın varlığı, üroporfirinojen I oluşumuna neden olur.<br />
5. Koproporfirinojen III oluşumu: Üroporfirinojen dekarboksilaz etkisiyle<br />
üroporfirinojen III ‘den oluşur.<br />
6. Protoporfirinojen IX oluşumu: Bu ve bundan sonraki reaksiyonlar<br />
mitokondride gerçekleşir. Koproporfirinojen III, Koproporfirinojen Oksidaz etkisi<br />
ile protoporfirinojen IX’a dönüşür.<br />
7. Protoporfirin IX oluşumu: Protoporfirinojen oksidaz enzimiyle protoporfirinojen<br />
IX, protoporfirine oksitlenir.<br />
8. Hem sentezi: Ferroşelataz etkisi ile halka, demir ile kelat oluşturur ve böylece<br />
hem halkası sentez edilmiş olur.
22<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Kurşun, hem ALA dehidraz hem de ferroşelatazı inhibe eder. Kurşun zehirlenmesi<br />
klinik belirtileriyle bazen Akut İntermitan Porfiria (AIP) ile karışabilir. Ancak,<br />
porfobilinojen düzeyleri değişmediği halde, ALA ve koproporfirin düzeyleri, kurşun<br />
zehirlenmesinde idrarda artar. Eritrositlerde de protoporfirin düzeyi artmıştır.<br />
HEM KATABOLİZMASI<br />
Serum bilirubin düzeyi normalde % 0,3-1 mg’dır. % 2-2.5 mg’ı aşarsa, ciltte sarılık<br />
görülür.<br />
Serbest bilirubin (=glukuronik asitle bağlanmamış şekli = nonkonjuge =<br />
indirekt), kuvvetli lipofiliktir, hücre zarlarını kolayca aşabilir. Serbest bilirubinin<br />
sitotoksik etkisi Albümin ile bağlanarak önlenmiş olur. Bilirubin, albüminin bağlama<br />
kapasitesini aşarsa, hücrelere girer ve hasar oluşturur. Serbest bilirubinin kan-beyin<br />
bariyerini aşarak, bazal ganglionlarda birikmesi ile KERNİKTERUS oluşur.<br />
Buna karşılık, bağlı bilirubin (=glukuronik asitle bağlanan bilirubin = Konjuge<br />
= direkt), hidrofiliktir. Çok aşırı yükselmedikçe zararsız bir bileşiktir. Çünkü<br />
idrarla atılır.<br />
** Delta Bilirubin: Albümin ile kovalan olarak bağlanmış bir bilirubin türüdür.<br />
İdrarda bulunmaz ve Diazo ile direkt reaksiyon verir. Bağlı bilirubinin uzun süre<br />
yüksek kaldığı durumlarda oluşur. Bilirubinin % 80-85 kadarı RES’ de parçalanan<br />
yaşlı eritrositlerden meydana gelir. Geri kalanı ise; miyoglobin, sitokromlar ve<br />
peroksidazların parçalanmasından oluşur.<br />
1. Bilirubin sentezi: Önce hem halkası, bir mikrozomal enzim olan Hem<br />
oksijenaz etkisi ile, yeşil renkli biliverdine dönüşür. Bu reaksiyonda, demir<br />
yükseltgenir ve CO serbestleşir.<br />
* Bu reaksiyon, organizmada CO oluşturan tek reaksiyondur. Biliverdin, sitoplazmik<br />
bir enzim olan biliverdin redüktaz ile turuncu renkli bilirubine çevrilir.<br />
2. Bilirubinin KC tarafından alınması: Serbest bilirubin, sulu ortamda<br />
eriyemediğinden, albümine bağlanarak kan yolu ile KC’e gelir.<br />
** Albümin ve bilirubin arasındaki bağlantı nonkovalandır ve bir Albümin molekülü<br />
2 molekül bilirubin bağlar. Sülfonamidler, salisilatlar ve kolangiografik<br />
maddeler bilirubinin albümine bağlanmasını engellerler. KC’ de albüminden<br />
ayrılan bilirubin, hepatositlerce alınır. Hepatosit sitozolünde ligandin (Y<br />
proteini) ve daha az olarak da Z proteinine bağlanır.<br />
3. Bilirubin diglukuronid oluşumu: Düz endoplazmik retikulumda olur. UDPglukuronil<br />
transferaz kataliziyle, 2 molekül glukuronid bilirubine eklenerek,<br />
suda erirliği artırılır.<br />
4. Bilirubinin safraya salınması: Bağlı bilirubin, aktif transportla safra<br />
kanaliküllerine verilir. Bu enerji bağımlı ve hız kısıtlayıcı basamaktır.<br />
5. Barsakta ürobilinlerin oluşumu: Barsakta bakterilerden kaynaklanan<br />
glukuronidaz etkisiyle, glukuronik asit ayrılır. Bilirubin yine barsak bakterilerince<br />
indirgenerek, renksiz ürobilinojen ve sterkobilinojen oluşur.<br />
6. Ürobilinojenin entero - hepatik siklusu: Ürobilinojen büyük oranda dışkı<br />
ile atılır (40-280 mg/gün). Fakat, barsakta oluşan ürobilinojenin bir kısmı geri<br />
emilerek, kan yolu ile KC’e ve tekrar safra ile barsağa atılır. Portal kandan KC<br />
tarafından alınamayan ürobilinojen, genel dolaşıma geçer ve böbreklere gelip,<br />
idrarla atılır. (1-4 mg/gün)
HEMOGLOBİN ve MİYOGLOBİN<br />
23<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Hb, yapısal özelliklerine göre bileşik proteindir. Protein kısmı globin, prostetik<br />
grubu ise, Hem’dir. Hem, bir ferroprotoporfirin yani bir metalloprotoporfirindir<br />
(Fe+2:Ferröz demir ve protoporfirin IX içerir). Oksijen bağlama işi prostetik<br />
grubundur.<br />
Hemdeki demir oksijen bağlansa da bağlanmasa da Fe +2 dir. Fe +3 ‘e<br />
oksitlenmesi ile methemoglobin oluşur. Bu, oksijen yerine su bağlar. Oksidasyon<br />
olayı ilaçlarla veya H2O2 ile olabilir veya genetiktir.(Hb M)<br />
• Hb, biçimine göre globüler proteindir.<br />
• Hb, fonksiyonuna göre taşıyıcı proteindir.<br />
• Hb, quarterner yapısına göre oligomeriktir. Birbirine ikişer ikişer idantik 4<br />
subünitten oluşur.<br />
• Hb, homolog bir proteindir. Yani, farklı canlı türlerinde yapıca idantik olan<br />
bölgeleri vardır.<br />
• Hb, bir allosterik proteindir. Yani, oksijene ilgisi pO 2 , pCO 2 , 2,3 BPG ve pH gibi<br />
faktörlerce etkilenir. CO 2 Hb’in α amino gruplarına bağlanarak, deoksi şekli<br />
stabilize eder ve oksijene ilgiyi azaltır. Allosterik etkinin bir göstergesi olan<br />
Hb’in sigmoidal eğrisi şu durumlarda sağa kayar;<br />
• Yüksek rakımda<br />
• CO2 basıncı artınca<br />
• Kronik hipokside<br />
• 2,3-BPG artınca<br />
• H+ konsantrasyonu artınca<br />
• Isı artınca. Yani bu durumlarda Hb’in oksijene ilgisi azalır. Hb oksijenini dokulara<br />
kolayca verebilir.<br />
• 2,3-BPG, deoksi Hb’in 2 ß zinciri arasına bağlanan (-) yüklü bir maddedir. 1<br />
Hb’e 1 2,3- BPG bağlanır.<br />
Hb Türleri:<br />
Embriyonik yaşamda erişkinde görülmeyen 2 farklı globin zinciri vardır. Zeta<br />
(ζ) ve Epsilon (ε)<br />
Hb Gover I: 2ζ 2ε (2 zeta, 2 epsilon)<br />
Hb Gover II: 2α 2ε (2 alfa, 2 epsilon)<br />
Hb Portland: 2γ 2ζ (2 gama, 2 zeta)<br />
Embriyonik yaşamda, zeta alfa yerine ve epsilon da beta yerine ilk sentezlenen<br />
zincirlerdir.<br />
Hb A : 2α 2 :Erişkin Hb (% 97 oranında)<br />
Hb A2 : 2α 2δ :Az miktarda (% 3 oranında)<br />
Hb F : 2α 2γ : Fetal Hb : Oksijene afinitesi Hb A’dan fazladır. Çünkü; oksijene<br />
afiniteyi azaltan 2,3-BPG’nin Hb F’in gama zincirine bağlanması, Hb A’nın<br />
beta zincirine bağlanmasından daha zayıftır. Yani 2,3 BPG’nin stabilize<br />
edici etkisi, Hb F için daha azdır.<br />
** Deoksi Hb, T: Tens: Gergin şekildir. Dimerler arasında, iyonik ve H<br />
bağlarından oluşan ağ vardır ve hareket zordur. Oksijene afinitesi<br />
düşüktür.
24<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
** Oksi Hb, R:Relaks: Gevşek şekildir. Oksijen bağlanması ile dimerler arası<br />
bağlar kırılmıştır. Ayrıca, oksijene afinitesi artmıştır.<br />
Hb’in O2 disosiasyon eğrisi, sigmoidaldir. Bu, alt üniteler arasındaki<br />
kooperativiteyi gösterir. Yani, bir hem grubuna bir oksijenin bağlanması,<br />
diğer hem gruplarına oksijen bağlanmasını kolaylaştırır.<br />
BOHR ETKİSİ: Hb’in pH değişikliklerinden etkilenmesidir. Ortamın pH’ı<br />
düştüğünde veya CO2’si yükseldiğinde, Hb’in oksijene ilgisi azalır ve oksijenini<br />
salıverir. Bu durumda disosiasyon eğrisi, sağa kayar. Ortam pH’ı arttığında<br />
veya CO2 düştüğünde ise, ilgi artar ve eğri sola kayar.<br />
** CO zehirlenmesinde, CO demire, yani oksijen ile aynı yere sıkı fakat<br />
reversibl olarak bağlanır. Hb’in CO’e ilgisi O2’ye olan ilgisinden 200-210<br />
kat fazladır. CO bağlanmış Hb, R şekline geçer ve kalan hem grupları yüksek<br />
afinite ile oksijen bağlar. Disosiasyon eğrisi de sigmoidden hiperboliğe<br />
döner. Hb dokulara oksijenini bırakamaz ve hipoksik anemi oluşur.<br />
** Hemolizde, Hb eritrosit dışına çıkınca, dimerlerine ve demir taşıyan hem<br />
kısmına ayrılır. Hemdeki demir oksitlenerek, Hemin oluşur. Bunların kaybı,<br />
kanda proteinlere bağlanarak önlenir.<br />
HAPTOGLOBİN:<br />
Elektroforezde α2 globülin bandında bulunur. Serbest Hb’i bağlar ve RES’e<br />
taşır.<br />
HEMOPEKSİN: Elektroforezde β1 globülin bandında bulunur. Serbest Hem<br />
bağlar ve RES’e taşır. Ortamda hemopeksinin kapasitesini aşacak kadar çok<br />
hem bulunursa, bunları da ALBUMİN bağlar.<br />
Hemoglobin ve Miyoglobin Arasındaki Farklar ve Benzerlikler<br />
Hemoglobin Miyoglobin<br />
Polipeptid zincir sayısı 4 (tetramer) ( 2α 2β) 1 (153 amino asitli)<br />
Quarterner yapı (+) (-) Tersiyer yapılı<br />
Birleşik protein (+) (+)<br />
Homolog (+) (+)<br />
Allosterik protein (+) (-)<br />
Disosiasyon eğrisi Sigmoidal Hiperbolik<br />
Bohr etkisi (+) (-)<br />
Oksijene afinite Düşük Yüksek<br />
Oksijen bağlama kapasitesi 4 Hem içerir, 4 Oksijen<br />
bağlar.<br />
1 Hem içerir, 1 Oksijen<br />
bağlar.<br />
Görevi Transport Kasda O 2 depolanması
HEMOGLOBİNOPATİLER<br />
25<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Hemoglobinde görülen yapısal bozukluklar 3 ana grupta toplanır:<br />
1. Erişkin Hemoglobinini oluşturan α veya β zincirinin herhangi birinde genetik<br />
sentez bozukluğu.<br />
Talasemiler:<br />
Akdeniz anemisi : Cooley Anemisi: Globin zinciri sentezinde dengesizlik olan<br />
herediter bir hemolitik anemidir. Ya a veya β zincir sentezi defektlidir.<br />
α sentezlenemezse, α talasemi oluşur. α zinciri yerine β sentezi olursa, Hb<br />
H = 4 β denir. Bu tetramerlerin oksijen afinitesi yüksektir, bu nedenle O 2<br />
taşınması için elverişli değildirler.<br />
β sentezlenemezse, β talasemi oluşur. β yerine γ ve sentezleneceği için, Hb<br />
A 2 ve Hb F artar.<br />
2. α veya zincirde amino asit diziliş bozukluğu: Bu grup en yaygın<br />
hemoglobinopatileri oluşturur.<br />
a. Molekülün yüzeysel polaritesini değiştiren değişiklikler (=molekülün<br />
çözünürlüğünü etkileyen değişiklikler.) Örn.:Hb C (glutamat yerine lizin),<br />
Hb S,....<br />
Hb S:<br />
Orak hücreli anemi: β 6’daki glutamat yerine, hidrofobik bir amino asit olan<br />
valin gelmiştir. Hb S’in deoksi şekilde iken, çözünürlüğü azalır. Hipokside<br />
eritrositler orak şeklini alır. Bu hücreler, küçük kapillerleri tıkar. Tanıda<br />
invitro koşullarda preparata, oksijen kullanan metabisülfit adlı madde konur<br />
ve orak hücre oluşup oluşmamasına bakılır. Hb S elektroforezde Hb A’dan<br />
yavaş göçer. Heterozigotlarda 2 bant oluşur.<br />
• Hemolitik anemi, ağrılı krizler ve enfeksiyonlara karşı duyarlılık ile<br />
karakterizedir.<br />
• Plazma haptoglobini çok azdır.<br />
• Hb S, Hb F, Hb A2 artmıştır.<br />
• Eritrosit frajilitesi artmıştır.<br />
• Oksi Hb normaldir, oksijene afinitesi değişmemiştir.<br />
• Eritrosit ömrü kısalır (10-15 gün).<br />
Bu belirtiler, homozigotlarda görülür. Heterozigotlar yalnız taşıyıcıdır ve<br />
bunlarda Plasmodium Falciparum’un etken olduğu sıtma görülmez.<br />
b. Hem - globin bağlanma yerinde değişiklik: Oksijene afinite değişir.<br />
Hb İstanbul -- β 92 histidin yerine glisin<br />
Hb G Sabin -- β 91 lösin yerine prolin<br />
Bağlanma yeri bozulursa, hem iyi bağlanamaz, globinden ayrılır. Globin<br />
eritrosit içinde çöker, inklüzyon cisimleri oluşur (Heinz cisimleri), eritrosit<br />
parçalanır, hemolitik anemi tablosu oluşur. Kopan hem ise, mezobilifussin<br />
(dipiroller) denen maddeye döner ve idrarla atılır.<br />
c. Hem cebindeki amino asit değişiklikleri: Fe+2 iken oksijen bağlar, Fe+3<br />
ise bağlanma olmaz. Apolar amino asitler, hem cebinde bulunurlar ve bunlar<br />
suyun girmesini engelleyerek demiri iki yüklü konumda tutarlar.<br />
** Hem cebinde bulunan tek hidrofilik = polar amino asit HİSTİDİN’ DİR.
26<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Normalde % 0,5-1 Met Hb vardır.<br />
Met Hb’in % 10’u geçtiği durumlar;<br />
• Met Hb redüktazın genetik eksikliği= Herediter Methemoglobinemi<br />
• Anormal Hb’ler sonucu; hem cebindeki mutasyonlar sonucu. Örn; Hb M<br />
Boston (Histidin yerine Tirozin gelmesiyle)<br />
• Hidrojen peroksit ve çeşitli serbest radikallerin varlığı<br />
• Fenasetin, anilin, nitrofenol, sülfonilamid, nitrit, nitratlar gibi oksidasyon<br />
yapıcı ilaçların alınması Met Hb, normal Hb’i etkiler ve onun oksijene<br />
ilgisini artırır.<br />
• Hem cebindeki değişikliklerle, Met Hb oluşup, oksijene ilgi artarak, klinikte<br />
siyanoz görülür. Met Hb olmadan oksijene afinite artışı olsaydı, vücut<br />
kompansasyon için polistemiye giderdi.<br />
d. 2,3-BPG bağlanma yerindeki değişiklikler: Bu madde hemoglobinde 2 ß<br />
arasına yerleşir ve deoksi durumu stabilize eder. Bağlanmasını (+) yüklü amino<br />
asitler ile yapar. Eğer bu amino asitler yerine nötral amino asitler gelirse 2,3-<br />
BPG bağlanamaz. Hb’in O2’ye ilgisi artar. Polisitemi ortaya çıkar.<br />
e. Dimerler arası bağlanma: T ve R formlarında bağlanma değişir. Bağlar T<br />
formunu bozuyorsa deoksi formu stabilize olamaz, oksijene ilgisi artar ve<br />
polisitemi oluşur, R formu bozulursa, Oksi Hb destabil hale geçer, oksijene<br />
ilgi azalır ve siyanoz oluşur.<br />
3. Füzyon hemoglobinleri: Burada zincirlerin karışması (cross-over) vardır.<br />
ENZİMLER<br />
Enzimler, bir kimyasal reaksiyonun dengeye ulaşmasını hızlandırırlar, fakat denge<br />
sabitini değiştirmezler. Yani, substrattan üretilen ürün miktarını değiştirmezler,<br />
reaksiyon hızını aktivasyon enerjisini düşürerek artırırlar. Bunu substrata bağlanıp,<br />
Enzim-Substrat kompleksi (ES) oluşturarak yaparlar.<br />
Kofaktörler;<br />
a. İnorganik olabilirler: Metal iyonları ( Zn, Fe, Cu, Mg, Mn,....)<br />
b. Organik olabilirler: KOENZİM denir. Vitamin yapısındadırlar. Örn, NAD+,<br />
NADP+, Piridoksal -5-fosfat (PLP)<br />
İnternational Ünit=IU:Standart koşullar altında, 25 oC‘de dakikada 1µmol<br />
ürün üretebilen enzim miktarıdır.<br />
Spesifik Aktivite: 1 mg protein başına enzim ünitesidir.<br />
K m , maksimum hızın yarısına ulaşıldığındaki [S]’dur. Bir enzim ve belirli<br />
bir S için karakteristiktir ve enzimin o substrata karşı afinitesini gösterir.<br />
ENZİM İNHİBİSYONLARI<br />
1. İrreversibl inhibisyonlar: İnhibitör enzime çok sıkı bağlanmıştır, çok yavaş<br />
disosiye olurlar. İnsektisit ve sinir gazlarının asetil kolin esteraza etkileri örnektir.<br />
2. Reversibl inhibisyonlar: 3 tiptir.
27<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
a. Kompetetif tip inhibisyon: İnhibitör enzim üzerinde substrat ile aynı yere<br />
(aktif bölgeye) reversibl olarak bağlanır ve bağlanma için S ile yarışır.<br />
• Süksinat dehidrogenaz için malonat<br />
• Alkol dehidrogenaz için etanol<br />
• Ksantin oksidaz için allopürinol<br />
• Tirozinaz için fenilalanin Kompetetif inhibitörlerdir.<br />
b. Nonkompetetif tip inhibisyon: İnhibitör enzim üzerinde, aktif yerin dışında<br />
bir yere bağlanır. Genellikle, inhibitör yapısal olarak substrata benzemez.<br />
Substratın enzime bağlanması etkilenmez, sadece inhibitörün bağlanmasıyla<br />
katalitik aktivite bloke olur. Aktif bölgenin konformasyonu değişerek, substratın<br />
ürüne dönüşümü engellenir. Bazı ağır metallerin (Ag, Hg, Pb) bazı enzimlerin<br />
tiol gruplarını inhibe etmesi örnektir. Kurşun zehirlenmesinde, Pb, ferroşelataz<br />
ve ALA - dehidrazın sisteinindeki sülfidril grupları ile kovalan bağ oluşturarak<br />
bu enzimleri Non kompetetif olarak inhibe eder.<br />
c. Unkompetitif tip inhibisyon: İnhibitör sadece ES kompleksine bağlanır.<br />
Oluşan ESI kompleksi inaktiftir. Örn.; İntestinal alkalen fosfatazın L-fenilalanin<br />
ile inhibisyonu.<br />
ENZİM AKTİVİTELERİNİN DÜZENLENMESİ<br />
1. Allosterik Düzenlenme: Allosterik enzimler, modülatör denilen ve aktif bölge<br />
dışında bir yere non kovalan olarak bağlanan moleküllerle regüle edilirler.<br />
Enzim aktivitesini inhibe edenler, negatif modülatörken, Enzim aktivitesini<br />
artıranlar, pozitif modülatördür.<br />
Allosterik enzimler, birden fazla alt üniteden oluşmuşlardır. Çok büyük ve kompleks<br />
yapılıdırlar. Klasik M-M kinetiğine uymazlar. V / [S] eğrileri, sigmoidaldir.<br />
Örn.; ALA sentetazın hem ile inhibisyonu.<br />
2. Kovalan modifikasyon: Birçok enzim bu yolla regüle edilir. Bu tip regülasyon,<br />
enzimin spesifik serin, treonin veya tirozin bakiyelerinin OH grubuna, fosfat<br />
gruplarının eklenmesi veya ayrılması yolu ile olur. Bu fosforilasyon protein kinaz<br />
tarafından gerçekleştirilir. Fosfat vericisi ATP’ dir. Hücresel protein fosfatazlarca<br />
da geri döndürülebilir. Fosforilasyon, enzim aktivitesini azaltır veya artırır. Örn.;<br />
glikojen fosforilaz P bağlayınca aktive olurken, glikojen sentaz P bağlayınca<br />
inaktive olur.<br />
3. Kontrol proteinleri ile düzenlenme: Bazı enzimlerin katalitik aktivitesi, spesifik<br />
stimülatör veya inhibitör proteinlerin bağlanması ile düzenlenir.Örn.; Kalmodulin,<br />
regülatör bir proteindir. Hücre içi Ca2+ düzeyine hassastır. Ca2+ iyonunu<br />
bağlayarak birçok enzimi aktifler. Antihemofilik faktör, kan pıhtılaşmasında rol<br />
alan faktör 9’u aktifler.<br />
4. Zimojen aktivasyon: Proteoliz ile aktivasyon: Birçok enzim, zimojen veya<br />
proenzim denilen inaktif öncüsü olarak sentezlenir. Gerektiğinde, bir veya birkaç<br />
spesifik peptid bağının kırılması ile aktiflenir. İrreversibldir. Örneğin; Sindirim<br />
enzimleri, kan pıhtılaşma proteinleri ve kompleman sistemi proteinleri.
28<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
ANTİOKSİDAN SİSTEM ENZİMLERİ<br />
GLUKOZ 6 FOSFAT DEHİDROGENAZ = G6PD = Pentoz-fosfat yolunun ilk<br />
basamağını katalizler. G6PD eksikliği, genetik bir bozukluktur. Yetersiz NADPH ve<br />
yetersiz redükte glutatyon seviyesine neden olur. Hb’in oksidatif yıkımı ile, hemolize<br />
eğilim olur. Normal koşullarda kişiler bunu kompanse edebilirler.<br />
• Primakin gibi antimalaryel ilaçlar,<br />
• Enfeksiyon,<br />
• Diabetik keto asidoz,<br />
• Oksidan ilaçlar; Sülfamidler,...<br />
• Bakla yenmesi gibi stres durumlarında hemolitik krizler oluşur.<br />
SÜPEROKSİT DİSMÜTAZ = SOD = Süperoksit radikalini ( O 2 - ), hidrojen peroksit<br />
ve O 2 ’ye dönüştürür. Süperoksit serbest radikali, oksijenin potansiyel toksisitesinden<br />
sorumludur.<br />
SOD<br />
2 O 2 - + 2 H + å H 2 O 2 + O 2<br />
SOD; hem sitozolde (Cu 2+ ve Zn 2+ ’lu) hem de mitokondride (Mn 2+ ’lı) bulunur. Fe<br />
içeren tipi ökaryotlarda bulunmaz.<br />
GLUTATYON PEROKSİDAZ (GSH-Px) ve GLUTATYON REDÜKTAZ =<br />
Glutatyon (GSH), aerobik koşullarda metabolizma ile oluşan toksik peroksitlerin<br />
uzaklaştırılması olayında görevlidir.<br />
GSH-Px<br />
2 GSH + H 2 O 2 å GSSG + 2 H 2 O<br />
Hidrojen peroksidin zehirsizlendirilmesi<br />
GSH-redüktaz<br />
GSSG + NADPH + H + å 2 GSH + NADP +<br />
GSH’ ın yenilenmesi<br />
NADPH’ın rejenerasyonu için de, G6PD gereklidir.<br />
• GSH - Px, aktif bölgesinde 4 tane selenyum içerir. Hücre zarı lipidlerini ve Hb’i<br />
lipid peroksidasyonunun zararlı etkilerinden korur.<br />
• GSH redüktaz, FAD içerir. Bu yüzden, eritrosit GSH redüktazı riboflavin (B2<br />
vitamini) durumunun iyi bir göstergesidir.<br />
KATALAZ = Her bir alt ünitesinde prostetik grup olarak Fe 3+ bulunan<br />
protoporfirin içeren bir enzimdir. Subselüler olarak en bol bulunduğu organel ise,<br />
peroksizomlardır. 2 fonksiyonu vardır:<br />
• 1. Temel fonksiyonu, süperoksit radikallerinin dismutasyonu ile veya direkt<br />
olarak oluşan H 2 O 2 ’nin su ve oksijene parçalanmasıdır.<br />
2 H 2 O 2<br />
æ Katalaz<br />
2 H 2 O + O 2<br />
• 2. Bunun yanı sıra, etanol, formik asit ve nitrit oksidasyonunu da<br />
katalizler.<br />
Normalde, hücredeki H2O2’nin yıkılımında GSH-Px daha önemli olduğu halde,<br />
yüksek H2O2 konsantrasyonlarında katalaz da devreye girer.
ANTİOKSİDAN SİSTEM ENZİMLERİNİN ÇALIŞMALARI<br />
ÇEŞİTLİ HASTALIKLARDAKİ PLAZMA ENZİM PATERNLERİ<br />
1- ÖZELLİKLE KARACİĞER HÜCRE HASARINI GÖSTEREN ENZİMLER:<br />
• Transaminazlar: AST, ALT<br />
** ALT, daha KC spesifiktir.<br />
• İzositrat dehidrogenaz<br />
** Genellikle sadece KC hast göstergesidir.<br />
• Aldolaz<br />
** KC’e çok spesifik değildir.<br />
• Sorbitol dehidrogenaz<br />
• Ornitin karbomoil transferaz<br />
**Oldukça KC spesifiktir.<br />
2- ÖZELLİKLE KOLESTAZI GÖSTEREN ENZİMLER:<br />
• Alkali fosfataz (ALP)<br />
• γ-glutamil transpeptidaz (GGT)<br />
** En duyarlı olandır.<br />
• 5’-nükleotidaz<br />
• Lösin aminopeptidaz (LAP)<br />
3- AKUT MİYOKARD ENFARKTÜSÜ:<br />
29<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
En sensitif serum enzimi CK’ dır. Birlikte, AST ve LDH da değerli göstergelerdir.<br />
Miyokard enfarktüsünden sonra; İnsan ventriküler miyozin zincirleri,<br />
troponinler ve kardiak miyoglobin kanda artarlar. Bu proteinler, MI’ de<br />
CK’dan daha önce artan, hassas göstergelerdir.
30<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Enzim Artış (saat) Pik (saat) Normale dönüş (gün)<br />
CK ( total) 3-6 24-36 3<br />
AST 6-8 24-48 4-6<br />
LDH 10-12 48-72 7-10<br />
CK- MB 4-8 15-24 2-3<br />
Tablo : Akut Miyokard Enfarktüsünden enzimlerin profili<br />
4- KEMİK DURUMUNU YANSITAN ENZİMLER:<br />
ALP’ ın kemik izoenzimi en spesifik göstergedir.<br />
ALP: Osteoblastik aktiviteyle bağlantılıdır.<br />
ACP: Osteoklastik aktiviteyle bağlantılıdır. Fakat ACP, kemik hast tanısında yaygın<br />
olarak ölçülmez.<br />
** En yüksek ALP seviyeleri, Paget’s hastalığındadır.<br />
5- PANKREAS DURUMUNU YANSITAN ENZİMLER:<br />
• Serum amilaz ve lipazı<br />
• İdrar amilazı<br />
• Amilaz / kreatinin klirensi oranı<br />
• Tripsin ölçümleri.<br />
6- PROSTAT DURUMUNU YANSITAN ENZİMLER:<br />
• ACP özellikle PAP, prostat ca’larında artar.<br />
• BPH ve prostatitlerde de PAP artarken, prostat muayenesi sonrası total ACP<br />
artar.<br />
** Ayrıca, CK-BB de ileri evre prostat ca’da artmış bulunmuştur.<br />
7- KAS DURUMUNU YANSITAN ENZİMLER:<br />
En yararlı enzim, CK olmasına rağmen AST, LDH ve Aldolaz da kullanılır.<br />
Bu enzimler; miyastenia gravis, multipl skleroz ve polimiyelit gibi nörojenik kas<br />
hastalıklarında normal veya hafifçe artmış olabilirler.<br />
** Muskuler distrofilerde artan majör enzim CK’ dır. Bu hastalarda semptomlar<br />
başlamadan CK artışı görülür.
KARBONHİDRATLAR VE OKSİTATİF<br />
FOSFORİLASYON<br />
KARBONHİDRAT METABOLİZMASI<br />
31<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Karbonhidratlar, dihidroksiaseton dışında asimetrik C taşıdıklarından optik olarak<br />
aktiftirler. Optikçe aktivitesi olan en basit şeker; gliseraldehittir, 1 asimetrik C atomu<br />
ve 2 optik izomeri vardır.<br />
Disakkaritler: İki monosakkaritin glikozid bağları ( = eter bağları = asetal bağları)<br />
ile birleşerek oluşturdukları şekerlerdir.<br />
Laktoz= Glukoz + Galaktoz<br />
Maltoz= Glukoz + Glukoz<br />
Sükroz= Sakkaroz=Glukoz + Fruktoz<br />
Önemli polisakkaritler:<br />
Nişasta: 2 tip glukoz polimeri içerir ve bitkilerde glukozun depo formudur.<br />
Içerdiği polimerlerden %80’i amilopektin, %20’si amilozdur.<br />
1. Amiloz: α(1,4) bağlarıyla oluşmuş, düz zincirli glukoz polimeridir.<br />
2. Amilopektin: Ana zincir α(1,4) bağlarıyla oluşmuştur ve her 24-30 artıkta<br />
bir α(1,6) bağlarıyla dallanmalar gösterir.<br />
Glikojen: Hayvanlarda glukozun depo formudur, başlıca KC ve kasda bulunur.<br />
Amilopektin gibidir, yalnızca dallanmaları daha sıktır ve 8-10 glukoz<br />
artığında birdir.<br />
Sellüloz: β(1,4) bağlarıyla bağlı, düz zincirli glukoz polimeridir. Bitkilerde,<br />
hücre duvarında bulunan yapısal bir polisakkarittir. İnsanlardaki enzim<br />
sistemleri tarafından hidroliz edilemez.<br />
Karbonhidrat sindirimi: Barsaktan emilen şekil, monosakkaritlerdir.<br />
** Sindirimi ağızda başlayan tek besin maddesi Kh‘lardır.<br />
Çiğneme sırasında tükrük α-amilaz’ı (pityalin), nişasta ve glikojenin (1,4)<br />
bağlarını yıkar, ancak α(1,6) bağlarına etkisizdir. Pankreatik amilaz da yalnız<br />
α(1,4) bağlarını yıkar.<br />
Kh‘lar ince barsaklarda aşağıya doğru ilerlerken, barsak mukoza hücre<br />
kaynaklı ve luminal yüzeyde yerleşik disakkaridaz ve oligosakkaridazlar<br />
etkisi ile parçalanırlar. Sindirim işlemi, üst jejunumda sonlanır.<br />
Sınır dekstrinleri ve izomaltozlar oligo α(1,6) glikozidaz (= α-dekstrinaz),<br />
Maltotriozlar maltotriaz, Maltozlar maltaz (=α-glikozidaz), Sükroz sükraz,<br />
Laktoz laktaz (= β- galaktozidaz) ile sindirilirler.<br />
Bu enzimlerin etkisi ile glukoz, fruktoz ve galaktoz gibi heksozlar ve<br />
pentozlar açığa çıkar ve barsak mukozasından emilirler.İntestinal hücrelere<br />
barsak lümeninden glukoz alınması için insulin gerekmez.
32<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Glukoz ve galaktoz mukoza hücresi içine aktif transport ile alınırlar ve mukoza<br />
hücrelerini basit veya kolaylaştırılmlş transport ile geçerek portal sisteme<br />
katılırlar. Fruktoz ise, kolaylaştırılmış difüzyon ile mukoza hücrelerine alınıp,<br />
pasif difüzyon ile portal dolaşıma katılır.<br />
** En hızlı emilen heksoz galaktoz, en yavaş emilen heksoz ise<br />
mannozdur.<br />
Emilim hızlarına göre monosakkaritler:<br />
’’Galaktoz, glukoz, fruktoz, mannoz, ksiloz, arabinoz’’ şeklinde sıralanabilirler.<br />
** Pentozlar daha küçük moleküllü oldukları halde, heksozlardan daha<br />
yavaş emilirler.<br />
** Selüloz, insan vücudunda sindirilemez, çünkü β-glikozid bağları içerir.<br />
GLUKOZUN KANDAN HÜCRELERE ALINMA MEKANİZMALARI<br />
1-Aktif transport ile: ATP harcanarak,<br />
• Barsak epiteli<br />
• Renal tubuluslar<br />
• Koroid plexus için geçerlidir.<br />
2-Kolaylaştırılmış difüzyon ile:<br />
a-) İnsulin bağımlı:<br />
• Özellikle çizgili kaslar ve yağ dokusu<br />
• Miyokard<br />
• Meme bezi hücreleri<br />
• Fibroblast membranı için geçerlidir.<br />
b-) İnsulinden bağımsız:<br />
• Eritrosit<br />
• Beyin<br />
• Karaciğer için geçerlidir.<br />
• Eritrositte glukoz uptake’i spesifik glukoz permeaz proteini aracılığı ile<br />
oluşur.<br />
• KC’e glukoz girişi insulinden direkt olarak etkilenmez. Ancak, insulin<br />
glikokinazı indükleyerek, KC’in portal kandan glukoz çekişini sağladığı için,<br />
KC’e glukoz girişini indirekt olarak artırır.<br />
KARBONHİDRAT METABOLİZMASI<br />
Normal kan glukozu 80 – 110 mg/dl’ dir. Bu normal düzeyin sağlanması, çok<br />
karmaşık üretim ve tüketim yolları arası koordinasyona bağımlıdır.<br />
Kan glukoz kaynakları: Kh’ lı besinler, glikoneogenez ve glikojenoliz.<br />
Kan glukoz tüketimi: Oksidasyonla yıkılım, glikojenez, yağlara çevrilip depolanma<br />
ve bazı sentezler.<br />
** KC ve kasta glikojen olarak depolanan glukozun fazlası, lipogenez ile yağlara<br />
çevrilir.
GLİKOLİZ (=EMBDEN-MEYERHOF PATTWAY=EMP)<br />
33<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Glikoliz, glukozun enerji ve diğer pek çok ara ürün oluşturmak üzere yıkılmasıdır.<br />
Kh metabolizmasının merkezi reaksiyonudur, çünkü hemen hemen tüm şekerler<br />
bu yolla yıkılırlar.<br />
Mitokondrisi bulunan ve yeterli oksijen sağlayabilen hücrelerde glikolizin son<br />
ürünü piruvattır. Toplam 10 reaksiyondan oluşan bu seriye, AEROBİK GLİKOLİZ<br />
denir. Oluşan NADH’ın tekrar NAD+ ‘ye çevrilmesi oksidatif fosforilasyon ile<br />
(solunum zinciri ile) sağlanır. Aerobik glikoliz, piruvatın SAS için temel yakıt olan<br />
asetil coA’ ya oksidatif dekarboksilasyonu için ortam hazırlamış olur.<br />
Alternatif olarak, eritrosit gibi mitokondrisi bulunmayan veya mitokondrisi<br />
olduğu halde hızlı kasılan kas gibi yeterli oksijenin sağlanamadığı dokularda,<br />
glikolizin son ürünü laktattır. Buna da ANAEROBİK GLİKOLİZ denir. Anaerobik<br />
glikolizde; piruvattan laktat oluşumu ile ilk basamaklarda üretilen NADH, NAD+<br />
‘ye çevrilerek, glikolizin devamı için gerekli olan NAD+ sağlanmış olur.<br />
** Glikoliz, canlı organizmalarda, oksijen olmadan ATP sağlayan tek metabolik<br />
yoldur.<br />
** Glikoliz, tek yönlü yani geri dönüşümsüz bir reaksiyonlar dizisidir.<br />
GLİKOLİZ AŞAMALARI<br />
Hücrenin sitozolünde gerçekleşen enzimatik reaksiyonlar, 2 ayrı aşamada<br />
incelenir:<br />
1. Glukozun, 2 mol D-gliseraldehit 3 P oluşturduğu, 5 basamaklı reaksiyonlar<br />
dizisi ile, 2 mol ATP harcanır.<br />
2. Glukozdan türemiş olan 3 C’lu birimler, yine 5 basamaklı reaksiyonlar dizisi ile,<br />
piruvata çevrilir. Bu arada da, 4 mol ATP üretilir.<br />
GLİKOLİZ REAKSİYONLARI<br />
1. Glukozun irreversibl fosforilasyonu: İlk basamakta ATP’den bir fosforil grubu,<br />
glukoza aktarılır ve glukoz-6-P oluşur. Yani 1 ATP harcanmış olur. Fosforilasyon 2<br />
farklı enzimle gerçekleşir: Heksokinaz veya Glikokinaz<br />
Heksokinaz Glikokinaz<br />
• Pek çok dokuda vardır • KC ve pankreas β hücrelerinde bulunur<br />
• K m ’i düşüktür, ilgisi yüksektir • K m ’i yüksektir, ilgisi düşüktür<br />
• V max ’ı düşüktür • V max ’ı yüksektir<br />
• Glukoz - 6 - P ile inhibe olur • Glukoz - 6 - P ile inhibe olmaz<br />
• İnsülinden etkilenmez • İnsülin ile aktivitesi artırılır<br />
• Başka şekerlerde etkilidir • Yalnız glukozu fosfatlar
34<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Heksokinaz, ortamda çok düşük konsantrasyonda glukoz varsa bile, onu<br />
fosfatlayabiliyor. (2 mg/dl düzeylerde)<br />
• Glikokinaz ise, 200 mg/dl düzeylerinde etkili, yani ilgisi çok düşük. İnsulin ile<br />
indüklenebilmesiyle, toklukta kan şekeri artışını kısa sürede geri çekebiliyor.<br />
• Heksokinaz eksikliği: Kalıtsal eritrosit defektidir. Glu-6-P az yapılır ve buna<br />
bağlı olarak, diğer glikolitik ara ürünlerin konsantrasyonu da düşer. Bu ara<br />
ürünlerden birisi de 1,3 bis-P-gliserattır. 1,3 bis-P-gliserat, Hb’in oksijene<br />
ilgisini azaltan 2,3 bis-P-gliseratın öncüsüdür. Heksokinaz eksikliği ile, Hb’in<br />
oksijene ilgisi artar ve dokulara oksijen bırakımı bozulur.<br />
2. Glu-6-P’ ın izomerizasyonu: Bir aldoz olan Glu-6-P, bir ketoz olan Fruktoz-<br />
6-P’a çevrilir. Enzim; Glu-6-P izomeraz = Fosfo Gliko İzomeraz = Heksoz<br />
İzomerazdır. Reversibl bir reaksiyondur.<br />
3. Fru-6-P’ ın irreversibl fosforilasyonu: Fosfofruktokinaz 1 (PFK 1) tarafından<br />
katalizlenen bu reaksiyon glikoliz için HIZ KISITLAYICI BASAMAK’ TIR. PFK 1,<br />
hücrenin enerji durumuna akut olarak cevap veren, allosterik bir enzimdir. Son<br />
ürün; Fru 1,6 bis-P’ tır. 1 ATP harcanır.<br />
4. Fru 1,6 bis-P’ ın ayrılması: Aldolaz A; Fru 1,6 bis-P’ı dihidroksiaseton<br />
fosfat (DHAP) ve gliseraldehit 3 P’a ayırır. Reaksiyon reversibldir ve düzenlenmiş<br />
değildir.<br />
5. Dihidroksiaseton fosfatın izomerizasyonu : Trioz fosfat izomeraz katalizi<br />
ile, 3 fosfatlı 2 son ürünün birbirine dönüşümü sağlanır. Sonuçta 2 mol gliseraldehit<br />
3 P oluşur.<br />
6. Gliseraldehit 3 P’ ın oksidasyonu: Gliseraldehit 3 P’ ın, gliseraldehit 3 P<br />
dehidrogenaz ile 1,3 bis-P gliserata dönüşmesi, glikolizdeki ilk ve tek oksidasyonredüksiyon<br />
reaksiyonudur. Bir NAD+ harcanır, NADH oluşur. Oluşan bileşik bir<br />
yüksek enerjili bileşikdir.<br />
Bu basamak İodoasetat ve Arsenat tarafından inhibisyona uğratılır.<br />
• 1,3 bis-P gliserattan Bisfosfogliserat mutaz enzimi ile; 2,3 bis-P gliserat (2,3<br />
BPG) sentezlenebilir. Bu yan yol eritrositlerde işler. 2,3 BPG; Hb’in oksijene<br />
ilgisini azaltır.<br />
7-Fosfogliserat sentezi: 1,3 bis-P gliseratın yüksek enerjili P grubu, fosfogliserat<br />
kinaz katalizi ile ADP’den ATP sentezi için kulanılır. Bu reaksiyon kinazlar tarafından<br />
katalizlenen diğer reaksiyonlardan farklı olarak reversibldir. 1 mol glukozdan, 2<br />
mol 1,3 bis-P gliserat oluştuğu için, bu basamak ile kazanç 2 ATP’ dir.<br />
-3 • Ortamda Arsenat (AsO ) varlığında Gliseraldehit 3 fosfat dehidrogenaz enzimi<br />
4<br />
Pi yerine onu kullanır. Böylece 1,3 bis-P gliserat yerine unstabil bir madde olan<br />
1-arseno- 3 - fosfogliserat oluşur. Ve hızla, kendiliğinden 3 - fosfogliserata<br />
çevrilir. Böylece fosfogliserat kinaz aşamasında olması gereken substrat<br />
düzeyinde fosforilasyon aksar ve ATP oluşamaz. Ama bunun dışındaki glikoliz<br />
reaksiyonları normal olarak sürer. NADH oluşumunda ve piruvat sentezinde<br />
bozukluk olmaz.<br />
8. 2-Fosfogliserat sentezi: Fosfat grubu, Fosfogliserat mutaz etkisi ile bağlı<br />
olduğu C’u değiştirir. Son ürün 2-fosfogliserattır ve reaksiyon reversibldir.<br />
9. Fosfo enol piruvat (PEP) oluşumu: 2-fosfogliserattan Enolaz enzimiyle,<br />
yüksek enerjili bir fosfat bileşiği olan PEP sentezlenir. Bu reaksiyon da reversibldir.<br />
Enolaz Fluorid tarafından inhibisyona uğratılır.
35<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
10. Piruvat oluşumu: PEP’ ın piruvata dönüşümü glikolizdeki 3. irreversibl<br />
reaksiyondur. Piruvat kinaz tarafından katalizlenir. Reaksiyon sonunda 2 ATP<br />
kazanılır.<br />
** Piruvat kinaz eksikliği: Genetik bir defekttir. Eritrosit piruvat kinaz eksikliği<br />
ile, hemolitik anemiler oluşur. Anemi, glikoliz hızının düşüklüğü ve ATP sentezinin<br />
hücrenin enerji gereksinimini ve eritrosit membranının yapısal bütünlüğünü korumak<br />
için, yetersiz kalması sonucu oluşur. Çünkü, olgun eritrositlerde mitokondri yoktur<br />
ve ATP üretiminin tek yolu glikolizdir. Eritrosit membran değişiklikleri ile hücrenin<br />
şekli değişip, RES’ de makrofajlarca fagosite edilir. Eritrositlerin parçalanması ve<br />
erken ölümü hemolitik anemi olarak sonuçlanır. Eritrositlerde 2,3 BPG birikir.<br />
Hb’in oksijen bağlamasını inhibe ettiği için, akciğerlerden oksijen alımı bozulur.<br />
Bu, heksokinaz eksikliğinde oluşan durumun tersidir.<br />
PİRUVATIN AKİBETİ<br />
1. Aerobik şartlarda; Asetil coA üzerinden SAS’ ne girer.<br />
2. Anaerobik şartlarda ise; hayvanlarda laktata, maya hücrelerinde etanole<br />
çevrilir.<br />
• Anaerobik glikoliz gereği olarak piruvatın laktata indirgenmesi: Laktat<br />
dehidrogenaz (=LDH) enzimi katalizi ile oluşur.<br />
Piruvattan laktat oluşturan dokular;<br />
• Eritrositler<br />
• Gözde lens ve kornea tabakaları<br />
• Böbrek medullası<br />
• Testisler<br />
• Lökositler<br />
PİRUVATIN ANEROBİK ŞARTLARDA AKIBETİ
36<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
LAKTAT DEHİDROGENAZ<br />
*Eritrosit, lökosit ve yoğun egzersiz sırasında iskelet kasında önemlidir.<br />
*NADH / NAD + oranı düşük olan dokularda, örneğin karaciğer ve kalp kasında<br />
fizyolojik olarak reversibldir.<br />
*Sitozolik bir enzimdir.<br />
GLİKOLİZİN ENERJİ BİLANÇOSU<br />
A- Aerobik glikolizde bilanço:<br />
Glukoz + 2Pi + 2 ADP + 2 NAD+<br />
æ<br />
2 Piruvat +2 ATP +2 NADH +2 H +2 H2O<br />
Aerobik glikolizin sürmesi için, bu NADH’ların Elektron Transport Zinciri (ETZ)<br />
üzerinden okside olması gerekir. Bu yolla her NADH başına Malat-Aspartat mekiği<br />
ile 2,5 ATP, Gliserol 3-P mekiği ile 1,5 ATP elde edilir. 2 NADH oluştuğu için kazanç<br />
3 veya 5 ATP’ dir. Piruvat da Asetil coA üzerinden SAS’ na girerek enerji üretir.<br />
B- Anaerobik glikolizde bilanço:<br />
Glukoz + 2 Pi + 2 ADP<br />
æ<br />
2 Laktat + 2 ATP + 2 H 2 O<br />
Net NADH üretimi veya tüketimi yoktur. Gliseraldehit 3 P dehidrogenaz ile<br />
oluşturulan NADH, laktat dehidrogenaz ile harcanır.<br />
GLİKOLİZİN DÜZENLENMESİ<br />
Glikoliz, 3 irreversibl kinaz basamağı içerir ve düzenlenme de bu basamaklar<br />
aracılığı ile olur. Glikolizin kinaz reaksiyonlarından, fosfogliserat kinaz reaksiyonu<br />
reversibldir ve düzenlenmede katkısı yoktur.<br />
1-Heksokinaz: Glu-6-P ile inhibe olur.<br />
Glikokinaz: İnsulin ile etkinliği artırılır.<br />
2-PFK 1: P eklenince inaktif olur. **Hız kısıtlayıcı basamak enzimidir. PFK<br />
1, düzenlenmede eşik enzim görevi yapar. Bunun için, substratı ile aktiflenmez<br />
ve ürünüyle de inhibisyona uğratılmaz. Hatta ürünü olan Fru 1,6 bis P ile<br />
aktiflendiği kabul edilir.<br />
Aktivatörleri İnhibitörleri<br />
-- Fru 2,6 bis P -- ATP<br />
--AMP -- Sitrat<br />
-- ADP -- Yağ asitleri<br />
-- Bazı amino asitler<br />
• En güçlü aktivatör, Fru 2,6 bis P’ tır. Fru 6 P’dan PFK 2 katalizi ile oluşur,<br />
yıkılımını ise Fru 2,6 bis fosfataz sağlar. PFK 2 ve Fru 2,6 bis fosfataz’ ın aynı<br />
enzim olup, değişik şartlarda değişik fonksiyonları yaptığı ve bu yüzden de çiftişlevli<br />
enzim olduğu şeklinde iddialar da vardır. Fru 2,6 bis P, aynı zamanda<br />
glikoneogenetik yol enzimlerinden birisi olan Fru 1,6 bis fosfatazı inhibe ederek,<br />
bu iki yolun (glikoliz ve glikoneogenezin) aynı anda aktive olmalarını engeller.<br />
Yani, Fru 2,6 bis P, glikolizi hızlandırırken, glikoneogenezi baskılar.
37<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• SAS’ da yüksek enerjiye yanıt olarak akış durur. Dolayısıyla, sitrat birikir. Sitrat<br />
artışı, enerjinin yeterli olduğu sinyalini vererek glikolizi yavaşlatır.<br />
3-Piruvat kinaz: P eklenince inaktif olur.<br />
Aktivatörleri İnhibitörleri<br />
-- Fru 1,6 bis P -- ATP<br />
--Karbonhidratlar -- Asetil coA<br />
(özellikle fruktoz) -- Uzun zincirli yağ a.<br />
-- Alanin<br />
• Kan glukoz düzeyi düştüğünde, açlık ve diabette yükselen glukagon hücre<br />
içi cAMP seviyesini yükselterek, piruvat kinazı fosforiller ve onu inaktive<br />
eder. Böylece, PEP glikolitik yola devam edemez, bunun yerine glikoneogeneze<br />
saparak, kan glukoz seviyesinin artırılmasını sağlar.<br />
Büyüme hormonu ise;<br />
1. Dokulara glukoz girişini azaltarak,<br />
2. Lipolizi artırıp, serbest yağ asitlerini açığa çıkararak, PFK 1 ve piruvat kinaz<br />
inhibisyonu ile glikolizi baskılayarak kan şekerini yükseltir.<br />
GLUKOZ DIŞI MONOSAKKARİTLERİN METABOLİZMALARI<br />
1. Galaktoz: Laktozun hidrolizi ile oluşur. Hücre içine girişi insulinden bağımsızdır.<br />
Galaktoz önce galaktokinaz ile fosforillenir ve galaktoz 1 P oluşur. Bu maddeden<br />
üridil transferaz kataliziyle, birden fazla ara basamak üzerinden, Glu-6-P oluşup,<br />
glikolize girer.<br />
* Galaktozemi: Galaktozüri: Galaktoz 1-P üridil transferaz enziminin<br />
yokluğudur.<br />
Galaktoz yüklenmesiyle oluşan Galaktoz 1 P, birikerek karaciğerde fosfoglukomutaz<br />
enzimini inhibe eder ve glikojenolizi baskılar. Böylece hipoglisemiye neden olur.<br />
Galaktoz 1 P’dan oluşan DULSİTOL (= Galaktitol), lensin protein yapısını bozarak,<br />
katarakta neden olur. Diyetle laktoz verilmez.<br />
2. Fruktoz: Seminal plazmada yüksek miktarlarda bulunur. Besinsel sukrozun<br />
hidrolizi ile oluşur. Ayrıca, pek çok meyve, sebze ve balda serbest monosakkarit<br />
şeklinde bulunur. Ya heksokinaz veya fruktokinaz ile fosforillenir. Heksokinazın<br />
fruktoza ilgisi, fruktokinazınkinden daha düşüktür. Zaten, metabolizmada aktif<br />
olan yol da fruktokinaz ile fosforilasyondur. Fruktokinaz enzimi KC, böbrek<br />
ve ince barsakta bulunur.<br />
Fruktozun hücrelere girişi, insulinden bağımsızdır.<br />
Fruktokinaz ile oluşan Fru 1-P, Aldolaz B ile DHAP ve gliseraldehide yıkılarak<br />
glikolize girer<br />
• Esansiyel fruktozüri: Hepatik fruktokinaz eksikliğidir.<br />
• Herediter fruktoz entoleransı: Aldolaz B eksikliğidir. Hücre içinde Fru 1-P<br />
birikir. Böbreklerde birikimi ile, proksimal tubulus fonksiyonları bozulur. Fosfat<br />
atılımı artarak, hipofosfatemi ve diş çürükleri meydana gelir. Ciddi hipoglisemi,<br />
kusma, sarılık, kanamaya eğilim vardır.
38<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Aşırı fruktozlu diyet: Artmış fruktoz tüketimi KC metabolizmasını etkiler.<br />
Fruktozun Fru 1-P’a fosforilasyonu hızlıyken, Aldolaz B reaksiyonu göreceli<br />
olarak daha yavaştır ve böylece biriken Fru 1-P yüzünden hücre içi inorganik<br />
fosfat tükenir. P’ ın azalması, özellikle besinsel fruktozun çoğunu metabolize<br />
eden KC’ de ADP ve AMP’ den ATP oluşumunu kısıtlar. Sonuçta AMP ve ADP,<br />
katabolize edilerek, hiperürisemi ve Gut hastalığı belirtileri ortaya çıkabilir.<br />
• Diabetik katarakt: Diabette, lenste yüksek glukoz, sorbitol (poliol) yolu ile,<br />
sorbitol ve fruktoza çevrilir.<br />
Glukoz + NADPH + H +<br />
æ Aldoz Redüktaz<br />
Sorbitol + NADP +<br />
Sorbitol, membranları geçemez ve birikir, su çekerek osmotik hasara neden olur.<br />
Diabetik katarakt ile sonuçlanır.<br />
3. Mannoz: Polisakkarit ve glikoproteinlerin sindirimi ile açığa çıkar. Heksokinaz<br />
ile fosfatlanıp, Fru 6-P üzerinden glikolize girer.<br />
MEKİK SİSTEMLERİ<br />
Spesifik mekik sistemleri, mesela glikoliz gibi olaylarla açığa çıkmış, NADH gibi<br />
indirgeyici maddeleri, sitozolden mitokondriye taşırlar. Çünkü solunum zinciri<br />
mitokondride yer alır. KC, böbrek ve kalp mitokondrilerinde fonksiyon yapan en<br />
aktif NADH mekiği MALAT-ASPARTAT MEKİĞİ’dir. Ve bu yolla 1 NADH’dan 2,5<br />
ATP kazanılır. İskelet kası ve beyinde ise, GLİSEROL 3 P MEKİĞİ aktiftir. Bu yolla<br />
ise, 1 NADH’dan 1,5 ATP kazanılır.<br />
PİRUVATIN MİTOKONDRİAL ALTERNATİF YOLLARI<br />
• 1. Piruvattan Asetil coA sentezi: (Oksidatif Dekarboksilasyon ile)<br />
İrreversibldir ve mitokondride oluşur. Piruvatın, piruvat dehidrogenaz<br />
kompleksi ile oksidatif dekarboksilasyonu, kalp kası gibi yüksek oksidatif<br />
kapasiteye sahip dokularda önemli bir yoldur. Bu yolla piruvat, irreversibl<br />
olarak SAS’nun temel yakıtı ve yağ asidi sentezinin yapı taşı olan asetil<br />
coA’ya dönüştürülür. Piruvat dehidrogenaz enzim kompleksi 5 koenzim<br />
gerektirir:<br />
1. Tiamin pirofosfat=TPP (Tiamin = B1 vitamini)<br />
2. FAD (Riboflavin = B2 vitamini)<br />
3. NAD (Niasin: B3 vitamini)<br />
4. Co A (Pantotenat = B 5 vitamini)<br />
5. Lipoat<br />
• Arsenit (AsO 2 -) ve Civa iyonları; Piruvat Dehidrogenaz enzim kompleksini<br />
irreversibl olarak inhibe ederler. İndirgenmiş lipoatın -SH grupları ile<br />
bağlanarak fonksiyon görmesini engellerler.<br />
2. Piruvattan oksalasetat sentezi: (Karboksilasyon reaksiyonu ile)<br />
İrreversibldir ve mitokondride oluşur. Piruvatın, piruvat karboksilaz ile<br />
oksalasetata karboksilasyonu, biotin bağımlı bir reaksiyondur. Bu reaksiyon<br />
SAS’nun ara ürünlerini oluşturduğu ve glikoneogenez için substrat sağladığı için<br />
önemlidir. Piruvat karboksilaz, asetil coA tarafından uyarılır.
PİRUVATIN MİTOKONDRİAL ALTERNATİF YOLLARI<br />
39<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
SİTRİK ASİT SİKLUSU = SAS = TRİ KARBOKSİLİK ASİT (TCA)<br />
SİKLUSU<br />
8 basamaklı, siklik bir metabolik yoldur. 4 basamağı oksidasyon reaksiyonudur.<br />
Ve oksidasyon enerjisi NADH ve FADH2 olarak korunur. Bu siklusta oluşan ara<br />
ürünler, birçok biyosentetik prekürsörlerdir.<br />
Bu siklus yakıt olarak, asetil coA kullanır. Esas yıkılan asetil kısmıdır. Asetil kısım,<br />
CO2 ve H2O’ya yıkılır. Temel madde 4 C’lu oksalasetattır. Siklus reaksiyonları<br />
sonucunda tekrar kazanılır. Siklusun temel amacı enerji kazanmaktır ve hücre<br />
mitokondrilerinde oluşur.<br />
SAS BASAMAKLARI<br />
1. Sitrat sentezi: Asetil coA ve oksalasetat birleşerek, sitrat oluşur. Enzim<br />
sitrat sentazdır. İrreversibldir.<br />
2. Cis-akonitat üzerinden izositrat oluşumu: Fe-S merkezi içeren akonitaz<br />
katalizi ile olur. Fluoroasetat tarafından inhibe edilir.<br />
3. α-Ketoglutarat sentezi: İzositrat dehidrogenaz kataliziyle, izositrat;<br />
α-ketoglutarat ve CO 2 ‘ye okside olur. İlk NADH sentezinin olduğu<br />
basamaktır.<br />
4. Süksinil coA sentezi: α-Ketoglutarat dehidrogenaz kompleksi katalizi<br />
ile süksinil coA ve CO 2 oluşur. Bu basamakta da 2. NADH kazanılır.<br />
** α-Ketoglutarat dehidrogenaz enzim kompleksinin fonksiyonu tıpkı, piruvat<br />
dehidrogenaz enzim kompleksine benzer. Aynı 5 koenzim bu reaksiyonda<br />
da gereklidir. Arsenit ve Civa bu reaksiyonda da inhibitördür.<br />
5. Süksinat oluşumu: Süksinil coA, süksinil coA sentetaz=süksinat kinaz<br />
katalizi ile, süksinata çevrilir. Siklusun tek substrat düzeyinde fosforilasyonu<br />
ile 1 GTP kazanılır.
40<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
6. Fumarat oluşumu: Bu reaksiyon, Süksinat dehidrogenaz katalizi ile olur<br />
ve 1 FADH 2 kazanılır. Süksinatın anoloğu olan malonat, enzimin kuvvetli<br />
Kompetetif inhibitörüdür.<br />
7. Fumaratın hidrasyonu ile malat oluşumu: Enzim Fumaraz = Fumarat<br />
hidratazdır.<br />
8. Malatın oksalasetata oksidasyonu: Enzim Malat dehidrogenazdır. 3.<br />
NADH kazanılır. Temel madde olan oksalasetat elde edilmiş olur.<br />
A-GLİKOLİZ Oluşan madde Kazanılan ATP<br />
• Heksokinaz 1 ATP -1<br />
• PFK-1 2 ATP -1<br />
• Gliseraldehit 3 P dehidrogenaz 2 NADH 3 veya 5<br />
• Fosfogliserat kinaz 2 ATP 2<br />
• Piruvat kinaz 2 ATP 2<br />
• B- Piruvat Dehidrogenaz 2 NADH 5<br />
C-SAS<br />
İsositrat dehidrogenaz 2 NADH 5<br />
α- ketoglutarat dehidrogenaz 2 NADH 5<br />
Süksinat kinaz 2 GTP 2<br />
Süksinat dehidrogenaz 2 FAH 2 3<br />
Malat dehidrogenaz 2 NADH 5<br />
TOPLAM 30 veya 32 ATP<br />
GLİKOLİZ + SAS + ETZ İÇİN ORTAK ENERJİ BİLANÇOSU<br />
SAS İÇİN REGÜLASYON<br />
C atomlarının piruvattan SAS’na akışı 4 irreversibl basamak ile kontrol edilir.<br />
1-Piruvat dehidrogenaz kompleksinin düzenlenmesi: Allosterik ve kovalan<br />
modifikasyonla düzenlenir.<br />
Aktivatörleri İnhibitörleri<br />
--AMP -- ATP<br />
--Co A -- Asetil co A<br />
--NAD + -- NADH<br />
--Ca 2+ -- Uzun zincirli yağ asitleri<br />
* Bu enzim kompleksi, reversibl fosforilasyon ile inhibe olur. Spesifik bir protein<br />
kinaz, enzimi fosforiller ve inaktive eder. Bu protein kinaz, ATP ile aktive olur.<br />
2- Sitrat sentazın düzenlenmesi:<br />
İnhibitörleri<br />
• ATP<br />
• NADH<br />
• Süksinil Co A<br />
• Asetil co A
3- İzositrat dehidrogenazın düzenlenmesi:<br />
Aktivatörü İnhibitörleri<br />
-- ADP -- NADH<br />
-- ATP<br />
4-α-ketoglutarat dehidrogenazın düzenlenmesi:<br />
İnhibitörleri<br />
• ATP<br />
• GTP<br />
• NADH<br />
• Süksinil co A<br />
GLİKOJENEZ = GLİKOJEN SENTEZİ<br />
41<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Sitozolde oluşur. Glikojen, glukozun kolayca yıkılabilen depo şeklidir. Glikojen<br />
KC ve kasda depolanır ve buna bağlı olarak glikojenez de bu 2 organda olur.<br />
Kas glikojeni, kasılma sırasında ATP sentezi için enerji deposu görevi üstlenir.<br />
KC glikojeni ise, özellikle erken açlık döneminde kan glukoz düzeyinin belirli bir<br />
seviyede tutulmasında görevlidir.<br />
Kaslarda yaklaşık 400 g glikojen bulunur ve bu kas ağırlığının % 1-2’sini<br />
oluşturur. KC’ de ise, yaklaşık 100 g olan glikojen, KC ağırlığının % 6-8’idir.<br />
Glikojen sentezi Glu 6-P’ dan başlar. Bu fosfat, ATP’den alınır. Geri kalan<br />
basamaklar için gerekli enerji, UTP’ den elde edilir.<br />
* Glikojen sentaz, anahtar enzimdir. Dokuda önceden var olan glikojen<br />
çekirdeğine =Glukogenin), glukozu indirgen olmayan uçtan bağlar.<br />
Glu 6-P, glikojen sentazın allosterik aktivatörüdür.<br />
Glukozlar; α 1,4 glikozid bağı ile, 11-12 tane bağlandıktan sonra; Brancher =<br />
Dallanma yapıcı enzim = Trans glikozidaz = Amilo (1,4) (1,6) trans glikozilaz =<br />
Glikozil 4,6 transferaz = Amilo 1,6 trans glikozilaz 6-7 glukozluk parçayı kırarak<br />
alır ve α 1,6 glikozid bağı ile, dallanma oluşturarak bağlar. Bu dallanma noktası,<br />
bir önceki dallanmadan en az 4 glukoz birimi uzaktadır.<br />
GLİKOJENOLİZ = GLİKOJEN YIKILIMI<br />
Glikojenin, KC ve kaslarda yıkımını sağlayan yol, sentez yolunun tersine işlemesi<br />
şeklinde değildir. α 1,4 glikozid bağlarının yıkılması ile, glukoz 1-P elde edilir.<br />
Ayrıca her α 1,6 glikozid bağının kopmasıyla da serbest glukoz salınır.<br />
Temel enzim, glikojen fosforilazdır. Glikojen molekülünün indirgen olmayan<br />
ucundan glukozu ayırır. Bunu da yapıya Pi sokarak yapar ve Glu 1-P oluşur. Bu<br />
işlem dallanmaya 4 glukoz kalıntısı kala durur.<br />
Glikozil transferaz, 3 glukozu koparıp, başka bir indirgenmemiş uca ekler. Kalan<br />
tek kalıntı da, Debrancher=Amilo 1,6 glikozidaz= Dalları kırıcı enzim ile<br />
serbest glukoz olarak ayrılır. Böylece yıkım devam eder.<br />
Açığa çıkan Glu 1-P, fosfoglukomutaz ile Glu 6-P’ a çevrilir. Serbest glukoz<br />
sentezi için Glukoz 6 fosfataz devreye girer. Bu enzim; Endoplazmik Retikulum<br />
membranında, iç yüzde yer alır. Glu 6 fosfat ER lümenine alınır, burada glukoz<br />
ve inorganik fosfata ayrılıp, sitoplazmaya geri verilir.
42<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Glukoz 6 fosfataz, KC ve böbrekte bulunur, kas ve adipoz dokuda<br />
bulunmaz. Bu enzimin varlığı, bir dokunun kana glukoz vermesini sağlar. Kaslarda<br />
bulunmadığından, kas glikojeninden diğer organlar faydalanamaz.<br />
Kasda ise, Glu 6-P’ dan glikoliz ile laktat oluşturulur. Oluşan laktat, kan yoluyla<br />
KC’e yollanıp, orada glikoneogenez ile glukoz sentezlenir. Bu olaya da CORİ<br />
SİKLUSU adı verilir.<br />
**Glikojenin lizozomal yıkımı: Az bir miktar glikojen, lizozomlarda α-1,4<br />
glikozidaz (asit maltaz) tarafından yıkılır. Bu yolun amacı bilinmemektedir. Fakat,<br />
bu enzimin eksikliğinde, tip II glikojen depo hastalığı = POMPE hastalığı<br />
oluşur. Sitozolik glikojen vakuollerinin birikimi ile seyreden ciddi bir hastalıktır.<br />
Birikim KC, kalp ve kasda olur. Kan glukoz düzeyi normaldir. Ciddi kardiomegali<br />
ile, erken ölüme gider.<br />
GLİKOJENEZ VE GLİKOJENOLİZİN DÜZENLENMESİ<br />
Glikojen yapım ve yıkımı, hormonların etkisi altındadır. Hormonal etki sonucu,<br />
enzimlerde fosforilasyon ve defosforilasyon ile düzenlenme olur.<br />
Glikojen sentaz ve glikojen fosforilaz, resiprokal olarak düzenlenirler. Bu iki<br />
enzimin biri stimüle olduğunda, diğeri inhibe olur. Dengeyi, glukagon ve insulin<br />
kontrol ederler.<br />
Epinefrin, glukagona benzer etkilidir. Ancak, Epinefrin için primer target organ<br />
kaslar, Glukagon için karaciğerdir. İnsulin ise; başlıca Kas, KC ve Yağ dokusunda<br />
etkilidir.<br />
• Glikojen sentaz, fosforillenince inaktive olur. Glikojen fosforilaz,<br />
fosforillenince aktive olur.<br />
• Hormonal kontrole ek olarak, glikojen fosforilaz, ATP ve AMP tarafından<br />
allosterik olarak düzenlenir.<br />
• Kas kasılımı ile, ATP yıkılır ve AMP artar. AMP, kasdaki glikojen fosforilazı,<br />
allosterik olarak aktive eder.<br />
• Karaciğerdeki glikojen fosforilazın allosterik inhibitörü ise; Glukozdur.<br />
Kan glukozu yükseldiğinde, glukoz hepatosite girer, glikojen fosforilazın<br />
regülatör bölgelerine bağlanır ve onu inaktive eder. Böylece, glikojen yıkımı<br />
yavaşlar. Yerine ; aşırı glukozlar, glikojen sentezi ile depolanır.<br />
Glikojen Fosforilazın Aktivatörleri:<br />
• cAMP<br />
• Ca2+<br />
• AMP (Kasda)<br />
• Glukagon ve epinefrin<br />
Glikojen Fosforilazın İnhibitörleri:<br />
• İnsulin<br />
• Fosfokreatin (kasda)<br />
• Glukoz ve kafein (karaciğerde)<br />
• ATP<br />
** Glu 6-P, glikojen sentetazı aktive eder.
Glikojen depo hastalıkları :<br />
* En sık görülen; Von Gierke’dir.<br />
Tip Eksik enzim<br />
I-Von Gierke<br />
II-Pompe<br />
(Lizozomal kusur)<br />
Tutulan<br />
Organ<br />
Glu 6 fosfataz KC, böbrek,<br />
barsak<br />
α1,4 glikozidaz = Asit<br />
Maltaz<br />
Klinik Belirtiler<br />
43<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Ciddi açlık hipoglisemisi, cücelik<br />
Hepatomegali, yağlı KC, taşbebek<br />
yüzü<br />
Hiperlaktik asidemi, hiperürisemi<br />
Tanı KC biyopsisi ile konur.<br />
KC, kalp, kas Sitozolik depolanma, kardiomegali<br />
Normal glisemi, hepatomegali<br />
Tanı kas biyopsisi ile konur.<br />
III-Cori (Forbes) Amilo 1,6 glikozidaz KC, kalp Tip I gibi, hafif seyirli<br />
IV-Anderson<br />
V- Mc Ardle<br />
Amilo 1,6 Trans glikozidaz KC Siroz, asit, erken ölüm<br />
Tanı KC histolojisi ile konur.<br />
Miyofosforilaz<br />
(Kas fosforilazı)<br />
Kas Ağır egzersizde kas laktatı yükselmez.<br />
Zeka gelişimi normaldir. Selimdir.<br />
İleri yaşlarda miyoglobinüri olur.<br />
Kasları zayıftır.<br />
VI- Hers KC fosforilazı KC Tip I gibi, daha hafif.<br />
VII-Tauri<br />
Kas ve eritrosit<br />
fosfofruktokinazı<br />
Kas Tip V gibi<br />
VIII- KC fosforilaz kinazı KC Tip I gibi, daha hafif.<br />
IX- KC fosfogliserat kinazı KC<br />
X- cAMP’ ye bağımlı kinaz<br />
PENTOZ FOSFAT YOLU =PFY= HEKSOZ-MONOFOSFAT ŞANTI<br />
* Glukozun bu yolla oksidasyonu, organizmaya NADPH ve 5 C’ lu şekerler<br />
(pentoz) sağlar. Bu yolla, ATP üretilmez veya tüketilmez.<br />
Açığa çıkan, riboz 5 P nükleotid biyosentezinde kullanılır.<br />
• PFY’ da elektron alıcı, NAD+ değil, NADP+ ‘ dir.<br />
NADPH üreten yollar:<br />
1. Pentoz fosfat yolu<br />
2. Yağ asidi biyosentezinde malik enzim<br />
3. NADP+ bağımlı izositrat dehidrogenaz<br />
* PFY; eritrositte NADPH üreten tek yoldur. Böylece, eritrosit membran<br />
direncini sağlar.<br />
NADPH kullanan (H+ verici olarak) olaylar:<br />
1. Yağ asidi sentezi<br />
2. Kolesterol sentezi<br />
3. Steroid hormon sentezi<br />
4. Zehirsizleştirme (Özellikle, KC’ de mikrozomal oksidasyon= Sitokrom P-450<br />
sistemi için) -- Steroid, alkol ve çeşitli ilaçların hidroksilasyonu bu yolla olur.
44<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
5. H 2 O 2 redüksiyonu ve GSH rejenerasyonu için (GSH redüktaz, NADPH<br />
kullanır.)<br />
6. Nötrofil ve makrofajlar (monositler), fagositozla aldıkları maddelerin bertaraf<br />
edilmesinde, NADPH kullanırlar. Bu hücreler bakterilerin öldürülmesinde, hem<br />
oksijen bağımlı hem de oksijenden bağımsız mekanizmalar kullanılır. Oksijen<br />
bağımlı mekanizmalar, miyeloperoksidaz (MPO) sistemi ve serbest radikal<br />
üretimi sağlayan bir sistem içerir. Oksijenden bağımsız sistem, pH değişiklikleri<br />
ve lizozomal enzimleri kullanır.<br />
Fagositoz olduktan sonra, lökosit hücre duvarında yerleşmiş olan NADPH<br />
oksidaz sistemi, moleküler oksijeni süperokside dönüştürür.<br />
O 2 + NADPH + H + å O. 2 - + NADP +<br />
Bundan da, süperoksit dismütaz (SOD) ile H 2 O 2 sentezlenir.<br />
2 O. 2 - + 2 H + SOD å H 2 O 2 + O 2<br />
Fagolizozomda bulunan MPO (Miyeloperoksidaz) etkisi ile, hidrojen peroksit<br />
ve klorür iyonları hipokloröz aside çevrilir.<br />
H 2 O 2 + Cl - MPO å OCl - + H 2 O<br />
Bu madde bakteriyi öldürür. NADPH Oksidazın eksikliğinde, inatçı<br />
kronik piyojenik enfeksiyonlar ile karakterize olan kronik granülomatozis<br />
gözlenir.<br />
PFY’ nun yoğun olduğu dokular:<br />
• Eritrosit<br />
• Karaciğer<br />
• Sürrenal korteks<br />
• Yağ dokusu<br />
gibi sentezlerin yoğun olduğu dokulardır.<br />
* PFY, sitozolde yürür.<br />
I-Oksidatif kademe; Okside olan her Glu 6 P molekülü için, ribuloz 5 P,<br />
CO2 ve 2 molekül NADPH’ın oluştuğu 3 reaksiyondan oluşur.<br />
1- Glu 6 P’ ın dehidrojenasyonu: Glukoz 6 P dehidrogenaz (G6PD)<br />
ile irreversibl bir oksidasyon olur ve 6-fosfoglukonolakton oluşur.<br />
Koenzim olarak NADP + kullanır. Primer regülasyon basamağıdır.<br />
Enzim, NADPH ile güçlü bir şekilde inhibe olur. NADPH ihtiyacı artınca<br />
da enzim aktive olur.<br />
2- 6 - Fosfoglukonolakton hidrolaz<br />
3- 6-Fosfoglukonat dehidrogenaz: ** SAS enzimlerinden izositrat<br />
dehidrogenaz ile analogdur. İkisi de β - C’dan CO 2 ayrılmasına<br />
neden olurlar.<br />
II-Non oksidatif kademe; 3, 4, 5 ve 7 C’lu şekerlerin, birbirine dönüşümünü<br />
katalize eder.<br />
• Transketolazın koenzimi, tiamin pirofosfat (TPP) dır.<br />
• B 1 vitamini eksikliğinde, eritrosit transketolaz aktivitesine bakılır.<br />
• TPP, aktive aldehitleri taşımada görevli bir koenzimdir.
45<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
PFY’ nun kazançları: Oksidatif basamaklar sonucu, 1 glukozdan 2 NADPH<br />
ve 1 Ribuloz 5 P oluşur. Eğer NADPH ihtiyacı varsa oluşan nonoksidatif<br />
basamaklar sonucu, son ürünlerden glukoz kazanılması ile, yola giren 6<br />
glukozdan, 5 glukoz + 12 NADPH elde edilir. Yani bir bakıma ikinci<br />
kademe reaksiyonlarının amacı, glukoz israfını önlemektir. Yeni<br />
glukozlar, tekrar PFY’ na girebilirler.<br />
PFY’ nun düzenlenmesi<br />
Anahtar enzim glukoz 6 P dehidrogenaz, inhibitörü NADPH’ dır.<br />
Yağ asidi biyosentezinin ara maddesi olan Acil coA da, enzimi inhibe eder.<br />
ÜRONİK ASİT YOLU = GLUKURONİK ASİT YOLU<br />
Bu yolla glukozun oluşturdukları:<br />
1- Glukuronik asit meydana gelir ve başlıca zehirsizleştirmede kullanılır.<br />
2- Glikozaminoglikan (GAG) sentezini etkiler.<br />
3- Askorbik asit sentezlenir. (İnsanlarda bu imkansız)<br />
4- Pentozlar (L-ksilüloz) meydana gelir.<br />
• Bu yolla da, PFY’daki gibi ATP oluşmaz.<br />
• C vitaminini kendisi sentezleyebilen organizmalarda, L-gulanolakton oksidaz<br />
enzimi katalizi ile askorbik asit oluşturulur. İnsanda bu enzim yoktur ve C<br />
vitamini sentezlenemez.<br />
• L-ksilülozdan D-ksilüloz sentezleten L-ksilüloz redüktaz eksikliğinde,<br />
esansiyel pentozüri olur. İdrara L-ksilüloz çıkar. Bu durumda, parenteral<br />
ksilitol verilmesinde D-ksilüloz artıp, glioksalat üzerinden oksalata çevrilir.<br />
Beyin ve böbreklerde oksalozis gözlenir.<br />
GLİKONEOGENEZ<br />
Karbonhidrat dışı maddelerden, glukoz sentezlenmesidir. Beyin, eritrositler, böbrek<br />
medullası, gözde kornea ve lens, testisler ve egzersiz halindeki kas; yakıt olarak<br />
sürekli glukoza ihtiyaç duyarlar. Diyetle karbonhidrat alınmadığında; KC glikojeni,<br />
yalnız 10-18 saat süreyle yeterli olabilir. Bu durumda, hepatik glikojen depoları<br />
boşaldığında, glikoneogenez devreye girer.<br />
Glikoneogenezde kullanılan maddeler:<br />
• Laktat (Kas kaynaklı)<br />
• Gliserol (Trigliserid kaynaklı)<br />
• α-keto asitler (Amino asit katabolizması ile elde edilen)<br />
• Propionil co A (Tek karbon sayılı yağ asidi kaynaklı)<br />
Glikoneogenezde, reaksiyonlar hücrenin sitozol ve mitokondri<br />
fraksiyonlarında geçer. Amaç öğünler arası kan şekerini sabit tutmaktır.<br />
Reaksiyonlar enerji kullanılarak yürütülür.<br />
Glikoneogenezin yaklaşık % 90’ı KC’ de, yaklaşık % 10’u böbreklerde<br />
gerçekleşir.
46<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Glikolizin İrreversibl Basamakları:<br />
1- Heksokinaz / Glikokinaz<br />
2- Fosfofruktokinaz I (PFK I)<br />
3- Piruvat kinaz<br />
Glikoneogenezin İrreversibl Basamakları:<br />
1- Piruvat karboksilaz (Mitokondride)<br />
2- Fosfo Enol Piruvat (PEP) Karboksikinaz<br />
3- Fruktoz 1,6 Bisfosfataz<br />
4- Glukoz 6 Fosfataz<br />
1-Piruvatın karboksilasyonu: Piruvat karboksilaz, KC ve böbrek hücrelerinin<br />
mitokondrilerinde bulunur, fakat kasda bulunmaz. Koenzimi biotindir.<br />
Allosterik aktivatörü Asetil coA’dır.<br />
Mitokondride oluşan oksalasetatın glikoneogeneze devam edebilmesi,<br />
sitoplazmaya taşınmasına bağlıdır. Oksalasetat, mitokondri iç zarını direkt<br />
olarak geçemez. Bazı yollarla taşınması gereklidir. En yaygın yol malat<br />
üzerinden taşınmadır.<br />
2-Sitozole aktarılan oksalasetatın dekarboksilasyonu: Oksalasetat,<br />
sitozolde PEP karboksikinaz ile dekarboksile olur ve PEP oluşur. GTP<br />
hidrolizi ile olur.<br />
3-Fruktoz 1,6 Bisfosfatın defosforilasyonu: Fosfofruktokinaz I basamağının<br />
atlanmasını sağlar. Görevli enzim, Fruktoz 1,6 Bisfosfatazdır. Bu enzim,<br />
KC ve böbrekte bulunur.<br />
Bu reaksiyon önemli bir düzenleyici noktadır. Yüksek AMP ve düşük ATP ile<br />
enzim inibe olur. Fruktoz 2,6 bisfosfat da inhibitör etkilidir.<br />
4-Glukoz 6-P’ ın defosforilasyonu: Serbest glukoz oluşumu için gereklidir.<br />
Enzim Glukoz 6-Fosfatazdır. KC ve böbrekte bulunur. Fakat kasda yoktur.<br />
Bu nedenle kas, glikoneogenezle kana glukoz veremez.<br />
* Glikoneogenezin diğer basamakları, reversibldir ve glikolizde olduğu<br />
gibidir.<br />
GLİKONEOGENEZİN BAŞLICA SUBSTRATLARI<br />
1-Laktat: Glikoliz sonucu kas ve eritrositlerde oluşur. Kasda oluşan laktatın KC’<br />
de tekrar glukoza dönmesini CORİ SİKLUSU sağlar.<br />
Kas ve KC’ deki LDH’ ların substrat ilgileri farklıdır. Kastakinin piruvat için, KC’<br />
dekinin laktat için Km’i düşüktür, yani ilgisi yüksektir.<br />
2-Glikojenik amino asitler: α-keto asitler: Diyetsel proteinlerden veya açlıkta<br />
kas proteinlerinden kaynaklanırlar. Anahtar reaksiyonlar, transaminasyondur.<br />
Glikojenik amino asitlerden; piruvat, oksalasetat ve α-ketoglutarat gibi SAS ara<br />
maddeleri olan, α-keto asitler elde edilir. Bu maddeler SAS reaksiyonları aracılığı<br />
ile PEP’ ın prekürsörü olan oksalasetat üzerinden glikoneogeneze girerler.<br />
Ayrıca, ALANİN Piruvat-Alanin siklusu ile, hem kan şekerine katkıda bulunur,<br />
hem de amonyak detoksifikasyonunda rol alır.
47<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
3-Gliserol: Aktif bir doku olan yağ dokusunda, trigliseridlerin yıkılımı ile gliserol<br />
ve yağ asitleri oluşur. Yağ asitleri, KC’ de ß-oksidasyon ile asetil co A oluştururlar.<br />
Asetil co A, glikoneogeneze girmez. Fakat Sitrik Asit Siklusuna girip, enerji<br />
oluşturarak, glikoneogenezin devamını sağlar.<br />
Gliserolün kullanılabilmesi için, KC ve böbrekte gliserokinaz ile fosfatlanması<br />
gerekir. Oluşan gliserol fosfat, aktif bir maddedir ve dihidroksi aseton fosfat<br />
üzerinden glikoneogeneze girer. Gliserol fosfat, yağ dokusunda oluşamaz,<br />
çünkü gliserokinaz enzimi yoktur.<br />
4-Propionil co A: Bazı amino asitlerin ve tek C sayılı yağ asitlerinin oksidasyonu<br />
ile propionil co A oluşur. Bu madde, metil malonil co A üzerinden B12 vitamini<br />
gerektiren bir reaksiyonla, SAS ara maddesi olan süksinil co A’ ya yıkılır. Böylece,<br />
glikoneogeneze girer. Propionil co A veren amino asitler İzolösin, Valin, Metyonin<br />
ve Treonindir.<br />
Glikoneogeneze katılamayan, yani glukoz sentezine karbon veremeyen<br />
maddeler:<br />
1- Lösin<br />
2- Çift C sayılı yağ asitleri<br />
3- Keton cisimleri<br />
4- Asetil coA<br />
Glikoneogenezin düzenlenmesi:<br />
1- Glukagon ile düzenlenme: Bu hormon, glikoneogenezi 2 yolla stimüle<br />
eder.<br />
A- cAMP üzerinden etkiyle, Fruktoz 2,6 bisfosfat düzeyini düşürerek,<br />
Fruktoz 1,6 bisfosfatazı aktive eder. Bu en önemli kontrol noktasıdır.<br />
Bu arada, PFK I inhibe olarak glikoliz yavaşlar.<br />
B- Piruvat kinazı fosforilleyerek, onu inaktive eder ve PEP, glukoz<br />
sentezi yoluna gider.<br />
2- Substratlar ile düzenlenme: Glikoneogenetik prekürsörlerin varlığı,<br />
özellikle glikojenik amino asitler ve yüksek ATP düzeyleri, hepatik glukoz<br />
sentez hızını belirgin şekilde artırır. Hipoglisemi olduğunda, kaslardan amino<br />
asit mobilizasyonu artarak, glikoneogenez uyarılır.<br />
3- Asetil co A ile allosterik aktivasyon: Asetil co A, piruvat karboksilazı<br />
aktive eder. Ayrıca, PEP’den piruvat sentezleten Piruvat Kinazı ve piruvattan<br />
Asetil co A sentezleten Piruvat Dehidrogenazı inhibe ederek, ara ürünlerin<br />
glikoneogeneze sapmasını sağlar.<br />
Asetil co A varlığı; ‘’SAS’na girecek yeterli substrat var, onun için glikoliz ve<br />
piruvat dehidrogenaz dursun’’ sinyalini vererek, ara maddeler ve fazla C<br />
iskeletlerinden glukoz sentezini sağlar.<br />
Glikoneogeneze alkol alımının etkisi: Alkol glikoneogenezi inhibe eder.<br />
Etanol + NAD +<br />
2 Alkol dehidrogenaz<br />
Asetaldehit + NADH + H +
48<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Alkolün metabolizması ile, sitozolde NADH artar. Bu artış, piruvattan<br />
laktat sentezlenerek kompanse edilmeye çalışılır. (Glikolizdeki NAD+<br />
yenilenmesi gibi) Aynı şekilde, oksalasetattan da malat sentezlenerek,<br />
glikoneogenezin ön maddeleri olan; piruvat ve oksalasetat tükenmiş olur.<br />
Sonuç; hipoglisemidir.<br />
KARBONHİDRAT TÜREVİ MADDELER<br />
GLİKOZAMİNOGLİKANLAR =GAG’LAR =<br />
MUKOPOLİSAKKARİTLER<br />
GAG’lar, genellikle küçük miktarda bir proteinle ilişkili, (-) yüklü büyük<br />
heteropolisakkarit zincirlerinden oluşurlar. Bu bileşikler, büyük miktarda su<br />
bağlama yeteneğine sahip, jel benzeri bir matriks oluştururlar.<br />
Müköz sekresyonların ve sinovial sıvının kayganlığını, gözün humor aközünün<br />
ve yine sinovial sıvının esnekliğini sağlarlar. Kıkırdak, kemik, deri ve diğer bağ<br />
dokularının yapısal komponentidirler.<br />
SINIFLANDIRMA<br />
İçerdikleri glikozid bağının tipi ve sülfat birimlerinin yer ve derecesine göre; 6 tip<br />
GAG vardır:<br />
1- Dermatan sülfat: Deri, kan damarları ve kalp kapakçıklarında bulunur.<br />
2- Keratan sülfat: En heterojen GAG’ dır. Kondroitin sülfatla birlikte kartilaj<br />
proteoglikan agregatlarında ve korneada bulunur.<br />
3- Heparan sülfat: Bazal membranda ve bütün hücre yüzeylerinde bulunan hücre<br />
dışı GAG’dır. Özellikle damar endotel hücrelerinde bulunması önemli, çünkü LPL’<br />
ın tutulmasında aracılık yapmaktadır.<br />
4- Heparin: Diğer GAG’lardan farklı olarak, mast hücrelerinin (özellikle KC,<br />
akciğer ve deride) hücre içi bileşiğidir. Diğer GAG’lar hücre dışında bulunurlar.<br />
Yapısında heparan sülfattan daha fazla sülfat vardır.<br />
5- Hiyalüronik asit: Diğerlerinden farklı olarak, sülfatlanmamıştır. Proteoglikan<br />
yapısında protein çekirdeğe kovalan olarak bağlanmamıştır. Sadece<br />
hayvanlarda değil, bakterilerde de bulunur. Kayganlık sağlar ve darbelerin etkisini<br />
azaltır. Eklemlerin sinovial sıvısında, gözün humor aközünde, kordon kanında ve<br />
gevşek bağ dokusunda bulunur.<br />
6- Kondroitin 4- ve 6- sülfatlar: Vücutta en çok bulunan GAG’dır. Kartilaj,<br />
tendon, ligament ve aortada bulunur. Proteoglikan kümeleri oluşturur. Kartilajda<br />
kollajeni bağlar ve lifleri sıkı ve kuvvetli ağ şeklinde tutar.<br />
** Lipoprotein lipaz (LPL) enzimi, kapiller damar duvarlarında yerleşmiştir ve<br />
heparan sülfatın proteoglikan zincirleri tarafından tutulur. Normal şartlarda<br />
LPL enzimi, plazmada yüksek konsantrasyonlarda bulunmaz. Fakat, heparin<br />
enjeksiyonu ile, LPL heparan sülfattan ayrılıp, plazmaya geçer. Şilomikronlar ve<br />
VLDL’ nin trigliseridlerini hidroliz ederek lipemiyi giderir.
MUKOPOLİSAKKARİDOZLAR=MPS<br />
49<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Herediter lizozomal depo hastalıklardır. MPS’ lar, bir veya daha fazla GAG<br />
yıkımı ile ilgili lizozomal hidrolazların eksikliği ile ilgilidir. X’e bağlı Hunter<br />
sendromu hariç diğerleri OR’ dirler.<br />
A- Hurler sendromu: MPS I H : α-L idüronidaz eksiktir.<br />
B- Scheie sendromu: MPS I S : α-L idüronidaz eksiktir.<br />
C- Hunter sendromu: MPS II: İduronat sülfataz eksiktir. X’e bağlı geçer. Kornea<br />
bulanıklığı olmaz<br />
D- Sanfilippo sendromu: MPS III: 4 tipi vardır;<br />
Tip A: Heparin sülfataz eksikliği<br />
Tip B: N-asetil α- D- glukozaminidaz eksikliği<br />
Tip C:N- asetil coA: α-glukozamin N-asetiltransferaz eksikliği<br />
Tip D: N-asetil α-glukozamin 6 sülfataz eksikliği<br />
E-Morquio sendromu: MPS IV: N-asetil galaktozamin 6-sülfataz eksiktir.<br />
F-Maroteaux-Lamy sendromu:MPS VI: Aril sülfataz B :N- asetil galaktozamin-4sülfataz<br />
eksikliğidir.<br />
* Aril sülfataz A eksikliğinde ise, serebrozid 3-sülfat=sülfatid birikir ve<br />
metakromatik lökodistrofi oluşur.<br />
G-Sly sendromu: MPS VII: β-Glukuronidaz eksikliğidir.<br />
* MPS depo hastalıkları için tarama testi olarak Toluidin spot test kullanılır.<br />
GLİKOPROTEİNLER<br />
Glikoproteinler, oligosakkaritlere kovalan olarak bağlanmış proteinlerdir. GAG’lar,<br />
özel tip glikoproteinlerdir. Bunların GAG’lardan farkı, bağlı Kh zincirleri daha<br />
kısadır.<br />
Çok değişik miktarlarda Kh içerirler. (% 1-85 arasında)<br />
Glikozilasyon işlemleri ER ve golgi cisimlerinin lümeninde meydana gelir.<br />
Polipeptid zincirleri ile oligosakkarit zincirleri arası bağlanma, çeşitli amino asitler<br />
aracılığı ile olur. Bunlar başlıca; serin, treonin, hidroksilizin ve asparagindir.<br />
Yani bağlanma, hidroksilli bir amino asidin OH grubu üzerinden (O-glikozidik<br />
bağlantı) veya asparaginin amid grubu üzerinden (N-glikozidik bağlantı)<br />
olur.<br />
** TUNİKAMİSİN, Dolikol bağlı işlemleri engelleyerek N-bağlı glikozilasyonu<br />
aksatır.<br />
** DEOKSİNOJİRİMİSİN ve SWAİNZONİN ise, hem O-bağlı hem de N-bağlı<br />
glikoprotein sentezlerinin ortak inhibitörleridirler.<br />
KARBONHİDRAT MEDABOLİZMA BOZUKLUKLARI<br />
GLİKOZİLLENMİŞ PROTEİNLER<br />
Bunlar, diyabetli bireylerin uzun süreli glukoz kontrolünün izlenmesinde<br />
yararlıdır.
50<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
1- Glycated Hemoglobin = Hb A 1C = Hb A’nın β zincirinin N terminalindeki<br />
valin ile, glukozun kondansasyonu sonucu oluşur. Bu oluşum irreversibldir ve 2<br />
şeye bağımlıdır. Eritrosit yaşam süresi ve kan glukoz konsantrasyonu. Eritrositler<br />
120 gün yaşadığı için, Hb A 1C de son 120 gün, yani 2-3 ay için artmış glukozun<br />
göstergesidir.<br />
2- Fruktozamin = Glikozillenmiş Albümin = Albüminin lizin kalıntılarındaki<br />
epsilon amino grubu ile glukozun bağlanması ile oluşur. Örnek alınmadan önceki<br />
2-3 haftalık periyodun göstergesidir. Çünkü, albüminin yarı ömrü 20 gündür.<br />
Fruktozamin, kan glukoz değişikliklerine Hb A 1C ’den daha çabuk cevap verir ve<br />
anormal Hb’ler ve Hb turnover hızından etkilenmez. Ancak, fruktozamin tayini,<br />
Hb A 1C yerine değil, onunla birlikte kullanılmalıdır.<br />
KAN GLUKOZ DÜZEYİNİN HORMONAL REGÜLASYONU<br />
Kan glukozunun normal düzeylerde korunması; insulin, glukagon ve epinefrinin<br />
özellikle KC, kas ve yağ dokusu üzerindeki kombine etkileri ile sağlanır.<br />
1- EPİNEFRİN: Target organı iskelet kaslarıdır. Ama karaciğerde de etkileri vardır.<br />
Amacı kanda glukozu yükseltip, iskelet kasına sunmaktır.<br />
• Metabolik etkileri: c AMP bağımlı fosforilasyon ile, glikojen fosforilazı aktive,<br />
glikojen sentazı inhibe ederek, KC glikojeninin glukoz olarak kana verilmesini<br />
sağlar. Kana verilen bu glukoz, kas tarafından alınıp glikolizle yakılır.<br />
• KC’ de glikoneogenezi aktifler.<br />
Yağ dokusundan yağ asidi mobilizasyonunu artırarak, bunların yakıt olarak<br />
kullanılabilirliğini artırır.<br />
Glukagon sekresyonu artışı ve insulin sekresyonu azalması, epinefrinin metabolik<br />
etkilerini kuvvetlendirir.<br />
2-GLUKAGON: Target organı karaciğerdir. Kaslarda etkisi yoktur. Amacı kan<br />
şekerini yükseltip, ihtiyacı olan dokulara yakıt olarak sunmaktır.<br />
• KC’ de epinefrin gibi davranarak, cAMP bağımlı fosforilasyon ile glikojen<br />
yıkımını artırıp, sentezini azaltır. Böylece, KC’in glikojen depolarını<br />
azaltır. Glikojenden ayırdığı glikozların kana verilmesini, sağlar. Kaslarda<br />
etkili değildir.<br />
• KC’ de glikolizi azaltarak, kanda glukoz yükselmesini sağlar.<br />
• KC’ de glikoneogenezi ise artırır.<br />
• Yağ dokusunda, yağ asidi mobilizasyonunu artırarak, bunların yakıt olarak<br />
kullanılabilirliğini artırır. Böylece, yine glukozu korumuş olur.<br />
• Glukagon, glukozu beyin için korumaktadır.<br />
3-İNSULİN: Karaciğer, kaslar ve yağ dokusunda yaygın metabolik etkileri vardır.<br />
Amacı kan şekerini düşürmektir.<br />
• Kas ve KC’e glukoz uptake’ini artırır.<br />
• Kas ve KC’ de glikojen sentezini artırıp, yıkımını azaltır.<br />
• Kas ve KC’ de glikoliz ve asetil co A yapımını artırır.<br />
Bu etkisi ile insulin, kasda epinefrinle aynı yönde çalışırken, KC’ de glukagona zıt<br />
etki yapmış olur.
51<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• KC’ de yağ asidi sentezini artırır.<br />
• Yağ dokusunda, trigliserid sentezini ve glukoz uptake’ini artırır.<br />
** İnsulin glukoz 6 fosfatazı inhibe ederek, fosfatın glukozdan ayrılıp, serbest<br />
glukozun kana geçmesini önler. İhtiyaçtan fazla olan glukozun, KC ve kasda<br />
glikojen ve adipoz dokuda yağ olarak depolanmasını sağlar.<br />
GH Epinefrin Kortizol Glukagon İnsulin<br />
Glikojenoliz Etkisiz +++ Etkisiz ++ -<br />
Glikoneogenez Etkisiz Etkisiz, + ++ ++ -<br />
Lipoliz + +++ + ++ -<br />
Glikoliz - + Etkisiz, - - +<br />
Kan Glukoz Konsantrasyonu Üzerine Hormonların Başlıca Etkileri<br />
BİYOENERJETİKLER VE OKSİDATİF FOSFORİLASYON<br />
OKSİDATİF FOSFORİLASYON<br />
Süper yüksek enerjili fosfat bileşikleri:<br />
Fosfat grubu transfer potansiyelleri, ATP’den yüksektir. Bunlar, ADP’den ATP<br />
sentezlenmesini sağlayabilirler. Yani taşıdıkları fosfatı ADP’ ye vererek, ATP<br />
oluşturabilirler.<br />
• Fosfo enol piruvat (PEP)<br />
• Karbomoil fosfat<br />
• 1,3 Bisfogliserat<br />
• Fosfoguanidinler: Kreatin fosfat, Arginin fosfat<br />
*** Arginin Fosfat omurgasızların kaslarında enerjinin depo şeklidir.<br />
Omurgalılarda ise kaslarda kreatin fosfat bulunur.<br />
Yüksek enerjili fosfat bileşikleri:<br />
• ATP, GTP, CTP, UTP<br />
Düşük enerjili fosfat bileşikleri:<br />
Fosfat grubu transfer potansiyelleri, ATP’den düşüktür. Bunlar, ADP’ den ATP<br />
sentezlenmesini sağlayamazlar.<br />
• ADP<br />
• Pirofosfat<br />
• Glukoz-1 fosfat<br />
• Fruktoz-6 fosfat<br />
• AMP<br />
• Glukoz-6 fosfat<br />
• Gliserol-3 fosfat gibi pek çok ara madde…
52<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
HÜCREDE ATP SENTEZ YOLLARI<br />
1- Substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP sentezi: Oksijensiz ortamda ATP<br />
sentezi bu yolla gerçekleşir. Glikolizde serbestleşen enerjinin büyük bir kısmı, 1,3bisfosfo<br />
gliserat ve PEP’ de korunur. Hücrede bu yüksek enerjili fosfat bileşikleri<br />
direkt olarak kullanılamazlar, bunun yerine spesifik kinazların (Fosfogliserat<br />
kinaz ve Piruvat kinaz) katalizi ile, fosfat gruplarını ADP’ ye aktarıp, ATP<br />
sentezletirler.<br />
Bu olaya ikinci bir örnek, SAS’ de süksinil co A’dan süksinat sentezlenirken GTP<br />
kazanılmasıdır. Burada görevli enzim ise, Süksinat kinaz’ dır.<br />
2- Oksidatif fosforilasyon ile ATP sentezi = Solunum Zinciri = ETZ (Elektron<br />
Transport Zinciri): Yakıt moleküllerinin oksidasyonlarını, dehidrogenazlar<br />
katalizler. Bu enzimler, kofaktör olarak, NAD + veya FAD + kullanılır ve elektronlar<br />
öncelikle bu kofaktörlere aktarılırlar. Böylece oluşan indirgenmiş kofaktör formları<br />
(NADH ve FADH 2 ) taşıdıkları yüksek potansiyelli elektronlarını, mitokondri iç<br />
membranında bulunan ETZ yoluyla, oksijene iletirler.<br />
Elektronlar bu akış sırasında, giderek serbest enerjilerini yitirirler. Bu olay ATP<br />
sentezi ile birlikte yürür. Yani, oksidasyon ve ETZ, mitokondri içeren tüm hücrelerde,<br />
birlikte yürür. Geri kalan enerji de, ısı olarak ortama salınır.<br />
Aerobik organizmalarda ATP, başlıca bu yolla sentezlenir.<br />
** SAS’nun oksidatif reaksiyonlarında,<br />
** β oksidasyonun hidroksiaçil co A dehidrogenaz reaksiyonunda kofaktör NAD + ’<br />
dır, NADH oluşur. Reaktif kısmı nikotinamid halkasıdır.<br />
• SAS’nun süksinat dehidrogenaz,<br />
• β oksidasyonun açil co A dehidrogenaz reaksiyonunda kofaktör FAD+’ dır,<br />
FADH 2 oluşur. Reaktif kısmı izoalloksazin halkasıdır.<br />
** Oksidatif fosforilasyon MİTOKONDRİAL İÇ MEMBRANDA gerçekleşir.<br />
** SAS, piruvat, amino asit ve yağ asidi oksidasyonları ise, matrikste gerçekleşir.<br />
ELEKTRON TRANSPORT ZİNCİRİ BİLEŞENLERİ<br />
1- NADH-Ubikinon redüktaz (NADH dehidrogenaz veya Kompleks I)<br />
2- Süksinat-Ubikinon redüktaz (Süksinat dehidrogenaz veya Kompleks II)<br />
3- Ubikinon-Sitokrom C redüktaz (Kompleks III)<br />
4- Sitokrom C oksidaz (Sitokrom aa3 veya Kompleks IV)<br />
** Ubikinon=Koenzim Q (co Q) dışındaki tüm zincir bileşenleri proteindir.<br />
Solunum zinciri bileşenleri;<br />
• Enzim olarak görev yapabilirler (dehidrogenazlar),<br />
• Fe-S’lü bir merkezin parçası olarak Fe içerebilirler. Demir-Sülfür<br />
Proteinleri<br />
• Sitokromlarda olduğu gibi bir porfirin halkasıyla bağlantılı olabilirler.<br />
• Veya Cu içerebilirler (sitokrom a a 3 )<br />
** Fe-Sülfür merkezleri içeren proteinlere, Fe-S proteinleri denir ve<br />
Kompleks I, II ve III için önemli bileşenlerdir. İçerdikleri demirler hem yapısı<br />
içinde bulunmaz. İnorganik sülfürle veya proteindeki sistein kalıntısının sülfür<br />
atomları ile birlikte bulunur.
53<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Bu merkezlerdeki demir,<br />
** e- aldığında (indirgendiğinde) Fe2+ ** e- verdiğinde (oksitlendiğinde) Fe3+ } değerlidir<br />
Ubikinon=Koenzim Q (co Q) bir kinon türevidir. Ubikinon hem küçük, hem<br />
de hidrofobik olduğundan iç mitokondri membranının lipid tabakasında difüze<br />
olabilir.<br />
Sitokromlar, hem içeren e- taşımada görevli proteinlerdir. 3 tipi vardır: a, b ve c<br />
Sitokrom c: Suda çözünebilir özellikte, küçük periferal bir membran proteinidir.<br />
*** Ubikinon: Hem kompleks I, hem de kompleks II’den aldığı elektronları<br />
kompleks III’e aktarır.<br />
*** Sitokrom c: Kompleks III’den aldığı elektronları, kompleks IV’e aktarır.<br />
*** Kompleks I, III ve IV enzimleri, birer proton pompasıdır. Bu enzimlerle<br />
e- taşınımı sırasında, protonlar matriksten membranlar arası yüzeye pompalanır.<br />
İç mitokondri membranı, protonlara geçirgen olmadığından bir proton gradyeni<br />
yaratılmış olur. Böylece, e- taşınımı sırasında açığa çıkan enerji, elektro kimyasal<br />
şekilde korunur. Bu protonlar, konsantrasyon gradyeni yönünde ancak, ATP<br />
sentetaz ( Kompleks V) enzimine ait iyon kanallarından matrikse geri dönebilirler.<br />
Protonların matrikse bu geri dönüşü, ADP’ nin ATP’ ye fosforilasyonu ile<br />
kenetlenmiştir.<br />
1 NADH için 10 H+ → 2,5 ATP<br />
1 FADH için 6 H+ → 1,5 ATP elde ediliyor.<br />
2<br />
ETZ’ DE SELEKTİF İNHİBİTÖRLER<br />
ETZ’nin zehir (İnsektisit) veya ilaç olarak kullanılan, selektif inhibitörleri vardır.<br />
Bunlar, zincirin bir bileşenine bağlanarak, e- akımını önlerler. Oksidasyon/<br />
redüksiyon olayı bloke olur. ETZ ile oksidatif fosforilasyon birlikte yürüdüğü için,<br />
inhibitörler ATP sentezini de engellerler.<br />
Kompleks I içinden e- akışını inhibe edenler;<br />
• Amital (amobarbital)<br />
• Sekonal (sekobarbital)<br />
• Rotenon: Balık zehiri ve insektisit olarak kullanılır.<br />
• Pierisidin A : Bir antibiyotiktir. Ubikinon ile yarışarak etki yapar. Elektronlar,<br />
ubikinon yerine pierisidin A’ ya nakledilir.<br />
Kompleks II içinden e- akışını inhibe edenler;<br />
• Karboksin<br />
• TTFA (Tenoil tri floro aseton)<br />
Bunlar, süksinat dehidrogenazdan ubikinona e- transferini inhibe ederler.<br />
Oysa, Malonat süksinat dehidrogenazın yarışmalı inhibitörüdür.<br />
Kompleks III içinden e- akışını inhibe edenler;<br />
• Antimisin A: Bir antibiyotiktir.<br />
• Dimerkaprol<br />
Zinciri sit b ve sit c arasında aksatırlar.
54<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Kompleks IV üzerinden inhibisyon yapanlar;<br />
• Hidrojen siyanid (CN-, siyanür): Sitokrom oksidazın demirine bağlanarak,<br />
redüklenmesini engeller.<br />
• Azid (N3): Sitokrom oksidazı inhibe eder.<br />
• Karbon monoksit (CO): Oksijen bağlayıcı bölgelere bağlanarak, sitokrom<br />
oksidazı inhibe eder.<br />
Kompleks V üzerinden inhibisyon yapanlar;<br />
• Oligomisin ve Venturisidin: ATP sentetaz üzerinden etkiyle, proton<br />
kanallarını kapatıp, matrikse proton dönüşünü engellerler. Oksidatif<br />
fosforilasyonu tamamen bloke ederler.<br />
Eğer ortamda, oligomisine ek olarak dinitrofenol de varsa, oksidasyon<br />
etkilenmeksizin, fosforilasyon aksar. Yani; oksidasyon fosforilasyon olmaksızın<br />
ilerler.<br />
• Atraktilozid ve bagkrekic asit; Adenin nükleotidlerinin iç membrandan<br />
taşınmasında görevli Adenin Nükleotid Translokaz enzimini inhibe<br />
ederek, mitokondri içi ADP seviyelerini azaltıp, oksidatif fosforilasyonu<br />
inhibe ederler.<br />
• Eşleşmeyi ayıran bileşikler: Uncouplers: Hidrofobik proton<br />
taşıyıcılardır. Protonlara geçirgenliği artırarak, kenetlenmeyi bozarlar<br />
ve oksidasyonu fosforilasyondan ayırırlar. Böylece, solunum kontrol<br />
edilemez hale gelir. Çünkü, ADP ve Pi konsantrasyonları artık solunum<br />
hızını etkilememektedir. Oksidasyon ve e- transportu hızlanarak, üretilen<br />
enerji ısı olarak açığa çıkar.<br />
Bu grup inhibitörlere;<br />
• Dinitrofenol<br />
• Dinitrokrezol<br />
• Pentaklorofenol<br />
• Karbonil siyanid fenilhidrazon örnektir.<br />
** Aspirin ve diğer salisilatlar da yüksek dozlarda, bu şekilde davranarak ateş<br />
oluşturabilirler.<br />
İyonoforlar: 3 tanedirler.<br />
• Valinomisin<br />
• Nigerisin<br />
K + ile bağlanıp, matrikse geçerek matriksin (-) yükünü nötralize ederler. Böylece<br />
proton gradyenini bozarlar.<br />
• Gramisidin A: Na, K ve H gibi monovalan katyonların membrandan<br />
geçişini kolaylaştırarak proton gradyenini bozar.
İNHİBİTÖR ETKİLENEN ENZİM<br />
İodoasetat Gliseraldehit 3-P dehidrogenaz<br />
Fluorid Enolaz<br />
-3 Arsenat ( AsO ) 4<br />
Gliseraldehit 3-P dehidrogenaz<br />
Fluoroasetat Akonitaz<br />
55<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
- Arsenit ( AsO ) 2<br />
Piruvat dehidrogenaz, α-ketoglutarat dehidrogenaz<br />
Civa Piruvat dehidrogenaz, α-ketoglutarat dehidrogenaz<br />
Malonat Süksinat dehidrogenaz<br />
Tunikamisin N-bağlı glikoprotein sentezinde dolikol bağlı işlemler<br />
Deoksinojirimisin<br />
Swainzonin Glikoprotein sentezi<br />
Amital<br />
Sekonal<br />
Rotenon<br />
Pierisidin A<br />
Karboksin<br />
TTFA<br />
Antimisin A<br />
Dimerkaprol<br />
Hidrojen siyanid<br />
Azid<br />
Karbon monoksit<br />
Oligomisin, Venturisidin<br />
Eşleşmeyi ayıran bileşikler<br />
İyonoforlar<br />
Elektron Transport Zincirinin Kompleks I’i =<br />
= NADH - Ubikinon redüktaz =<br />
= NADH dehidrogenaz<br />
Elektron Transport Zincirinin Kompleks II’si =<br />
= Süksinat - Ubikinon redüktaz =<br />
= Süksinat dehidrogenaz<br />
Elektron Transport Zincirinin Kompleks III’ü=<br />
= Ubikinon - sitokrom c redüktaz<br />
Elektron Transport Zincirinin Kompleks IV’ü=<br />
= Sitokrom c oksidaz =<br />
= Sitokrom aa 3<br />
Elektron Transport Zincirinin Kompleks V’i =<br />
= ATP sentetaz<br />
Atraktilozid<br />
Bangkrekic asit Adenin nükleotid translokaz<br />
Karbonhidrat metabolizması ve ETZ inhibitörleri
56<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
LİPİDLER VE VİTAMİNLER<br />
LİPİD METABOLİZMASI<br />
Yağ asitleri ile ester halinde bulunan veya esterleşebilen, apolar gruplardan yapılmış,<br />
molekül yapıları farklı organik bileşiklerdir. Apolar organik çözeltilerde çözünürler.<br />
En önemli ve farklı özellikleri suda çözünmeyişleridir. Bu yüzden vücut lipidleri ya<br />
kompartımanlar içinde (membran lipidleri ve adipositlerdeki trigliserid damlacıkları<br />
gibi) bulunurlar ya da plazmada lipoprotein şeklinde proteinlerle birleştirilerek<br />
taşınırlar.<br />
Bir çok organizmada enerjinin ana depo şeklidirler.<br />
Fosfolipid ve steroller, hücre membran kitlesinin yaklaşık yarısını<br />
oluştururlar.<br />
YAĞ ASİTLERİ<br />
Bazı yağ asitlerinde hidrokarbon zinciri doymuştur yani çift bağ içermez. 1 veya<br />
daha fazla sayıda çift bağ içerenlere, doymamış yağ asitleri denir.<br />
Yağ asitleri zincir uzunluklarına göre 3 çeşittir:<br />
1- Kısa zincirliler: 2-4 C’lu<br />
2- Orta zincirliler: 6-10 C’lu<br />
3- Uzun zincirliler: 12-26 C’lu<br />
İnsan metabolizması açısından önemli olan bazı yağ asitleri:<br />
• Palmitik a.- 16 C’lu, doymuş [16:0]<br />
• Stearik a.- 18 C’lu, doymuş [18:0]<br />
• Palmitoleik a.-16 C’lu, tek çift bağlı doymamış:Monoansatüre : [16:1]<br />
• Oleik a.-18 C’lu, tek çift bağlı doymamış : Monoansatüre : [18:1]<br />
• Linoleik a.-18 C’lu, iki çift bağlı doymamış:Poliansatüre:[18:2]<br />
• Linolenik a.- 18 C’lu, üç çift bağlı doymamış : Poliansatüre : [18:3].<br />
• Araşidonik a.-20 C’lu, dört çift bağlı doymamış : Poliansatüre : [20:4]<br />
Balık yağında yüksek miktarlarda bulunan poliansatüre yağ asitleri (PUFA),<br />
kolesterolü düşürerek ateroskleroz oluşumunu azaltırlar.<br />
Karaciğerde glukoz oksidasyonundan gelen Asetil coA’lardan, doymuş y.a. ve<br />
tek çift bağlı doymamış y.a. sentezlenebilir. İnsanlarda esansiyel olan 2 tane<br />
y.a. vardır: Linoleik ve Linolenik asitler. Araşidonik asit, linoleik asitten<br />
sentezlenebilir, fakat diyette yeterince linoleik asit yoksa, araşidonik asit de<br />
esansiyel olur.<br />
Memeli dokularındaki y.a.lerinin hemen hepsi düz zincirlidir, ama doğada<br />
dallı zincirliler de bulunur. Çeşitli doğal yağlardaki y.a. çift C sayılıdır.<br />
Proteinlerden türemiş bazıları tek C sayılı olabilirler. 5 C’lu valerik asit<br />
örnektir.
57<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
TRİGLİSERİDLER =TRİAÇİL GLİSEROLLER= NÖTRAL YAĞLAR<br />
Yağ asitlerinin 3 tanesinin, gliserolle esterleşmesiyle oluşurlar. TG’ler lipidlerin,<br />
adipoz dokuda depo formudurlar. TG’ler membranlarda yer almazlar. Hücre<br />
sitozolünde, yağ damlacıkları şeklinde ve emülsifiye halde bulunurlar.<br />
FOSFOLİPİDLER=FOSFATİDLER<br />
1- Membranların temel yapısal komponentleridirler. Tüm diğer membran<br />
lipidleri gibi fosfolipidler de amfipatiktirler, yani hem polar hem de apolar<br />
gruplar içerirler.<br />
2- Safrada<br />
3- Akciğer surfaktanının yapısında<br />
4- Plazmada lipoprotein partikülleri içinde yer alırlar.<br />
Yapılarına bağlı olarak 2 türleri vardır:<br />
1-Gliserolle birleşerek, fosfogliseridleri (=gliserofosfolipidleri) oluştururlar.<br />
Fosfolipidlerin ana sınıfını oluştururlar. 3 farklı grupta incelenebilirler;<br />
A- Yapısında fosfatidik asit + bir ek grup bulunanlar:<br />
• Ek grup serin ise-- Fosfatidil serin<br />
• Ek grup etanolamin ise-Fosfatidil etanolamin<br />
• Ek grup kolin ise-- Fosfatidil kolin (Lesitin)<br />
• Ek grup gliserol ise-- Fosfatidil gliserol<br />
• Ek grup inozitol ise-- Fosfatidil inozitol<br />
Fosfatidil kolin akciğerde, surfaktan yapısında bulunan ana lipid bileşenidir<br />
ve yüzey geriliminin azaltılmasından sorumludur. Böylece alveollerin kollabe<br />
olmasını önler.<br />
Yeni doğanların Hyalen Membran Hastalığında, surfaktan üretimi yetersizdir.<br />
Yetişkinlerde de; immunsüpresifler ve kemoteröpetik ilaçlar, pnömosit hasarıyla<br />
surfaktan üretimini bozarak, benzer bir tabloya neden olabilirler.<br />
B-Kardiolipin: İki molekül fosfatidik asidin gliserolle birleşmesiyle oluşur.<br />
Mitokondri membranlarında bulunur.<br />
C-Eter bağlı fosfolipidler: Plazmalojen (kalp dokusunda yüksektir.) ve Platelet<br />
- activating factor : PAF<br />
* Fosfolipidleri spesifik fosfolipazlar parçalar. Bu enzimler, plazmalojen ve PAF’<br />
ün eter bağlarına etki edemezler.<br />
2- Sfingozinle birleşerek, sfingolipidleri oluştururlar. Sfingozine bir<br />
yağ asidi bağlanmasıyla seramid oluşur. Seramide fosfokolin eklenmesiyle<br />
de sfingomiyelin oluşur. Sfingomiyelinler, pek çok hücre duvarında, en bol<br />
da beyin ve sinir hücrelerinin miyelin kılıfında bulunurlar.<br />
GLİKOLİPİDLER<br />
Hücre membranında özellikle dış tabakada bulunup, hücresel etkileşim<br />
ve oluşumun düzenlenmesinde rol oynarlar. Antijenik yapılıdırlar. Kan grubu<br />
antijenleri, tümör antijenleri, kolera-difteri toksinleri ve bazı virusların hücre yüzey<br />
reseptörleri glikolipiddir.
58<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Glikolipidlerin seramid türevi olan 2 alt grubu vardır:<br />
a- Serebrozidler :Nötral glikolipidler : Fosfat içermezler, şeker içerirler.<br />
Şeker galaktozsa galaktoserebrozit denir. Beynin ak maddesinde ve periferal sinir<br />
miyelin kılıfında bulunurlar. Şeker glukozsa glikoserebrozid denir. Sinir dokusu<br />
dışında kalan özellikle KC ve dalak hücre membranlarında bulunur.<br />
b- Gangliozidler: En kompleks glikolipidlerdir. Çok sayıda şeker ünitesinden<br />
oluşurlar. Genellikle içerdikleri şeker, N-asetil nörominik asit (NANA = sialik asit)’<br />
tir. Beynin gri maddesinde bulunurlar.<br />
İZOPREN TÜREVİ LİPİDLER<br />
En önemli özellikleri yağ asidi ile esterleşmeden de bulunabilmeleridir.<br />
1- Terpenler: Çoğu bitkilerin koku ve lezzetini verirler. Klorofilin yeşil rengini<br />
oluşturan fitol, kolesterol ön maddesi olan squalen, A vitaminin ön maddesi olan<br />
karoten ve domatesin rengini veren likopen bazı terpenlerdir.<br />
2- Steroidler: İçerdikleri halkalı yapıya, STERAN halkası= Siklopentano<br />
perhidrofenantren halkası denir.<br />
Kolesterolden Aktif D Vitamini Sentezi<br />
Kolesterolden türeyen, 7-dehidrokolesterol derialtında bulunur. Güneş<br />
ışınlarındaki UV ile kolekalsiferol =D3 vitaminine çevrilir. Kan yoluyla KC’e<br />
gelir. Burada hidroksillenerek, 25-hidroksi kolekalsiferol oluşturulur. Böbrekte<br />
2. hidroksilasyonla 1,25- dihidroksi kolekalsiferol =Aktif D vitamini<br />
oluşturulur.<br />
• Parathormon<br />
• Hipokalsemi<br />
• Hipofosfatemi<br />
• 1,25- dihidroksi kolekalsiferol azalması<br />
1,25- dihidroksi kolekalsiferol oluşumunu artırırlar.<br />
* Tersi durumlarda ise böbreklerde; 24 Hidroksilaz aktivitesi ile inaktif olan<br />
24,25- dihidroksi kolekalsiferol oluşumu artar.<br />
SAFRA ASİTLERİ<br />
Kolesterolden, karaciğerde sentezlenirler. Kolesterolün 7 α hidroksilasyonu, safra<br />
asit biyosentezinde hız kısıtlayıcı basamaktır ve safra asitleri, 7 αhidroksilaz<br />
üzerine (-) feed-back etkilidirler. C vitamin eksikliği bu enzimin fonksiyonunu<br />
aksatarak, safra asit sentezine engel olur. Bu da skorbütlü kobaylarda kolesterol<br />
birikimi ve ateroskleroza neden olmuştur.<br />
İnsanda 4 tane safra asidi vardır:<br />
Bunlardan ikisi primer safra asitleridirler:<br />
• Kolik asit (Miktarı en fazla olandır.)<br />
• Kenodeoksikolik asit<br />
Bunlar, glisin veya taurin ile konjuge olarak ve sodyum ya da potasyum tuzları<br />
şeklinde safraya verilirler. (Primer safra tuzları = kolatlar adını alırlar.)<br />
Primer safra asitlerinden, barsakta bakteriler tarafından, hidroksillerinin ayrılmasıyla,<br />
sekonder safra asitleri ve sekonder safra tuzları oluşturulur.
59<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Deoksikolik asit<br />
• Litokolik asit<br />
Glisin konjugatlarının taurin konjugatlarına oranı, insanlarda 3-4 /1’dir.<br />
Primer ve sekonder safra asitleri hemen hemen tamamen terminal ileumdan<br />
emilirler. Barsağa geçen safra asitlerinin yaklaşık % 98-99’ u albümin ile<br />
bağlanarak, portal dolaşım ile KC’e geri döner. (Entero-hepatik siklus) Az bir<br />
kısmı ise, dışkıyla atılır.<br />
Litokolik asit, çözünebilir olmadığından, emilemez ve entero-hepatik siklusu<br />
yoktur.<br />
LİPİDLERİN SİNDİRİMİ<br />
Dil arkası bezlerden köken aldığı düşünülen, bir aside dayanıklı lipaz (lingual lipaz)<br />
midede sindirimi başlatır. Ancak henüz emülsifikasyon olamadığından, sindirim<br />
yavaştır. Kısa ve orta zincirli yağ asitleri içeren TG’ler (sütte bulunanlar gibi) ise, ayrı<br />
bir gastrik lipaz ile yıkılırlar. Bu enzim, yalnız nötral pH’da aktiftir ve erişkinlerin<br />
düşük mide pH’ı yüzünden, yalnız bebeklerde etkilidir.<br />
Pankreatik Lipaz ile TG’ler;<br />
• Mono açil gliserollere,<br />
• Di açil gliserollere,<br />
• Serbest yağ asitlerine ve<br />
• Gliserole çevrilir.<br />
Besinsel kolesterol genelde serbest formdadır, ancak bir miktar ester<br />
kolesterol de besinlerle alınmaktadır. Pankreatik Kolesterol Ester Hidrolaz<br />
(=Pankreatik Kolesterol Esteraz) kolesterol esterlerini hidroliz ederek,<br />
kolesterol ve serbest yağ asitleri meydana getirir.<br />
Pankreas sıvısı, tripsin ve kalsiyum tarafından barsakta aktifleştirilen Fosfolipaz<br />
A 2 ’ den zengindir. Bu enzim de fosfolipid sindirimini gerçekleştirir.<br />
Serbest yağ asitleri, serbest kolesterol ve mono açil gliserol diyetsel lipidlerin<br />
başlıca yıkılım ürünleridir. Bunlar, safra tuzları ile miçelleri oluştururlar ve<br />
barsak mukozasından absorbe edilirler.<br />
Barsak mukoza hücrelerinde, yağ asitleri ve mono açil gliserolden tekrar TG<br />
sentezlenir. Yeniden açilasyon ile, fosfolipid ve ester kolesterol de sentezlenir.<br />
Uzun zincirli y.a.nin çoğu TG sentezine girerken, kısa ve orta zincirli<br />
y.a. portal dolaşıma geçip, serum albümin aracılığı ile karaciğere<br />
taşınırlar.<br />
İntestinal lümende açığa çıkan serbest gliserol, absorbsiyonu takiben direkt<br />
olarak portal vene geçebilir. Buna karşın intestinal hücrelerde açığa çıkan<br />
gliserol, aktiflendikten sonra yeniden trigliserid sentezinde kullanılır.<br />
Barsak mukoza hücrelerinde yeni sentezlenen trigliseridler, fosfolipidler<br />
ve kolesterol esterleri ile besinlerle kazanılan yağda çözünen vitaminler<br />
oldukça hidrofobiktirler ve sulu ortamda kümeleşirler. Etrafları bir tabakaca<br />
çevrilip, lipid damlacıkları şeklinde paketlenirler. Bunlara, şilomikronlar adı<br />
verilir. Lipidden zengin bir yemekten sonra lenf sıvısında bulunup, lenfe süt<br />
görünümü verirler.
60<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
DEPO YAĞLARIN MOBİLİZASYONU<br />
TG’lerden yağ asidi salınımı = Lipoliz, TG’lerin serbest yağ asitleri ve gliserole<br />
hidrolizini ve adipozitlerin dışına çıkmalarını kapsar. Depo yağların bu şekilde<br />
mobilizasyonunu hormona duyarlı lipaz başlatır ve TG’den bir yağ asidini ayırır.<br />
Geri kalan yağ asitlerini de spesifik lipazlar (di açil gliserol lipaz ve mono açil<br />
gliserol lipaz) ayırır. İskelet kası, kalp ve renal korteks gibi dokularda yağ<br />
asitleri, enerji üretimi için okside edilirler.<br />
Kan şekeri artırıcı hormonlar olan epinefrin ve glukagon, hormona duyarlı<br />
lipazı fosforile ederek aktiflerler. Norepinefrin, ACTH, MSH, TSH, GH ve<br />
Vazopressin de muhtemelen cAMP üzerinden plazma serbest yağ asidi miktarlarını<br />
artırırlar. Glikokortikoidler ise lipolizi, cAMP’den bağımsız, yeni hormona<br />
duyarlı lipaz sentezini sağlayarak aktive ederler.<br />
Plazma insulin ve glukoz seviyelerinin yüksek olması, hormona duyarlı lipazı<br />
defosforile ederek, inaktif hale çevirir ve böylece lipolizi durdurur. Böylece,<br />
hem serbest yağ asitlerinin, hem de gliserolün plazma konsantrasyonlarını düşürür.<br />
Nikotinik asit ve PG E1’de antilipolitik etkilidirler.<br />
Oluşan yağ asitleri kana difüze olurlar. Kanda serum albüminine bağlanırlar. Her<br />
protein monomeri başına non kovalan olarak en az 10 yağ asidi bağlanır. Böylece<br />
suda çözünmeyen yağ asitleri iskelet kası, kalp ve renal kortekse taşınırlar. Bu<br />
dokularda yağ asidi albüminden ayrılır ve hücre sitozolüne difüze olup, mitokondrial<br />
matrikse aktarılarak yakıt olarak kullanılır. Ancak, beyin ve diğer sinir sistemi<br />
dokuları, eritrositler ve sürrenal medulla; serbest yağ asitlerini, kan düzeyleri<br />
ne olursa olsun, yakıt olarak kullanamazlar.<br />
Oksidasyon olayında 3 adım söz konusudur:<br />
1- Evre I : Uzun zincirli y.a.lerinin 2 C’lu parçalara ayrılması: Asetil coA<br />
oluşumu<br />
2- Evre II : Asetil coA’nın SAS ile oksidasyonu<br />
3- Evre III : İlk 2 basamakta oluşmuş indirgenmiş e- taşıyıcıların (NADH,<br />
FADH 2 ), ETZ ile yükseltgenmeleri.<br />
Böylece, yağ asidi oksidasyonu ile oluşan enerji ATP olarak korunur.<br />
Yağ Asitlerinin Sitozolden Mitokondriye Taşınmaları<br />
1- Mitokondri dış membranında yer alan Acil coA sentetaz enzimi katalizi<br />
ile, yağ acil coA oluşur.<br />
2- Mitokondri iç membranının dış yüzeyinde bulunan karnitin acil transferaz<br />
I ile yağ acil grubu coA’dan karnitine aktarılır ve yağ acil-karnitin oluşur.<br />
3- Yağ acil karnitin, kolaylaştırılmış difüzyon ile, iç membranı geçer ve matrikse<br />
gelir. Bu geçişi de karnitin acil translokaz sağlar.<br />
4- Mitokondri iç membranının iç yüzeyinde bulunan karnitin acil transferaz<br />
II ile yağ acil grubu, karnitinden intramitokondrial coA’ya taşınır.<br />
Bu taşınma olayı, mitokondrial yağ asidi oksidasyonunda HIZ KISITLAYICI<br />
OLAYDIR. Ancak olaya katılan 4 enzimden karnitin acil transferaz I,<br />
malonil coA tarafından inhibisyona uğratıldığı için, hız kısıtlayıcı enzim<br />
olarak kabul edilir.
61<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
KARNİTİN: Lizin ve metyonin amino asitlerinden KC ve böbrekte sentezlenip,<br />
iskelet ve kalp kasına yollanır. Karnitin yağ asitlerinin aktarılması<br />
sırasında mitokondrial iç membranı terketmez.<br />
** Karnitin eksikliği: Yağ asitleri mitokondriye girip, okside olamadıklarından<br />
kasda aşırı TG birikimi olur. Dışarıdan oral yolla karnitin verilmesi veya<br />
mitokondriye girişi karnitin gerektirmeyen orta zincirli yağ asitleri ile beslenme<br />
önerilir. Yağ asidi oksidasyonunun azalması sonucu, glikoneogenez de<br />
azalarak, hipoglisemi periyotları oluşur.<br />
BETA OKSİDASYON<br />
Mitokondriye taşınmış aktif yağ asitleri (Yağ acil coA’lar), yağ acil zincirinin karboksil<br />
sonundan başlayan, 2 C’luk ünitelerin asetil coA oluşturarak birbirini takip eden<br />
uzaklaştırılmalarına maruz kalır. Örneğin; 16 C’lu palmitik asit 7 tane oksidatif<br />
proses geçirir. Sonuçta 8 tane Asetil coA oluşur.<br />
Doymuş yağ asitlerinin β oksidasyonu:<br />
4 ana adım içerir.<br />
1- FADH2 oluşturan bir oksidasyon -- Enzim dehidrogenaz (Acil coA DH<br />
az)<br />
2- Hidrasyon -- Enzim hidrataz<br />
3- NADH oluşturan bir oksidasyon -- Enzim dehidrogenaz ( β-hidroksi acil<br />
coA DH az)<br />
4- Bir molekül asetil coA açığa çıkaran bir tiolitik reaksiyon --Enzim tiolaz<br />
** Orta zincirli yağ acil coA DHaz eksikliği: Dikarboksilik Asidüri:<br />
Yağ asidi oksidasyonunda bir azalmaya ve ciddi hipoglisemiye neden<br />
olmaktadır.<br />
Ayrıca, ani çocuk ölümü sendromu olgularının % 10’unun sebebidir.<br />
** Jamaika kusma hastalığı: Hipoglisin adlı açil coA DHaz enziminin<br />
inaktivatörü olan maddeyi içeren ‘’Akee’’ ağacının meyvasının olgunlaşmadan<br />
yenmesiyle oluşur. β oksidasyon inhibe olarak, hipoglisemi görülür.<br />
Doymamış yağ asitlerinin oksidasyonu:<br />
Doymuş yağ asidi oksidasyonuna ek olarak 2 reaksiyon daha gerektirir.<br />
1- İzomerizasyon -- Tek çift bağlı doymamış yağ asitlerinin oksidasyonu için<br />
gereklidir. Örneğin; 18 C’lu oleik asit<br />
2- Redüksiyon -- İzomerizasyona ek olarak, çok doymamış yağ asitlerinin<br />
oksidasyonu için gereklidir. Örneğin; 18 C’lu linoleik asit. **Bu redüksiyon<br />
basamağı NADPH bağımlıdır.<br />
Tek C sayılı y.a.lerinin oksidasyonu:<br />
β oksidasyon dizisinin son geçişindeki substrat 5 C’lu bir yağ asididir. Bu da<br />
okside olup ayrıldığında, Asetil coA ve Propionil coA oluşur. Asetil coA,<br />
SAS’ ne girerek okside olur. Fakat propionil coA, 3 enzim gerektiren rutin<br />
dışı bir yola girer:<br />
1- Metil malonil coA sentezi: Karboksilasyon: Koenzimi biotindir ve ATP<br />
harcanır.
62<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
2- Epimerizasyon<br />
3- Süksinil coA sentezi: Metil malonil coA mutaz reaksiyonu: Koenzimi B12<br />
vitaminidir. Son ürün süksinil coA’dır.<br />
B12 vitamininin eksikliğinde; hem propionat hem de metil malonat idrarla<br />
atılır: Metil malonik asidemi ve asidüri<br />
* Tek C sayılı yağ asitlerinden gelen propionat artığı, yağ asitlerinin süksinil<br />
coA aracılığı ile glikoneogenetik olabilen tek parçasıdır.<br />
Yağ asitlerinin α oksidasyonu:<br />
Bazı bitkisel kaynaklı yağ asitleri yapılarından dolayı β oksidasyona<br />
uğrayamazlar ve α oksidasyon ile tek C uzaklaştırılır. Örneğin, fitanik asit<br />
dallanmış yapılıdır ve β karbonunda metil taşır. Bu yüzden, β oksidasyona<br />
uğrayamaz. Önce, α oksidasyon ile uçtaki tek C uzaklaştırılıp, dallanmış yapı<br />
bozularak, ß oksidasyona hazırlanır.<br />
** Refsum Hastalığı : Kalıtsal Ataksi Sendromu : α oksidasyon yapan enzim<br />
sistemi defektlidir. Fitanik asit birikimi ile giden, nörolojik bir bozukluktur.<br />
Yağ asitlerinin ω oksidasyonu:<br />
Uzun zincirli yağ asitlerinin metil terminali (ω Karbon) oksitlenip, yıkım 2 uçtan<br />
birden β oksidasyon reaksiyonları ile ilerler. Metil terminalindeki oksidasyon<br />
endoplazmik retikulumdaki Sitokrom P-450 enzimleriyle oluşturulur.<br />
Yağ asidi oksidasyonunun düzenlenmesi<br />
** Malonil coA, sitozolde yağ asidi sentezinin ara maddesidir. Aşırı karbonhidrat<br />
alınımında, konsantrasyonu artar ve karnitin acil transferaz I’i inhibe ederek,<br />
mitokondriye taşınmayı durdurup yağ asidi oksidasyonunu engeller.<br />
β oksidasyonun 2 enzimi de, yeterli enerji sinyali olan metabolitleri tarafından<br />
inhibe edilir.<br />
• Eğer NADH/NAD + oranı yüksekse, β-hidroksi acil coA DHaz inhibe olur.<br />
• Eğer Asetil coA yüksekse, Tiolaz inhibe olur.<br />
KETON CİSİMLERİ<br />
KC’ de yağ asitlerinin oksidasyonu sonucu oluşan Asetil coA, SAS’ ne girebilir veya<br />
keton cisimlerine çevrilebilir. Oluşan aseton, asetoasetat ve β-hidroksibütirat<br />
(=3-Hidroksibütirat) suda çözünen maddelerdir ve diğer dokulara giderler.<br />
Aseton, diğer keton cisimlerine oranla daha az oluşturulur ve kokuludur. Kan ile<br />
ekstra hepatik dokulara taşınırlar ve iskelet kası, kalp kası ve renal korteks gibi<br />
dokularca enerji sağlanmasında kullanılırlar. Yakıt olarak normalde glukozu tercih<br />
eden beyin, glukoz kullanımının mümkün olmadığı durumlarda, keton cisimlerini<br />
kullanmaya adapte olabilir.<br />
Kanda β-hidroksibütirat / Asetoasetat oranı 1-10 arasında değişir. Yani<br />
β-hidroksibütirat kanda en çok bulunan keton cismidir.
KETON CİSİM SENTEZİ<br />
63<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
KC mitokondrisinde gerçekleşir. İlk 2 basamak sitozolde oluşan kolesterol sentezi<br />
ile aynıdır.<br />
1- KC’ de keton cisim oluşumunda ilk adım, 2 mol asetil coA’nın TİOLAZ enzimi<br />
ile birleşmesidir. Bu basitçe, ß oksidasyonun son aşamasının tersidir.<br />
2- Bir molekül asetil coA’nın daha eklenmesiyle hidroksi metil glutaril coA<br />
(HMG coA) oluşur. Bu basamak, HMG coA sentaz ile katalizlenir ve keton cismi<br />
sentezinin hız kısıtlayıcı basamağıdır.<br />
3- Liyaz enzimi ile, bir asetil coA ayrılarak, asetoasetat sentezlenir.<br />
4- Bundan dekarboksilasyonla aseton veya dehidrogenasyonla β-hidroksibütirat<br />
elde edilir.<br />
KETON CİSİMLERİNİN KULLANILMASI<br />
Karaciğer aktif olarak keton cisimlerini üretir fakat, asetoasetatı asetoasetil coA’ya<br />
çeviremediğinden, kendisi onları yakıt olarak kullanamaz.<br />
Eritrositler mitokondrileri bulunmadığı için, keton cisimlerinden yakıt<br />
olarak faydalanamazlar.<br />
Yıkılmak üzere dokuya alınan ß-hidroksibütirat, mitokondride asetoasetata<br />
çevrilir ve bu arada bir NADH üretilir. Sonra süksinil coA’dan coA grubunu<br />
alarak, asetoasetil coA sentezlenir. KC’ de bu aşama için gerekli olan, keto açil<br />
coA transferaz (=Tioforaz) enzimi bulunmadığı için, keton cisimleri yakıt<br />
olarak kullanılamaz. Oluşan, asetoasetil coA, 2 molekül asetil coA’ya dönüşerek<br />
kullanılır.<br />
LİPİD BİYOSENTEZİ<br />
Lipid biyosentezi, asetat gibi suda eriyen basit prekürsörlerden, suda erimeyen<br />
maddelerin sentezlenmesidir.<br />
• Diğer tüm biyosentezler gibi endergoniktir. Sitozolde yer alır.<br />
• Metabolik enerji kaynağı olarak ATP<br />
• Redükleyici güç olarak NADPH kullanılır.<br />
Lipid biyosentezinde kullanılan asetil coA, primer olarak karbonhidrat<br />
kaynaklıdır. Asetil coA mitokondride, glikoliz kaynaklı piruvattan ve bazı amino<br />
asitlerin karbon iskeletlerinin katabolizmasından oluşmaktadır. Yağ asidi<br />
oksidasyonu sonucu mitokondride açığa çıkan asetil coA’lar, sentez için<br />
önemli bir kaynak oluşturmamaktadır.<br />
Mitokondride oluşan karbonhidrat ve amino asit kaynaklı asetil coA’ların mitokondri<br />
zarını geçip, sitozole verilmeleri mekik sistemine bağımlıdır. Bu asetil coA’lar sitrat<br />
aracılığı ile sitoplazmaya taşınırlar.<br />
YAĞ ASİDİ BİYOSENTEZİ<br />
• Yağ asidi sentezi başlıca KC ve laktasyondaki meme bezinde, daha az<br />
oranda da adipoz doku ve böbrekte olur.<br />
• Sitozolde yer alır.
64<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
1- Sitozole alınan asetil coA, malonil coA’ya çevrilir. Görevli enzim Asetil<br />
coA karboksilazdır ve koenzimi biotindir. Bu basamak HIZ SINIRLAYICI<br />
BASAMAKTIR.<br />
2- Aktiflenmiş malonil coA’ların yağ asidi sentaz kompleksi aracılığı ile, yağ<br />
acil zincirine bağlanmaları ile zincir her dönüşte 2 C uzamış olur. Bu eklenme olayı<br />
da 4 basamakta gerçekleşir. Kondansasyon, redüksiyon, dehidrasyon ve tekrar<br />
redüksiyon. Redüksiyon basamaklarında NADPH kullanılır.<br />
• Yağ asidi yıkımında, NAD + ve FAD + elektron alıcı olarak görev yaparken,<br />
biyosentezde indirgeyici güç NADPH’dır.<br />
• NAD + ve FAD + katabolik reaksiyonlarda elektron alıcı olarak, NADPH ise<br />
anabolik reaksiyonlarda elektron verici olarak rol alırlar.<br />
• Acil Taşıyıcı Protein (ACP)= Yağ asidi sentaz kompleksinin bir parçası olarak<br />
bulunur. Prostatik grup olarak, vitamin B5’in aktif şekli olan fosfopantotein<br />
içeren, küçük bir proteindir. Büyüyen yağ acil zincirini, yağ asidi sentaz<br />
kompleksinin yüzeyine bağlar.<br />
Metabolik yola en büyük<br />
akış<br />
Metabolik yolu<br />
kolaylaştıran hormonal<br />
durum<br />
Yağ Asidi Sentezi Yağ Asidi Oksidasyonu<br />
Karbonhidrattan zengin<br />
beslenme sonrasında<br />
Yüksek İnsulin / Glukagon<br />
Oranı<br />
Açlıkta<br />
Düşük İnsulin / Glukagon<br />
Oranı<br />
Aktif olduğu ana dokular Başlıca karaciğer Yaygın olarak dokular<br />
Gerçekleştiği organel Sitoplazma Mitokondrial matriks<br />
Mitokondri ve sitoplazma<br />
arasında karbonların<br />
taşıyıcıları<br />
Vitamin B 5 türevi<br />
taşıyıcılar<br />
Sitrat<br />
(Mitokondriden<br />
sitoplazmaya)<br />
Acil Taşıyan Protein ve coA coA<br />
Karnitin<br />
(Sitoplazmadan<br />
mitokondriye)<br />
Elektron alıcı / verici NADPH elektron verici NAD + ve FAD + elektron alıcı<br />
Çift karbonlu kaynak /<br />
ürün<br />
Malonil coA : Asetil grubu<br />
verici<br />
İnhibitör Yağ acil coA : Asetil coA<br />
karboksilazı baskılar<br />
Asetil coA : Ürün<br />
Malonil coA : Karnitin Acil<br />
Transferaz I’i baskılar.<br />
Şekil: Yağ Asidi Sentez ve Oksidasyonunun Karşılaştırılması<br />
• Yağ asidi biyosentezi için gerekli NADPH, yağ dokusunda malattan piruvat<br />
oluşturan Malik Enzim aracılığı ile elde edilir. KC ve meme bezinde ise, başlıca<br />
Pentoz Fosfat Yolu ile sağlanır.<br />
• Mitokondri iç zarı, Asetil coA ve Oksalasetat için geçirgen değildir. Sitrat,<br />
Malat ve Piruvat için geçirgendir.<br />
Yağ Asidi Biyosentezinin Regülasyonu<br />
Düzenleyici enzim Asetil coA karboksilazdır.
65<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
1- Vertebralılarda yağ asidi sentezinin başlıca son ürünü olan palmitoil coA,<br />
bu enzimi (-) feed-back ile inhibe eder.<br />
2- Sitrat ise, allosterik aktivatörüdür. Mitokondrial Asetil coA ve ATP miktarları<br />
artınca, sitrat mitokondriden sitozole geçip, Asetil coA karboksilazı aktifler.<br />
3- Asetil coA karboksilaz kovalan modifikasyonla da regüle edilir,<br />
fosforillenince inaktive olur. Glukagon ve epinefrin, cAMP üzerinden<br />
fosforilasyon yaparak, yağ asidi sentezini yavaşlatırlar.<br />
TRİGLİSERİD BİYOSENTEZİ<br />
Sentezlenen veya diyetle alınan yağ asitlerinin 2 olası akıbeti vardır:<br />
1- Metabolik enerji kaynağı olarak kullanılmak üzere TG şeklinde depolanırlar.<br />
2- Membran yapısındaki fosfolipidlerin yapısına katılırlar.<br />
Sentezde gerekli 2 ön madde:<br />
Yağ acil coA’lar ve Gliserol 3 fosfattır.<br />
Fosfotidat, lipid biyosentezinde santral ara üründür. Ya TG’e veya<br />
gliserofosfolipidlere çevrilir. TG yolunda, fosfotidattan diaçil gliserol, buna da<br />
üçüncü acil coA’nın eklenmesiyle TG sentezlenir.<br />
TG biyosentezinin regülasyonu: İnsulin, Karbonhidratların ve proteinlerin<br />
TG’lere çevrilişini sağlar.<br />
Yağ hücreleri hacimce sürekli değişiklik gösterebilen aktif hücrelerdir. İnsulin<br />
ve kortizon yağ hücrelerinde lipojenik etki oluştururlar ve hücrenin hacmini<br />
büyütürler. Tiroksin, GH, adrenalin ve noradrenalin ise lipolitik etkide<br />
bulunurlar ve hücrenin hacmini küçültürler.<br />
Yağ hücrelerinin endokrin fonksiyonu vardır. Muhtemelen; Apolipoprotein E,<br />
IGF-I, TNF-?, leptin ve rezistin sentezleyip dolaşıma verirler.<br />
Leptin ve Rezistin, peptid yapılıdırlar ve vücut yağ kitlesi hakkında kan<br />
yoluyla beyne özellikle hipotalamusa bilgi ileterek besin alımı ve enerji<br />
depolanmasında ayarlayıcı rol oynarlar.<br />
Leptin, vücutta yağ dokusu miktarını ve besin alımını azaltırken, enerji<br />
harcanmasını artırır. Vücutta yağ kitlesi ve adiposit sayısı arttıkça<br />
plazma leptin miktarı da artar. Plazma glukoz ve insulin düzeyini azaltırken,<br />
metabolik hızı ve fiziksel aktiviteyi artırarak vücut yağ miktarında azalmaya<br />
neden olur.<br />
KOLESTEROL BİYOSENTEZİ<br />
Kolesterol 27 C’ludur ve vertebralılarda biyosentezinin çoğunluğu, KC’ de<br />
gerçekleşir. Organizmada yaygın olarak pek çok hücre kolesterol sentezler.<br />
Total kolesterol sentezinin % 50’sinden KC, % 15’inden barsaklar, geri kalanın<br />
çoğundan deri sorumludur.<br />
• Tüm C atomlarının kaynağı, Asetil coA’dır.<br />
• NADPH indirgeyici olarak kullanılır.<br />
• ATP de enerji kaynağıdır.<br />
Sentez, hem sitozolde hem de endoplazmik retikulumda bulunan enzimlerin<br />
kataliziyle, sitozolde meydana gelir.
66<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Kolesterol, asetil coA’dan 4 aşamada sentezlenir:<br />
1- Asetattan mevalonat sentezlenmesi: Önce 2 Asetil coA birleşip,<br />
Asetoasetil coA oluşur. Buna üçüncü Asetil coA’nın eklenmesiyle, HMG coA<br />
oluşur. HMG coA, keton cismi sentezinde de ara maddeydi. Ancak,<br />
keton cismi sentezi mitokondride gerçekleşiyordu. Kolesterol biyosentezi ise<br />
sitoplazmada yer alır.<br />
HMG coA’dan HMG coA redüktaz enzimi ile, mevalonat sentezlenir. Bu<br />
arada, NADPH kullanılır.<br />
2- Mevalonatın 2 aktif izoprene dönüşümü: Mevalonata 3 ATP<br />
molekülünden 3 P grubu transferiyle olur.<br />
Kolesterol sentezinde oluşan ilk aktif izopren -- İsopentenil pirofosfat<br />
Kolesterol sentezinde oluşan ikinci aktif izopren -- Dimetil allil pirofosfat’dır.<br />
3- Squalen sentezi: 2 aktif izopren birleşir, bunlara 3. bir aktif izopren<br />
eklenerek, 15 C’lu Farnezil oluşur. 2 mol Farnezil birleşerek de Squalen elde<br />
edilir.<br />
4- Squalenin 4 halkalı steroid nükleusuna dönüşümü: Bu yolda oluşan<br />
ilk halkalı ara madde; Lanosteroldür. Bundan çok basamaklı değişiklikler ile<br />
kolesterol sentezlenir. Kolesterol esterleri; KC’ de ACAT ( Acil coA Kolesterol<br />
Transferaz) aktivitesiyle oluşurlar. Bu enzim, yağ asitlerinin coA’dan kolesterole<br />
transferini sağlar. Oluşan ester kolesterol, serbest kolesterole oranla<br />
daha hidrofobiktir.<br />
Kolesterol Biyosentezinin Regülasyonu<br />
** Memelilerde kolesterol biyosentezi; hücre içi kolesterol konsantrasyonu ve<br />
hormonlarla düzenlenir.<br />
** Hız kısıtlayıcı basamak enzimi olan HMG coA Redüktaz;<br />
• Belirlenememiş kolesterol esterleri<br />
• Mevalonat<br />
• Fosforilasyon (glukagon ile)<br />
• Hücre içi yüksek kolesterol seviyeleri ile inhibe olur.<br />
Glikokortikoidler de HMG coA redüktaz aktivitesini azaltırlar. Oysa, İnsulin<br />
verilmesi enzimi aktive eder.<br />
Genetik familial hiperkolesterolemi’de, kan kolesterol seviyeleri aşırı yüksektir<br />
ve ateroskleroz çocukluk çağında başlar. Bu kişilerde, LDL reseptörleri<br />
defektlidir ve kolesterolün reseptöre bağlı uptake’i oluşamaz. Sonuçta kandan<br />
kolesterol temizlenemez. Endojen kolesterol sentezi, kan kolesterolünün artmış<br />
seviyelerine rağmen devam eder. Çünkü, ekstrasellüler kolesterol sitozole<br />
giremez ve intrasellüler kolesterol sentezini düzenleyemez. Lovastatin ve<br />
Kompaktin, bu hastalarda kullanılmaktadır. Bu ilaçlar, HMG coA Redüktazın<br />
yarışmalı inhibitörüdürler ve kolesterol sentezini inhibe ederler. Bunlar,<br />
safra asitlerini bağlayıp, emilimini engelleyen reçinelerle kombine verilirlerse,<br />
etkinlikleri daha da artar.<br />
** Kolesterolden oluşan pregnenolon tüm steroid hormonların ön<br />
maddesidir.<br />
** Kolesterol biyosentezindeki ara maddelerin çeşitli alternatif gelecekleri<br />
vardır:
İsopentenil pirofosfattan;<br />
• Vitamin A, vitamin E ve vitamin K<br />
• Karotenoidler<br />
• Klorofilin fitol zinciri<br />
• Dolikol (Alkol yapılı)<br />
• Kinon elektron taşıyıcılar sentezlenir.<br />
KOLESTEROL YIKIMI<br />
67<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Kolesterolün halka yapısı insanlarda, CO 2 ve H 2 O’ya metabolize edilemez.<br />
Vücuttan günde yaklaşık 1 gram kolesterol atılır. Daha ziyade sterol halkası şeklinde<br />
vücuttan şu şekillerde kaybedilir:<br />
1- Feçesle atılan safra asitlerine dönüşür.<br />
2- Safra içine yapısı değişmeden salgılanır.<br />
Bunların çoğu yeniden emilir yani entero hepatik dolanımı vardır. Kolesterolün %<br />
50’si, safra asitlerinin de % 97’si barsaklardan geri emilerek tekrar kazanılır.<br />
Atılmak üzere barsağa taşınan kolesterolün bir kısmı, barsak bakterilerince<br />
indirgenerek koprosterol ‘e çevrilir ve dışkıyla atılır.<br />
PLAZMA LİPOPROTEİNLERİ<br />
1- Şilomikronlar<br />
2- Çok düşük dansiteli lipoproteinler (VLDL)<br />
3- Düşük dansiteli lipoproteinler (LDL)<br />
4- Yüksek dansiteli lipoproteinler (HDL)<br />
Plazma lipoproteinlerinin bileşimi:<br />
Lipoproteinlerce taşınan başlıca lipidler, diyetle alınan veya de novo sentezle<br />
elde edilen TG’ler ile, serbest veya ester kolesteroldür. Ortada bir nötral<br />
çekirdek bulunur ve TG ve/veya ester kolesterol içerir. Bu kısmın çevresinde,<br />
apoproteinler, fosfolipid ve serbest kolesterolden oluşmuş bir kabuk kısım<br />
bulunur. Kabuk bileşenlerin polar kısımları, yüzeye yakın bulunarak, lipoprotein<br />
molekülünün suda eriyebilmesini sağlarlar.<br />
• TG’ler; şilomikron ve VLDL’ de hakim olan lipiddir.<br />
• Kolesterol, LDL’ de hakim olan lipiddir.<br />
• Fosfolipidler, HDL’ de hakim olan lipiddir.<br />
Şilomikronlar, yoğunlukları en az, fakat boyutları en büyük partiküllerdir<br />
ve en az protein en çok lipid içerenlerdir. HDL ise, en yoğun plazma<br />
lipoproteinidir.<br />
Elektroforetik mobilitelerine göre ayrım;<br />
• Şilomikronlar göçmezler ve başlangıçta bulunurlar.<br />
• HDL: En hızlı gidendir ve α globülin bandında bulunur.<br />
• VLDL: 2. hızlı gidendir ve pre- β globülin bandında bulunur.<br />
• LDL: 3. hızlı gidendir ve β globülin bandında bulunur.<br />
• IDL: Normal elektroforezde bant oluşturmaz ve VLDL metabolizması ile<br />
oluşan bir ara lipoproteindir.
68<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Lipoprotein<br />
Dansite<br />
(g/ml)<br />
Protein Serbest<br />
Kolesterol<br />
Bileşim (% ağırlık)<br />
Ester<br />
Kolesterol<br />
Fosfolipid Trigliserid<br />
Şilomikronlar < 1.006 2 1 3 9 85<br />
VLDL 0.95-1.006 10 7 12 18 50<br />
LDL 1.006-1.063 23 8 37 20 10<br />
HDL 1.063-1.210 55 2 15 24 4<br />
Apoproteinler:<br />
Glikoprotein yapılıdırlar. Lipoproteinlerin yapısal bileşeni olmalarının yanı sıra,<br />
bazı enzimlerin aktivatörü veya koenzimi olmaları da önemli görevleridir. Pek<br />
çok alt sınıfları vardır ve bazılarının fonksiyonu henüz belirlenememiştir.<br />
• Apo B100 en yüksek molekül ağırlıklı apoproteindir.<br />
• Apo A’lar hem karaciğer hem barsaklarda, Apo B48 barsaklarda, diğerleri<br />
ise karaciğerde sentezlenirler.<br />
• Apo E Argininden zengindir. Yapısındaki bu amino asit kalıntılarının<br />
fonksiyonunda arcılık yaptıkları kabul ediliyor.<br />
Yüzeysel tabakada bulunan bu bileşenlerin fonksiyonlarını şöyle<br />
sıralayabiliriz.<br />
1- Spesifik lipoproteinlerin sentezi ve sekresyonu için gereklidirler.<br />
2- Yüzeysel tabakanın ve dolayısıyla tüm molekülün stabilizasyonunu<br />
sağlarlar.<br />
3- Lipoproteinlerin transformasyonunda enzim kofaktörüdürler.<br />
Apo C-II -- LPL’ ın<br />
Apo A-I -- LCAT’ın kofaktörüdürler.<br />
4-Lipid transfer protein olarak rol oynayabilirler.<br />
HDL’ deki Apo D (CETP)<br />
5-Dokularda lipoprotein reseptörleri ile karşılıklı etkileşim için, tanınma sinyali<br />
verebilirler.<br />
LDL reseptörü için, Apo B100 ve Apo E<br />
Kalıntı reseptörü için, Apo E<br />
Apoprotein Molekül ağırlığı İlgili Lipoprotein Fonksiyon (Bilinen)<br />
Apo A-I 28.331 HDL LCAT aktivatörü<br />
Apo A-II 17.380 HDL LCAT inhibitörü<br />
Apo B 48 240.000 ŞM ----<br />
Apo B 100 513.000 VLDL, LDL LDL reseptörlerine bağlanır.<br />
Apo C-I 7.000 VLDL, HDL LCAT aktivatörü (?)<br />
Apo C-II 8.837 ŞM, VLDL, HDL LPL aktivatörü<br />
Apo C-III 8.751 ŞM, VLDL, HDL LPL inhibitörü (?)<br />
Apo D 32.500 HDL CETP<br />
Apo E 34.145 ŞM, VLDL, HDL Lipoprotein kalıntı reseptörü<br />
Apoproteinlerin Bazı Özellikleri
69<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
LİPOPROTEİN (a):<br />
Plazmada büyük miktarlarda bulunduğu zaman koroner kalp hastalığı<br />
riskini artırdığı düşünülen bir partiküldür. Yapısal olarak, LDL ile benzerdir.<br />
Tek farkı, ek olarak apoprotein (a) içermesidir. Apo (a), tek bir bölgeden<br />
kovalan olarak Apo B100 ile bağlıdır. Yapısı, amino asit içeriği açısından<br />
plazminojene benzer. Plazminojen, plazminin öncülüdür ve plazmin fibrin<br />
pıhtılarının çözünmesini sağlar. Bundan hareketle, Lipoprotein (a)’nın kalp<br />
krizlerini başlatan ve hücre proliferasyonuna neden olan kan pıhtılarının<br />
yıkımını yavaşlattığı varsayılmaktadır.<br />
LİPOPROTEİN (x):<br />
Obstrüktif KC hastalıklarında ve LCAT yetmezliğinde görülen anormal bir<br />
lipoproteindir. LDL dansitesine uyar.<br />
HİPOLİPİDEMİLER<br />
1- Hipobetalipoproteinemi : LDL azalması : Apo B100 ve Apo B48<br />
sentezinde yetersizlikle olur. Hastaların yaşam sürelerinin belirgin bir şekilde<br />
artması beklenir.<br />
2- Abetalipoproteinemi: LDL yokluğu: Akantozis: Apo B100 içeren<br />
lipoproteinlerin sentez ve/veya sekresyonunda defekt vardır. Özellikle LDL<br />
total olarak bulunmaz. Eritrositlerin % 50-70’i dikensi uzantılar içerir ve<br />
akantozis adı buradan gelir.<br />
Vitamin K malabsorbsiyonuna bağlı olarak Protrombin zamanı uzar.<br />
3-Hipoalfalipoproteinemi : HDL azalması : Altta yatan sebep açıkça<br />
belirlenememiştir. Koroner arter hastalık riski artmıştır.<br />
4-Tangier Hastalığı : HDL yokluğu: Oransal olarak selim bir durumdur.<br />
Çünkü, RES’ de kolesterol esterlerinin birikmesine rağmen, majör organ<br />
fonksiyonları genellikle bozulmamıştır. Tangier hastalığında majör problem,<br />
ateroskleroza artmış eğilimdir.<br />
Primer Hiperlipoproteinemiler<br />
• Tip I Hiperlipoproteinemi : Familial Şilomikronemi : Yetersiz veya etkisiz<br />
LPL, anormal miktarlarda şilomikron birikimine neden olur.<br />
Şilomikron birikimi, son derece yükselmiş TG seviyeleriyle sonuçlanır.<br />
Tokluk kan örneklerinde, yüzeyde karakteristik kremamsı tabaka bulunur.<br />
Lipoprotein elektroforezinde, artmış şilomikronlarla birlikte, hafifçe artmış VLDL<br />
ve azalmış HDL saptanır. Serum kolesterol seviyeleri hafifçe artmış olabilir.<br />
• Post heparin lipolitik aktivite yetersizdir. Çünkü heparin, heparan<br />
sülfat içinde yerleşmiş LPL’ı serbestleştirerek lipoliz yapar.<br />
• Tip II Hiperlipoproteinemi : Primer Hiperkolesterolemi : Artmış LDL:<br />
Sebep azalmış hücresel LDL uptake’idir. Tip IIa yalnız LDL artışı ile giderken,<br />
Tip II b ’de LDL + VLDL artışı birliktedir.<br />
• Tip III Hiperlipoproteinemi : Familial Disbetalipoproteinemi : Artmış<br />
IDL: Bunlarda şilomikron kalıntılarının ve IDL’ nin hepatik reseptörlerce<br />
tanınmasında görevli olan Apo E’de defekt vardır. Normal VLDL ve<br />
şilomikron sentezi olabildiği için, şilomikron kalıntıları ve IDL’ nin birikimiyle<br />
gider.
70<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Lipoprotein elektroforezinde, normalde gözlenmeyen IDL’ nin varlığıyla, geniş<br />
β bandı oluşur.<br />
• Tip IV Hiperlipoproteinemi : Familial Hipertrigliseridemi :<br />
Artmış VLDL : Primer bozuklukta defekt VLDL oluşumunda artma,<br />
katabolizmasında azalma veya her iki durumun birlikte bulunmasıdır.<br />
Lipoprotein elektroforezinde, artan VLDL sebebiyle yükselmiş pre β<br />
bandı görülür.<br />
Tip V Hiperlipoproteinemi : Familial Kombine Hiperlipidemi : Artmış VLDL<br />
+ Artmış Şilomikronlar: TG’den zengin lipoproteinlerin azalmış katabolizması<br />
(Apo C II kusuru), aşırı üretimi veya her iki sebebin kombinasyonu ile oluşan<br />
belirgin bir şekilde yükselmiş TG seviyeleriyle gider.<br />
VLDL ve şilomikronların birlikte artışları ile, bekletilen serumda kremamsı<br />
üst tabaka ve bulanıklık birliktedir.<br />
• Tip I ve V’ de şilomikron artışı baskındır ve koroner arter hastalıklarına<br />
eğilim esas bozukluk olarak saptanmaz.<br />
• Tip I’e eksojen, Tip IV’e endojen hiperlipoproteinemiler de denir.<br />
• Serum VLDL miktarı = TG/5<br />
• Serum LDL miktarı = Total kolesterol – (HDL + TG/5)<br />
VİTAMİNLER VE ANTİOKSİDAN SAVUNMA SİSTEMLERİ<br />
I-SUDA ÇÖZÜNEN VİTAMİNLER:<br />
Çoğu, koenzimlerin ön maddeleridirler ve spesifik atom veya fonksiyonel grupları<br />
taşırlar. Genellikle vücutta depolanmazlar (kobalamin ve folik asit KC’ de<br />
depolanır) ve toksik değildirler (Niasin, Askorbik asit ve Piridoksin’in<br />
yüksek dozlarda alınması dışında). Çünkü, ihtiyaçtan fazla alındıklarında<br />
idrarla atılabilirler.<br />
DİYETSEL ÖN MADDE TAŞINAN KİMYASAL<br />
GRUPLAR<br />
KOENZİM<br />
TİAMİN Aldehitler Tiamin Pirofosfat<br />
RİBOFLAVİN Elektronlar Flavin Adenin Dinükleotid<br />
NİASİN Hidrit iyonu (:H’) Nikotinamid Adenin<br />
Dinükleotid<br />
PANTOTENİK ASİT Açil grupları Koenzim A<br />
PİRİDOKSİN Amino grupları Piridoksal Fosfat<br />
KOBALAMİN H atomları ve alkil grupları Deoksi adenozil kobalamin<br />
BİOTİN Karbondioksit Biotin<br />
FOLAT Tek C’lu gruplar Tetrahidro folat<br />
Bazı Vitaminlerin Aktif Şekilleri ve Koenzim Olarak Davranışları
71<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
1- Vitamin B 1 = Tiamin : Enerji metabolizmasında, özellikle karbonhidrat<br />
ve amino asit metabolizmalarında koenzim olarak rol alır. Aktif şekli Tiamin<br />
Pirofosfat (TPP)’ dır.<br />
a- PFY’ da görevli transketolaz enziminin koenzimidir.<br />
b- α-Keto Asitlerin (Piruvat ve α-keto glutarat dehidrogenaz reaksiyonları)<br />
oksidatif dekarboksilasyonunda koenzimdir.<br />
c- Dallı zincirli amino asitlerin α-keto asitlerinin dekarboksilasyonunda<br />
da koenzimdir.<br />
* Eksikliğinde piruvat ve amino asit yıkılımı azalırken, yağların yıkılımı artar.<br />
* Eksikliğinde Beriberi hastalığı oluşur.<br />
Tiamin eksikliği kronik alkoliklerde ve gelişmemiş ülkelerde sıktır.<br />
Wernicke Ensefalopatisi = Wernicke-Korsakoff Sendromu da Tiamin<br />
eksikliği ile oluşur. Apati, hafıza kaybı ve göz kürelerinde anormal oynamalarla<br />
gider.<br />
Eritrosit Transketolaz (ETK) aktivitesinin ölçümü, tiamin göstergesidir.<br />
Bu enzim, TPP varlığında optimal aktivite gösterir.<br />
Furosemid veya etakrinik asit gibi bazı diüretikler, Tiamin eksikliğine yol<br />
açabilirler.<br />
2- Vitamin B 2 = Riboflavin : FMN ve FAD koenzimlerinin bileşiğidir. Bu<br />
koenzimler çeşitli oksidasyon / redüksiyon reaksiyonlarında rol alırlar.<br />
Eksikliği diğer vitaminlerin, özellikle Tiamin ve Niasin eksiklikleri ile birlikte<br />
olur. Yol açtığı spesifik bir hastalık yoktur. Dermatit, ağız köşelerinde çatlaklar<br />
ve glossit oluşur.<br />
GSH Redüktaz aktivitesi, riboflavinin fonksiyonel durumunu yansıtır.<br />
Riboflavin ışığa hassastır ve fototerapi gören yeni doğanlarda eksikliği<br />
oluşabilir.<br />
3- Vitamin B 3 = Niasin: Diyetsel triptofandan sentezlenir. Esansiyel bir<br />
amino asit olan triptofandan organizmada sentezlenebilmesi yüzünden bir<br />
bakıma klasik bir vitamin değildir. Nikotinik asit ve nikotinamid de bu<br />
grup bileşiklerdir. Aktif formları, NAD+ ve NADP+’dir. Bunlar, oksidasyon /<br />
redüksiyon olaylarında rol alırlar. (Dehidrogenaz reaksiyonlarında)<br />
Eksikliğinde, Pellegra hastalığı = 4 D hastalığı (Diare, Dermatit, Demans)<br />
oluşur. Tedavi edilmezse ölümle (Death) sonuçlanır.<br />
Nikotinik asit, plazma kolesterolünü düşürmek için, tedavide uygulanmıştır.<br />
Etkisini lipolizi inhibe ederek yapar. Adipoz dokudan KC’e yağ asidi akımı<br />
azalır ve VLDL, IDL ve LDL azalır.<br />
Yüksek doz Niasin kullanımı histamin saldırarak, şiddetli flushing, kaşıntı,<br />
gastro intestinal bozukluklar ve astım krizi oluşturabilir. Akantozis Nigrikans<br />
oluşabilir. Günde 3 g.’dan fazla dozlarda, serum ürik asit ve tokluk glukoz<br />
seviyelerini artırabilir. Yüksek dozlarda ayrıca, hepatotoksik olabilir.<br />
** Vitamin B6’nın aktif formu olan PLP, triptofandan NAD+ sentezlenen yolda<br />
kofaktördür. Bu yüzden, vitamin B6 yetmezliğinde, Niasin eksikliği belirtileri<br />
de oluşabilir.<br />
** Pek çok vitaminin tersine, gebelikte niasin gereksinimi artmaz.
72<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
4- Vitamin B5 = Pantotenik asit: Aktif şekli, co A ve ACP (Acil Taşıyıcı<br />
Protein) ‘dir. Tiol grubu ile acil radikallerinin taşınmasını sağlar. ACP, yağ asidi<br />
sentaz kompleksinin bir parçasıdır.<br />
İnsanda eksikliği pek görülmez.<br />
5- Vitamin B6 = Piridoksin: Piridoksal ve piridoksamin gibi bağlantılı<br />
bileşiklerin tümünü içerir. Piridin türevidirler ve aktif formları, PLP (Piridoksal<br />
Fosfat)’dır.<br />
** PLP;<br />
• Transaminasyonda<br />
• Nonoksidatif Deaminasyonda<br />
• Amino asitlerin dekarboksilasyonunda (amino asitlerden biyolojik amin<br />
oluşumunda) ve<br />
• Kondansasyon (Hem sentezinde) reaksiyonlarında kullanılır.<br />
Nadir görülen eksikliğinde; konvülzyonlar, dermatit, bulantı ve kusma gibi<br />
gastrointestinal bozukluklar ve sideroblastik aneminin bir formu oluşur.<br />
Uzun süre 2 g/günden oldukça fazla alınırsa şiddetli periferal nöropatilere<br />
yol açabilir. Ataksi, perioral uyuşukluk, vibrasyon ve pozisyon duyusunun<br />
kaybı ile gider.<br />
• Bazı amino asitlerin hücre membranından geçmesini kolaylaştırdığına<br />
inanılır. Yani barsaktan amino asit emilimini artırır.<br />
6- Vitamin B 9 = Folik asit = Pteroil glutamik asit: Tek C transfer<br />
reaksiyonlarında anahtar rol oynar. Aktif şekli tetra hidro folat (H 4 Folat)’tır.<br />
Pürin sentezi ve amino asit interkonversiyon reaksiyonlarında görevlidir.<br />
Folat eksikliğinde; hücre bölünmesi ve protein sentezi bozulur. Megaloblastik<br />
anemi ve büyüme geriliği görülür. Eritropoetik kök hücrelerde DNA sentezinin<br />
azalması aneminin nedenidir.<br />
Histidin yüklenmesiyle, idrarda FİGLU (Form imino glutamik asit) artar.<br />
Metotreksat, folik asit anoloğudur ve folattan H4 folat sentezini gerçekleştiren,<br />
Dihidrofolat redüktazın yarışmalı inhibitörüdür.<br />
7- Vitamin B12 = Kobalamin: Corin Halkası içinde Kobalt içerir. Yapısında<br />
C-Co bağı vardır. Emilimi ileumdan ve mideden salgılanan özel bir protein<br />
(İntrensek faktör) varlığında olur. Aktif şekilleri, metil kobalamin ve<br />
deoksi adenozil kobalamindir. Karaciğerde metilli, hidroksilli ve adenozilli<br />
formlarda depo edilmektedir.<br />
İnsanda 2 reaksiyon için gereklidir:<br />
a- Metyonin sentaz reaksiyonu için (Homosisteinden metyonin sentezinde)<br />
b- Metil malonil co A mutaz reaksiyonu için gereklidir.<br />
Eksikliğinde, anormal yağ asitleri birikir ve hücre zarının yapısına katılır.<br />
Nörolojik bulgulara yol açar. Pernisiöz anemi oluşur.<br />
Schilling Testi ile; aneminin İntrensek faktör eksikliğinemi, B 12 vitamini<br />
alım eksikliğinemi yoksa terminal ileumdan emilim bozukluğuna mı bağlı<br />
olduğu araştırılır.<br />
Bakterilerce barsaklarda sentezlenir. Hayvansal kaynaklıdır. Bitkilerde hiç<br />
bulunmaz.
73<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
8- Biotin = Vitamin H: Karbondioksit taşıyıcı olarak, karboksilasyon<br />
reaksiyonlarında rol alır.<br />
Diyetin yanı sıra, barsak bakterilerince de sentezlendiğinden eksikliği<br />
pek görülmez. Çiğ yumurta akında bulunan AVİDİN, biotinle bağlanarak<br />
emilimini engeller ve yetmezliğe yol açar.<br />
9- Askorbik Asit = Vitamin C: Aktif hali vitaminin kendisidir. Hidroksilasyon<br />
reaksiyonlarında rol alır.<br />
Gerekli olduğu yerler şunlardır:<br />
a- Kollajen sentezinde prolil ve lizil kalıntılarının hidroksilasyonunda<br />
b- Tirozin yıkılımında (normal amino asit metabolizmasında)<br />
c- Tirozinden epinefrin sentezinde (adrenal hormon sentezi) - ACTH uyarısı<br />
ile C vitamini tüketimi artar. Çünkü, NA’den A sentezleten PNMT (Fenil<br />
Etanolamin N-metil Transferaz) aktivitesi glikokortikoidlerle artıyor.<br />
d- Safra asidi sentezinde, 7 a-Hidroksilaz basamağında<br />
e- Barsaklardan demir emiliminde- Normal ferritin/ hemosiderin<br />
oranlarının korunmasını sağlayarak, demirin depolanma ve dağılımını<br />
düzenler.<br />
f- Antioksidan olarak çeşitli reaksiyonlarda (lökosit fonksiyonlarında, pek<br />
çok drog metabolizmasında) kullanılır. C vitamini; moleküler oksijen,<br />
nitrat, sitokrom a ve c için indirgeyici bir ajandır.<br />
Kanama Zamanı; platelet fonksiyonları ve vasküler bütünlük için önemli bir<br />
göstergedir. C vitamini lizil hidroksilaz kofaktörü olarak kollajen oluşumunda<br />
görevlidir. Böylece, C vitamin eksikliğinde kan damarları frajil olarak dermis<br />
içine kanamalara yani purpuralara neden olur.<br />
Eksikliğinde Skorbüt hastalığı oluşur. İnfantil Skorbüt Barlow Hastalığı<br />
olarak da bilinir.<br />
Akut toksisite görülmez. Ancak uzun süre günde 1 gramdan fazla alındığında;<br />
barsaktan vitamin B 12 absorbsiyonunu etkileyebilir, östrojen kullanan<br />
kadınlarda östrojenin kan seviyelerini artırır ve böbrekte oksalat taşlarının<br />
oluşumuna zemin hazırlar.<br />
10-Vitamin P = Kapiller geçirgenliğini düzenleyen bir glikoziddir.<br />
II-YAĞDA ÇÖZÜNEN VİTAMİNLER: A, D ve K vitaminleri öncelikli olarak<br />
KC’ de; E vitamini ise adipoz dokuda depolanırlar. İdrarda atılamamaları<br />
birikmelerine neden olur. Özellikle A ve D vitaminleri, fazla miktarda<br />
alındıklarında birikerek toksik olurlar.<br />
1-Vitamin A = Retinol: Görme, büyüme, üreme ve epitel dokunun<br />
devamlılığının sağlanmasında görevli bir grup maddeyi içerir. Bunlara<br />
retinoidler denir. Retinoik asit ve retinal sayılabilir.<br />
Sebze ve meyvelerde bulunan karoten, bunların prekürsörüdür. Plazmada<br />
retinol bağlayıcı protein (RBP) ile taşınır.
74<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Gözde görme olayı;<br />
Karanlıkta Rodopsin (11-cis retinal+Opsin)<br />
↓<br />
Aktif Rodopsin (All trans retinal+Opsin)<br />
↓<br />
Beyne elektrik sinyal iletimi ve görme olayı<br />
Eksikliğinde, en erken bulgu gece körlüğüdür. Uzadıkça, konjonktiva ve<br />
korneada kuruluk (Kseroftalmi ve konjonktivada BİTOT lekeleri) olur,<br />
ilerlerse ülser ve körlük gelişir. Büyüme geriliği, akneler, üreme bozuklukları,<br />
menstrüel siklus bozuklukları, artmış kanser riski, apati ve hidrosefali vardır.<br />
Antioksidan olarak kronik hastalıkların önlenmesinde rol oynar.<br />
Hipervitaminoz A: Günde 7,5 mg’dan fazla alındığında oluşur. Ciltte<br />
kuruluk ve kaşıntı, kemik ve eklem ağrıları, saç dökülmesi, kilo kaybı,<br />
hepatosplenomegali ve KİBAS oluşur.<br />
** A vitamininin hem eksikliğinde, hem de toksisitesinde psöudotümör<br />
serebri oluşur.<br />
2-Vitamin D = Kalsiferol: Bitkilerde ergokalsiferol (Vitamin D2),<br />
hayvanlarda kolekalsiferol (Vitamin D3) şeklinde bulunur. İskelet oluşumu<br />
ve mineral homeostazisi için gereklidir.<br />
En aktif şekli; 1, 25 (OH)2 D3’dür.<br />
Kanda bulunan majör formu; 25 OH D3 ‘dür. En toksik vitamindir.<br />
3-Vitamin E = Tokoferol : Güçlü antioksidandır. Serbest radikalleri tutarak<br />
doymamış yağ asitlerinin oksidasyonunu önler. Hücre membran bütünlüğü ve<br />
membran seviyesi olaylar için önemlidir. Mesela ; drog metabolizması, hem<br />
biyosentezi, ETZ ve Nöromusküler uyarılma gibi...<br />
α-tokoferol: En yaygın bulunan<br />
Biyolojik olarak en aktif olan<br />
En çok ölçülen formudur.<br />
Eksikliği sadece prematürelerde görülür.<br />
Antisterilite vitamin de denir.<br />
Yağda eriyen vitaminler içinde en az toksik olandır.<br />
4-Vitamin K = Protrombin Faktör: Bitkilerde Fillokinon (K1), barsak<br />
bakteriyel florasında Menakinon (K2) şeklindedir.<br />
• Faktör II, VII, IX ve X sentezlerinde,<br />
• Protein C ve S sentezlerinde,<br />
• Osteokalsin sentezinde gereklidir.<br />
Bu faktörlerin glutamik asitlerinin gama karboksilasyonu KC’ de oluşur ve K<br />
vitaminine bağımlıdır.<br />
K vitamini barsak bakterilerince sentezlenebilir.<br />
İnfantlarda fazlalığı, hiperbilirubineminin güçlenmesine ve kernikterusa yol<br />
açar. Gebelere verilmesi yeni doğanda sarılığa yol açabilir.
75<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Warfarin, Vitamin K’ nın sentetik anoloğudur ve protrombin oluşumunda<br />
yarışmalı inhibitör olarak rol oynar. Artmış kan pıhtılaşmasının tehlikeli<br />
olduğu cerrahi hastalarında ve koroner trombozda kullanılır.<br />
** Protrombin zamanı K vitamini durumunun fonksiyonel göstergesidir.<br />
Referans aralık, 11-15 saniyedir.<br />
ANTİOKSİDAN SAVUNMA SİSTEMLERİ<br />
Antioksidan savunma sistemleri, serbest oksijen radikallerine karşı 3 yolla etkilerini<br />
gösterirler:<br />
1- Radikal reaksiyonlarının sona erdirilmesi<br />
2- Radikal oluşumunun sınırlandırılması<br />
3- Oluşan radikallerin detoksifikasyonu<br />
1-Radikal reaksiyonlarının sona erdirilmesi: Bu maddeler, çeşitli radikalleri<br />
ortadan kaldırarak zincir reaksiyonlarının ilerlemesine engel olurlar.<br />
E vitamini : Hücre zarındaki en önemli zincir kırıcı antioksidandır.<br />
C vitamini: Plazmadaki radikallere karşı ilk koruyucu sistemdir.<br />
A vitamini: Lipofilik antioksidanlardır.<br />
Ürik asit: Suda çözünen bir antioksidandır.<br />
Bilirubin: Etkili bir peroksit radikali temizleyicisidir. Yeni doğanın bilinen en<br />
güçlü antioksidanıdır. 10 mg/dl üzerinde serbest radikal hasarını önler.<br />
Ubikinon: Zar fosfolipidlerini oksidatif hasardan korur.<br />
Selenyum: Glutatyon Peroksidazın hem sentezi, hem de aktivasyonu için<br />
gereklidir.<br />
2-Radikal oluşumunun sınırlandırılması: Serbest radikal öncülerini deaktive<br />
ederek, radikal üretimini önlerler. Metal iyonlarını bağlayan ekstrasellüler<br />
antioksidanlardır.<br />
Transferrin:Bağladığı demir, hidroksil radikal oluşumu veya lipid peroksidasyonunda<br />
rol alamamaktadır.<br />
Albümin:Bakırı bağlayarak, bakır iyonlarının yol açtığı lipid peroksidasyonu ve<br />
hidroksil radikal oluşumunu inhibe eder.<br />
Seruloplazmin: Bakırı bağlayarak etki eder.<br />
Haptoglobin ve hemopeksin: Lipid peroksidasyonunu hızlandıran miyoglobin<br />
ve hemoglobinin etkilerini, Hem ve Hb’i tutarak engellerler.<br />
3-Oluşan radikallerin detoksifikasyonu: Memeli hücrelerinde radikal<br />
detoksifikasyonunda görev alan SOD, Katalaz ve GSH peroksidaz örneklerdir.<br />
Glutatyonlu sistemin tamamlanması için, GSH redüktaz ve Glukoz 6 Fosfat<br />
Dehidrogenaz da devreye girerler.
76<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
HORMONLAR<br />
HORMONLARIN SINIFLANDIRILMASI ve SEKONDER<br />
HABERCİLER<br />
Hormonlar, çok hücreli organizmalarda farklı hücrelerin aktivitelerini düzenleyen<br />
endokrin sistemdeki kimyasal habercilerdir.<br />
Hormonların hepsi kana, buradan da etkinin görüleceği hedef hücreye giderler.<br />
Hormonların hücrede etki gösterebilmesi için spesifik moleküllere bağlanmaları gerekir,<br />
bu moleküllere reseptör denir.<br />
Reseptörler; makromoleküllerdir ve genellikle glikoprotein yapılıdırlar.<br />
Sınıflandırma:<br />
Yapılarına göre 4’e ayrılırlar;<br />
1- Peptid ( = protein ) yapılı olanlar: Hİpotalamus, hipofiz ve pankreas<br />
hormonları. Yarılanma ömürleri kısa, 5-60 dk’dır.<br />
2- Steroid yapılı olanlar: Kolesterol türevi hormonlar: Adrenal korteks ve gonad<br />
hormonları. Yarılanma ömürleri uzun, 60-100 dk’dır.<br />
3- Amino asit ( = Tirozin ) türevi olanlar: Tiroid ve adrenal medulla hormonları.<br />
Adrenalinin yarılanma ömrü 1 dk’dan kısa iken, Tiroksininki yaklaşık 1<br />
haftadır.<br />
4- Eikosanoidler: Yağ asidi türevi hormonlar: 20 C’lu PUFA’dan oluşurlar.<br />
ETKİ MEKANİZMALARI<br />
1- Hücre zarı üzerinde bir reseptöre bağlanıp, membrana bağımlı adenilat siklazı<br />
aktive ederek.<br />
2- Hücre zarı üzerinde bir reseptöre bağlanıp, henüz açıklanamamış mekanizmalarla<br />
hücreye sinyal ileterek.<br />
3- Hücre içi reseptörlere bağlanarak: Hormon-reseptör kompleksi, modüle edici<br />
gen ekspresyonunu ve yanıt ortaya çıkmasını sağlar. ilk hormon - reseptör<br />
etkileşimi sitozolde olup, nükleusa nakledilebilir veya direkt nükleus içinde<br />
olabilir.<br />
Etki mekanizmalarının incelenmesi:<br />
I- Peptid yapılı hormonlar ile katekolaminlerin reseptörleri hücre<br />
yüzeyindedir ve hedef dokularına proteinlere bağlanmadan taşınırlar.<br />
Primer haberci hormondur. Sekonder haberciler ise ; cAMP, cGMP, Ca ve<br />
fosfotidilinozitol yıkılım ürünleri (inozitol 1,4,5- trifosfat ve diaçilgliserol)<br />
olabilir.<br />
Bazı hormonlar için, sekonder haberciler bilinmez. Bu hormonları 2 grupta<br />
inceleyebiliriz:
77<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
A- İnsulin ve çeşitli büyüme faktörleri: Bunlar membran reseptörüne<br />
bağlandıktan sonra muhtemelen, tirozin kinaz bölgelerinde fosforilasyona<br />
neden olurlar. Ancak, fosforile olan bu bölgelerin hücre içindeki enzimlerin<br />
aktivitelerini nasıl değiştirdiği bilinmiyor. Bazı onkojen virusların da<br />
bu şekilde etki ettiği sanılıyor. İnsulin için söz konusu olan bir başka<br />
etki mekanizması ise, indirekt olarak hücre içi fosfodiesterazı aktive<br />
ederek cAMP düzeylerini düşürmesidir. Glukagona ters etkilerinde bu<br />
mekanizmanın kullanıldığı sanılıyor.<br />
B- Büyüme Hormonu, Prolaktin ve Koryonik Somatotropin: Bunların<br />
reseptöre bağlandıktan sonra nasıl etki ettikleri bilinmiyor. Ancak bu 2<br />
grup arasında bazı ilişkiler mevcut. Örn, GH bazı etkilerini IGF-I (=İnsulin<br />
Like Growth Factor) aracılığı ile yapar.<br />
BİLİNEN SEKONDER HABERCİLER<br />
1- cAMP:Adenilat siklaz yolu : Bu yolla etki yapan hormonlar, reseptör yakınında<br />
bulunan G-proteinleri (=sinyal ileti proteinleri) aracılığı ile hormonal işaretlerini<br />
diğer hücresel bileşenlere iletirler.<br />
Adenilat siklaz, ATP`den, cAMP ve PPi oluşumunu katalizler. Enzim büyük bir integral<br />
zar proteinidir ve reseptöre G-proteini aracılığıyla bağlanır.<br />
G-proteini, α, ve γ olarak isimlendirilen 3 alt birimden oluşmuş, intramembranel<br />
bir proteindir. Guanin nükleotidlerini bağlar. 2 formda bulunur, GTP bağlanmışsa<br />
adenilat siklaz aktive olur, GDP bağlanmışsa olmaz. Normalde GDP bağlıdır,<br />
hormon-reseptör kompleksinin oluşmasıyla GTP`ye çevrilir. Geri dönüşü GTPaz<br />
ile mümkündür. (**Kolera toksini GTPazı inhibe eder.) Aktive adenilat siklaz hücre<br />
içi cAMP`yi arttırır. cAMP hücre içinde kendisine spesifik protein kinazı aktive<br />
eder. Bu da spesifik hücresel proteinleri fosforiller. Bu kovalan modifikasyondur.<br />
Fosforillenen enzimlerin kimisi aktive, kimisi inaktive olur.<br />
cAMP`nin parçalanması, siklik nükleotid fosfodiesteraz ile olur, metilli<br />
ksantinler, kafein ve teofilin bu enzimi inhibe eder.<br />
Etkinin sona ermesi:<br />
Ya G proteininin bağlandığı GTP`nin GTPaz ile GDP`ye çevrilmesiyle veya<br />
cAMP`nin fosfodiesteraz ile parçalanmasıyla olur. Sekonder haberci olarak<br />
cAMP kullanan hormonların çoğu adenilat siklazı aktive ederler ve G<br />
stimülatör protein kullanan hormonlar olarak bilinirler. Somatostatin,<br />
Asetil kolin, Anjiotensin II, Opiatlar ve α2 adrenerjikler ise adenilat<br />
siklazı inhibe eden maddelerdir. Yani bunlar G inhibitör protein<br />
kullanırlar.<br />
2- cGMP : Aynen cAMP gibi oluşur. Guanilat siklazın kataliziyle GTP`den<br />
meydana gelir. Atriopeptidlerden ANP (=Atrial Natriüretik Peptid) membrana<br />
bağımlı guanilat siklazı aktive ederek cGMP oluşturur. Guanilat siklaz ve cGMP,<br />
hücrelerin çoğunda vardır ama cAMP`den daha azdır. Nitrik oksit (=NO) de<br />
cGMP bağımlı bir maddedir.<br />
3- İnozitol trifosfat (IP3) ve Diaçilgliserol : Hücre zarında bulunan membran<br />
lipidlerinden olan fosfatidil inozitol 4,5 bisfosfat; Fosfolipaz C ile parçalanarak,<br />
IP3 ve diaçilgliserol oluşur. Her ikisi de ikinci habercidir.
78<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
IP3`ün cAMP`den farkı, direkt enzim aktivasyonu yapmamasıdır. Hücre içi Ca<br />
konsantrasyonunu artırır. ER`dan depo Ca’u, sitozole saldırır. Ca-kalmodulin<br />
kompleksi oluşur, bu kalmodulin bağımlı protein kinazı aktive eder. Bu da<br />
fosforilasyon yapar. Hem cAMP hem IP3 birlikte kullanılabilir. IP3 çok kısa ömürlüdür.<br />
Etkinin sona ermesi için, IP3 inozitol trifosfataz enzimi ile parçalanır.<br />
Diaçil gliserol de Ca ile birlikte, membrana bağlı protein kinaz C’ yi aktifler.<br />
Bu enzim de, hedef enzimlere ATP’den fosfat transfer ederek, bu enzimlerin<br />
aktivitelerini düzenler.<br />
4- Ca: Hormon uyarısıyla hücre içinde arttığında kalmoduline bağlanır, kalmodulin<br />
bağımlı protein kinaz aktive olur ve fosforilasyon olur. Etkinin sona ermesi için<br />
ya Ca bağlı hale geçer ya da dışarı pompalanır.<br />
Kalmodulin; bir regülatör proteindir. İskelet kasındaki Troponin-C gibi fonksiyon<br />
yapar. Kalsiyumun fonksiyonuna aracılık eden bir ara maddedir.<br />
II- Steroid yapılı hormonların ve D vitamininin reseptörleri, hücre içinde<br />
sitoplazmada bulunur. Bu hormonlar ise, hedef dokularına taşıyıcı proteinler ile<br />
götürülürler.<br />
Hedeflerine ulaşınca taşıyıcı proteinden ayrılıp, membranı geçerek, hücre içinde<br />
özgün reseptörlerine bağlanırlar. Oluşan hormon-reseptör kompleksi, nükleusa<br />
transloke olur, DNA’nın spesifik bölgelerine bağlanır. Bunun sonucunda spesifik bir<br />
genin ekspresyonunda değişiklik olur. Çoğunlukla gen ekspresyonu uyarılır ve<br />
kodlanan proteinin sentezine yol açar. Bu tip etki oldukça geç ortaya çıkar.<br />
Etkinin bitmesi için hormon-reseptör kompleksi kromatinden ayrılır, nükleusu terk<br />
eder ve birbirinden de ayrılır. Bu grup hormonlar; östrojenler, glikokortikoidler,<br />
mineralokortikoidler, progestinler, kalsitriol ve androjenlerdir.<br />
III- Tiroid hormonları (T3 ve T4) reseptörü nükleusta olan tek hormon grubudur.<br />
Reseptörleri nonhiston asidik proteinlerdir ve DNA segmentleriyle kompleks<br />
yapmışlardır. Hormonun bağlanması, mRNA sentezini arttırır ve muhtemelen enzim<br />
olan bir proteinin translasyonu olur. Reseptörün T3’e afinitesi T4`den fazladır.<br />
HORMONLARIN İNCELENMESİ<br />
HİPOTALAMUS HORMONLARI<br />
• CRH : Kortikotropin Releasing Hormon<br />
• TRH : Tirotropin Releasing Hormon<br />
• GnRH : LHRH : Gonadotropin Releasing Hormon<br />
• GHRH : Growth Hormon Releasing Hormon<br />
• GHRIH : Somatostatin : Growth Hormon Inhibiting Hormon<br />
• PIH : Dopamin : Prolaktin Inhibiting Hormon<br />
• PRF : PRH : Prolaktin Releasing Hormon<br />
PIH dışında diğerleri peptid veya protein yapısındadırlar. PIH amino asit<br />
türevi, katekolaminlerden birisidir.
79<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Hipotalamusta sentezlenen hormonlar, hipotalamik - hipofizial portal sistemle<br />
doğrudan hipofize geçerler. Hipofiz ön lobuna etki ederek hormon salınmasına veya<br />
salgının inhibisyonuna yol açarlar. Hipotalamus hormonlarına bu yüzden releasing<br />
hormonlar denir. Hipofiz arka lob hormonları ise, hipotalamustan salgılanıp, arka<br />
loba gelir ve depolanırlar.<br />
PRF’ nin yapısı tam olarak bilinmiyor. Bazı kaynaklara göre PRF bulunmaz ve TRH,<br />
PRL salınımını uyarıcı rolü de üstlenmiştir.<br />
HİPOFİZ HORMONLARI<br />
Hipofiz ( = pitüiter bez ); adenohipofiz, nörohipofiz ve ara lob olarak 3’e ayrılır.<br />
Adenohipofiz, hipofiz ön lobu, ara lob ve sapın büyük kısmını, nörohipofiz ise arka<br />
lobu ve sapın kalanını kapsar.<br />
Ara lob, insanlarda gelişmemiştir, fetusta vardır ama erişkinlerde rudimenterdir.<br />
CRH ile kontrol edilmez.<br />
HİPOFİZ ÖN LOB HORMONLARI:<br />
Hemen hepsi tropik hormonlardır yani başka bir endokrin bezin fonksiyonunu,<br />
büyüme ve gelişmesini sağlarlar. Peptid-protein yapılı hormonlardır.<br />
Hemotoksilen eozin boyası ile 3 tip hücre gösterilmiştir:<br />
A. Kromofoblar : Boyanmazlar. Kortikotrop hücre adını alırlar ve başlıca ACTH<br />
olmak üzere POMC ailesi hormonların kaynağıdırlar.<br />
B. Asidofiller: Kırmızı boyanırlar. Somatotrop hücrelerden GH, laktotroplardan<br />
PRL salınır. Yani, Somatomamotropin ailesi hormonların kaynağıdırlar.<br />
C. Bazofiller: Mavi boyanırlar. Tirotroplar TSH, gonadotroplar FSH ve LH salarlar.<br />
Yani Glikoprotein hormon ailesinin kaynağıdırlar.<br />
Adenohipofiz hormonları 3 grupta incelenir:<br />
1-POMC ailesi:<br />
• ACTH<br />
• β-LPH<br />
• MSH<br />
• Endorfinler<br />
2- Somatomamotropin ailesi:<br />
• GH<br />
• PRL<br />
• hPL (plasenta kaynaklı, human plasental laktojen = koryonik<br />
somatomamotropin)<br />
3-Glikoprotein hormon ailesi:<br />
• TSH<br />
• LH<br />
• FSH<br />
• hCG (plasenta kaynaklı, human koryonik gonadotropin)
80<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
HİPOFİZ ARKA LOB HORMONLARI:<br />
Hipotalamusca sentezlenip, pasif difüzyonla ve aksonal aksla hipofize yollanan<br />
2 hormon vardır:<br />
Vazopressin (ADH) : Nörofizin II : Supraoptik nükleus<br />
Oksitosin : Nörofizin I : Paraventriküler nükleus<br />
EPİFİZ (=PİNEAL BEZ)<br />
Serebrum 3. ventrikül arka duvarında yer alır. Esas fonksiyonu bilinmiyor.<br />
Melatonin pineal parankim hücrelerinde triptofandan sentezlenir. Sentez<br />
serotonin üzerinden olur. Karanlıkta melatonin yüksek, serotonin düşüktür. Bu<br />
hormon bazı hayvanlarda gonadotropinlerin (FSH, LH) inhibisyonundan sorumlu,<br />
fakat insanlarda bu etkisi kesin değil. Ek olarak, pineal bezin sirkadyen ritmin<br />
kontrolünde rolü vardır.<br />
TİROİD HORMONLARI<br />
Tiroid bezinde 3 hormon sentezlenir.<br />
• T3<br />
• T4<br />
• Kalsitonin<br />
T3 ve T4 amino asit türevi, kalsitonin ise peptid yapılıdır. Tiroid hormonları<br />
folikül hücrelerinde, kalsitonin ise parafoliküler hücrelerde sentezlenir.<br />
Tiroid hormonları tirozinden sentezlenir. Biyolojik olarak aktif form, T3’dür ve<br />
tiroid dışı dokularda T4’den oluşur. T4’ün önemli bir aktivitesi yoktur, öncü<br />
hormondur.<br />
Tiroid hormon sentezi için, 2 substrat gereklidir:<br />
a- İntrensek substrat; bir glikoprotein olan tiroglobulin (TG)’dir. Folikül<br />
hücrelerinin ribozomal ER’ unda sentezlenir, folikül lümenine verilir. Yaklaşık 120<br />
adet tirozin içerir.<br />
b- Ekstrensek substrat; diyette inorganik iyodür olarak bulunan elemental<br />
iyottur.<br />
Tiroid hormon biyosentezi<br />
1- İyot foliküler hücrelerce aktif olarak kandan alınır. Tek değerlikli bazı<br />
anyonlar burada iyotla yarışır. Örn; perklorat, perteknetat, tiyosiyonat. Bu<br />
iyot uptake basamağı, tiroid hormon sentezinde hız kısıtlayıcı basamaktır.<br />
2- Tiroid bezine alınan iyot, tiroperoksidaz ile okside edilip, aktiflenir. Bu<br />
reaksiyon H2 O2 ve NADPH gerektirir. Aktive iyot, TG üzerindeki tirozin<br />
bakiyelerine bağlanır. İlk iyotlanma ile 3-monoiyodotirozin (MIT), ikinci ile<br />
3,5-diiyodotirozin (DIT) oluşur.<br />
İyodun oksidasyon basamağı, Tioüre grubu ilaçlar ve imidazol ile inhibe edilir.<br />
MIT ve DIT oluşumu engellenir. Bu ilaçlar, antitiroid tedavide kullanılırlar.<br />
3- Bu iki molekül birleşir. Bunu ya tiroperoksidaz ya da bir coupling<br />
enzim katalizler. Daha çok DIT’ lerin birleşmesiyle 3,5,3’,5’-tetraiyodotironin<br />
(tiroksin, T4) oluşumu tercih edilir. Bir DIT ve bir MIT birleşirse de 3,5,3’triiyodotironin<br />
(T3) oluşur. Az miktarda 3,3’,5’-triiyodotironin (rT3) de<br />
oluşabilir.
81<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
4- Bu durumda TG üzerinde bağlı DIT, MIT, T3 ve T4 bulunur. Bu şekilde<br />
kolloidde depolanırlar. Hormon gerekince, kolloid lizozomlarda yıkılır, T4,<br />
DIT, MIT ve az miktarda T3 serbestleşir. Sitozole verilir, T3 ve T4 dolaşıma<br />
geçer. DIT ve MIT ise iyodotirozin deiyodinaz ile deiyodinize edilir, iyodür ya<br />
yeniden kullanılır ya da kana verilir. Kalan kısım amino asitlerine kadar yıkılır<br />
ve yeniden kullanılır.<br />
Tiroid sekresyonunda T4 / T3 oranı 10 / 1’ dir.<br />
Bütün bu kademeler TSH ile uyarılır. Folikül hücrelerinde TSH reseptörleri<br />
bulunur, sekonder habercisi cAMP’ dir.<br />
Tiroid hormonları kanda serum proteinlerine bağlı dolaşırlar:<br />
a- Majör protein, tiroksin bağlayıcı globülindir (TBG): Bir glikoproteindir,<br />
elektroforezde a1 globülin bandında yürür. T4 için yüksek, T3 için orta<br />
derecede afinite gösterir.<br />
b- Tiroksin bağlayan Prealbumin (TBPA, transtretin): Retinolün yanı sıra T4<br />
de taşır. T3’ü bağlamaz.<br />
c- İkisine de bağlanmayanlar albümine bağlanır.<br />
d- Çok azı da serbest dolaşır. T3, T4’ten çok daha hızlı hücreler tarafından<br />
alınır ve metabolize edilir.<br />
Taşıyıcı proteinler T3’den çok T4 bağlarlar. Hedef dokulardaki reseptör<br />
proteinler ise T3’e yüksek afinite gösterirler.<br />
Dolaşımdaki T3’ün %90’ı, T4’ün periferik değişiminden gelir. Bunu sağlayan<br />
enzim 5’-deiyodinazdır. İnhibe edilirse T4’ten rT3 oluşumu artar. Örn;<br />
hepatik siroz ve böbrek yetmezliğinde, glikokortikoidler ile, propil tiyourasil<br />
tedavisi ile ve fetusta enzimin gen ekspresyonu henüz yetersiz olduğundan<br />
rT3 yüksek konsantrasyonlardadır.<br />
Etkileri:<br />
Hedefi tüm hücre ve dokulardır.<br />
• Karbonhidrat sentez ve yıkımını artırır. Glukozun barsaktan emilimini artırır.<br />
Kan şekerini yükseltir.<br />
• Pek çok dokuda amino asit transportunu artırarak protein sentezini artırır.<br />
Fizyolojik şartlarda sentezini baskıladığı tek protein hipofizdeki TSH’ dır.<br />
• Lipid sentezi ve yıkımını artırır. Serum triaçilgliserol ve kolesterol<br />
düzeylerini azaltır. Kolesterolün safra asitlerine çevrilerek atılmasını<br />
sağlar. Adipoz dokuda katekolaminler ile indüklenen lipolizi, hormona<br />
duyarlı lipazı aktive ederek artırır. Kanda serbest yağ asitleri artar,<br />
karaciğerde keton cismi oluşumunda kullanılır. Periferde ise lipoprotein<br />
lipazı aktive ederek triaçilgliserol ve keton kullanımını artırır.<br />
KALSİYUM VE FOSFAT METABOLİZMASIYLA İLGİLİ<br />
HORMONLAR<br />
İnsan vücudunda yaklaşık 1000 g kadar bulunan kalsiyumun % 99’u fosfat ile<br />
kombine bir şekilde, hidroksiapatit şeklinde kemikte yer alır. Kemik kalsiyumunun<br />
yalnız %1’i plazma kalsiyumu ile serbestçe değiş-tokuşa uğrayan bir havuzdadır.<br />
İşte hormonlar bu havuza etki ile plazma kalsiyumunu belli bir aralıkta tutmaya<br />
çalışırlar.
82<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Total serum kalsiyumu 3 formda bulunur:<br />
1- % 46’sı proteinlere bağlı (% 80’i albümin, % 20’si globülinlere)<br />
2- % 7’si sitrat, fosfat, laktat ve sülfata bağlı<br />
3- % 47’si serbest: İyonize kalsiyum (Ca ++ ): Fizyolojik olarak aktif olan<br />
kısımdır.<br />
Alkalozda iyonize [Ca ++ ] azalırken, asidozda artar. Çünkü asidozda fazla H +<br />
iyonları albümine bağlanarak serbest Ca ++ artışına neden olurlar.<br />
Plazma kalsiyumu, 9-11 mg/dl’dir. Bu düzeyin devamlılığı, 3 hormon kontrolü<br />
ile sağlanır. Bunlar; PTH, Kalsitriol ve Kalsitonin’dir.<br />
HORMON KEMİK (Rezorpsiyon) BÖBREK<br />
(Reabsorb.)<br />
BARSAK (Absorb.)<br />
Parathormon Kalsiyum ↑, Fosfat ↑ Kalsiyum ↑, Fosfat ↓ Kalsiyum ↑, Fosfat ↑<br />
(İndirekt etki)<br />
Kalsitriol (D vit.) Kalsiyum ↑, Fosfat ↑ Kalsiyum ↑, Fosfat ↑ Kalsiyum ↑, Fosfat ↑<br />
Kalsitonin Kalsiyum ↓ , Fosfat ↓ Kalsiyum ↓ , Fosfat ↓ Etkisiz<br />
Şekil: Kalsiyum Regüle Edici Hormonların Etkileri<br />
Parathormon (=PTH):<br />
84 amino asitlik paratiroid bezlerde sentezlenen bir polipeptiddir. İlk<br />
sentezlenen form preproPTH’dur. Bundan ribozomal ER’ da pro PTH,<br />
pro PTH Golgi’ye taşınırken de PTH oluşur. Paratiroidlerde yeterli hormon<br />
deposu yoktur, devamlı sentezlenmelidir. Depo hormon 1,5 saat kadar idare<br />
edebilir.<br />
Hedef organları kemik ve böbrektir. Barsakta, aktif D vitamini sentezini<br />
uyararak, indirekt etkiye neden olur. Esas olarak kandaki iyonize Ca ve fosfat<br />
konsantrasyonlarını düzenler.<br />
• Böbrekte 1α hidroksilazı aktive eder. Özellikle fosfat, sodyum, potasyum,<br />
magnezyum ve bikarbonat geri emilimini önler. Ca, hidrojen ve<br />
amonyak geri emilimini ise artırır.<br />
Primer düzenleyicisi kalsiyumdur. Düşük serum Ca düzeyine yanıt olarak<br />
PTH artar, kemikten Ca mobilize olur, D vitamini sentezi artar, yine kemikten<br />
Ca mobilize olur ve barsaktan Ca emilimi artar. Böylece serum Ca düzeyi<br />
yükselir ve sonuçta PTH düşer.<br />
Serum fosfat düzeyinin artması ile de PTH stimüle olur. Bu aslında indirekt<br />
etki, çünkü fosfat artışı kalsiyumda düşme ile PTH salınımını artırır.<br />
Serum fosfat seviyelerine net etkisi, azaltıcı yöndedir.<br />
Sekonder habercisi cAMP’ dir.<br />
Kalsitonin:<br />
32 amino asitli bir peptiddir. Tiroidin parafoliküler C hücrelerinde sentezlenir.<br />
Başlıca hedefi kemiktir, ama böbreğe de etki eder, barsakta bir etkisi<br />
yoktur.
83<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
cAMP düzeyini düşürerek (fosfodiesterazı aktifleyerek) etki ettiği sanılmaktadır.<br />
Kanda hem Ca hem fosfat düzeylerini düşürür.<br />
Salgının düzenlenmesi kan iyonize Ca düzeyleri ile olur. Yüksek ise kalsitonin<br />
uyarılır.<br />
Kalsitriol:<br />
D3 vitamininin aktif şeklidir. Steroid türevidir.<br />
Hedefi kemik, barsak ve böbreklerdir.<br />
** İntrasellüler reseptörlere bağlanarak etki gösterir.<br />
PANKREAS HORMONLARI<br />
Pankreas hem ekzokrin hem endokrin görev yapar. Ekzokrin olarak sindirim<br />
enzimlerini dış salgı kanalıyla barsağa akıtır. Endokrin olarak ise;<br />
• α hücrelerinden glukagon,<br />
• β hücrelerinden insulin,<br />
• δ hücrelerinden somatostatin ve<br />
• F hücrelerinden pankreatik polipeptid salgılanır.<br />
İnsulin:<br />
Sentez yeri ribozomlardır. 21 ve 30 amino asitlik A ve B peptidlerden ibarettir.<br />
Bu 2 zincir 2 disülfid bağı ile bir arada tutulur. Ayrıca, A peptidin kendi<br />
amino asitleri arasında da 1 disülfid bağı bulunur.<br />
İlk olarak çok uzun düz bir zincir halinde preproinsulin sentezlenir. ER’ a<br />
gelir, pre bölgesi (sinyal peptid) ayrılır ve pro insulin oluşur. Golgi’ye geçer,<br />
veziküller içinde depolanır. Bu sırada enzimatik hidroliz ile C peptid ve insulin<br />
oluşur. Hepsi birden vezikülün içinde bulunur, uyarı olunca eksositozla dışarı<br />
verilir.<br />
Aktif olan form insulindir. Pro insulin de çok az aktiftir. C peptid tamamen<br />
inaktiftir.<br />
• Karbonhidrat metabolizmasındaki etkileri: Hipoglisemik etki yapar.<br />
• Lipid metabolizmasındaki etkileri: Dolaşımdaki yağ asit miktarını azaltır.<br />
• Protein metabolizmasındaki etkileri: Hücrelere amino asit girişini uyarır<br />
ve pek çok dokuda protein sentezini artırır, yıkımı azaltır. Anabolizan<br />
etkilidir.<br />
Salgısının düzenlenmesi;<br />
Uyarı yapanlar:<br />
1- En önemli faktör kan glukoz düzeyidir. β hücreleri vücutta glukoza en<br />
duyarlı hücrelerdir.<br />
2- Amino asitler de uyarıcıdır. Özellikle arginin etkilidir.<br />
3- Gastrointestinal hormonlar, özellikle GİP, sekretin ve kolesistokinin<br />
insulin salgısını uyarırlar.<br />
4- Glukagon pankreastan insulin salınımını lokal olarak uyarır. Ayrıca<br />
glukagonun oluşturduğu hiperglisemi de insulin uyarılmasına neden<br />
olur. Yani Glukagon düşüklüğü de insulini uyarır.
84<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
İnhibisyon yapanlar:<br />
Diyetle alınan yakıtlar azaldığında veya travma gibi stres yaratan bir durumda<br />
insulin sentezi ve salgısı azalır. Bu etkiler başlıca epinefrin üzerinden olur.<br />
Somatostatin de inhibitördür.<br />
Glukagon:<br />
Pankreas adacıklarındaki α hücrelerince salgılanan 29 amino asitli bir<br />
polipeptiddir. Kan glukoz düzeylerini, hepatik glikojenoliz ve glikoneogenez<br />
aktivasyonu ile düzenlemeye çalışır.<br />
Esas hedefi karaciğerdir. Adipoz dokuya da etki eder. Ama kaslarda<br />
etkisi yoktur.<br />
• Karbonhidrat metabolizmasında; Güçlü bir glikoneogenetik hormondur.<br />
• Lipid metabolizmasında; hepatik lipolizi ve yağ asidi oksidasyonunu ve<br />
asetil coA’dan keton oluşumunu artırır. Adipoz dokudaki lipolitik etkisi<br />
minimaldir.<br />
• Protein metabolizmasında; karaciğerin amino asit alımını artırır,<br />
glikoneogenez için substrat sağlar. Plazma amino asit düzeylerini<br />
düşürür.<br />
Salgının düzenlenmesi;<br />
1- α hücreleri hipoglisemiye duyarlıdır. En önemli faktör düşük kan<br />
glukozudur.<br />
2- Proteinli diyetten gelen amino asitler hem glukagon hem insulin salgısını<br />
artırır.<br />
3- Yüksek epinefrin ve norepinefrin düzeyleri de glukagon salınımını<br />
uyarır.<br />
4- Yüksek kan glukozu veya insulini, glukagonu inhibe eder. Glukoz ve insulin<br />
düzeyleri yüksekken, glukagon düşüktür.<br />
5- Somatostatin hem insulin hem glukagon salgısını azaltır.<br />
Somatostatin:<br />
14 amino asitlik bir peptiddir. Pankreastan başka hipotalamus, mide ve GİS’in<br />
diğer kısımlarından da salgılanır. Pankreastan diğer hormonların salınımını<br />
lokal etkiyle inhibe eder.<br />
MSS’ deki birçok yerde, nörotransmitter olarak etki eder.<br />
Pankreatik polipeptid:<br />
36 amino asitli bir peptiddir. Fonksiyonu tam olarak bilinmiyor fakat,<br />
somatostatine zıt etki yaparak, barsak motilitesi ve mide boşalmasını<br />
hızlandırdığı söyleniyor.<br />
Adrenal Medullanın Katekolaminleri Tirozinden sentezlenirler.<br />
• Dopamin (D)<br />
• Epinefrin (E) ve<br />
• Norepinefrindir (NE)<br />
Biyolojik olarak aktif aminlerdir ve hepsine birden katekolaminler denir.<br />
Adrenal medulladan salınan katekolaminlerin % 80’i E’ dir. E başka<br />
bir dokuda sentezlenmez. NE ise, sempatik sinirlerin innerve ettiği diğer<br />
dokularda da sentezlenir.
Tirozin<br />
85<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
æ Tirozin hidroksilaz (Halka hidroksilasyonu) Hız kısıtlayıcı basamak enzimidir.<br />
L- Dopa (3,4- dihidroksi fenilalanin)<br />
PLP æ Dopa dekarboksilaz (= L- aromatik a.a. dekarboksilaz ) (Dekarboksilasyon)<br />
Dopamin<br />
C vit æ Dopamin Hidroksilaz (Yan zincir hidroksilasyonu)<br />
Norepinefrin<br />
SAM æ PNMT ( Fenil etanolamin-N-metil transferaz ) (N-metilasyon)<br />
Epinefrin<br />
• Tirozin Hidroksilaz : Hız kısıtlayıcı basamak enzimidir. MSS’ de sempatik<br />
ganglionlar ve adrenal medullada çok miktarda bulunur. Katekolaminlerle<br />
allosterik olarak inhibe edilir.<br />
• Tetra hidro biopterin kofaktörüdür.<br />
• PNMT : Fenil etanolamin-N-metil transferaz : PNMT sadece adrenal<br />
medullada bulunur. PNMT aktivitesi; glikokortikoidlerle artar, epinefrin<br />
ile azalır.<br />
Metabolik etkiler:<br />
Katekolaminlerin hepatik glikojenolizi ve glikoneogenezi artırmasıyla<br />
karaciğerden kana glukoz sağlanır. İskelet kası glikojeni de yıkılır ve açığa<br />
çıkan laktik asit hepatik glikoneogenezde kullanılır.<br />
• Lipoliz adipoz dokuda uyarılır (hormona duyarlı lipaz aktive edilerek),<br />
dolaşımdaki serbest yağ asitleri artar.<br />
Yıkılım ve metabolizmaları:<br />
Hücrede etkili monoaminooksidaz (MAO) ile oksidatif deaminasyon yoluyla<br />
inaktive edilirler ve periferde etkili katekol-o-metil transferaz (COMT) ile Ometilasyona<br />
uğrarlar. Etki sıraları değişebilir.<br />
• VMA (=3 metoksi 4 hidro mandelik asit); adrenalin ve noradrenalinin ana<br />
metabolitidir. FEO, nöroblastom, retino blastom, karsinoid tümör ve streste<br />
artar.<br />
• HMA (Homo valinik asit = 3 metoksi 4 hidro fenil asetik asit) ise; dopaminin<br />
son ürünüdür.
86<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
ADRENAL KORTEKSİN STEROİDLERİ<br />
1. Zona Glomeruloza --- Mineralokortikoidler<br />
2. Zona Fasikülata --- Glikokortikoidler<br />
3. Zona Retikülaris --- Androjenler<br />
için salınım yeridir. Bu sıralamada Korteks tabakaları dıştan içe doğru verilmiştir.<br />
• Kolesterol 5 grup steroid hormonun öncüsüdür:<br />
• Glikokortikoidler (21 karbonlu)<br />
• Mineralokortikoidler (21 karbonlu)<br />
• Androjenler (19 karbonlu)<br />
• Östrojenler (18 karbonlu)<br />
• Progesteron (21 karbonlu)<br />
Sentez ve sekresyon adrenal korteks, gonadlar ve plasentada gerçekleşir. Kortizol<br />
ve aldosteron yalnız adrenal korteksten salınırlar. Östrojen ve androjenler gonadlar<br />
ve adrenal korteksten, progesteron ise; korpus luteum ve plasentadan salınırlar.<br />
Hidrofobik olduklarından kanda proteinlere bağlı taşınırlar. Albümin non spesifik<br />
bir taşıyıcıdır. Transkortin kortizol, kortikosteron ve aldosteronu, Seks - Hormonu<br />
Bağlayıcı globülin (SHBG = Gonadal Steroid Bağlayan globülin) ise gonadal<br />
steroidleri taşır.<br />
KORTİKOSTEROİD HORMONLARIN SENTEZİ<br />
Sentez, kolesterolün hidrokarbon zincirinin kısaltılması ve steroidin<br />
hidroksilasyonunu kapsar. Tüm steroid hormonlar mitokondri ve ER’ da oluşan<br />
bir seri reaksiyon ile pregnenolondan sentezlenir. Pregnenolon, steroid hormon<br />
sentezi yolunda ana ara bileşiktir. Desmolaz ve 11β-hidroksilaz mitokondrial,<br />
diğerleri ER enzimleridir. Yani steroid hormon sentezi, ara maddelerin mitokondri<br />
ve ER arasında sürekli taşınmasıyla gerçekleşir.<br />
İlk ve hız kısıtlayıcı basamak mitokondride kolesterolden pregnenolon<br />
oluşumudur. Bu basamak Desmolaz ile katalizlenir.
87<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Pregnenolon oluşum basamağı, z. fasikülata ve z. retikülarisde ACTH ile, z.<br />
glomerulozada ise Anjiotensin II ile uyarılır.<br />
Pregnenolon, düz ER enzimleri olan 3 β-OH steroid DHaz ve İzomeraz<br />
ile progesterona çevrilir. Bu reaksiyon kortizon ve aldosteron sentezinde<br />
gereklidir. Bundan sonra hidroksilasyon reaksiyonları oluşur. Bu hidroksilazlar,<br />
miks fonksiyonlu oksidazlardır ve NADPH ve O 2 kullanırlar.<br />
Progesteron, z. glomerulozada DOC (11-deoksi kortikosteron), kortikosteron ve<br />
18 hidroksi kortikosteron oluşumunu içeren transformasyonlarla (21-hidroksilaz,<br />
11β-hidroksilaz ve 18-hidroksilaz ile) aldosterona çevrilir.<br />
18-Hidroksilaz sadece glomeruloza hücrelerinde yer alır ve yalnız aldosteron<br />
sentezinde kullanılır.<br />
21-Hidroksilaz ve 11β-Hidroksilaz ise; hem kortizol hem de aldosteron sentezi<br />
için gereklidir.<br />
Progesteron, z. fasikülatada başlıca kortizol sentezinde kullanılır ve önce 17αhidroksilazla<br />
17-OH progesterona çevrilir. Bunu takip ederek 21 ve 11 nolu<br />
karbonlarına hidroksil eklenmesiyle kortizole çevrilir.<br />
Z. retikülarisde ise pregnenolon, dehidroepiandrosteron (DHEA) ve sülfatlı<br />
formunun (DHEA-S) oluşumunda kullanılır.<br />
17 α-Hidroksilaz; kortizol ve seks steroid sentezi için gereklidir. Plasentada<br />
bulunmadığından, burada östrojen adrenal ve karaciğer kaynaklı DHEA’dan<br />
sentezlenir. Z.glomerulozada da 17α-hidroksilaz yoktur.<br />
Fetal adrenal korteks 3-β hidroksisteroid DHaz + İzomeraz enzim kompleksini<br />
içermediğinden, pregnenolondan kortizol ve aldosteron sentezleyemez, ama DHEA<br />
sentezleyebilir. Ancak plasenta kaynaklı progesterondan kortizol sentezleyebilir.<br />
Renin - Anjiotensin - Aldosteron Sistemi :<br />
Karaciğer ve böbrekte üretilen öncü moleküllerle düzenlenir. Böbrekte<br />
jukstaglomerüler aparattan renin salınır.<br />
K iyonlarının fazlalığı, K’ a duyarlı 18-hidroksilazı aktive ederek,<br />
renin-anjiotensin sisteminden bağımsız bir şekilde de aldosteron sentezini<br />
uyarabilirler.<br />
Aldosteronun Etkileri:<br />
Hedef organ böbreklerdir. Sitoplazmadaki reseptörlerine bağlanır ve gen<br />
aktivasyonu yapar. Başlıca etkisi distal tüplerde Na tutulumu ve K atılımıdır.<br />
Na ile birlikte su da geçer. Kan hacmi ve kan basıncı artar.
88<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong>
89<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Glikokortikoidlerin Etkileri:<br />
• Karaciğerdeki tüm spesifik glikoneogenez enzimlerini indükler. Karaciğerde<br />
glikojenezi artırıp, glukozun KC’de depolanmasını sağlar.<br />
• Periferde iskelet kası, adipoz doku, kemik matriksi, lenfoid doku ve deri<br />
gibi dokularda glukoz kullanımını azaltır, glikolizi inhibe edip, yağ asidi<br />
kullanımını uyarır. Net etkisi kan glukozunu artırmak şeklindedir.<br />
• Adipoz dokuda hormona duyarlı lipazın sentezini artırarak, adipoz dokudan<br />
yağ asitlerinin serbestleşmesini sağlar. Böylece plazma serbest yağ asidi<br />
konsantrasyonlarını artırır. Bir yandan da anormal bölgelerde lipid<br />
depolanmasına yol açar, yüz, sırt, omuz gibi. Ketogenezi artırır.<br />
• Periferde protein katabolik etki yapar. Yani (-) azot dengesi oluşturur.<br />
Kas, adipoz doku, lenfoid, kemik ve deride. Buradan kana geçen amino<br />
asit miktarı artar, amino asit alışları azalır. Kana geçen bu amino asitler<br />
karaciğer tarafından alınıp, hem protein sentezi, hem de glikoneogenez<br />
için kullanılırlar. Yani, kortizol karaciğerde protein metabolizması üzerine<br />
anabolik etkilidir.<br />
RENAL HORMONLAR<br />
1- Renin: Jukstaglomerüler aparattan salınır. Hipotansiyon ve hiponatremi ile<br />
salınımı uyarılır.<br />
2- Eritropoetin: Doku anoksisi ve anemi ile böbrekten salınır. Renal Eritropoetik<br />
Faktör olarak da isimlendirilir. Glomeruler mezangial hücrelerde ve tübüler<br />
epitelial hücrelerde sentezlenir. Normalde eritropoetinin % 80-90’ı böbrekler,<br />
kalanı başlıca karaciğer kaynaklıdır. Kemik iliği ve dalakta eritroid seri gelişimini<br />
uyarır. Hipoksiye yanıt olarak eritropoetin artışı, dakikalar veya saatler içinde<br />
gerçekleşir ve 24 saat içinde maksimum seviyelere ulaşır. Ancak sirkülasyona yeni<br />
eritrositlerin verilmesi günler sürer. Çünkü eritropoetin, RES’ de hemopoetik kök<br />
hücrelerden proeritroblast oluşumunu uyarır.<br />
GONAD HORMONLARI<br />
• Sertoli hücreleri, FSH kontrolü altındadırlar ve androjen bağlayıcı globulin<br />
üretirler.<br />
• Leydig hücreleri, LH’ın kontrolü altında kolesterolden pregnenolon<br />
sentezlerler. Başlıca ürün testosterondur.<br />
• Plazmada testosteronun % 98’i proteinlere bağlıdır. Bunun çoğu gonadal<br />
steroid bağlayıcı proteine ve az bir kısmı da albümine bağlı olarak bulunur.<br />
Biyolojik olarak aktif olan form serbest formdur.<br />
• Periferde DHT’ a duyarlı dokularda testosteron alınıp, 5α-redüktaz ile DHT’ a<br />
çevrilir.<br />
• Folikül içindeki granüloza hücreleri FSH’a duyarlı aromataz aktivitesine<br />
sahiptir. FSH uyarısıyla östrojen üretilir. Granüloza hücreleri ayrıca İNHİBİN<br />
üretirler ve bu da FSH’ ı inhibe eder.<br />
• Teka interna hücreleri ise LH’a duyarlıdır. LH’ a yanıt olarak kolesterolden<br />
androjen üretirler (başlıca androstenodion). Bu androjenler, granüloza<br />
hücrelerinde östrojen üretimi için kullanılır.<br />
Aromataz aktivitesi; overler dışında başlıca adipoz doku, karaciğer, beyin, sertoli<br />
hücreleri ve ciltte mevcuttur.
90<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
GONADAL STEROİD SENTEZİ<br />
ÖSTROJENLERİN SENTEZİ
GASTROİNTESTİNAL SİSTEM HORMONLARI<br />
91<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Barsak fonksiyonlarını ; yani motilite ve sekresyonu düzenleyen hormonlardır.<br />
Bir kısmı, spesifik uyarılara yanıt olarak kan dolaşımına salınır. Bir kısmı ise,<br />
sentezlendiği yerden intersellüler aralıklara taşınır ve komşu hücreleri etkiler. Buna<br />
parakrin fonksiyon denir. Bir kısmı da peptiderjik nöronlarda nörotransmitter<br />
olarak etki yapar. Peptiderjik nöronlar, periferal ve santral sinir sisteminde de<br />
mevcuttur. Bu peptidler, hem GİS’ de hem de beyinde sentezlenirler. Gastro<br />
intestinal peptidlerin çoğu, klasik hormon tanımına uygundur.<br />
• Hormon tanımına uyanlar: Gastrin, Kolesistokinin, Sekretin, GİP, Motilin,<br />
Pankreatik polipeptid ve Enteroglukagon.<br />
• Nörotransmitter veya nöromodülatör etkili olanlar: VİP, Somatostatin, Substans<br />
B (=Substans P), Enkefalinler, Bombesin like peptidler (=BLP) ve Nörotensin.<br />
1. Gastrin-kolesistokinin ailesi:<br />
Gastrin:<br />
Esas olarak mideden antrumdaki G hücrelerinden, ayrıca duedonumdan<br />
salınır. Peptid yapılıdır. Kolesistokininle benzer amino asit dizileri<br />
içerdiğinden bazı etkileri ortak olur. Esas görevi mideden asit ve pepsinojen<br />
salgısını uyarmaktır. Bilinen en güçlü asit salgılatıcı hormondur. Gastrin<br />
salgısı, mideye protein gelmesiyle uyarılır. Asit fazlalığı ise inhibisyon<br />
yapar. Etki mekanizması tam bilinmiyor.<br />
Fizyolojik olarak aktif kısmına pentagastrin de denir. Pentagastrin,<br />
kalsitonin salgısına yol açar. Medüller tiroid karsinomunda tanı amacıyla<br />
pentagastrin verilerek kalsitonin artışına bakılır.<br />
Kolesistokinin:<br />
Eski adı pankreozimindir. Peptid yapılıdır. Duodenum ve proksimal<br />
jejenumdan salınır. Pek çok görevi vardır. Pankreatik amilaz sekresyonunu<br />
ve safra kontraksiyonu ile safranın duodenuma boşalmasını sağlar. Gastrik<br />
motiliteyi de azaltarak mide içeriğinin barsağa geçişini yavaşlatır. Ayrıca<br />
pankreastan insulin salgılanmasına da yol açar. Amino asitler (Phe, Trp) ve<br />
uzun zincirli yağ asitleri salgılanmasını uyarırlar. Beyinde de bulunmuştur.<br />
Nörotransmitter fonksiyon yaptığı sanılıyor.<br />
2. Sekretin-glukagon ailesi:<br />
Sekretin:<br />
Esas jejenumdan olmakla birlikte, duedonumdan salgılanır. En önemli<br />
etkisi pankreatik bikarbonat sekresyonunu uyarmasıdır. Mideden gelen<br />
asit kimusdaki HCl, salgılanmasına yol açar. İntestinal motiliteyi inhibe<br />
eder. Glukagonla yapıları benzediğinden, glukagon benzeri etkileri<br />
vardır, lipolizi uyarır. Sekretin salgısı; besinlerin duedonuma geçişi ve<br />
asidik pH ile uyarılır.<br />
GIP (Gastrik inhibitör polipeptid):<br />
Diyetteki yağ ve glukoza cevap olarak, ince barsaklardan salgılanır. Esas<br />
olarak inhibitör etkileri vardır. Mide motilitesini, gastrin ve HCl salgısını<br />
önler. Pankreastan glukoz aracılı insulin salgısını uyarır.
92<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
VIP:(Vazoaktif intestinal polipeptid):<br />
Pankreas, barsaktaki nöronlar, MSS ve ürogenital kanaldaki nöronlarda<br />
sentezlenir. Fizyolojik rolü tam bilinmiyor. Miktarı artınca, barsak lümenine<br />
su salgılanmasını uyarır, kolera benzeri tabloya yol açar. Ayrıca düz<br />
kaslarda relaksasyon yapar ve pankreatik bikarbonat salgısını uyarır.<br />
3.Diğer GİS peptidleri:<br />
Enteroglukagon:<br />
Mide ve ince barsaklardan salınır. Pankreatik glukagonun metabolik<br />
etkilerini kuvvetlendirir.<br />
Substans P:<br />
Tüm GİS ve beyinde vardır. Barsak düz kas kasılmasını uyarır. Fizyolojik<br />
etkileri çok iyi bilinmeyen bir maddedir.<br />
Bombesin:<br />
Mide ve duedonum kaynaklıdır. Gastrin ve kolesistokinin salgısını artırır.<br />
Barsak ve safra kesesi hareketlerini artırır. Beyinde de vardır.<br />
Motilin:<br />
İnce barsak kaynaklıdır. Barsak düz kas kasılımını artırır. Mideden HCl<br />
ve pepsinojen salınımını artırır.<br />
Somatostatin:<br />
Mide, duedonum, pankreas ve hipotalamustan salınır. Gastrin, sekretin,<br />
kolesistokinin, GİP ve motilin sekresyonlarını inhibe eder. Hipotalamus<br />
kaynaklı olan GHRIH olarak da bilinir.<br />
Nörotensin:<br />
İleumdan salınır. Fizyolojik etkisi bilinmiyor.<br />
Serotonin:<br />
Güçlü vazokonstriktör etkili bir maddedir. GİS’ de enterokromafin<br />
hücrelerde ve beyinde üretiliyor. Trombositlerde yüksek miktarlarda var ve<br />
pıhtılaşma sırasında açığa çıkıyor. Karsinoid tümörlerde yüksek miktarda<br />
sentezlenir. Birlikte histamin de salınarak, deride kızarıklık, ishal, kusma,<br />
astım ve dermatite neden olur.<br />
Enkefalinler:<br />
Mide, duedonum ve safra kesesinden salınırlar. Opiat benzeri etkiler<br />
oluştururlar.
1.Sekonder habercisi cAMP olan hormonlar<br />
A. Gs proteini kullanan (Adenil Siklazı Stimüle Eden Hormonlar)<br />
CRH (Hipotalamus)<br />
ACTH, ß-LPH, MSH (Hipofiz, POMC ailesi)<br />
TSH, FSH, LH, hCG (Hipofiz, Glikoprotein hormon ailesi)<br />
ADH (Hipofiz arka lob)<br />
PTH (Paratiroid bezi)<br />
Glukagon (Pankreas)<br />
Kalsitonin (Tiroid parafoliküler C hücreleri)<br />
ß-adrenerjikler<br />
B. Gi proteini kullanan (Adenil Siklazı İnhibe Eden Hormonlar)<br />
Somatostatin (GHRIH) (Hipotalamus) Opiatlar<br />
Asetil kolin α 2 adrenerjikler<br />
Anjiotensin II<br />
A.Atrial natriüretik peptid<br />
B.Nitrik oksit (=EDRF)<br />
2.Sekonder habercisi cGMP olan hormonlar<br />
93<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
3.Sekonder habercisi kalsiyum veya fosfatidil inozitol türevleri olan<br />
hormonlar<br />
Gn RH (Gonadotropin salgılatıcı hormon) Kolesistokinin<br />
TRH Gastrin<br />
Vazopressin Substans P<br />
Oksitosin Asetil kolin (muskarinik)<br />
Anjiotensin II α 1 adrenerjik katekolaminler<br />
4.Sekonder habercisi bilinmeyen hormonlar<br />
A.insulin ve çeşitli büyüme faktörleri B.Diğerleri (Hipofiz, Somatomamotropin ailesi)<br />
İnsulin Büyüme hormonu (GH)<br />
İnsulin benzeri büyüme faktörleri (IGF’ler) Prolaktin (PRL)<br />
Sinir büyüme faktörü (NGF) Koryonik somatotropin (hPL)<br />
Epidermal büyüme faktörü (EGF)<br />
Fibroblast büyüme faktörü (FGF)<br />
Trombosit türevli büyüme faktörü
94<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
NÜKLEİK ASİTLER VE DOKU <strong>BİYOKİMYA</strong>SI<br />
NÜKLEİK ASİTLERİN YAPI ve FONKSİYONLARI<br />
Nükleik asitler, nükleotidlerin fosfodiester bağlarıyla bağlanmasından oluşurlar.<br />
NÜKLEOTİDLER;<br />
1- Azotlu baz<br />
2- Pentoz<br />
3- Fosforik asit grubundan meydana gelirler.<br />
Azotlu bazlar iki gruptur:<br />
1-Pürinler (Adenin ve Guanin)<br />
2-Pirimidinler (Sitozin, Timin ve Urasil)<br />
Hem DNA hem RNA’daki pürin bazları aynıdır. Pirimidin olarak ikisinde de<br />
sitozin bulunur, ama DNA’da timin bulunurken, RNA’da bunun yerine urasil<br />
vardır.<br />
*Aspartat : N1<br />
}<br />
*H4 Folat : C2 ve C8<br />
*Glutamin : N3 ve N9 kaynağı olarak pürin sentezine katılırlar.<br />
*CO : C6 2<br />
*Glisin : C4, C5 ve N7<br />
*Aspartik asit : N1, C4, C5 ve C6<br />
}<br />
*CO : C2 kaynağı olarak pirimidin sentezine<br />
2<br />
katılırlar.<br />
*Glutamin : N3<br />
Pentozlar iki gruptur:<br />
1- Riboz--RNA yapısında yer alır.<br />
2- Deoksiriboz--DNA yapısında yer alır.<br />
Pentozlar, azotlu baza β-N glikozidik bağı ile bağlıdırlar. Hem DNA hem<br />
RNA nükleotidleri birbirlerine; 5’-3’ fosfodiester bağı ile kovalan olarak<br />
bağlanmışlardır.<br />
Nükleotid yapısında yer alan bazlar, hidrofobik bileşiklerdir. Fosfat ve pentoz<br />
kalıntıları nükleotidlerin hidrofilik omurgasını oluştururlar.<br />
Nükleik asitler, 5’-3’ yönünde şifrelenirler. 5’ ucunda fosfat grubu ve 3’<br />
ucunda hidroksil grubu bulunur.
Serbest Pürin Nükleotidleri:<br />
AMP, ADP, ATP,<br />
GMP, GDP, GTP,<br />
cAMP, cGMP,<br />
PAPS (Fosfo adenozin fosfo sülfat),<br />
SAM,<br />
NAD + , NADP + , FAD + , coA,…<br />
Serbest Pirimidin Nükleotidleri:<br />
CMP, CDP açil gliserolde CDP, CTP,<br />
UDP glukoz, UDP glukuronat,<br />
UDP galaktozda UDP,...<br />
DNA’NIN YAPISI VE BİYOFONKSİYONLARI<br />
95<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
DNA, sadece nükleusta kromozomlarda değil, mitokondride de bulunur.<br />
Prokaryotik hücrelerin nükleusu yoktur, tek bir kromozomu vardır ve plazmid<br />
şeklinde nonkromozomal sitoplazmik DNA içerirler.<br />
Hücre çekirdeğindeki DNA, muntazam bir helezon yapısındadır. DNA molekülü,<br />
pentoz-fosfat zinciri dış tarafta ve pürin-pirimidin bazları iç tarafta olmak üzere,<br />
birbiri üzerine helezon şeklinde dolanmış iki polinükleotid zincirinden ibarettir.<br />
Bazı viruslar tek sarmallı DNA içerirler.<br />
Mitokondrial DNA’da (mtDNA) polinükleotid zincirinin uçları birbiriyle birleşmiş<br />
olup, DNA molekülü sirküler bir yapı gösterir.<br />
Bazlar daima 5’ ucundan 3’ ucuna doğru okunur. Fosfodiester bağları<br />
kimyasallarla ayrılabilir veya bir nükleaz ailesi tarafından enzimatik olarak hidroliz<br />
edilebilir.<br />
DNA’da deoksinükleazlar<br />
RNA’da ise ribonükleazlar hidrolizde görevlidirler.<br />
** DNA zincirinin iç ve orta kısımlarındaki nükleotidleri ayıran ve serbestleştiren<br />
nükleazlara endonükleaz, baş veya sonundaki bir nükleotidi serbestleştiren<br />
nükleazlara ekzonükleaz denir.<br />
Rekombinant DNA teknolojisinde kullanılan bakteriyel bir enzim, DNA molekülünde<br />
bulunan özgül bir baz dizisini tanıyan Restriksiyon Endonükleazı ‘dır. Özel diziyi<br />
görünce etrafındaki fosfodiester bağlarını kırar. Bu enzimin tanıdığı özel dizilere<br />
palindrom denir. Palindromlar 2 yönde de okunduğunda aynı olan dizilerdir.<br />
Çift sarmalda, iki zincir ortak bir eksen etrafında bükülmüştür. Antiparaleldirler,<br />
yani bir ipliğin 5’ ucu, diğerinin 3’ ucu ile eşleşmiştir. DNA sarmalının bir ipliği<br />
daima diğerinin komplementeridir. Bütün DNA’ların A/T oranı, G/C oranına<br />
eşittir. (A=T ve G=C’ dir.)<br />
Baz çiftleri arasında A-T için 2, G-C için 3 tane hidrojen bağı kurulur. Aradaki<br />
hidrojen bağları bozulunca iplikler ayrılır. Bu pH değişikliği veya ısıtma ile olabilir.<br />
Fosfodiester bağları ise kırılmaz. DNA’nın H bağları kırılarak, sarmal yapısının<br />
bozulmasına denatürasyon denir. A-T’i fazla olan DNA’lar daha kolay, G-C’i<br />
fazla olanlar ise bağ sayısının fazla olmasından ötürü daha zor denatüre olurlar<br />
ve bunların erime noktaları ve Tm değerleri de nispeten daha yüksektir.
96<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
DNA’nın Yapısal Formları: 3 tanedir;<br />
• B formu, ilk tanımlanandır. Bu yapıya Watson-Crick Modeli de denir.<br />
Sağa yatık, 3600 lik dönüşte 10 baz vardır ve bazlar sarmalın eksenine<br />
diktir.<br />
** Kromozomal DNA’nın primer olarak B formundan oluştuğu<br />
sanılmaktadır.<br />
• A formu<br />
• Z DNA<br />
RNA’NIN YAPISI VE BİYOFONKSİYONLARI<br />
RNA molekülü, sınırlı bazı yerlerinde H bağları ile bağlı firkete şeklinde bükülmüş<br />
ve helezonlaşmış kısımlar içeren tek bir polinükleotid zincirinden ibarettir.<br />
Bazı viruslarda çift zincirli tipleri de vardır.<br />
RNA’ların baz içerikleri DNA kadar düzenli değildir. H bağları ile A/U ve G/C baz<br />
çiftleri meydana gelir. Fakat A=U ve G=C eşitlikleri söz konusu değildir.<br />
RNA; DNA’daki genetik bilginin protein yapısına dönüştürülmesinde rol oynar.<br />
Biyofonksiyonları açısından, farklı tiplerde RNA’lar vardır:<br />
1- rRNA: Ribozomal RNA: Ribozomlarda bulunur. Hücredeki RNA’nın %80’ini<br />
oluştururlar. rRNA’ların, biyosentezdeki özel görevleri henüz bilinmiyor.<br />
2- tRNA: Transfer RNA: Antikodon : Solubl RNA: Akseptör RNA: En<br />
küçükleridir (4S). Hücredeki RNA’nın %15’idir. Her bir tRNA, spesifik amino<br />
asidini, protein sentezi bölgesine taşır. Her hücrede tRNA moleküllerinin en<br />
az 20 türü mevcuttur.<br />
3- mRNA: Messenger RNA: Kodon : Template RNA (Kalıp) : Hücredeki<br />
RNA’nın %5’ini oluşturur. Büyüklük ve stabilite açısından en heterojen ve en<br />
kısa ömürlü RNA tipidir. DNA’dan kromozomlarda sentezlenir, nükleustan<br />
sitoplazmaya, sentezlenecek özel proteine ait genetik bilgiyi taşır.<br />
4- snRNA: Small Nuclear RNA: Nükleus ve sitoplazmada dağınık bir şekilde<br />
bulunurlar ve gen regülasyonunda görevlidirler.<br />
5- hnRNA: Heterojen Nuclear RNA: mRNA’nın öncüsü olarak görevlidirler.<br />
PÜRİN NÜKLEOTİD SENTEZİ<br />
2 yolla olabilir:<br />
1- De novo sentez: Ana maddelerden sentez<br />
2- Salvaj yolla sentez: Yan Yol: Yıkılımla oluşan bazlardan sentez (Beyinde<br />
PRPP amidotransferaz aktivitesi düşük olduğundan, eritrositler ve polimorf<br />
nüveli lökositlerde de bu enzim bulunmadığından yalnız bu yol kullanılır.)<br />
** Glutamin fosforibozil pirofosfat amidotransferaz. pürin nükleotid<br />
biyosentezinde HIZ SINIRLAYICI Enzimdir.<br />
** Ana pürin nükleotidi IMP’dir.
PÜRİN SENTEZİ İNHİBİTÖRLERİ<br />
97<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Bazıları, hızla çoğalan mikroorganizmaların büyümesini engeller, örneğin<br />
Sülfonamidler. PABA’nın yapısal analoglarıdırlar. Bunlar bakterilerde folik<br />
asit sentezini yarışmalı olarak inhibe ederler. H4 folat oluşamaz ve pürin sentezi<br />
aksar. Fakat insanlarda folik asit zaten sentezlenmeyip dışardan alındığından,<br />
sülfonamidler insanda pürin sentezini etkilemezler.<br />
• Folik asitin yapısal analogları da Dihidrofolat redüktaz inhibitörüdürler.<br />
Bu enzim inhibe olunca dihidrofolattan tetrahidrofolat sentezlenemez ve pürin<br />
sentezi aksar. Ör: Metotreksat<br />
• Spesifik pürin sentezi inhibitörleri insan dokularına çok toksiktir.<br />
• 6-Merkaptopürin<br />
• 6-Tiyoguaninin<br />
• Azatioprin,<br />
• Adenin arabinozid<br />
• Azaserin<br />
PÜRİN NÜKLEOTİD YIKIMI İLE İLGİLİ GENETİK DEFEKTLER<br />
I) Hiperürisemiler:<br />
Ürik asidin çözünürlüğü, ortamın pH’ına bağlıdır. Zayıf asittir ve pKa’sı 5,57’dir.<br />
Plazmada çözünürlük üst sınırı erkeklerde 7 mg/dl, kadınlarda 6 mg/dl’dir.<br />
Hiperürisemide, ürik asidin sodyum tuzu (mono sodyum ürat) yumuşak doku<br />
ve eklemlerde birikerek TOFÜS oluşumuna neden olur.<br />
A- Primer hiperürisemiler:<br />
PRPP sentetaz defekti: PRPP aşırı aktif veya son ürün inhibisyonuna<br />
dirençlidir. Hücresel Pi düzeyleri ile regüle olmaz veya pürin nükleozid<br />
difosfatlarla negatif feed back’e duyarsızdır. Aşırı miktarda PRPP oluşur.<br />
Pürinlerin de novo sentezi artar, hiperürisemi ve Gut Hastalığı gelişir.<br />
Parsiyel HGPRT defekti:<br />
Salvaj yolla GMP ve IMP sentezi azalır. Lesch-Nyhan Sendromu’na benzer<br />
şekilde, hücrede PRPP düzeyleri yükselir ve pürinlerin de novo sentezi<br />
hızlanır. Hiperürisemi ve Gut Hastalığı gelişir. Defekt nörolojik semptom<br />
oluşturacak kadar şiddetli değildir.<br />
Glikojen depo hastalığı Tip I (Von Gierke):<br />
Glukoz 6-fosfatazın genetik defektidir. Yüksek glukoz 6-P düzeyleri PFY’<br />
nu hızlandırır ve hücre içi riboz-P düzeyleri artar. Bunun sonucunda hücre<br />
içi PRPP artar ve pürin sentezi hızlanır. Ürik asit oluşumu artar.<br />
Aşırı Fruktozlu Diyetle Beslenme:<br />
Fruktoz metabolizmasında görevli enzimlerden Aldolaz B, Fruktokinazdan<br />
yavaş çalıştığı için Fruktoz 1 fosfat birikir. Hepatosit içi inorganik fosfat<br />
tükenerek ADP ve AMP, ATP’ ye çevrilemez. Yıkım yoluna girerler ve<br />
hiperürisemi oluşur.<br />
B-Sekonder hiperürisemiler:<br />
• Nükleik asit turnover’ının arttığı durumlar:
98<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Hızlı büyüyen malign doku - lösemi, lenfoma<br />
Psöriazis<br />
Radyoterapi<br />
Travma<br />
Akut açlık gibi doku yıkımının arttığı durumlar<br />
• Ürat atılımının azaldığı koşullar: Pek çok farmakolojik ve doğal bileşik,<br />
sodyum üratın renal emilim ve sekresyonunu etkilerler.<br />
Renal glomeruler fonksiyon bozukluğu<br />
Tiazid diüretikler<br />
Asidoz (Üratların sekresyonu için böbrek eşiğini artırır)<br />
Düşük doz aspirin kullanımı (Aspirin yüksek dozlarda ürik asit geri<br />
emilimini engeller)<br />
II)Adenozin Deaminaz (ADA) eksikliği :<br />
Şiddetli kombine immun yetmezlik ile birlikte görülür. T ve B hücre<br />
disfonksiyonu olur. Hücresel deoksi adenozin trifosfat (dATP)<br />
konsantrasyonları artar, ribonükleotid redüktazın güçlü bir inhibitörüdür.<br />
Aşırı deoksi adenozin, deoksi inozin ve hipoksantine çevrilemez. Çocuklar iki<br />
yaşından önce sekonder enfeksiyondan ölürler.<br />
III)Pürin Nükleozid Fosforilaz (PNP) eksikliği:<br />
B hücre fonksiyonu normal, T hücre fonksiyonları bozuktur. Ürik asit<br />
üretimi azalır. Guanozin, d-guanozin, inozin ve d-inozin artar. d-GTP<br />
eritrositlerde birikir. CDP redüktazın inhibitörüdür. Ayrıca ADP’ nin dADP’ye<br />
redüksiyonunu uyarır, bu da d-ATP’ ye çevrilir. d-ATP ribonükleotid redüktazın<br />
inhibitörüdür.<br />
IV)Hipoürisemiler:<br />
Plazma ürik asidi 2 mg/dl’nin altındadır.<br />
A-) Ksantin Oksidaz Eksikliği:<br />
Herediter olabilir veya ağır KC hasarı sonucu ortaya çıkabilir. Hipoksantin ve<br />
ksantin atılımı artmıştır. Ksantin taşları görülebilir.<br />
B-) Sekonder hipoürisemiler:<br />
• Fankoni Sendromunda tübüler emilim bozukluğuna bağlı olarak<br />
• Allopürinol gibi hiperürisemi tedavisinde kullanılan ilaçlarla<br />
• Kronik açlıkta (Akut açlıkta hiperürisemi gelişmesine rağmen)<br />
PİRİMİDİN NÜKLEOTİD SENTEZİ<br />
Sentez sitozolde yer alır.<br />
• Karbomoil fosfat sentezi:<br />
Bu yolun memelilerdeki hız kısıtlayıcı basamağıdır. Glutamin ve CO 2 ’den<br />
karbomoil fosfat sentezini, karbomoil fosfat sentetaz II katalizler. Enzim UTP<br />
ile inhibe, ATP ve PRPP ile aktive olur. Üre sentezindeki karbomoil fosfat sentetaz<br />
I ise mitokondridedir.<br />
** Glutamin ve Aspartat hem pürin hem pirimidin sentezinde kullanılırlar.<br />
Glisin ise yalnız pürin sentezine katılır.
99<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Orotik asit sentezi:<br />
İkinci basamak, karbomoil aspartat oluşumudur. Enzim aspartat<br />
transkarbomoilaz (ACT) dır. Prokaryotlarda (E.coli’de) hız kısıtlayıcı<br />
basamaktır.<br />
** Ana pirimidin nükleotidi OMP’dir.<br />
PİRİMİDİN METABOLİZMA BOZUKLUKLARI<br />
İnsan vücudunda pürin halkaları kırılıp açılamaz. Oysa pirimidin halkası açılabilir.<br />
Son ürünler olan; karbondioksit, amonyak, ß-alanin ve ß-aminoizobütirat suda<br />
kolay çözünüp atıldığından pirimidin sentezi artışı, nadiren bir klinik anomaliye<br />
yol açabilir. ß-alaninden asetil coA ve ß-aminoizobütirik asitten ise süksinil coA<br />
oluşabilir.<br />
1- β-Amino izobütirikasidüri<br />
2- Herediter Orotik Asidüri:<br />
Tip I ve Tip II olarak 2 türlüdür:<br />
• Tip I; orotik asit fosforibozil transferaz ve orotidilat dekarboksilazın birlikte<br />
eksikliğine bağlıdır.<br />
• Tip II’ de yalnız orotidilat dekarboksilaz eksiktir.<br />
3- Mitokondrial ornitin transkarbomoilaz eksikliği:<br />
Mitokondride biriken karbomoil fosfat sitozole geçip, de novo pirimidin sentezinde<br />
kullanılır. Orotik asidüri gelişir.<br />
4- Reye sendromu:<br />
Mitokondrinin üre sentezinde karbomoil fosfatı kullanma yeteneği bozulur ve yine<br />
orotik asidüri gelişir.<br />
RİBONÜKLEOTİDLERİN DEOKSİRİBONÜKLEOTİDLERE<br />
ÇEVRİLMESİ<br />
DNA’nın yapısında bulunan deoksi ribonükleotidler, ribonükleotidlerin<br />
indirgenmesiyle oluşurlar.<br />
• Ribonükleotid redüktaz:<br />
Nükleozid difosfatların (ADP, GDP, CDP ve UDP) deoksi formlarına (dADP, dGDP,<br />
dCDP ve dUDP) redüksiyonunu katalizleyen multialt üniteli bir enzimdir. Reaksiyon<br />
sırasında gerekli hidrojen atomlarının kaynağı, enzimin yapısında bulunan sülfidril<br />
gruplarıdır. Hidrojenlerini kaybeden 2 sülfidril grubu arasında bir disülfid köprüsü<br />
oluşur.<br />
Enzimin deoksi ribonükleotid üretmeye devam etmesi için, disülfid bağının<br />
redüklenmesi gerekir. Redüksiyon eşitliklerinin kaynağı, enzimin koenzimi olan<br />
tiyoredoksin denilen sistein içeren bir peptiddir. Tiyoredoksinin 2 SH grubu, H’lerini<br />
enzime verir ve kendi yapısında disülfid bağı oluşur. Tekrar fonksiyon yapabilmesi<br />
için redükte olmalıdır. Enzim tiyoredoksin redüktazdır. İndirgeyici güç olarak<br />
da NADPH kullanılır.
100<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
REPLİKASYON, TRANSKRİPSİYON VE TRANSLASYON<br />
REPLİKASYON:<br />
DNA’nın hücre bölünmesi sırasında her seferinde replike olması ve taşıdığı<br />
bilginin de selektif olarak eksprese olması gerekir.<br />
TRANSKRİPSİYON:<br />
RNA, DNA’da depolanmış genetik bilginin ekspresyonunda görev alır.<br />
PROKARYOTLARDA (E.COLI’DE) REPLIKASYON<br />
DNA sentezinin olabilmesi için; kalıp DNA, RNA primeri, DNA polimeraz, DNA<br />
ligaz ve 4 deoksi ribonükleotid trifosfat (dATP, dGTP, dCTP ve dTTP) ortamda<br />
bulunmalıdır.<br />
E.coli’de 3 polimeraz vardır:<br />
1-DNA polimeraz I: Hata tamirinde yama yapar, kesikli zincir sentezine katılır.<br />
2-DNA polimeraz II: Rolü çok açık değil.<br />
3-DNA polimeraz III: Replikasyondan sorumlu temel enzimdir.<br />
DNA’nın iki ipliği ayrıldığında her biri yeni bir ipliğin sentezlenmesinde kalıp olarak<br />
kullanılır. Buna semi konservatif replikasyon denir. Çünkü ana DNA’nın ayrılan<br />
her bir ipliği, yeni DNA çift ipliğinden birini oluşturur.<br />
• İki komplementer DNA ipliğinin ayrılması: DNA replikasyonu olabilmesi<br />
için polimerazlar sadece tek ipliği kalıp olarak kullanabildikleri için, iki ipliğin<br />
küçük bir bölgede de olsa ayrılması gerekir. Prokaryotlarda, replikasyon tek bir<br />
nükleotid dizisinde, ökaryotlarda ise DNA boyunca çok sayıda noktada başlar,<br />
böylece replikasyonun daha hızlı olması sağlanır.<br />
• Replikasyon çatalının oluşması: İki ipliğin ters yönde dönerek açılması ile<br />
oluşan ‘’V’’ şeklindeki yapıya replikasyon çatalı denir. Replikasyon DNA<br />
boyunca orijinden her iki yöne doğru sürer. Replikasyonun başlaması için, orijinin<br />
unwinding proteinler denen bir grup protein tarafından tanınması gerekir.<br />
Bunlar:<br />
DnaA proteini, Tek sarmallı DNA bağlayan proteinler, DNA helikazlar ipliklerin<br />
açılmasını sağlarlar.<br />
• Süper kıvrılmaların önlenmesi: İplikler açılırken süper kıvrımlar olabilir.<br />
Bunları ortadan kaldıran enzimler DNA topoizomerazlardır.<br />
a) Tip I DNA topoizomerazlar: Reversibl olarak çift sarmalın tek ipliğini<br />
keser. ATP gerekmez.<br />
b) Tip II DNA topoizomerazlar: DNA çift sarmalına sıkıca bağlanıp her iki<br />
iplikte de geçici kırılmalar yaratır. ATP gerekmez.<br />
Bu enzim grubundan olan DNA Giraz; E.coli’de ki DNA replikasyonunu kolaylaştırır.<br />
Kinolon grubu antimikrobiyal ajanların hedefi bu bakteriyel enzimdir. Bu enzim<br />
diğer tip II topoizomerazlardan farklı olarak ATP kullanır.
101<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
DNA replikasyonunun yönü:<br />
DNA polimerazlar, ana nükleotid dizilerini 3’-5’ yönünde okurlar ve yeni DNA<br />
sentezini 5’-3’ yönünde yaparlar.<br />
a)Lider zincir: İlerleyen replikasyon çatalı yönünde kopyalanan ipliktir ve<br />
kesiksiz olarak sentezlenir.<br />
b)Kesikli zincir: Replikasyon çatalının tersi yönünde ve sürekli kopyalanmayan<br />
ipliktir. Bu zincirin sentezinde kısa DNA fragmanları kullanılır. Bu kısa, sürekli<br />
kopyalanmayan parçalara Okazaki fragmanları denir. Bu fragmanlar yaklaşık<br />
1000 nükleotid içerirler. Birleştirilip sürekli bir iplik haline getirilirler.<br />
RNA primeri:<br />
DNA polimeraz, yalnızca tek zincirli kalıp DNA üzerinden sentezi başlatamaz.<br />
Bir primere gerek duyar, bu da kısa kolunda 3’ ucunda serbest bir OH bulunan<br />
4-12 nükleotidlik, kalıp DNA’ya komplementer kısa bir RNA parçasıdır.<br />
Bu OH grubu ilk nükleotidi alır. Yani, DNA polimeraz, serbest hidroksil grubuna<br />
kalıp DNA’daki nükleotide komplementer deoksi ribonükleotidi bağlar. Spesifik<br />
bir RNA polimeraz olan Primaz, DNA kalıbına komplementer olan kısa kalıp<br />
RNA ipliklerini sentezler.<br />
DNA polimeraz III:<br />
DNA zincirinin uzamasından esas sorumlu olan enzimdir. Yeni oluşan zincir,<br />
5’-3’ yönünde, kalıp zincire antiparalel olarak sentezlenir. Uzayan zincire her<br />
yeni nükleotid eklendiğinde PPi açığa çıkar. DNA zincirinin sentezlenmesi ve<br />
uzaması için, 4 deoksiribonükleotid trifosfatın (dATP, dTTP, dCTP ve dGTP)<br />
hepsi bulunmalıdır. Her hangi birisi biterse, DNA sentezi o nükleotidin gerekli<br />
olduğu yerde kesilir.<br />
** Nükleotidin şeker kısmında bazı değişiklikler yapılarak oluşturulan belli<br />
bazı nükleotid analogları, ortama konursa, DNA zincir uzaması durabilir.<br />
Bu maddelerle DNA replikasyonu bloke edilince, hızlı çoğalan hücrelerin ve<br />
virusların bölünmesi yavaşlar. Bazı nükleotid analogları şunlardır:<br />
• Sitozin arabinozid (=Cytarabine)--Antikanserojen olarak kullanılır.<br />
• Adenin arabinozid (=Vidarabin)--Antiviral olarak kullanılır.<br />
• Zidovudin (=AZT)<br />
• Acyclovir<br />
RNA primerinin uzaklaştırılması ve yerine DNA konması:<br />
DNA polimeraz III, bir RNA primerine yaklaşana kadar DNA sentezler. Bu<br />
durumda primer RNA, 5’-3’ ekzonükleaz aktivitesiyle çıkarılır ve sonra boşluk<br />
DNA polimeraz I ile doldurulur.<br />
DNA ligaz:<br />
Son olarak DNA’nın DNA polimeraz III tarafından sentezlenen 5’-P grubu ve<br />
polimeraz I tarafından sentezlenen 3’-OH grubu DNA ligaz ile birleştirilir.<br />
ATP, AMP’ ye kadar yıkılır.
102<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
ÖKARYOTİK DNA REPLİKASYONU<br />
Prokaryottakine benzer. 5 tip ökaryotik DNA polimeraz vardır:<br />
1- Pol α, pol δ ve pol ε: Ökaryotik DNA polimerazların α-ailesine aittirler.<br />
• Pol α’nın primaz aktivitesi var ve hem lider hem de kesikli zincir için RNA<br />
primeri sentezler.<br />
• Pol δ, lider zinciri uzatır.<br />
• Pol ε, kesikli zinciri uzatır.<br />
2-Pol β: DNA polimeraz I’e benzer. Yani hata-tamir enzimidir.<br />
3-Pol γ: Mitokondriyel DNA’yı replike eder.<br />
• Ökaryotik DNA’nın Organizasyonu: Bir insan hücresindeki toplam<br />
46 kromozomun total DNA’sı ~ 1 m’dir. Bunun hücre içinde (çekirdekte)<br />
yerleşebilmesi için çok iyi ve sıkı paketlenmesi gerekir. Ökaryotik DNA histon<br />
denilen proteinlerle sıkıca bağlanır ve nükleozom halini alır. Nükleozomlar<br />
ipe dizilmiş boncuklar gibidirler.<br />
Histonlar çok miktarda lizin ve arginin içeren, küçük ve bazik (fizyolojik pH’da<br />
pozitif yüklü) proteinlerdir. 5 tanedirler; H1, H2A, H2B, H3, H4. (+) yüklü<br />
olduklarından, (-) yüklü DNA ile iyonik bağlar kurarlar. Mg+2 gibi (+) yüklü<br />
iyonlarla birlikte, DNA’nın fosfat gruplarından ileri gelen (-) yüklerini nötralize<br />
etmeye çalışırlar.<br />
H1 dışındakiler, her birinden 2 molekül birleşerek nükleozom boncuklarının yapısal<br />
çekirdeğini oluştururlar. Bunun etrafına DNA sarmal segmenti sarılır.<br />
** H1 en dokuya ve cinse spesifik olandır, nükleozom çekirdeğinde bulunmaz ama<br />
bağlayıcı DNA’ya bağlanır. Birkaç değişik tipi vardır. Nükleozomların daha yoğun<br />
yapılar halinde paketlenmelerine yardımcı olur.<br />
DNA’DAN RNA SENTEZİ=TRANSKRİPSİYON<br />
Nükleusta sentezlenen RNA nükleer porlardan sitoplazmaya difüze olur ve protein<br />
sentezini kontrol eder.<br />
İki DNA ipliğinden birinin kalıp olarak kullanıldığı kopyalama işlemine<br />
transkripsiyon denir.<br />
Prokaryotik Genlerde Transkripsiyon<br />
RNA sentezinin olabilmesi için; kalıp DNA, RNA polimeraz ve 4 ribonükleotid<br />
trifosfat (ATP, GTP, CTP ve UTP) ortamda bulunmalıdır.<br />
• Prokaryotik RNA polimeraz: Bakterilerde tek tip RNA polimeraz bulunur ve<br />
bu enzim, DNA replikasyonu için kullanılan kısa RNA primerleri dışında tüm<br />
RNA’ları sentezler. RNA primerleri ise, primaz adı verilen özel bir enzimle<br />
sentezlenirler. RNA, DNA kalıbına antiparalel olarak, 5’-3’ yönünde<br />
sentezlenir.<br />
RNA sentez basamakları<br />
1-Başlama: RNA polimeraz, DNA üzerinde promoter bölgeye (spesifik<br />
bağlanma yerine) bağlanır. DNA’yı kalıp olarak kullanarak, RNA sentezler.<br />
Promoter bölgesinde bulunan nükleotid dizileri Pribnow box: TATA box:<br />
TATAAT ve (-) 35 dize: TTGACA ‘dır.
103<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
2-Uzama: Tanımadan sonra, RNA polimeraz DNA dizisinin bir transkriptini<br />
sentezlemeye başlar. DNA polimerazın aksine RNA polimeraz, primere<br />
gerek duymaz. Ayrıca endo ve ekzonükleaz aktiviteleri yoktur. Böylece, DNA<br />
polimeraz gibi, RNA’daki hataları onaramaz.<br />
3-Sonlanma: Uzama, bir sonlanma sinyaline kadar sürer. RNA polimeraz,<br />
DNA kalıbı üzerindeki sonlanma bölgelerini tanıyabilir ya da p faktör<br />
(sonlanma faktörü) denilen ek bir protein gerekebilir.<br />
• Rifampin, prokaryotik RNA polimerazın β alt ünitesine bağlanarak başlama<br />
safhasını inhibe eder ve ilk fosfodiester bağı kurulamaz. Tüberküloz<br />
tedavisinde kullanılır.<br />
• Daktinomisin (=Aktinomisin D), DNA kalıbına bağlanır ve RNA polimerazın<br />
hareketini önler. Antikanserojen bir ilaçtır.<br />
Ökaryotik genlerde transkripsiyon<br />
Daha komplekstir. RNA polimeraza ek olarak, birçok transkripsiyon faktörü<br />
DNA’ya bağlanır. DNA çift sarmalı gevşer. Sonlanma mekanizması ise tam<br />
bilinmiyor.<br />
Ökaryotik Hücrelerin Nükleer RNA polimerazları:<br />
Bulundukları sınıfa göre özel genleri tanırlar. 3 tipi vardır:<br />
1-RNA polimeraz I: Nükleolusda büyük ribozomal RNA’ların (28, 18<br />
ve 5.8S) öncüsünü sentezler.<br />
2-RNA polimeraz II: Protein oluşturmak üzere translasyona uğrayan<br />
mRNA’ların öncüsünü sentezler. Küçük nükleer RNA (snRNA)’yı da<br />
sentezler. Bazı viruslarda viral RNA sentezini de sağlar.<br />
• RNA polimeraz II inhibitörleri: α-amanitin, polimerazla çok sıkı<br />
bağlanır ve mRNA ve protein sentezini inhibe eder. Yüksek miktarları<br />
RNA polimeraz III’ü de inhibe edebilir. Zehirli mantarlarda bulunur.<br />
3-RNA polimeraz III: tRNA, küçük 5S rRNA ve bazı sn RNA’lar gibi<br />
küçük RNA’ları üretir.<br />
Mitokondrial RNA polimeraz: Mitokondride bir tip RNA polimeraz bulunur.<br />
Bu da bakteri polimerazına benzer özellikler taşır.<br />
PROTEİN BİYOSENTEZİ= TRANSLASYON<br />
Translasyon yani nükleik asit içindeki bilginin spesifik bir amino asit dizisi oluşturmak<br />
üzere eksprese olması için genetik kod gerekir. Genetik kod, nükleotid bazlarıyla,<br />
amino asit dizisi arasındaki eşleşmeyi sağlar. Kodun her biri 3 nükleotid bazından<br />
oluşur ki buna kodon denir.<br />
Kodonlar mRNA dilindedir (A,G,C,U). 5’-3’ yazılırlar. 4 baz kullanıldığından 4 3 =6 4<br />
kombinasyon mümkündür. Bunun 61’i, 20 amino asidi kodlar, 3 tanesi de UAG,<br />
UGA ve UAA sonlanma kodonudur. Amino asitleri şifreleyen 61 kodondan birisi<br />
olan metyoninin şifresi AUG ise, aynı zamanda başlangıç kodonudur.<br />
Genetik Kodun Özellikleri<br />
1- Spesifiktir: Spesifik bir kodon daima aynı amino asidi kodlar.<br />
2- Evrenseldir: Genetik kodun spesifikliği evolüsyonun erken dönemlerinden<br />
beri korunmuştur. Mitokondriyel genom dışında tüm bitki ve hayvan türleri<br />
için aynıdır.
104<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
3- Kalabalıktır: Her kodon tek bir amino aside karşılık geldiği halde, bir<br />
amino asidin birden fazla kodonu olabilir. Triptofan ve metyonin yalnız birer<br />
kodona sahip amino asitlerdir.<br />
4- Üst üste çakışmaz ve süreklidir: Kod, sabit bir başlama noktasından<br />
başlayarak sürekli baz dizisi şeklinde üçer üçer okunur. Bir mesaj dizisinde<br />
1-2 nükleotid delesyona uğrar veya eklenirse, okuma çerçevesi değişir ve<br />
çerçeve kayması mutasyonu meydana gelir.<br />
Translasyon için Gerekli Bileşenler<br />
a) Amino asitler<br />
b) tRNA:Her amino asit için en az bir spesifik tip tRNA gerekir. Her tRNA’da<br />
3 bazlı bir nükleotid dizisi olan antikodon bulunur ve mRNA üzerinde spesifik<br />
bir kodonu tanır.<br />
c) mRNA: Peptid zincirinin sentezi için kalıp olarak kullanılan spesifik<br />
mRNA’nın bulunması gerekir.<br />
d) Amino açil-tRNA sentetazlar<br />
e) Ribozomlar<br />
f) Protein faktörler: Başlama, uzama ve sonlanma faktörleri gerekir.<br />
g) Enerji: Peptid zincirine bir amino asit eklenmesi için 4 yüksek enerjili P<br />
bağı gerekir. 2 ATP amino açil-tRNA sentetaz reaksiyonu için, 1 GTP amino<br />
açil-tRNA’nın A’ ya bağlanması, 1 GTP de translokasyon için kullanılır.<br />
Protein biyosentezi, hücrenin yaşamı boyunca en çok enerji tüketici olaylardan<br />
birisidir.<br />
Posttranslasyonel Modifikasyonlar<br />
Hücreden salınacak proteinlerin çoğu ilk önce büyük öncü moleküller halindedir<br />
ve fonksiyonel olarak inaktiftir. Protein zincirinin parçaları endoproteazlarca<br />
ayrılır ve aktif molekül açığa çıkar. Proteinin fonksiyonuna göre gerekli ise,<br />
özel gruplar eklenebilir. Hb için Hem grubu eklenmesi örnektir. S-S bağları<br />
oluşabilir. Fosforilasyon, hidroksilasyon ve glikozilasyon olabilir.<br />
Bu reaksiyonların yeri değişiktir. ER, golgi cisimciği veya sekretuar veziküller<br />
içinde olabilirler.<br />
1- Fosforilasyon: Protein üzerindeki serin, treonin veya daha nadiren tirozin<br />
bakiyelerinin OH grupları üzerinden olur. Enzimler protein kinazlardır. Proteine<br />
(-) yük kazandırır. Süt proteini kazein fosforillidir ve taşıdığı (-) yük sayesinde<br />
(+) yüklü Ca bağlayabilir. Protein fosfatazlarla da fosfat grupları ayrılır.<br />
2- Glikozilasyon: Plazma zarının parçası olacak veya hücreden salınacak<br />
proteinlerin çoğunun serin, treonin veya hidroksilizinlerinin OH gruplarına<br />
veya asparagine bağlanmış karbonhidrat zincirleri vardır. Bu ekleme ER’<br />
da olur (Core Glikozilasyon), Golgide (Terminal Glikozilasyon) daha ileri<br />
modifikasyonlar yapılır.<br />
3- Hidroksilasyon: Kollajenin a-zincirinin prolin veya lizin bakiyeleri pürtüklü<br />
ER’ da hidroksile edilir.
105<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Protein Biyosentezi İnhibitörleri<br />
• Puromisin: Amino açil-tRNA’daki amino açil-adenozin bakiyesinin<br />
analoğudur. Ribozomdaki A bölgesine bağlanır ve peptidin ribozomdan<br />
ayrılmasına engel olur. Hem prokaryot hem ökaryotlarda etkilidir.<br />
• Streptomisin: Prokaryotlarda, formil met-tRNA’nın P’ ye bağlanmasını<br />
engelleyerek başlamayı inhibe eder. 30S’e bağlanarak yapısını bozar.<br />
• Tetrasiklin: Prokaryotlarda amino açil-tRNA’nın mRNA-ribozom<br />
kompleksine ulaşmasını önler.<br />
• Kloramfenikol: Prokaryotik peptidil transferaz aktivitesini bloke eder.<br />
Yüksek dozları mitokondrial protein sentezini de inhibe eder.<br />
• Eritromisin ve Klindamisin: Prokaryotlarda 50S’e geri dönüşümsüz<br />
olarak bağlanarak translokasyonu inhibe eder.<br />
• Siklohekzimid: Ökaryotta 60S’in peptidil transferaz aktivitesini inhibe<br />
eder.<br />
• Abrin-risin: Ökaryotta amino açil-tRNA’nın bağlanmasını önler.<br />
• Difteri ekzotoksini: Ökaryotik uzama faktörünü inaktive eder. Böylece<br />
translokasyonu engeller.<br />
DNA’da hasar yapabilen mutajenler<br />
a) Baz analogları: 5-Bromo urasil ve 2-Amino pürin:<br />
b) Deamine edici ajanlar: (Alkilleyici olmayanlar): Nitröz asit ve nitröz<br />
amin, sodyum nitrit ve sodyum nitrat gibi nitröz aside metabolize olan<br />
bileşiklerdir.<br />
** Sitozinin Urasile deaminasyonu en sık<br />
c) Alkilleyici ajanlar: Dimetil nitröz amin ve Dimetil sülfat, bu gruba<br />
örneklerdir. Bunlar guaninin metillenmesine yol açarlar.<br />
d) U.V. ışık: Dimerlerin, genellikle TT dimerinin oluşmasına yol açar.<br />
e) Anaerobik metabolizma sonucu oluşan oksijen radikalleri de DNA’da<br />
hasar oluştururlar.<br />
• Süperoksit radikali: SOD ile uzaklaştırılır.<br />
• Hidrojen peroksit: Katalaz ve GSH peroksidaz ile uzaklaştırılır.<br />
• Hidroksil iyonu: En mutajen olandır.<br />
f) İyonize edici radyasyon: X ışınları, gamma ışınları ve radyoaktif<br />
maddelerin radyasyon partikülleri etkisiyle oluşan iyonlar oldukça<br />
reaktiftir.<br />
Kalıcı Mutasyonlar 2 tiptir:<br />
1- Nokta mutasyonları:<br />
DNA’daki tek bir bazın, bir başkasıyla yer değiştirmesiyle açığa çıkarlar.<br />
DNA’daki bir kodon ve dolayısıyla proteindeki bir amino asit farklılaşır.<br />
• Transversiyon:Pürin yerine pirimidin veya pirimidin yerine pürin bazı<br />
gelmesidir.<br />
• Transisyon: Pürin yerine başka bir pürin veya pirimidin yerine başka<br />
bir pirimidin gelmesidir.<br />
• Protein özelliklerini değiştirmezse SESSİZ MUTASYON denir. Değişen<br />
bazı içeren kodon, aynı amino asidi kodlayabilir..
106<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• FARKEDİLEBİLİR MUTASYON: Hb A’nın ß-zincirini şifreleyen gende<br />
nokta mutasyon sonucu glutamat yerine valin gelmesiyle Hb S oluşur,<br />
Hb fonksiyonları bozulur ve orak hücreli anemi gelişir. Bir başka örnek<br />
de Hb M ‘dir.<br />
2- Katılma (İnsersiyon) ve Eksilme (Delesyon) mutasyonları: Kalıp<br />
kayma mutasyonları:<br />
Bir gene bir veya daha fazla bazın katılması veya eksilmesi, o gendeki<br />
tüm kodonların değişmesine ve tamamen farklı amino asit dizilişine<br />
sahip protein oluşmasına neden olur. Bu tip mutasyon iç kısımlarda bir<br />
sonlanma kodonu oluşturursa, normalden daha kısa bir peptid zinciri<br />
ortaya çıkabilir.<br />
DNA ONARIM MEKANİZMALARI<br />
1- Eksizyon tamiri: U.V. etkisiyle oluşan TT dimerleri replikasyonu bloke ederler.<br />
DNA polimeraz, DNA zincirini ancak dimer bulunan yere kadar replike edebilir.<br />
TT dimerleri, öncelikle özel bir U.V. spesifik endonükleaz (Excinuclease) ile<br />
tanınır. Sonra bir eksizyon ekzonükleazı (prokaryotta DNA polimeraz I, insanda<br />
DNA polimeraz ß ) 5’ ucundan fosfodiester bağını kırarak dimeri serbestleştirir<br />
ve kalan boşluğu diğer ipliği kalıp olarak kullanarak doldurur. Yeni sentezlenen<br />
DNA’nın 3’-OH grubu, orijinal DNA sarmalında kalan 5’-P grubu ile birleşir. Bu<br />
birleşmeyi DNA ligaz yapar.<br />
2- Baz değişikliklerinin düzeltilmesi:<br />
a- Anormal bazlar,<br />
b- Fotoreaktivasyon:<br />
c- Rekombinasyon tamiri: Replikasyon çatalı henüz eksizyon tamiri<br />
yapılmamış hasarlı bir bölgeye gelebilir. Sadece bakterilerde olan bir<br />
mekanizmayla (tanıyıcı enzim: Restriksiyon Endonükleazı), normal DNA<br />
ipliğinden mutasyonsuz kısım alınıp hasarlı ipliğe eklenir, DNA Polimeraz<br />
I ve DNA ligaz ile sağlam iplikte oluşan boşluk da aynı enzimlerle<br />
doldurulur.<br />
DNA ONARIM DEFEKTLERİ<br />
1- Xeroderma Pigmentozum: Genetik geçişi otozomal resesiftir ve pirimidin<br />
dimerlerinin (TT) onarım defektidir. U.V.’ye anormal olarak duyarlıdırlar, melanom<br />
ve skuamöz hücreli ca gibi cilt kanserlerine yatkınlık vardır. En sık görülen tipi, U.V.<br />
spesifik endonükleazın yokluğuyla birlikte olandır.<br />
2- Ataxia Telenjiektazia: Çeşitli organ sistemlerinde şiddetli anomaliler ve<br />
lenforetiküler kanserle karakterizedir. Hastalardan alınan sağlam hücreler kültürde<br />
x-ışınlarına aşırı duyarlıdır.<br />
3- Fankoni Anemisi: Ölümcül aplastik anemi: X-ışınları tarafından oluşturulan<br />
hasar onarılamaz.<br />
4- Hutchinson-Gilford ve Bloom sendromu: 2 farklı prematür yaşlanma<br />
sendromu.
KOLLAJEN LİFLER<br />
DOKU <strong>BİYOKİMYA</strong>SI<br />
107<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Temel yapı üniteleri tropokollajendir. Glikoprotein yapısındadır. İnsanda en<br />
bol bulunan proteindir. Fibrözdür, çeşitli çözücülerde çözünmez. Kollajen lifler<br />
mekanik etkilere çok dayanıklıdır ama esneme özellikleri yoktur. Kıkırdak, kemik<br />
ve deride bulunur.<br />
Kollajen hücre dışında fonksiyon yapan proteinlerden birisidir.<br />
Tropokollajenler arasında Aldol çapraz bağları kurulur, bu bağlar lizin ve<br />
hidroksilizin arasındadır. Çapraz bağları kuran enzim lizil oksidazdır. Cu içerir<br />
ve Cu eksikliğinde kollajen yapımı bozulur.<br />
ELASTİK LİFLER<br />
Temel yapı üniteleri tropoelastindir. Çok fazla uzayıp, kısalma özelliği vardır,<br />
kollajenin aksine lastik benzeri bir yapıdır. Tropoelastin bir polipeptid zinciridir ve<br />
nonpolar amino asitler bulunur. Kollajenle benzer tarafı glisin ve alaninden zengin<br />
olmasıdır, valin ve lizin de çok bulunur. Prolin ise kollajenden azdır. Hidroksiprolin<br />
çok az, hidroksilizin hiç bulunmaz. Karbonhidrat da içermez.<br />
Olgun elastinde, elastin polipeptid zincirlerini bir lif ağına bağlayan kovalan<br />
çapraz bağlar bulunur. Bu bağlar lizinden zengin bölgelerde kurulur ve başlıca<br />
izodesmozin ve desmozin yapıları meydana gelir. Elastini parçalayan enzimler<br />
elastazlardır.<br />
• α-1 Antitripsin, güçlü bir proteaz olan nötrofil elastazını inhibe ederek,<br />
alveoler duvar elastininin yıkılımını engeller. Bu protein, başlıca karaciğerde<br />
sentezlenir. Monosit ve alveoler makrofajlarda sentezlenen ise elastazın lokal<br />
doku hasarını önler. Özellikle akciğerler için çok önemlidir. Eksikliğinde alveoler<br />
duvarda bağ dokusu harabiyeti, rejenerasyon mümkün olmadığından amfizemle<br />
sonuçlanır.<br />
KAS DOKUSU<br />
a- Çizgili kas: İskelet kası: Çizgili ve istemlidir.<br />
b- Düz kas:Çizgisiz ve istemsizdir.<br />
c- Kalp kası: Çizgili ve istemsizdir.<br />
Çizgili kaslar, elektriksel olarak uyarılabilen bir membran olan sarkolemma ile<br />
sarılmıştır. Kas hücresinin sitoplazması da sarkoplazma olarak adlandırılır.<br />
Çizgili kasda enine ve boyuna çizgiler bulunur. Boyuna olanlar miyofibrillerden<br />
(lifçik), enine olanlar her lifçikteki ince ve kalın filamanlardan ileri gelir. Hücre<br />
zarı olan sarkolemma içeri doğru girintiler yaparak Z çizgisini meydana<br />
getirir.<br />
Miyofibrildeki kalın filamanlar koyu renkli A bandını oluşturur, koyu bant<br />
üzerindeki daha açık bölgeye H zonu denir. Sadece ince filamanlarca oluşturulan<br />
açık renkli bölgeye ise I bandı denir. I bandı ortasındaki koyu çizgiler ise Z çizgisi<br />
adını alır.
108<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
İki Z çizgisi arasına da sarkomer denir.<br />
Filamanları oluşturan proteinlere kontraktil proteinler denir. Bunlar aktin, miyozin,<br />
tropomiyozin ve troponinlerdir. Miyozin kalın, diğerleri ince filamanlar olarak<br />
bilinirler.<br />
1- Miyozin: Fibröz bir proteindir. Kas proteinlerinin % 55’ini oluşturur. Miyozin<br />
baş kısmı; ATP bağlama fonksiyonuna ve ATPaz aktivitesine sahiptir.<br />
2- Aktin: Globüler alt ünitelerden meydana gelen fibröz bir proteindir. Kas<br />
proteinlerinin % 25’ini oluşturur. 2 tipi vardır; Globüler (G-aktin) ve Fibriler<br />
(F-aktin).<br />
3- Tropomiyozin: 2 polimer arasındaki olukta, F-aktine birleşen α ve β olmak<br />
üzere 2 zincirden oluşan fibröz bir moleküldür.<br />
4- Troponinler: Çizgili kaslara özgüdür.<br />
• Troponin T; Tropomiyozine bağlanır.<br />
• Troponin C; yapısal olarak kalmoduline benzer ve Ca bağlayıcı rolü vardır.<br />
• Troponin I; Aktin polimeri üzerinde bulunur ve aktinin miyozinle etkileşimini<br />
inhibe eder.
109<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
İskelet Kasında Kontraksiyon<br />
Kontraksiyon olması için miyozin başının aktinle temas etmesi gerekir. Dinlenme<br />
halinde ayrıdırlar. Kontraksiyon sırasında sarkoplazmik retikulumdan Ca açığa<br />
çıkar. Açığa çıkan Ca’ların 4 molekülü, 1 Troponin C ile bağlanarak, miyozin<br />
başı konformasyonu değişen ve böylece bağlanma bölgesi açığa çıkan aktinle<br />
bağlanır ve aktin, miyozin başındaki ATP azı aktive eder. ATP hidrolizi ile<br />
enerji elde edilir. Bu enerji miyozin başının hareketinde kullanılır. Böylece,<br />
ince filamanlar sarkomerin merkezine doğru çekilir. Kontraksiyonun sona<br />
ermesinde, Ca’un sarkoplazmik retikulumun sisternalarına Ca ATPaz ile<br />
pompalaması rol oynar. Kas kasıldığı zaman, kalın yada ince filamanların<br />
boylarında herhangi bir değişiklik olmaz. Sadece kasılma sırasında aktin ve<br />
miyozin üst üste gelerek, I bandı daralır. A bandı ise aynı kalır.<br />
Düz Kaslarda Kontraksiyon<br />
Düz kasta troponin bulunmaz. Kasılma kontrolü miyozin başındaki<br />
hafif zincirlerle olur. Sarkoplazmada bulunan miyozin kinaz (Hafif zincir<br />
kinaz) enzimi normalde inaktiftir. Aktiflenmesi için önce Ca-kalmodulin<br />
kompleksine bağlaması gerekir. Düz kasa uyarı gelmesiyle hücre içine Ca<br />
boşalır. 4 Ca, kalmodulin ile kompleks yapar, bu kompleks inaktif miyozin<br />
kinaza bağlanıp, ATP’den fosfat grubunu miyozine transfer eder. Aktin-miyozin<br />
etkileşerek, kasılma gerçekleşir.<br />
NÖROTRANSMİTTERLER<br />
• Asetil kolin (Ach): İlk tanımlanan nörotransmitterdir. Başlıca; eksitatör<br />
fonksiyonludur. Buna rağmen beynin bazı bölgelerinde nöronal akışı inhibe<br />
eder.<br />
• Uykunun REM döneminin indüksiyonunda primer öneme sahiptir.<br />
• Noradrenalin (NA): NA ise geniş olarak inhibitör etkilidir. Ve Ach gibi alt<br />
beyin ve beyin sapında yer alır. Ancak beynin bazı bölgelerinde eksitatör olduğu<br />
gösterilmiştir.<br />
• Emosyonel yanıtların düzenlenmesinde görevlidir.<br />
• Dopamin (DA): PIF: İnhibitör etkili bir NT’dir.<br />
• Önemli bir fonksiyonu, muskuler aktivitenin kontrolüdür.<br />
• 5-Hidroksi triptamin: (=5-HT)= Serotonin: Başlıca presinaptik inhibitör<br />
etkilidir.<br />
• Ana fonksiyonu uyku siklusu ve uyanıklığın düzenlenmesidir.<br />
• Gamma Amino Bütirik Asit (GABA): İnhibitör etkilidir.<br />
• Ana fonksiyonu; fiziksel aktiviteyi azaltmaktır.<br />
• Diğer amino asitler:<br />
Glutamat ve Aspartat beyinde yüksek miktarlarda bulunurlar ve hipokampus ve<br />
korteksi de içeren pek çok alanda GABA’ nın aksine uyarıcı etki yaparlar.<br />
Glisin ise, GABA gibi inhibitör etkilidir.<br />
Bu nörotransmitterler dışında pek çok madde de MSS’ de nöronlar arası iletişimi<br />
etkilerler. Mesela; kahvenin kafeini, çayın teofilini ve kakaonun teobramini<br />
nöronların uyarılma eşiğini düşürerek, nöronal eksitabiliteyi artırırlar. Sitriknin<br />
de nöron eksitabilitesini artırıcı role sahiptir.
110<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Nitrik Oksit:<br />
Davranış ve hafızayla ilgili bölgelerde saptanmış. Presinaptik terminallerde<br />
depolanmaz, gerektiğinde sentezlenir. Postsinaptik nöronda genellikle<br />
membran potansiyelini fazla değiştirmez, fakat hücre içi metabolik<br />
fonksiyonları değiştirerek etki yapar. Bu etkilerini cGMP aracılığıyla<br />
gösterir.
ÖZEL KONULAR<br />
SERUM METALLERİ VE METALLO PROTEİNLER<br />
ESER ELEMENTLER<br />
Element İlgili Enzimler<br />
111<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Demir Sitokrom Oksidaz, Katalaz, Peroksidaz, Ksantin Oksidaz, Akonitaz<br />
Bakır<br />
Çinko<br />
Süperoksit Dismütaz, Sitokrom Oksidaz, Lizil Oksidaz, Ferrooksidaz I,<br />
Tirozinaz, Dopamin Hidroksilaz<br />
Karbonik Anhidraz, ALA Dehidraz, RNA Polimeraz, Alkol<br />
Dehidrogenaz,<br />
Laktat Dehidrogenaz, Gliseraldehid 3-P Dehidrogenaz<br />
Magnezyum Heksokinaz, Piruvat Kinaz, Glukoz 6 Fosfataz, Transketolaz<br />
Mangan Arginaz, Ribonükleotid Redüktaz, Piruvat Karboksilaz<br />
Potasyum Piruvat kinaz<br />
Nikel Üreaz<br />
Molibden Ksantin Oksidaz, Dinitrogenaz, Aldehit Dehidrogenaz<br />
Selenyum Glutatyon Peroksidaz, Tiroperoksidaz, 5’- Deiyodinaz<br />
Kobalt Homosistein Metil transferaz<br />
Kalsiyum Amilaz, Fosfolipaz A 2, Rennin<br />
Kofaktör Olarak İnorganik Elementleri Gerektiren veya İçeren Bazı Enzimler<br />
Demir:<br />
En iyi bilinen eser elementtir. Total vücut demir içeriği 4-5 g’dır.<br />
Vücut demirinin % 70’i Hb içinde eritrositlerde, % 5’i Mb içinde kaslarda, %<br />
20’si Ferritin ve Hemosiderin şeklinde KC, dalak ve kemik iliğinde, kalan %<br />
5 ise, oksidatif enzimlerin (sitokromlar, triptofan pirolaz ve katalaz) yapısal<br />
bileşeni olarak bulunur. Kan dolaşımındaki (Totalin yalnızca % 0,1’i) Fe,<br />
transferrine bağlıdır.<br />
Eksikliğinde azalmış Hb yapımı ile anemiler oluşur. Demir eksikliğinin 3 evresi<br />
tanımlanmıştır:<br />
1. Demir depolarının azalması<br />
2. Demiri yetersiz eritropoez<br />
3. Demir eksikliği anemisi<br />
Demir eksikliği genellikle diyetle azalmış alım, artmış kayıp veya depolanmış<br />
demirin mobilizasyonunda blok ile oluşur. Demirin mobilizasyonunda blok pek<br />
çok kronik hastalıkta oluşur ve kronik hastalık anemisinden sorumludur.
112<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Demir toksisitesinde 3 olası mekanizma ileri sürülüyor:<br />
1- Serbest radikallerin oluşumu ile lipid peroksidasyonu (Fenton reaksiyonu<br />
- Fe ve hidrojen peroksidin hidroksil radikali oluşturmaları ile)<br />
2- Kollajen oluşumunun stimülasyonu - Fibrozis (KC ve pankreasta)<br />
3- DNA hasarı - Hepatosellüler ca<br />
*** Hemokromatozis, doğumsal genetik bir defekttir ve bozuk demir<br />
absorbsiyonu + hiperpigmente cilt + Diabetes mellitus ile bağlantılıdır.<br />
Demir durumunun değerlendirilmesinde pek çok metot vardır;<br />
1- Serum demir konsantrasyonu: Erkeklerde 80 - 150 µg/dl<br />
Kadınlarda 70 - 130 µg/dl’dir.<br />
2- Kemik iliği yaymasının Prussian mavisi ile boyanması: Bu boya demir<br />
için spesifiktir. Fakat rutinde kullanılmaz. Çünkü, son derece invazivdir. Son<br />
çare olarak başvurulabilir.<br />
3- Serum Ferritin konsantrasyonu: Demir depolarının değerlendirilmesinde<br />
yararlıdır. Normalde serumda çok az bulunur.<br />
Erkeklerde--20-250 ng/mL<br />
Kadınlarda--10-120 ng/mL’dir.<br />
*** Serum Ferritini demir eksikliği tanısında;<br />
• En spesifik,<br />
• En sensitif ve<br />
• En güvenilir göstergedir.<br />
4- Transferrin (Tf) satürasyonunun hesaplanması: Sirküle eden demirin<br />
göstergesidir. Son zamanlarda diyetle demir alımını, oldukça hassas bir<br />
şekilde gösterir. Serum demiri ve total demir bağlama kapasitesi üzerinden<br />
hesaplanır:<br />
Serum Demiri<br />
X 100= % Tf satürasyonu<br />
TIBC<br />
Erkeklerde %20-50<br />
Kadınlarda %15-50 dir.<br />
• Transferrin:<br />
• Elektroforezde β 1 bandındadır.<br />
• Plazmada Fe +3 taşır. 1 molü, 2 mol demir bağlar.<br />
• Yaklaşık olarak 1/3’ü demir ile satüredir. (%30-40 satürasyon)<br />
• Karaciğerde sentezlenir.<br />
• Glikoprotein yapısındadır.<br />
** TIBC= 280-300 µg/dl’dir.<br />
5- Azalmış demir miktarları hem sentezini de bozacağından; Hb, hematokrit<br />
ve çeşitli eritrosit indeksleri de ölçülebilir. Ancak bunlar, demir eksikliğinin<br />
ileri dönemi için göstergedirler.<br />
6- Çinko Protoporfirin / Hem (=ZPP/H) oranı da demir durumun<br />
değerlendirilmesi için kullanılır. Eritropoez için yeterli demir yoksa, gelişmekte<br />
olan eritrositlerde çinko protoporfirin birikir. Demir eksikliğinin oldukça erken<br />
oluşan bir sonucudur. Hassas bir göstergedir.
113<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Demir Metabolizması: Besinlerde demir 2 formda bulunur:<br />
1- Hem içindeki demir (Ferröz, Fe 2+ )<br />
2- Non-hem demir (Ferrik; Fe 3+ )<br />
Barsaklardan absorbe edilmesi için, proteinden ayrılmalı ve bivalent (ferröz;<br />
Fe 2+ ) şekle indirgenmelidir.<br />
Absorbsiyon, yiyeceklerdeki askorbik asit ve gastrik asidite ile kolaylaşır. Ve<br />
pankreatik sıvı, tahıllarda bulunan fosfatlar ve fitatlar ile azalır. Antasitler<br />
ve bazı antibiyotikler de demir emilimini azaltırlar.<br />
Fizyolojik olarak demir absorbsiyonu, depolanmış demir miktarına ve kemik<br />
iliğindeki eritropoetik aktiviteye bağlıdır. Besinlerle alınan demirin yaklaşık<br />
%5-10’u barsaklardan emilir. Demir eksikliğinde, gebelik ve büyüme çağında<br />
emilim artarak, % 20’lere çıkabilir.<br />
Absorblanan demir, transport protein (Apoferritin) ile mukozal hücrelere<br />
taşınır ve hemen tekrar ferrik forma çevrilir. Buradan da plazmaya salınır.<br />
Plazmada ferrik formdadır ve spesifik demir taşıyıcı proteinler olan<br />
transferrin ve siderofilinle kombine olur.<br />
Demir Depolanması: Demir 2 şekilde depolanır: Ferritin ve Hemosiderin.<br />
Ana depo organları, kemik iliği, KC ve dalaktır.<br />
Depo demirin % 65’i ferritin halindedir. Bu formdaki demir, hızla<br />
hemoglobin sentezi için kullanılabilir (Solubl demir). Fakat, genel<br />
histokimyasal metotlarla demonstre edilemez.<br />
Depo demirin % 35’i hemosiderin halindedir. Kolayca mobilize edilemez.<br />
(İn solubl demir) Varlığı prussian mavisi reaksiyonu ile demonstre<br />
edilebilir.<br />
İyot:<br />
Tiroid hormonlarının (T3 ve T4) bileşenidir. Bu hormonların, bazal<br />
metabolizmaya olan etkilerinden dolayı, iyot büyüme ve vücut dokularının<br />
özellikle sinir sisteminin gelişiminde önemlidir.<br />
Eksikliğinde guatr oluşur. İnfantlarda eksikliği KRETENİZM ile sonlanır.<br />
Cücelik ve zeka geriliği vardır.<br />
Fazlalığı ile de guatr + hipertroidi oluşur.<br />
Selenyum:<br />
Glutatyon peroksidaz aktivitesi için gerekli bir eser elementtir. Selenyumun<br />
antioksidan rolü, C ve E vitaminleri ile yakın bir şekilde ilişkilidir.<br />
Selenyumun büyüme, beyin gelişimi ve tiroid fonksiyonları üzerine<br />
etkileri vardır. Eksikliğinde; anemi, iskelet miyopatisi, artmış kanser riski,<br />
kardiovasküler hastalık artışı, saç-tırnak ve immun sistem değişiklikleri ve<br />
tiroid hormon bozuklukları oluşur.<br />
İyodun dolaşımdan alındıktan sonra oksidasyonunu sağlayan tiroperoksidaz Se<br />
bağımlıdır. Ayrıca, periferde T4’ü T3’e çeviren 5’ deiyodinaz da Se bağımlıdır.<br />
Bu yüzden Se eksikliğinde 5’ deiyodinaz aktive olamamakta, T4 ↑, T3 ↓<br />
bulunmaktadır.<br />
Eksikliğinde Keshan Hastalığı görülür.
114<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Çinko:<br />
Kollajen oluşumu için gerekli olan eser elementtir. Ayrıca insulinin bileşenidir.<br />
İnsulin pankreas β hücrelerinde çinko iyonlarıyla kandanse olarak<br />
bulunur. Pek çok enzimin yapısında bulunur. Hücre bölünmesi ve<br />
büyümesinde, seksüel matürasyonda, fertilitede, gece görmede, immun<br />
yanıt oluşumunda ve yara iyileşmesinde fonksiyon yapar. Kanda albümine<br />
bağlı olarak taşınır.<br />
Akrodermatitis enteropatika kalıtımsal bir çinko eksikliği hastalığıdır. Hepato<br />
splenomegali ve genital olgunlaşmanın gecikmesiyle gider. Kanlarında<br />
esansiyel yağ asit seviyeleri de azalmıştır.<br />
Bakır:<br />
Demire ek olarak hemoglobin sentezinde gereklidir. Kollajen oluşumunda (Lizil<br />
Oksidaz) ve miyelin kılıfın devamlılığının sağlanmasında görevlidir. İskelet<br />
gelişiminde, immun sistem fonksiyonlarında, melanin sentezinde (Tirozinaz)<br />
ve SOD (Süper Oksit Dismütaz) enziminin yapısında da bulunur.<br />
Kanda albümine ve serüloplazmine bağlı olarak bulunur. Plazmadaki<br />
bakırın % 90’ını Seruloplazmin taşır.<br />
• Hemoglobin sentezi aksayarak anemi ve kollajen sentezi aksayarak<br />
dissekan aort anevrizması eksikliğinde birlikte oluşan bozukluklardır.<br />
Menkes’ kinky saç hastalığı; nadir görülen genetik bir hastalıktır. Azalmış<br />
bakır emilimi ve böylece eksikliği ile sonuçlanır.<br />
Wilson hastalığı, KC’ de toksik bakır birikimi ile giden bir genetik bozukluktur.<br />
Diyetsel kaynaklı toksisite son derece nadirdir.<br />
Bakır-protein kompleksi olan Seruloplazmin, bakır durumunun göstergesidir.<br />
Yine de, Seruloplazmin seviyeleri, hormonal değişikliklerden ve enflamasyondan<br />
oldukça etkilendiğinden yararı sınırlıdır.<br />
• Eritrosit SOD aktivitesi, organizma bakır durumunun en hassas göstergesidir.<br />
Flor:<br />
Diş sağlığı için önemli bir eser elementtir. Çürük oluşturan bakterilerin asit<br />
oluşturmalarını engeller. Ayrıca erişkin kemik yapısının korunmasında da rol<br />
alır.<br />
Eksikliğinde, diş çürükleri artar. Kronik toksisitesi, FLUOROZİS olarak<br />
adlandırılır. Kemik sağlığı, böbrek fonksiyonları ve muhtemelen kas ve sinir<br />
fonksiyonları etkilenir.<br />
Mangan:<br />
Dekarboksilazlar, Hidrolazlar, Kinazlar ve Transferazlar için aktivatör olarak<br />
davranır. Oksidatif fosforilasyon, yağ asidi metabolizması, protein, kolesterol<br />
ve mukopolisakkarit sentezlerinde görevlidir.<br />
• Kanda Hb’e bağlı olarak bulunur.<br />
Molibden:<br />
Nükleik asitlerin ürik aside yıkılımında görevli ksantin oksidaz gibi<br />
metalloenzimlerin bileşenidir.
115<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Krom:<br />
Normal glukoz metabolizmasının sağlanmasındaki rolünden dolayı, glukoz<br />
tolerans faktörü olarak da adlandırılır. Krom, insulin etkisinin başlaması<br />
için gerekli kofaktördür.<br />
Eksikliğinin, erişkin başlangıçlı diabette bozulmuş glukoz toleransını<br />
körüklediğine inanılır. Krom içeren tozlara sürekli maruz kalan işçilerde,<br />
bronş kanserinde artma saptanmıştır.<br />
Kobalt:<br />
Vitamin B 12 ’nin yapısında bulunur. Eksikliğinde pernisiöz anemi oluşur.<br />
Nikel:<br />
Büyüme, üreme, hematopoez, demir ve çinko metabolizmasında etkilidir. Siroz<br />
ve kronik üremili kişilerde eksikliği oluşabilir.<br />
Silikon:<br />
Kemiğin normal büyümesinde etkilidir.<br />
SERÜLOPLAZMİN = FERROOKSİDAZ I<br />
2 değerlikli Fe’in 3 değerlikli demire çevrilmesini sağlayan enzimdir. Bakırlı bir<br />
proteindir. Wilson hastalığında, yeni doğanda ve nefrotik sendromda seviyeleri<br />
azalır. Gebelikte, enfeksiyonlarda, miyokard enfarktüsünde ve sirozda artar.<br />
Serum seviyeleri genellikle, bakır ile paraleldir. Mesela Wilson hastalığında,<br />
serumda bakır ve Seruloplazmin azalırken, idrar bakırı artmıştır.<br />
NİTRİK OKSİT (NO) (EDRF)<br />
Organizmada yaygın olarak bulunan ve çeşitli fonksiyonları olan bir maddedir.<br />
Damar düz kaslarında gevşeme ile vazodilatasyon yapan endotel kökenli gevşetici<br />
faktörle (EDRF) aynı madde olduğu düşünülmektedir.<br />
Sentezinde görevli enzim NO sentazın kalsiyum bağımlı ve bağımsız tipleri<br />
bulunmaktadır. Argininden sentezi sırasında 2 reaksiyon devreye girmektedir.<br />
Önce oksijen, argininin guanido grubundaki azotlardan birine fikse olup, sonra<br />
azotla birlikte yapıdan ayrılmakta NO ve Sitrulin oluşmaktadır. İşlemler sırasında<br />
NADPH da gereklidir.<br />
NO sentaz, NADPH ve O 2 kullanmasıyla Sitokrom P 450 enzimlerine<br />
benzemektedir.<br />
NO çok kısa ömürlüdür. Nitrit ve nitratlara çevrilerek inaktive edilir.<br />
NO’in fizyolojik fonksiyonları:<br />
1- Güçlü vazodilatatör etkilidir.<br />
2- Trombosit agregasyonunu önler.<br />
3- Lökositlerden salınan bakteri ve tümör hücrelerinin öldürülmesinde görevli<br />
güçlü bir toksin gibi davranır. Böylece makrofaj fonksiyonlarını destekler<br />
4- Beyinde nörotransmitter fonksiyonlara sahiptir.<br />
5- Hafıza ve düşünme ile ilgili fonksiyonlar yapar.<br />
6- Renal vasküler rezistansı azaltır ve GFR’ yi artırır.
116<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
KOAGÜLASYON<br />
Koagülasyon, 4 fazdan oluşur:<br />
1- Hasarın distalindeki kan kaybının azaltılması için, damarların konstriksiyonu<br />
2- Hasar bölgesinde, gevşek ve geçici bir trombosit tıkacının oluşumu<br />
3- Trombosit tıkacının çeşitli hücreler yakalayarak, daha stabil bir yapı ve fibrin ağının<br />
oluşumu<br />
4- Pıhtının plazmin tarafından parsiyel veya komple çözülmesi<br />
Vazokonstriksiyon ve trombosit agregasyon oluşumu, prostasiklin (PG I2) ve tromboksan<br />
A2 (TX A2) tarafından düzenlenir.<br />
İntrensek ve ekstrensek yollar fibrin oluşumu ile sonuçlanır.<br />
1-İntrensek yolla aktivasyon:<br />
Doku hasarı olmaksızın gelişir. Faktör XII’nin kontakt aktivasyonu ile başlar.<br />
Aktiflenme olayından, damar yüzeyindeki kollajen sorumludur. aPTT (aktive<br />
parsiyel tromboplastin zamanı) göstergesidir.<br />
2-Ekstrensek yolla aktivasyon:<br />
Doku hasarı ile birliktedir. Faktör VII’ nin aktivasyonu ile başlar. PT (protrombin<br />
zamanı) göstergesidir.<br />
Bu 2 yolla aktivasyon faktör Xa’da birleşir. Bundan sonraki basamaklar ortaktır.<br />
Protrombinin trombine dönüşümünü ve fibrinojenden fibrin oluşumunu<br />
sağlayan bir ortak sona giderler.<br />
Koagülasyon faktörleri:<br />
• Faktör I: Fibrinojen<br />
• Faktör II: Protrombin<br />
• Faktör III: Doku faktörü (TF)<br />
• Faktör IV: Ca 2+<br />
• Faktör V: Proakselerin : Labil faktör<br />
• Faktör VII: Prokonvertin<br />
• Faktör VIII: Antihemofilik faktör A: Antihemofilik globülin (AHG)<br />
• Faktör IX: Christmas faktör: Antihemofilik faktör B<br />
• Faktör X: Stuart-power faktör<br />
• Faktör XI: Antihemolitik faktör C<br />
• Faktör XII: Hageman faktör<br />
• Faktör XIII: Fibrin stabilize edici faktör<br />
• Yüksek molekül ağırlıklı kininojen (HK)<br />
• Prekallikrein (PK)<br />
** Von-Willebrand faktörü: Endotel hücrelerinden salınan adeziv proteindir.<br />
Trombositler arası ve endotel - trombosit arası tutunmayı sağlar.<br />
** Fibronektin ve Vibronektin: Adeziv proteinlerdir. Hücre yüzeylerinde,<br />
ekstrasellüler matrikste ve kanda bulunurlar. Endotel hücrelerinde üretilip,<br />
pıhtılaşmada rol alırlar. Fonksiyonları Von-Willebrand faktörünkine benzer.<br />
Ekstrasellüler büyük glikoproteinlerdir ve proteoglikanlar arası iletişimde<br />
görevlidirler. Heparin, fibrin ve kollajenin hücre membranı altındaki<br />
mikrofilamentlere indirekt olarak bağlanmasında rol alırlar.
Koagülasyon Proteinleri Aktif Form<br />
Faktör I (Fibrinojen) Substrat<br />
Faktör II Serin Proteaz<br />
Faktör III (Doku Faktörü) (TF) Kofaktör = Aktivatör Protein<br />
Faktör V Kofaktör<br />
Faktör VII Serin Proteaz<br />
Faktör VIII Kofaktör<br />
Faktör IX Serin Proteaz<br />
Faktör X Serin Proteaz<br />
Faktör XI Serin Proteaz<br />
Faktör XII Serin Proteaz<br />
Faktör XIII Transglutaminaz<br />
Yüksek Molekül Ağırlıklı Kininojen (HK) Serin Proteaz<br />
Prekallikrein (PK) Serin Proteaz<br />
Fibrinolitik Proteinler Aktif Form<br />
Plazminojen Zimojen<br />
Plazmin Serin Proteaz<br />
Doku Plazminojen Aktivatör (tPA) Serin Proteaz<br />
İnhibitörler Aktif Form<br />
α 2 -Antiplazmin Serin Proteaz İnhibitör<br />
Antitrombin III Serin Proteaz İnhibitör<br />
Plazminojen Aktivatör İnhibitör Serin Proteaz İnhibitör<br />
Protein C Serin Proteaz İnhibitör<br />
Protein S Kofaktör<br />
KOAGÜLASYON PROTEİNLERİNİN AKTİF FORMLARI<br />
117<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Fibrinolitik sistem proteinleri: Plazminojen ve a 2 -antiplazmindir.<br />
** Faktör II, VII, IX ve X’ un sentezleri, K vitaminine bağımlıdır. K vitamini<br />
bunların glutamat kalıntılarını karboksilleyerek ?-karboksi glutamat<br />
oluşturur. Oluşan, Gla kalıntıları, koagülasyona önemli derecede katkıda<br />
bulunan Ca 2+ ’u bağlarlar. Kumarin grubu droglar, bu karboksilasyonu<br />
kısıtlayarak etki yapan antikoagülanlardır. Yani Ca 2+ bağlanmasını<br />
bozarlar.<br />
** Pek çok pıhtılaşma faktörü, serin proteazların zimojenleri olarak bulunurlar.<br />
Bu zimojenler, proteoliz ile aktifleşirler.<br />
** Plazmada pıhtılaşma faktörleri ile ilgili inhibitörler vardır. Örn., antitrombin<br />
III. Bunlar koagülasyonun regülasyonuna yardımcı olurlar. Heparin,<br />
antitrombin III aktivitesini artırarak etki yapan bir antikoagülandır. Antitrombin<br />
III, trombinden başka, Faktör IX, X, XI ve XII aktivitelerini de kısıtlayabilir.<br />
** Oluşan fibrin pıhtıları, çapraz bağlar ile güçlenirler. Bu çapraz bağları,<br />
trombin tarafından aktiflenen transglutaminaz da denen, fibrin stabilize edici<br />
faktör oluşturur.
118<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
HÜCRE ve ORGANELLER<br />
** Bazı hücreler sürekli bölünürler;<br />
• Epidermis, Barsak bazal hücreleri, Eritroblastlar, Sperm öncü hücreleri,<br />
Miyelositler<br />
**Bazı hücrelerin bölünme yeteneği saklıdır;<br />
• KC (sadece parsiyel hepatektomiyi takiben bölünür), böbrek, pankreas,<br />
tiroid, hipofiz, adrenal<br />
**Bazı hücreler hiç bölünmezler;<br />
• Nöronlar (uzun ömürlü)<br />
• Granülositler (kısa ömürlü)<br />
• Kas hücreleri (ileri derecede farklılaşmış)<br />
GLİKOKALİKS:<br />
Hücre yüzeyi örtüsü: Hücre membranının dışında yer alır. Viskoz bir örtüdür.<br />
Protein, glikoprotein ve bazı proteoglikanlardan oluşmuştur. Solunum ve GİS<br />
epitel hücreleri üzerinde, koruyucu bir mukus tabakası oluşturur. Ayrıca, bağ<br />
dokusu hücrelerinde yapıştırıcı rol oynar.<br />
HÜCRE MEMBRANI:<br />
Asimetrik bir iç ve dış yüzeyi olan tabakalar tarzındadır. İç yüzde enzim bağlayıcı<br />
bölgeler bulunurken, dış yüzde de özgün reseptörler yer alır. Bunlar, dokular<br />
arası fonksiyonlarda, hormon etkilerinde ve hücreler arası tanıma ve haberleşme<br />
olaylarında görevlidirler. Ayrıca, membran pinositoz ve fagositoz fonksiyonuna<br />
sahiptir. Hücre membranı amfipatiktir, yani membran bileşenleri hidrofobik ve<br />
hidrofilik gruplar içerirler.<br />
Çok lipofilik maddeler hariç, birçok maddeye karşı geçirgen değildir. Yani<br />
semipermeabldır. Temel metabolit ve iyonlar geçebilir. Membran lipidleri bir<br />
bariyer oluşturarak su ve suda eriyen maddelerin kompartmanlar arası serbestçe<br />
hareketini önlerler. Buna rağmen, membranın protein molekülleri membranı<br />
penetre ederek spesifik maddelerin membrandan geçmesi için özel kanallar<br />
oluştururlar. İyonlar, glukoz ve üre suda eriyen, buna rağmen oksijen,<br />
karbondioksit ve alkol yağda eriyen maddelere örneklerdir. Protein kanallar<br />
selektif olarak bazı maddelerin difüzyonuna izin verirler. Membrana ait çeşitli<br />
aksaklıklarda özgün hastalıklar oluşabilir:<br />
• İyodür aktarıcısının yokluğu--Konjenital guatr<br />
• Düşük dansiteli lipoproteinlerin kusurlu endositozu: Hızlanmış hiperkolesterolemi<br />
ve koroner arter hastalığı Membranlar, bazıları enzimatik aktiviteye sahip pek<br />
çok protein taşırlar. Bu enzimlerden bazıları sadece belirli membranlarda<br />
lokalizedirler ve bu membranların saflaştırılmasını izlemede işaretleyici olarak<br />
kullanılabilirler:<br />
• Plazma membranı -- 5’ nükleotidaz, adenilat siklaz, Na+ / K+ ATPaz<br />
• Endoplazmik retikulum membranı -- Glukoz 6-Fosfataz<br />
• Golgi kompleksi membranı -- Galaktozil Transferaz<br />
• İç mitokondri membranı -- ATP sentaz, Süksinat Dehidrogenaz
HÜCRE MEMBRANINDAN TAŞINMA:<br />
119<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Pek çok ufak yüksüz molekül lipid katmanından serbestçe geçerler. Yüklü<br />
moleküller, daha büyük yüksüz moleküller ve bazı ufak yüksüz moleküller ise<br />
kanal veya porlardan ya da spesifik taşıyıcı proteinlerin aracılığı ile nakledilirler.<br />
Bir maddenin net difüzyonu şunlara bağlıdır:<br />
• Membrandaki konsantrasyon gradyeni<br />
• Membrandaki elektriksel potansiyel (genelde hücre içi negatif yüke<br />
sahiptir.)<br />
• Membranın maddeye ait geçirgenlik katsayısı<br />
• Membrandaki hidrostatik basınç gradyenti<br />
• Sıcaklık.<br />
Taşınma 3 şekilde olabilir :<br />
1-Basit difüzyon: Enerji ve taşıyıcı protein gerektirmez.<br />
2-Kolaylaştırılmış difüzyon: Enerji gerektirmez, taşıyıcı protein<br />
gerektirir.<br />
3-Aktif transport: Enerji ve ek olarak taşıyıcı protein gerektirir.<br />
Basit difüzyon ve kolaylaştırılmış difüzyon, pasif transport şeklidirler. Bunlar<br />
daima, elektro kimyasal bir gradyen boyunca dengeye doğrudur. Aktif transport<br />
ise, elektro kimyasal gradyene karşıdır.<br />
Transport sistemleri:<br />
1-Uniport: Bir tip molekülü iki yönlü hareket ettirir.<br />
2-Kotransport: Bir solütün transferi diğer bir solütün aynı zamanda olan<br />
transferine bağımlıdır.<br />
A- Simport: Solütler aynı yönde hareket ettirilir. Örneğin; Na + - şeker<br />
tranportörleri, Na + - amino asit transportörleri<br />
B- Antiport: İki molekül zıt yönde hareket ettirilir. Örneğin; Na + -Ca 2+<br />
değiş tokuşu, Na + - K + değiş tokuşu<br />
Glukoz transportu çeşitli şekillerde olabilir:<br />
Glukozun yağ dokusu ve çizgili kaslara girişi, insulinin indüklediği spesifik<br />
bir transport sistemi ile olur. Glukoz ve Na + , glukoz transportöründeki farklı<br />
konumlara bağlanırlar. Na + elektro kimyasal gradyen boyunca hücre içine<br />
alınır ve birlikte glukozu da sürükler. Yani, Na + gradyeni ne kadar büyük<br />
olursa, o kadar çok miktarda glukoz hücreye girer. Ekstrasellüler sıvı<br />
Na+’u düşük olursa, hücreye glukoz girişi durur. Simportu harekete geçiren<br />
Na+ gradyeni, Na + -K + değiş tokuşu ile sağlanır. Yani, glukozla birlikte hücre<br />
içine giren Na + , hücre dışına atılırken, K + ile yer değiştirmiş olur. Hücre içinde<br />
biriken glukoz ise, farklı bir uniport ile dışarıya taşınır. Bu olay da, intestinal<br />
ve renal hücrelerde meydana gelir.<br />
HÜCRE MEMBRANININ BİLEŞİMİ:<br />
Membran bileşiminin % 40-50’sini lipidler oluşturur. Yaklaşık % 25’i fosfolipidler,<br />
% 13’ü kolesterol ve % 4’ü diğer lipidlerden oluşur. Fosfolipidler ve glikolipidler,<br />
yapılarında hem hidrofilik hem de hidrofobik gruplar taşıdıklarından, çift tabaka<br />
oluştururlar. Fosfolipidler lateral olarak hareket ederler.
120<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Bunun için membranın akışkan olması gerekir. Kolesterol çift tabaka yapmaz ve<br />
akışkanlığın düzenlenmesinden sorumludur. Kolesterol genellikle içten çok<br />
dışta daha büyük miktarlarda yer alır. Membrandaki doymamış yağ asitlerinin<br />
konsantrasyonları arttıkça, akışkanlık artar.<br />
Düşük ısıda, membran lipid hareketleri azalır ve akışkanlık da azalır. Membran<br />
düşük ısıda rölatif olarak soliddir (katıdır). Membranın solid formdan, sıvı forma<br />
geçiş ısısı lipid bileşimine bağlıdır. Yağ asitleri ve kolesterol 2 önemli etkili bileşendir.<br />
Doymuş yağ asitleri solid formun stabilizasyonunu sağlar ve böylece akışkanlığı<br />
azaltırlar. Doymamış yağ asitleri ise, paketlenmeyi bozarak (engelleyerek)<br />
akışkanlığı artırırlar.<br />
Sterol içeriğinin akışkanlık üzerine 2 etkisi vardır:<br />
1- Termal geçiş noktasının altındaki, düşük ısılarda, sterol yağ asitlerinin sıkı<br />
paketlenmesini önler ve akışkanlığı artırır.<br />
2- Termal geçiş noktasının üstündeki ısılarda ise, halkalı yapısı yüzünden yağ<br />
asidi zincir rotasyonlarını engelleyerek akışkanlığı azaltır.<br />
Yani steroller membranın aşırı katı ve sıvı uçlara gitmesini engeller, yani<br />
akışkanlığı düzenlerler.<br />
Membran bileşiminin % 50-60’ ını proteinler oluşturur. Fonksiyon için gerekli,<br />
globüler proteinlerdir. Çeşitli reseptörler, membrana bağlı enzimler, transport<br />
proteinleri veya pompalar olarak görev yaparlar. Yüzeysel veya membrana<br />
gömülü olabilirler.<br />
• Yüzeysel olanlar: Aktin ve spektrin<br />
• İntegral olanlar: Rodopsin, Na + -K + ATP az , glikoforin<br />
Spektrin:<br />
Eritrosit membranı içinde bir hücre iskeleti oluşturur ve eritrosit rezistansını<br />
artırır. α ve β isimli 2 polipeptid zincirinden oluşmuştur. Plazma membranına<br />
direkt olarak bağlı değildir. Ankyrin ve protein 4,1 adlı iki protein<br />
bağlanmada aracılık yaparlar. Ankyrin bir anyon kanalı parçasıdır ve Klor-<br />
Bikarbonat değiş tokuşunu sağlar. Protein 4,1 ise aktin ve spektrini birbirine<br />
bağlayıp, glikoforinin sitozolik yüzüne tutundurur.<br />
Glikoforin:<br />
Eritrosit membranında yer alan, glikoprotein yapılı bir membran proteinidir.<br />
Membran dış yüzünde bulunur, hücre dışına doğru uzanan karbonhidrat<br />
kalıntıları içerir. Bu karbonhidrat kalıntıları eritrosite çok hidrofilik ve anyonik<br />
bir palto gibi sarılıp, eritrositin diğer hücreler ve damar duvarlarına tutunmadan<br />
sirküle etmesini sağlar.<br />
Membran bileşiminin yalnızca % 3’ünü karbonhidratlar oluşturur. Reseptör<br />
fonksiyonları vardır, dışa doğru sarkarlar.<br />
• Miyelin tabaka, pasif elektrik yalıtıcı olarak bazı nöronların çevresinde<br />
bulunur ve başlıca lipidleri içerir. Burada protein/ lipid oranı en düşük ve<br />
0,23’dür.<br />
• Bakteri ve mitokondri membranlarında, enzimlerle katalizlenen metabolik<br />
prosesler oluşur ve başlıca lipidlerden çok, protein içerirler. Özellikle<br />
mitokondri iç membranı ETZ üyelerini içerir ve proteinden en zengin<br />
membrandır.
121<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Kan grubu antijenleri:<br />
H antijenleri: Eritrosit yüzeyinde bulunan, glikolipid yapılı antijenlerdir. N-<br />
Asetil galaktozamin, galaktoz veya her ikisinin birden bulunmasına göre farklı<br />
kan grupları oluşur.<br />
• Seramid + Oligosakkarit = H antijeni---0 grubu<br />
• Seramid + Oligosakkarid + N-Asetil galaktozamin--- A grubu<br />
• Seramid + Oligosakkarid + Galaktoz --- B grubu<br />
• Seramid + Oligosakkarid + N-Asetil galaktozamin + Galaktoz --- AB<br />
grubu<br />
HÜCRE ORGANELLERİ VE İŞARETLEYİCİLERİ<br />
Organel<br />
(veya fraksiyon) İşaretleyici Temel fonksiyon<br />
Nükleus DNA Kromozomları içerir. RNA sentez<br />
yeri<br />
Mitokondrial<br />
matriks<br />
Glutamat DHaz SAS, Oksidatif deaminasyon<br />
Mitokondri iç zarı ATP sentaz,Süksinat DHaz SAS, Oksidatif fosforilasyon<br />
Ribozom RNA Protein sentez yeri<br />
ER Glukoz-6-Fosfataz Lipid sentez yeri, detoksifikasyonlar<br />
Lizozom Asit Fosfataz Hidrolazların katalizlediği yıkım<br />
olayları<br />
Plazma membranı Na + -K + ATPaz, Adenilat Siklaz,<br />
5’-nükleotidaz<br />
Transport, adezyon, iletişim<br />
Golgi cisimciği Galaktozil Transferaz Glikozilasyon, sülfatasyon<br />
Peroksizom Katalaz, Ürik asit Oksidaz Bazı yağ asitleri ve a.a. yıkımı,<br />
Hidrojen peroksit oluşum ve yıkımı<br />
Sitoskleton Spesifik bir işaretleyici yok Mikroflaman ve mikrotübüller<br />
oluşumu<br />
Sitoplazma Laktat DHaz Glikoliz, Yağ asidi sentezi<br />
Sitoplazmada yer alan olaylar:<br />
• Yağ asidi ve kolesterol sentezi<br />
• Glikoliz<br />
• Pentoz fosfat yolu, Üronik asit yolu<br />
• Glikojenoliz ve Glikojenez<br />
• Üre sentezinin son 3 basamağı
122<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
MİTOKONDRİ:<br />
Hücrelerin enerji ihtiyacına göre içerdiği mitokondri sayısı da yüzlerle binler<br />
arasında değişir. Mitokondri kendi kendine replike olabilir. ATP ihtiyacı fazlaysa bu<br />
gözlenebilir. Mitokondride sentezlenen ATP, dışarıya taşınır ve hücrenin neresinde<br />
gerekli ise oraya yollanır. İç membran ve matrikste, ATP oluşumuyla ilgili enzimler<br />
bulunur. Dış membranda ise, ATP ile direkt ilişkisi olmayan enzimler yer alır.<br />
* Matrikste yer alan olaylar:<br />
• Yağ asitlerinin oksidasyonu<br />
• Glutamatın deaminasyonu (glutamat dehidrogenaz) ve transaminasyon<br />
• Piruvatın oksidatif dekarboksilasyonu (piruvattan, asetil coA oluşumu)<br />
• SAS enzimleri (süksinat dehidrogenaz dışında)<br />
• Üre siklusunun ilk 2 basamağı (karbomoil fosfat sentetaz ve ornitin<br />
transkarbomoilaz)<br />
• * İç mitokondri membranında yer alan olaylar:<br />
• ETZ (solunum zinciri)<br />
• Yağ asidi zincir uzatılması<br />
• Karnitin açil transferazlar<br />
• SAS enzimi olarak, süksinat dehidrogenaz<br />
* Dış mitokondri membranında yer alan olaylar:<br />
• Mono amino oksidazlarla katekolamin inaktivasyonu<br />
• Yağ asidi zincir uzatılması<br />
• KC hücreleri, mitokondri açısından en zengin, üreme hücreleri ise, mitokondriden<br />
en yoksun hücrelerdir.<br />
• İç mitokondri zarına bağlı partiküllerde, ATP’ yi hidroliz etme özelliği vardır.<br />
Buna mitokondrial ATPaz veya F1 ATPaz aktivitesi denir.<br />
• Mitokondri iç zarı; su, oksijen ve CO2 için geçirgendir.<br />
• Mitokondri dış zarında protein / lipid oranı 1,1’dir. İç zar ve matrikste protein<br />
/ lipid oranı; 3,2’dir. Yani daha fazladır. (Özellikle ETZ enzimleri ile iç zar<br />
proteinden en zengin hücre membranıdır. )<br />
• Hücrede ATP sentezi mitokondride, hidrolizi ise sitozolde olur. Sitozolde açığa<br />
çıkan fosfatın sentezde kullanılması için, mitokondriye girmesi gereklidir.<br />
NÜKLEUS:<br />
Hücrenin kontrol merkezidir. DNA yani gen depo yeridir. Genler hücre proteinlerinin<br />
özelliklerini belirler ve hücre reprodüksiyonunu kontrol ederler. Nükleus çift<br />
membranlıdır ve dış membran endoplazmik retikulum membranı olarak devam<br />
eder. Ayrıca bu 2 nükleer membran arası boşluk da ER kompartımanı ile<br />
bağlantılıdır.<br />
NÜKLEOLUS:<br />
Çoğu hücre nükleusu bir veya daha fazla sayıda nükleolus içerir. Membranı yoktur.<br />
RNA’lara özgü genlerin yüzlerce kopyası nükleolusda bulunabilir. Yüksek miktarda<br />
RNA ve proteinlerden oluşur. Fonksiyonu ribozomların granüler subünitlerini<br />
oluşturmaktır. Protein sentezi sırasında nükleolus genişler, membran porlarından<br />
sitoplazmaya taşınır ve olgun ribozomların oluşumunda rol oynar. Olgun ribozomlar<br />
da hücresel proteinlerin sentezinde görev yaparlar.
ENDOPLAZMİK RETİKULUM:<br />
123<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
• Kaba (ribozomal, granüllü, pürtüklü) endoplazmik retikulum protein<br />
senteziyle;<br />
• Düz (ribozomsuz) endoplazmik retikulum lipid senteziyle ilgilidir.<br />
Ayrıca, düz endoplazmik retikulumda, detoksifikasyon olayları gerçekleştirilir.<br />
Sitokrom P 450 aracılığı ile hidroksilasyon, glukuronidasyon ve amino asitlerle<br />
konjugasyon olayları bu organelin görevidir.<br />
RİBOZOMLAR:<br />
Hücre proteinlerinin sentezini gerçekleştiren protein molekülleri içeren ve genellikle<br />
kümeler halinde bulunan organellerdir. mRNA modellerinden protein sentezi<br />
ribozomlarda olur. Ribozomlar 2 esas nükleoprotein alt birimden oluşmuştur. Bu<br />
2 alt birim, birbirine eşit olmayan hacimlere sahiptir.<br />
Ribozomal Endoplazmik Retikulumda:<br />
• Membran bütünlüğünü tamamlayan integral proteinler<br />
• Lizozomal enzimler<br />
• Golgi ve ER integral membran proteinleri<br />
• Plazma proteinleri gibi hücre dışına yollanan proteinler sentezlenir.<br />
Serbest ribozomlarda ise:<br />
• Sitozolik proteinler<br />
• Plazma membranlarının iç yüzündeki ekstrensek proteinler<br />
• Nükleer DNA tarafından şifrelenmiş mitokondrial proteinler<br />
• Peroksizomal proteinler sentezlenir.<br />
Golgi cisimcikleri:<br />
Granüllü ER’ da sentezlenen proteinlerin taşındığı ve hücreden salgılanmadan<br />
önce granüllerde depolandığı organeldir. Bazı proteinlerin posttranslasyonel<br />
modifikasyonlarında rol alır. Mesela terminal glikozilasyonlar ile<br />
glikoproteinlerin sentezi, parsiyel proteoliz ile pro insulinin insuline çevrilmesi,<br />
fosforilasyonla kazein gibi fosfoproteinlerin sentezlenmesi, sülfatasyon ile<br />
kondroitin-sülfat oluşumu golgide yer alan olaylardır.<br />
LİZOZOMLAR:<br />
Golgi cisimciklerinin ürünüdürler. Tek zarla çevrili, sitoplazmadan daha asidik<br />
(pH
124<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
a- İntravasküler sıvı: Plazma: Total vücut suyunun yaklaşık % 10’udur.<br />
b-İnterstisyel sıvı: Total vücut suyunun yaklaşık % 20’sidir. Hücreler arası<br />
boşlukları dolduran sıvıdır. Diğer 2 sıvı kompartmanı arasında, aracı ve<br />
tamponlayıcı olarak çalışır.<br />
Lenfoid sıvı hem bileşimi, hem de fonksiyonuyla interstisyel sıvıya<br />
benzediğinden, bu bölük içine girer.<br />
Plazma interstisyel sıvıdan, kapiller tek katlı endotel hücreleri ile ayrılır. Bu<br />
yarı geçirgen bir membrandır. Su ve difüzlenebilen küçük moleküllerin geçişine<br />
izin verir. Ancak, protein gibi büyük molekülleri geçirmez.<br />
c-Transellüler sıvı: Total miktarı 15,2 ml/kg kadardır. Damar endotelinden<br />
başka, epitellerin çevirdiği boşluklarda bulunur. Sindirim salgıları, BOS, intra<br />
oküler sıvı, sinovial sıvı, intraperitoneal, intraperikardial ve intraplevral sıvıları<br />
içerir. Özel hücreler tarafından salgılanırlar ve bileşimleri de farklıdır.<br />
İntra ve ekstrasellüler sıvı arasında 3 ana yapısal fark bulunur:<br />
1- Ekstrasellüler sıvıda başlıca katyon (% 90’ı) Na+’dur. Hücre içinde ise,<br />
temel katyon K+’dur. (% 70’i) İkinci sırada da Mg+ gelir.<br />
2- Ekstrasellüler sıvıda başlıca anyonlar, Cl- ve HCO3- ‘dır. (% 80-85’i) Hücre<br />
içinde ise; çoğu organik bileşik fosforillenmiş olduğu için, temel anyon<br />
fosfattır. Bunu proteinat, sülfat ve diğer organik asitler takip eder.<br />
3- Hücre içi protein miktarı kan plazmasından yüksektir.<br />
ANYON GAP<br />
Plazmanın her litresinde 154 mEq anyon ve 154 mEq katyon vardır. Rutin<br />
ölçümlerde; Na + , K + , Cl- ve HCO 3 - kullanılır. Ölçülen anyonlar ve katyonlar<br />
arasında oluşan matematiksel farklılığa anyon gap denir.<br />
Na + - ( Cl - + HCO 3 -) = 8-16 mEq/L<br />
8-16 mEq/L’lik fark;<br />
• Ölçülmemiş anyonlara bağlıdır: Proteinat, sülfat, fosfat, organik asitler.<br />
• Ölçülmemiş katyonlara bağlıdır: Potasyum, kalsiyum, magnezyum.<br />
Artmış anyon gap nedenleri<br />
1- Ölçülmemiş katyonların azalması<br />
• Hipokalemi, hipokalsemi, hipomagnezemi<br />
2- Ölçülmemiş anyonların artması:<br />
• Üremi (Fosfat, sülfat)<br />
• Laktik asidoz<br />
• Keto asidoz<br />
• Toksik maddelerin alımı (Metanol, etilen glikol, salisilat)<br />
• Büyük doz antibiyotikler<br />
• Artmış net protein yükü<br />
3- Analiz hataları:<br />
• Na+’un yüksek ölçülmesi<br />
• Cl- veya HCO3-’ın düşük ölçülmesi
Azalmış anyon gap nedenleri<br />
1- Ölçülmemiş katyonların artması<br />
• Hiperkalemi, hiperkalsemi, hipermagnezemi, paraproteinler<br />
2-Ölçülmemiş anyonların azalması:<br />
• Hipoalbüminemi<br />
• Dilüsyon<br />
3- Analiz hataları:<br />
• Na + ’un düşük ölçülmesi<br />
• Cl- veya HCO3-’ın yüksek ölçülmesi<br />
ASİDOZ VE ALKALOZLAR<br />
ASİT-BAZ DENGESİ<br />
125<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Asit-baz dengesindeki bozukluğun varlığı, arter kan pH veya pCO2’si ve venöz<br />
bikarbonat ölçümü yapılarak anlaşılabilir.<br />
Normal değerler<br />
• pH = 7,35 – 7,45<br />
• pCO2 = 35 – 45 mm Hg<br />
• HCO3- = 22 – 28 mEq/L<br />
• HCO3- / H2 CO3 = 20<br />
Eğer bozukluk respiratuar orijinli ise, kompansasyon primer olarak<br />
böbreklerden H+ ve zayıf asit karakterli NH4+ iyon ekskresyonuyla gider,<br />
yani metaboliktir.<br />
Eğer bozukluk metabolik orijinli ise, kompansasyon CO2 ekspirasyonunun<br />
artması veya azalması ile sağlanır, yani respiratuardır.<br />
Bozukluk Gösterge<br />
Metabolik Asidoz<br />
Metabolik Alkaloz<br />
Solunumsal Asidoz<br />
Solunumsal Alkaloz<br />
pH<br />
pCO2 - HCO / H2CO 3<br />
3<br />
pH<br />
pCO2 - HCO / H2CO 3<br />
3<br />
pH<br />
pCO2 - HCO / H2CO 3<br />
3<br />
pH<br />
pCO2 - HCO / H2CO 3<br />
3<br />
Kompansasyondan<br />
önce<br />
↓<br />
N<br />
↓<br />
↑<br />
N<br />
↑<br />
↓<br />
↑<br />
↓<br />
↑<br />
↓<br />
↑<br />
Kompansasyondan<br />
sonra<br />
N’e yakın<br />
↓<br />
N<br />
N’e yakın<br />
↑<br />
N<br />
N’e yakın<br />
↑<br />
N<br />
N’e yakın<br />
↓<br />
N<br />
Şekil: Asit-Baz Bozukluklarında Çeşitli Değerlerin Rölatif Değişiklikleri
126<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
1-Metabolik Asidoz:<br />
Primer bikarbonat eksikliğidir. Metabolik asidoz, artmış endojen veya<br />
eksojen asitlerden salınan H + ‘in bikarbonatla birleşmesi veya artmış<br />
bikarbonat kaybı ile olabilir.<br />
Genellikle 2 kategoriye ayrılır:<br />
• Normokloremik: Anyon gap artışı ve normal klor seviyeleri ile<br />
birliktedir.<br />
• Hiperkloremik: Normal anyon gap ve artmış klor seviyeleri ile<br />
birliktedir.<br />
Kompansasyon için, hiperventilasyon ile CO atılımı artırılıp,<br />
2<br />
organizmadaki karbonik asit azaltılır. Böbrekten bikarbonat geri emilimi<br />
ile birlikte H + + ve NH atılımı artar.<br />
4<br />
2-Metabolik Alkaloz:<br />
Primer bikarbonat fazlalığıdır. Kompansasyon için, solunum yavaşlatılarak,<br />
CO2 atılımı azaltılır ve pH düşürülmeye çalışılır. Böbreklerden de<br />
bikarbonat geri emilimi azalır, böylece alkali idrar çıkarılır.<br />
3-Solunumsal Asidoz:<br />
Primer karbondioksit fazlalığıdır. Kompansasyon için, idrarla H+ ve<br />
NH4+ atılımı ve bikarbonat (HCO3-) geri emilimi artar.<br />
4-Solunumsal Alkaloz:<br />
Primer karbondioksit eksikliğidir. Hiperventilasyon ile oluşur. Böbrek<br />
azalan karbonik asidi düzeltmek için, bikarbonat geri emilimini azaltır.<br />
Ek olarak, H+ ve NH4+ atılımı da azalır.<br />
5-Kombine asit-baz bozuklukları:<br />
Bunlar, iki veya daha fazla primer asit-baz dengesizliğinin<br />
kombinasyonundan veya yetersiz kompansasyon ile ortaya çıkabilirler.<br />
Örneğin kronik respiratuar asidozlu bir hastanın, aşırı diüretik almasıyla,<br />
metabolik alkaloz eklenebilir. Çünkü, diüretikler arterial volümü azaltırlar,<br />
K+ eksikliğine sebep olurlar, sonuçta metabolik alkaloz süper empoze<br />
olur. Bu hastada, CO 2 ve pCO 2 artmış ve birlikte K+ azalmıştır. Aspirin<br />
zehirlenmesinde, kombine respiratuar alkaloz ve metabolik asidoz<br />
görülür. Başlangıçta, aspirin respiratuar kemoreseptörleri uyararak<br />
respiratuar alkaloza neden olur. Ayrıca, aspirin asit yapılı olduğundan<br />
(Salisilat) metabolik asidoza yol açar. Düşük pCO 2 ile birlikte normal<br />
pH aspirin zehirlenmesini gösterir. Küçük çocuklarda, metabolik<br />
asidoz baskınken, daha büyük çocuklar ve erişkinlerde respiratuar<br />
alkaloza eğilim belirgindir. Bu kombinasyon, renal hastalığı ve hepatik<br />
yetmezliğe bağlı hiperventilasyonu olan hastalarda da görülebilir.
NONPROTEİN NİTROJEN MADDELER<br />
Serumda 15’den fazla NPN (Non protein nitrojen) bileşiği vardır. Totalin;<br />
• Üre: % 45 ( % 20-40 mg)<br />
• Amino asitler: % 20<br />
• Ürik asit: % 20<br />
• Kreatinin: % 5<br />
• Kreatin: % 1-2<br />
• Amonyak: % 0,2’sini oluştururlar.<br />
İdrarda bulunan azotlu madde miktarları ise şöyledir:<br />
• Üre: 15-20 g/gün<br />
• Ürik asit: 0,7 g/gün<br />
• Hippurik asit: 0,6 g/gün<br />
• Kreatinin: 0,5-1 g/gün<br />
• Amonyak: 0,7 g/gün<br />
• Amino asitler: 150 mg/gün<br />
127<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Üre:<br />
Protein metabolizmasının son ürünüdür. KC’ de sentezlenir. Oluşan ürenin<br />
çoğu idrarla atılır. Glomerüllerden süzüldükten sonra bir kısmı reabsorbe<br />
olur.<br />
• Üre, serumda ve idrarda en fazla bulunan NPN maddedir.<br />
BUN= Kan Üre Azotu<br />
BUN (mg/dl) x 2,14 = ÜRE (mg/dl)<br />
Normal değerler:<br />
• BUN= 8-18 mg/dl<br />
• Üre= 20-40 mg/dl<br />
Plazma üre artışı ile giden durumlar:<br />
1-Pre renal: Konjestif kalp yetmezliği, şok, hemoraji, dehidratasyon<br />
Yüksek proteinli diyet, protein katabolizması artışı<br />
2-Renal: Akut ve kronik böbrek yetmezliği, glomerulonefrit, tübüler nekroz<br />
3-Post renal: İdrar yollarında obstrüksiyon (Taş, tümör, ciddi<br />
enfeksiyonlar...)<br />
Plazma üre azalışı ile giden durumlar:<br />
1-Protein alımının azalması<br />
2-Ciddi KC hastalıkları (Amonyak artışı ile birlikte)<br />
3-Gebelik<br />
Kreatin:<br />
Kreatin, KC ve pankreasta 3 amino asitten (arginin, glisin ve metyonin)<br />
sentezlenir. Sentezlendikten sonra, vasküler sisteme difüze olur ve özellikle<br />
kaslarca alınıp, burada ATP’den gelen fosfatla fosforillenir. Kreatin fosfat,<br />
yüksek enerji deposudur ve hızla ATP’ye çevrilebilir. Kreatin ve kreatin fosfat,<br />
spontan olarak su kaybederek kreatinine çevrilir. Kreatin, glomerüllerden<br />
filtre edilir fakat proksimal tubuluslardan büyük miktarda reabsorbe edilir.
128<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
Bundan dolayı, idrarda kreatin atılımı çok azdır.<br />
İskelet kası nekrozu veya atrofisine yol açan durumlarda kan ve idrar kreatin<br />
miktarı artar. Artmış seviyeleri, renal disfonksiyonlar ile ilgili değildir.<br />
Kreatinin:<br />
Her gün oluşan endojen kreatinin miktarı sabittir ve beslenmeden,<br />
hidrasyondan ve protein metabolizmasından etkilenmez. Glomerüllerden<br />
süzülen kreatinin, tubuluslardan emilime uğramaz ve idrar büyük miktarda<br />
kreatinin içerir. Serum kreatinin ölçümleri, yararlı bir renal fonksiyon indeksidir<br />
ve primer olarak glomeruler filtrasyonu ölçmede kullanılır. Çünkü, böbrek dışı<br />
nedenlerden etkilenmez.<br />
*Böbrek hastalıklarında, plazma kreatinin değerleri artar.<br />
Plazma BUN/Kreatinin oranı=10’dur. Bu oran > 10 ise azotemi<br />
prerenaldir.<br />
Ürik asit:<br />
Pürin metabolizmasının son ürünüdür. Pürin bazlarının ürik aside çevrilmesi<br />
KC’ de olur. glomerüllerden süzüldükten sonra, % 90 proksimal tubuluslardan<br />
reabsorbe olur. Distal tubuluslardan sekrete edilir. Trigliseridler, keton cisimleri<br />
ve laktik asit distal tubuluslardan salgılanma sırasında ürik asit ile yarışırlar.<br />
Tiazid grubu diüretikler ürik asit ekskresyonunu azaltırlar. Salisilatlar ise, düşük<br />
dozlarda ürik asit ekskresyonunu azaltırken, yüksek dozlarda artırırlar. Sekrete<br />
edilemeyen ürik asit GİS’den sekrete edilip, barsak bakterilerince yıkılır.<br />
Plazma ürik asit düzeyi:<br />
Çocuklarda--2,0-5,5 mg/dl<br />
Erişkin kadınlarda--2,6-6,0 mg/dl<br />
Erişkin erkeklerde--3,5-7,2 mg/dl<br />
Amonyak:<br />
Amino asitlerin barsakta, bakterial veya digestiv enzimlerle deaminasyonu<br />
sonucu açığa çıkar. Ayrıca, egzersiz sırasındaki iskelet kasından metabolik<br />
reaksiyonlar sonucu da salınır. KC’ de üre sentezinde kullanılır. Diğer<br />
non protein nitrojen maddelerin aksine, amonyak seviyeleri renal<br />
fonksiyonlardan bağımsızdır. Kan seviyeleri, şiddetli KC hastalıklarında<br />
artar.<br />
KLİRENS TESTLERİ<br />
Renal klirens testleri, böbreklerin ekskresyon fonksiyonlarının etkinliği hakkında<br />
önemli bilgiler sağlar. Hafif ve orta derecede difuz glomerul hasarını göstermede<br />
en iyi tetkiklerdir.<br />
Klirens; 1 dakikada herhangi bir maddeden temizlenen plazma miktarını<br />
gösterir.<br />
U 1,73<br />
Klirens X = ⎯⎯ x V x ⎯⎯<br />
P A
129<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong><br />
U=İdrardaki madde miktarı (mg/dl)<br />
P=Plazmadaki madde miktarı (mg/dl)<br />
V= Dk’da çıkan idrar volümü (ml/dk)<br />
A=Vücut alanı<br />
Gerçek GFR ölçülmek isteniyorsa, plazmadan temizlenecek maddede şu özellikler<br />
olmalıdır:<br />
1- Bu madde plazma proteinlerine bağlanmamalıdır.<br />
2- Glomerüllerden tamamen süzülmelidir.<br />
3- Tubuluslarda hiçbir değişikliğe uğramamalıdır. Yani, reabsorbe veya sekrete<br />
edilmemelidir.<br />
** İnulin ve mannitol bu özelliklere sahiptirler.<br />
GFR’ yi ölçen testler:<br />
1- İnulin klirensi (eksojen)<br />
2- Kreatinin klirensi (endojen) ** En uygun olandır.<br />
3- Üre klirensi<br />
• İnulin klirensinin dezavantajı inulinin eksojen olmasıdır. Aslında, glomeruler<br />
filtrasyonu en doğru ölçen maddedir. Normal değeri 125 ml/dk’dır.<br />
• Rutin ölçümlerde kreatinin kullanılır. Çünkü kreatinin, glomerüllerden<br />
süzüldükten sonra tubuluslarda değişmeksizin idrarla atılır. Ancak, kan<br />
düzeyleri çok artarsa tubuluslardan sekrete edilir. Bu yüzden endojen<br />
kreatinin klirensi tercih edilir. Normal değerleri kadınlarda 108 ± 20<br />
ml/dk ve erkeklerde 105 ± 20 ml/dk’dır.<br />
• Eskiden kreatinin yerine üre kullanılırmış. Fakat ürenin tubuluslardan<br />
reabsorbsiyonu vardır ve artık kullanılmaz.<br />
TÜBÜLER FONKSİYONU ÖLÇEN TESTLER<br />
Renal kan akımının (RBF) ölçülmesinde kullanılırlar. En güvenilir sonuçların elde<br />
edilmesi için, filtrasyona ek olarak, tübüllerden de sekrete edilen bir madde seçmek<br />
gereklidir.<br />
1- PAH (Para amino hippurik asit) klirensi: Normal değeri 580-600 ml/dk’dır.<br />
2- PSP (Fenol sülfoftalein) klirensi<br />
3- Konsantrasyon testleri<br />
4- Dilüsyon testleri<br />
β 2 mikroglobulin: Serum ve idrar seviyeleri, renal ekskretuar fonksiyonun bir<br />
göstergesidir. glomerüllerden kolayca geçer ve proksimal tubuluslardan emilerek,<br />
tübüler epitel hücrelerinde metabolize edilir. İdrarda atılımının artması, tübüler<br />
hasarın göstergesidir. Özellikle renal transplantasyon sonrası organ reddinin<br />
olup olmadığının göstergesidir. Böbrek yetmezliği ve kanserlerde de plazmada<br />
artar.
130<br />
<strong>BİYOKİMYA</strong>