Tusem Biyokimya Slaytları [PDF]

Citation preview

21.09.2017



HÜCRE



HÜCRE VE ORGANELLER



Prokaryotik hücre



Ökaryotik hücre



Büyüklük



Küçük (1-10m)



Büyük (5-100m)



Genom



DNA ve nonhiston proteinlerden oluşur. Nukleus zarı yoktur.



DNA, histon ve nonhiston proteinlerle kompleks yapmış şekilde yer alır ve nukleus zarları vardır.



Hücre bölünmesi



Bölünme ve tomurcuklanma izlenir. Mitoz yoktur.



Mitoz izlenir.



Membranlı organel



Bulunmaz



Mitokondri, ER, lizozom ve golgi v.b. organelleri vardır.



Enerji metabolizm ası



Mitokondrileri yoktur. Oksidatif enzimler plazma membranına bağlı olarak bulunur.



Mitokondri vardır ve oksidatif enzimler mitokondride yer alır.



Sitoskeleto n



Yoktur



Kompleks mikrotübül, intermediate (ara) flamentler ve aktin flamentleri bulunur.



Hücre içi hareketlilik



Yok



Sitoplazmik akım, endositoz, fagositoz, mitoz ve veziküler transport benzeri hareketler izlenir.



Hücre



Hücre dış duvarı olabilir



Yoktur



Hücre 10μm çapında bir küredir. Canlılığın üç temel belirtisi olan metabolizma, büyüme ve çoğalabilme yeteneğini gösterir. Erişkin bir insanda özelleşmiş fonksiyonlara sahip 200 farklı tipte yaklaşık 100 trilyon hücre bulunmaktadır. Vücudumuzda başlıca 5 sınıf biyopolimer bulunur: DNA, RNA, polipeptidler, polisakkaritler, lipidler



Doku homogenatı 600 g 5 dak.



süpernatant



pellet Nukleus Sağlam hücreler Konnektif doku Glikojen



15000 g 15 dak



pellet



süpernatant 100.000 g 60 dak



Mitokondri Lizozom Peroksizom pellet Mikrozom Ribozom



süpernatant Soluble proteinler



1



21.09.2017



Fraksiyon



Enzim



Fonksiyon



Plazma membranı



5’ nükleotidaz, adenilat siklaz Na+, K+-ATPase



Membran polarizasyonu



Nukleus



DNA polimeraz



DNA replikasyonu



RNA polimeraz



DNA transkripsiyonu



Endoplazmik retikulum



Glukoz-6-fosfataz Sitokrom b5 redüktaz



Yağ asiti desatürasyonu



Golgi



Galaktozil transferaz



Protein glikozilasyonu



Glukoneogenez



Mannosidaz Lizozom



Nükleotid yıkımı



Asit fosfataz -glukronidaz



Mitokondri



Süksinat dehidrogenaz, glutamat dehidrogenaz



Polisakkarid yıkımı Oksidatif fosforilasyon



Sitokrom c oksidaz Oligomisin duyarlı ATPase Peroksizom



Katalaz, ürat oksidaz



Sitozol



Laktat dehidrogenaz Glukoz-6-fosfat Dehidrogenaz



Membranlar:



?



H2O2 yıkımı Glikoliz



Lipid, protein ve karbonhidrattan meydana gelir. Fosfolipid, gliserosfingolipid (serebrozid, gangliyozid), kolesterolden ve bu tabaka arasında dağılmış büyük globuler proteinlerden oluşmuştur. Lipid oranı % 40- 80 En çok bulunan fosfolipid fosfatidil kolindir. (lesitin) Plazma membranın kolesterol içeriği fazladır.



Pentoz fosfat yolu



Membranlar:  En yüksek protein içeriği mitokondri iç membranında (%75) bulunur.  Myelin membranında ise protein içeriği %20, lipid içeriği %80 civarındadır.  Membranla kaplı organeller: Mitokondri, ER, Golgi cisimciği, Lizozomlar, Peroksizomlar, Çekirdek



Gliserol-3-fosfat



Fosfatidik asit



TAG



2



21.09.2017



Plazma membranı: Seçici bir bariyerdir ve hücrenin antijenik yapısını belirler. Zar trilaminar bir yapı gösterir. Double layer, Bilayer membran, Unit Membran Başlıca hidrofobik etkileşimlerle oluşur. (KOVALENT BAĞ YOKTUR)



Lipitler ve proteinler birbirleriyle kovalent bağlı olmadığından, tüm yapı oldukça esnektir ve hücrenin şekil ve büyüklüğündeki değişmelere izin verir.



Bir molekülün lipid çözünürlüğü ne kadar yüksek ise membranlardan difüzyon hızı da o denli büyüktür.



Membranlar amfipatiktir.



Yağda çözünürlüğü olmayan moleküller ve iyonlar ise membranı protein kanallar aracılığı ile geçerler.



Membran proteinleri, membran boyunca gidip gelebilir ve belirli bölgede toplanabilir.



3



21.09.2017



Membranlar asimetriktir. Membran proteinleri ve fosfolipidleri membran boyunca hareket edebilir. Membran fosfolipidleri flip-flop denilen bir hareketle yer değiştirebilirler. Glikoforin gibi bazı zar proteinleri fosfolipidlerin flip-flop sıklığını arttırırlar.



1-Lipidler: Zar yapısında en çok fosfolipidler yer alır. • • •



fosfatidil kolin (lesitin), fosfatidil etanolamin (sefalin) gibi fosfolipidler, serebrozid ve gangliyozid gibi şeker taşıyan glikosfingolipidler kolesterol



• Zar akışkanlığını etkileyen faktörler: • Yağ asidi zincir uzunluğu ile ters orantılıdır • Yağ asidi doymamışlık derecesi ile doğru orantılıdır • Sıcaklık ile doğru orantılıdır. Trigliseridler ve kolesterol esterleri asla bulunmaz.



• Kolesterolün membranlarda diğer lipitlerden farklı bir özelliği vardır. • Yüksek sıcaklıklarda zarın akışkanlığı artarken kolesterol buna karşı bir güç oluşturarak akışkanlığı azaltır. • Düşük sıcaklıklarda ise yağ açil zincirlerinin son derece düzenli bir şekilde paketlenmesinin engeller ve akışkanlığı arttır.



2-Proteinler: a-Periferal proteinler hemen her zaman enzim olarak görev alırlar b-İntegral proteinler lipid tabakaya gömülü Transmembran proteinleri: Suda eriyen maddelerin hücre dışı ile içi arasında girip çıktığı bir kanal sağlamaktadır.



4



21.09.2017



 Membrandan Na, K, Cl gibi iyonlar integral membran proteinlerinden oluşmuş kanallar ile aktif olarak taşınır. (Na-K ATPaz)  Aquaporinler denen özel bir transmembran ailesi bazı özelleşmiş hücrelerde (renal medulla gibi) suyun hızlı hareketini sağlar.



3-Karbonhidratlar: Lipidlerden ve proteinlerden iki önemli farkı var: 1-Tek başlarına bulunmazlar, lipidlerle veya proteinlerle kompleks halindedir. 2-Hücrenin dış yüzeyinde yer alırlar. Görevleri; 1-Hücre yüzeyini negatif yaparlar. 2-Hücreleri birbirlerine bağlarlar. 3-Reseptör gibi davranırlar. 4-İmmün reaksiyonlara katılırlar. (hücrenin tüm antijenik özellikleri kh tarafından yapılır)



• Endositoz: 1-Sıvı faz pinositoz 2-Reseptör aracılı endositoz 3-Fagositoz • Ekzositoz: Ekzokrin pankreas, süt ve tükrük bezlerini gibi salgı yapıcı hücrelerden birikmiş ürünler bu şekilde salınır. • Her iki olay de ATP ve Ca bağımlıdır.



Endositoz



5



21.09.2017



Tüm lipoproteinler, transfferin gibi glikoproteinler



Ekzositoz



Klatrin



• Pasif difüzyon: 1-Konsantrasyon gradiyenti ile aynı yönde 2-Molekül büyüklüğü ve yükü önemlidir 3-Sıcaklıktan etkilenir 4-pH değişikliklerinden etkilenir 5-Anyonlar katyonlardan daha kolay geçerler



Kotransport



•



Kolaylaştırılmış difüzyon: 1-Taşıyıcı gereklidir 2-Doygunluk kinetiği gösterir 3-Enerji gereksinimi yoktur 4-Yarışmalı veya yarışmasız inhibisyona uğrarlar.



Kotransport, taşınma aynı yönde ise Simport, ters yönde ise Antiport sistemi.



• Aktif transport: 1-konsantrasyon gradiyentine karşı 2-elektrokimyasal gradiyente karşı 3-metabolik enerji gereksinimi vardır 4-tek yönlüdür • Hücre enerjisinin %30-40 ‘ını aktif transport için harcar. (Na-K ATPaz pompası) • Hücre içindeki düşük Na, yüksek K düzeyleri Na-K ATPaz sistemi kullanılarak devam ettirilir.



6



21.09.2017



Oubain ve digital glikozidleri



Na-K ATPaz’ı inhibe ederler.



Aktif transport



Kolaylaştırılmış difüzyon



• Hipotonik solüsyon CHücre içi C, Hücre büzüşmesi • İzotonik solüsyonların osmotik madde miktarı hücre içiyle aynıdır.



Madde



Ekstrasellüler sıvı



İntrasellüler sıvı



Na



140 mmol/L



10 mmol/L



Cl



100 mmol/L



4 mmol/L



HCO3



27 mmol/L



10 mmol/L



Glukoz



5.5 mmol/L



1 mmol/L



K



4



mmol/L



140 mmol/L



Ca



2.5 mmol/L



0.1 µmol/L



PO4



2



mmol/L



60 mmol/L



Mg



1.5 mmol/L



30 mmol/L



Endoplazmik retikulum • GER: Protein sentezi için özelleşmiş hücrelerde belirgindir. pankreas hücreleri insülin fibroblastkollajen plazma hücreleriIg • Granüler denmesinin nedeni üzerinde poliribozomlar olmasıdır. lizozomlar • GER  GOLGİ hücre yüzeyi sekretuar depolama granülleri



7



21.09.2017



Hücre dışına verilecek olan proteinlerin sentezi



lizozomal proteinlerin sentezi



membran proteinlerinin sentezi



GER ribozomları sinyal peptidi: ER lümeni



Bu proteinler N-terminal uçlarında bir protein uzantısı taşırlar



• Sitozol içinde kalacak ve işlev görecek olan proteinler, ER ile bağlantılı olmayan sitoplazmik ribozomlarda sentezlenirler ve sinyal peptidi taşımazlar. • GER aynı zamanda proteinlerin glikolizasyonunuda (N-bağlı glikolizasyon) yapar. • Tunikamisin proteinlerin ER glikozillenmesini engelleyerek protein sentezini bozar.



Şaperonlar (HSP-ısı şok proteinleri) GER’den salgılanacak proteinlerin katlanmalarını düzenler. (Bip, kalneksin) Yüksek sıcaklık gibi etkenler şaperonların etkisini arttırırlar.



• DER: Lipid (membran fosfolipidleri de dahil) sentezi Kolesterol sentezi Steroid hormon sentezi İlaç detoksifikasyonu (sitokrom P450 sistemi)



• DER: -Steroid sentez eden hücrelerde (adrenal korteks) -Nötralizasyon ve detoksifikasyon yapan hücrelerde (KC) • DER’un kasta sarkoplazmik retikulum denilen ve Ca iyonlarını bir araya toplayıp salınımını sağlayan özel şekli bulunur. • Glukoneojenetik dokularda DER ve GER’da glukoz 6 fosfataz enzimi bulunması nedeni ile bu dokular glikojenin parçalanmasını sağlarlar.



8



21.09.2017



Golgi • ER ile plazma membranı arasında yer alır.



-glikolizasyon -sülfatasyon -fosforilasyon -proteinlerin sınırlı basit bileşiklere ayrılması -paketleme (Brefeldin A) -salgı ürünlerinin birikimini



• GER’deki ribozomlarda sentezlenen proteinler ER’un lümenine geçer. • Golgi içindeki enzimler, sülfat, karbonhidrat ya da lipid moleküllerini, protein moleküllerine ekleyerek onların sentez sonrası değişikliğe uğramalarına sebep olur. • Bu değişikliğin en önemli nedeni; Golgi’den ayrılan protein vezikülüne gideceği yerin “adresinin” verilmesidir.



Lizozom • Golgide yapılırlar. • Asidik ph’da etkili hidrolitik enzimleri içerirler. • Endositozla (endozom) veya fagositozla (fagozom) hücre içine alınmış molekülleri ve yaşlanmış yada kusurlu organellerin yıkımlarını gerçekleştirir.



9



21.09.2017



PRİMER LİZOZOM



SEKONDER LİZOZOM



Henüz bir endozomla birleşmemiş lizozomlar



İçeriği sindirilecek kesecikle kaynaşmış olan ve sindirim sürecinin başladığı lizozomlar



• Otofaji İstenmeyen hücre içi maddelerin yıkımı • Otoliz Ölü hücrelerin sindirimi



• Zellweger sendromu doğumda belirgindir, derin nörolojik bozukluklarla seyreder ve ilk bir yıl içinde ölümle sonuçlanır. • Biyokimyasal olarak hastalık, peroksizom yokluğu, çok uzun zincirli yağ asitlerinin birikimi, safra asit sentezinde anormallikler plazmalojenlerde belirgin bir azalmayla seyreder.



Mitokondri • Metabolik aktivitenin daha yoğun olduğu hücreler de toplanma eğilimi gösterir. • Sitoplazmadaki mevcut metabolitlerin kimyasal enerjisini, hücrede kolaylıkla kullanılabilecek bir enerjiye çevirirler. (ATP) • Eritrositler hariç tüm hücrelerde bolca mitokondri bulunur. • Mitokondriler, diğer organellerin aksine var olan mitokondrilerin bölünmesi ile meydana gelir.



Peroksizom: • H2O2 hem üreten enzimleri hem de H2O2’yi yıkan katalaz enzimini yüksek miktarda içerirler. • Peroksizomlar, yağ asitleri ve diğer lipidlerin ( plasmalojenler, kolesterol, safra asitleri gibi ), pürinler ve aa’lerin metabolizmalarının farklı yönlerine katılırlar. • Katalaz ve ürat oksidaz bu organelin işaret enzimleridir.



• • • • • • • • • • •



Zellweger sendromu Neonatal adrenolökodistrofi İnfantil Refsum hastalığı Hiperpipekolik asidemi Rizomelik punktat kondrodisplazi Adrenolökodistrofi Pseudo-neonatal adrenolökodistrofi Pseudo-Zellweger sendromu Hiperokzalüri tip-1 Akatalazemi Glutaril-CoA oksidaz eksikliği



• Kendi kendine bölünerek yenilenebilen tek organel mitokondridir. Dolayısı ile kendine ait DNA ve RNA’sı vardır. • Mitokondri dış zar, iç zar (kristalar), intramembraner aralık, matriksten meydana gelir. • Dış membran %50 protein ve %50 lipidden oluşur. • İç membran %80 protein ve %20 lipidden oluşmuştur. Geçirgenliği en düşük zardır.



10



21.09.2017



• Matrikste: -TCA siklusu - oksidasyon -Diğer yıkım reaksiyonları -Porfirin metabolizmasının ilk ve son üç tepkimesi -KC’de üre siklusunun 1. Basamağı gerçekleşir. • Bu işlevler için gerekli enzimler matrikste yerleşmiştir.



Ribozomlar • Tüm hücrelerde yer alırlar. • 2 farklı subüniteden (40S-60S) oluşurlar. • Tek tek granüler veya poliribozomlar halinde bulunabilirler. • Ribozomlar protein sentezi sırasında şifreyi çözmede veya tanımada önemli roller oynarlar.



Nukleus • Hücredeki en büyük organeldir. • Hücrenin genetik materyalini (DNA ve kromatin) ve DNA replikasyonu için gerekli olan enzimleri içerir.



Nukleus Kromatin



Nükleer por



Çekirdekcik



• İmportinler ve eksportinler nükleusa giriş ve çıkışı denetlerler. • Bir dokudaki hücre sayısını belirlemek için DNA miktarı tayin edilebilir.



İç zar Dış zar



11



21.09.2017



Sitoplazma 1. Glikoliz 2. Pentoz fosfat yolu 3. Çeşitli biyosentetik reaksiyonlar sitoplazmada gerçekleşir. Sitoplazmada; çeşitli soluble proteinler, glikojen granülleri, yağ damlacıkları yer almaktadır.



• Sitoplazmik matriks; mikrotübül, mikroflament ara flamentlerden



• MİKROTÜBÜLLER:



SİTOSKELETON



• Bu filamentlerin tümü, sitoplazmaya yapı ve organizasyon kazandırır, hücreye şekil verir



• Kinezin, dynein ve dynamin mikrotübüllerden oluşan moleküler motorlardır. • Silia ve flagellerde dynein yokluğu ile oluşan Kartagener Sendromu’nda erkeklerde sterilite ve kronik respiratuar enfeksiyonlar oluşur. • Kolşisin, vinblastin, paclitaxel (Taxol) ve gliserofulvin mikrotübül fonksiyonunu inhibe eder.



• Tubulin proteininden oluşur. • Endositoz-ekzositoz dahil hücre içi hareket için gereklidirler. • Silia-flagel gibi ana yapısal komponentler için de gereklidir. • Bölünen hücrelerdeki mitotik iğcikler mikrotübüllerden oluşur.



• MİKROFLAMENTLER (AKTİN FİLAMENTLER):



kasta epitel hücresinde sinirde



miyoflament, tonoflament nöroflament



• Hücre bölünmesi, endositoz, eksositoz, hücre hareketi ve hücre şeklinin devamı için gereklidirler. • Sitokalazinler tarafından inhibe edilirler.



12



21.09.2017



• İNTERMEDİATE (ARA) FLAMENTLER:



• Hücreye mekanik direnç ve stabilite sağlarlar. Epitel hücrelerinde sitokeratinler, Mezanşimal hücrelerde vimentin, Kasta desmin, Glial hücrelerde glial fibriller Nöronlarda  periferin olarak yer alır.



Plazma membran birleşmeleri: • Gap junction (nexus): Connexon denen 6 adet protein subünitinden meydana gelir. • Tight junction: Amacı bazale madde geçişini engellemektir. Zonula okludens Zonula adherens • Desmosom: Hücreler arası sıkı adezyonlardır.



13



21.09.2017



AMİNO ASİTLER:



AMİNO ASİDLER, PEPTİDLER VE PROTEİNLER



• Enzimler, hormonlar, kontraktil proteinler, kollagen, hemoglobin, albumin, immunoglobulinler hepsi birer proteindir. • Tüm proteinler aa’lerden oluşmuştur. • Doğada 300’den fazla, memelilerde 20 aa bulunur.



Amino asitlerin tüm kimyasal ve fiziksel özellikleri taşıdıkları yan zincire bağlıdır.



Fizyolojik pH’da (pH = 7.4) karboksil grubu disosiye durumdadır ve negatif yüklü karboksil iyonunu (-COO-) oluşturur. Amino grubu ise protonlanır ve –NH3+ şeklindedir.



Glisin istisna olarak tutulacak olursa geri kalan 19 aa’deki  karbon atomu asimetrik karbon atomudur. Bu da aa’lere optik olarak aktiflik kazandırır. Sağa çevirenler dekstrarotator (+) izomerler, sola çevirenler levorotator (-) izomerlerdir. Bunlara optik izomerler denilir. (stereoizomer)



• -karbonunda asimetrik merkezi olan aa’ler birbirinin ayna görüntüsü olan D ve L formlarını oluştururlar. • (D ve L izomer, enantiyomer)



Glisinin  karbon atomu simetriktir ve optik olarak inaktiftir.



1



21.09.2017



• İnsanlardaki tüm aa’ler L-aa’lerdir. • D-aa’ler bakteri hücre duvarında ve bazı antibiyotiklerde görülür. • Beyinde bulunan D-serin ve hem beyin hem de periferde bulunan D-aspartat • Bütün şekerler ise D formundadır. L-iduronik asit ve L-fukoz ise istisna olarak vücutta bulunan L-şekerlerdir.



AA’LERİN SINIFLANDIRILMASI: • Aminoasitlerin –COO- ve –NH3+ gruplarının hemen hepsi peptid bağının yapısında yer alır ve kimyasal reaksiyonlara giremez. • Bir aa’in proteindeki rolünü belirleyen yan zincirlerin yapısıdır. • Aa’ler yan zincirlerinin özelliklerine göre polar ve apolar aminoasitler olarak sınıflandırılabilir.



• Diğer 19 aa’ten farklı olarak prolin bir imino asittir.



Prolin ninhidrin ile sarı renkli boyanır.



Yan zincirlerin (R kalıntılarının) iyonlaşabilme özelliklerine göre sınıflama: • 1.Apolar (nonpolar, hidrofobik) aa’ler:



Alanin Fenilalanin Tirozin Triprofan



Valin Lösin İzolösin Metiyonin Prolin



R grupları iyonlaşmaz, proton alış verişi yapmaz, hidrojen ve iyonik bağların yapısına katılmazlar.



Zincir yapılarına göre sınıflandırma • 2.Polar (hidrofilik) aa’ler:



Arginin Asparagin Aspartik asit



Glisin Glutamik asit Glutamin,



Histidin Lizin Serin Sistein Treonin



Alifatik yan zincir taşıyanlar



Hidroksil grubu taşıyan yan zincirliler



Kükürt taşıyan yan zincirliler



Glisin, Alanin, Valin, Lösin, İzolösin



Serin, Treonin,



Sistein (sistin), Metionin



Tirozin



Asidik yan zincir taşıyanlar



Bazik yan zincir taşıyanlar



Yan zincirinde aromatik halka taşıyanlar



İmino asit



Aspartik asit



Histidin,



Fenilalanin,



Prolin



Glutamik asit



Lizin,



Tirozin,



Asparagin



Arginin



Triptofan,



Glutamin



Histidin



2



21.09.2017



pK3 = 6.0



Alanin



Glisin



Valin



3



21.09.2017



ESANSİYEL AA’LER (dışardan alınması zorunlu aa’ler) Arginin Histidin Lösin Fenilalanin Metiyonin Treonin İzolösin Triptofan Lizin Valin



NONESANSİYEL AA’LER (Vücutta sentezlenebilenle r) Alanin Aspartat Asparagin Prolin Glisin Serin Glutamat Sistein Glutamin Tirozin



Ek grup taşıyanlar: Oksi grubu: Serin, treonin Kükürt grubu: Sistein (sistin), metionin Guanido grubu: Arginin AROMATİK/HETEROSİKLİK AA’LER: Benzen halkalı: Fenilalanin, tirozin İmidazol halkalı: Histidin İndol halkalı: Triptofan Pirol halkalı: Prolin, hidroksiprolin Fenilalanin, tirozin ve triptofan diğer aa’lerden farklı olarak 240-290 nm dalga boyu ışığı absorbe ederler.



AA’LERİN ASİT, BAZ VE TAMPON ÖZELLİKLERİ: • Sulu çözeltilerde aa’ler zayıf asidik -karboksil ve zayıf bazik -amino gruplarına sahiptir. • Her aa’in yan zincirlerinde de iyonize olabilen gruplar vardır. • Hem serbest aa’ler hem de peptid bağındaki aa’ler potansiyel tampon olarak davranabilirler. • Fizyolojik pH’da en güçlü tampon özelliği olan Histidin aa’dir.



Optik aktivitesi olmayan aa:



Glisin



tRNA’sı olmayan aa’ler:



Hidroksiprolin Hidroksilizin



Üre sentezinde yer alıp protein sentezine katılmayan aa:



Ornitin, Sitrüllin, Argininosüksinat



Sadece ketojenik aa’ler:



Lösin-Lizin



Fizyolojik pH’da en iyi tampon özelliği gösteren aa:



Histidin



Desmozin bağlı aa:



Lizin



• Protein tayininde kullanılan aşağıdaki yöntemlerden hangisi total nitrojen miktarının ölçülmesi ilkesine dayanır? A) B) C) D) E)



Ultraviyole absorbsiyonu Biüret yöntemi Kjeldahl yöntemi Folin-Ciocalteu yöntemi Isıtma yöntemi



• AA’lerin net yük taşımadıkları pH’a “izoelektrik pH” (pI) denilir. • Bu noktada aa’ler zwitterion (izoelektrik form) şeklindedir. • Hem asit hem de baz gibi davranan moleküllere amfoterik moleküller (amfolitler) adı verilir.



4



21.09.2017



1. tamponlanma bölgesi



2. tamponlanma bölgesi



3



PK2=9,1



2.5 Eklenen ekivalan 2 OH 1.5



pI =5,7



pK1=2.3



1



0.5



2



+H



3N



H C COOH CH3



Asit çözeltide alanin (ph 2’den az) net yük = +1



• • • • • • • • • • • •



-aminobütirat (GABA) Katekolaminler, melanin ve tiroksin Melatonin, serotonin, NAD Karnozin (Histidin, alanin) Homokarnozin (histidin, GABA) Histamin Spermin-spermidin (poliaminler- Ornitin, SAM) Pürinler: Glisin, aspartat, glutamin, tetrahidrofolat ve CO2’den oluşur. • Pirimidinler: Glutamin, aspartat ve CO2’den oluşur. • Selenosistein • • • • • • • •



OH-



4



6



H2O +H



3N



H+



pK1=2.3



8



10



H C



pH



OH-



H2O



COO-



CH3 Nötral çözeltide alanin (pH yaklaşık 6) Net yük = 0 (izoelektrik form)



H+



H2 N



pK2=9.1



H C



COO-



CH3



Alkali çözeltide alanin (ph 10’dan fazla) net yük = -1



Homosistein Sitrülin, argininosüksinik asit, ornitin DOPA (3,4 dihidroksifenilalanin) Kreatinin (GAM) Karnitin (LM) Desmozin 4-hidroksiprolin, 4-hidroksilizin 6-N-metil lizin, 4-metil lizin 3 Metil histidin -karboksiglutamat β-alanin (KoA, pantoteik asit, pirimidin yıkımı) Taurin



PEPTİDLER VE POLİPEPTİDLER: • Peptid bağı bir aa’in -amino grubu ile ikinci aa’in karboksil grubu arasında 1 mol su çıkması ile oluşur.



5



21.09.2017



• • • •



1-Peptid bağları amid bağlarıdır. 2-Peptid bağları kovalent 3-Peptid bağı kısmi çift bağ özelliğine sahiptir. 4-Peptid bağı genel olarak trans bir bağdır.



Peptid bağlarını nonenzimatik olarak yıkmak için yüksek ısıda uzun süre kuvvetli asit yada alkalilere maruz bırakmak gerekir.



1.PRİMER YAPI: • Amino asitlerin peptid bağları ile oluşturdukları düz zincirlerdir. • Bu bağları nonenzimatik olarak yıkmak için yüksek ısıda uzun süre kuvvetli asit yada alkalilere maruz bırakmak gerekir. • Bir polipeptid zincirinin aa dizilimi Edman veya Sanger yöntemi kullanılarak belirlenebirlir.



• Daha sonra Edman ayıracı (fenilizotiyosiyanat) ile Nterminal uçtaki aa koparılarak HPLC ile hangi aa olduğu belirlenir. • Sanger ayıracı olarak bilinen fluodinitrobenzen (FDNB) ile polipeptid zincirinin N-terminal ucundaki aa işaretlenir ve belirlenir. • 25 kalıta kadar aa içeren peptid dizeleri kütle spektrometrisi (mass spektrometri) ile herhangi bir işleme gerek kalmadan belirlenebilir.



PROTEİNLER: YAPI VE İŞLEV •



Globüler proteinler (boy/en oranı10): Bu proteinler çözünmez ve hareketsizdirler. Genellikle bağ dokusu ve destek dokusunun elemanı olarak görev alırlar.



Proteinlerin birincil yapılarının otomatize edilmiş EDMAN yöntemi ile belirlenmesi: • ÜRE,QUANİDİN HİROKLORÜR ile polipeptid zincirleri ayrılır. • Siyonejen Bromür, Tripsin, kimotripsin, O-Iyodobenzen, hidroksilamin, proteaz V8, hafif asit hidrolizi kullanılabilen parçalayıcılardır. • Polipeptidler daha küçük peptid parçalarına ayrıldıktan sonra bu karışım; iyon değiş-tokuş kromatografisi, yüksek voltaj eletroforezi, HPLC jel süzme teknikleriyle ayrıştırılır.



2.SEKONDER YAPI:  Polipeptid omurgası gelişi güzel üç boyutlu yapı oluşturmaz.  Bu düzenlemelere proteinlerin sekonder yapısı denilir. -heliks,  tabaka  kıvrım  Sekonder yapıda; hidrojen bağları, hidrofobik ve elektrostatik etkileşimler Van der Waals bağları



6



21.09.2017



• -HELİKS (sarmal): Doğada en sık rastalanan polipeptid heliksidir. -sarmal spontan oluşur. Sarmalın kararlılığı temel olarak H+ bağlarının azami sayıda kurulması ile olur. Bu da aa’lerin yan zincirleri arasındaki etkileşimlerle mümkündür.



• aa dizisi -heliksin kararlılığını belirler. • Van der Waals bağları da bu kararlı oluşa ek destek verir. • Bir -heliksin her dönüşünde 3,6 aa bulunur. • Prolin iminoasidi bu sarmalı geometrik olarak uymadığı için -heliksi bozar. • Glisin aa’de diğer aa’lere göre daha fazla konformasyonel esnekliğe sahiptir.



• B.BETA TABAKA:



• Tüm peptid bağı parçalarının hidrojen bağına katıldığı başka bir sekonder yapı şeklidir. • -helikse de yapıya çok fazla uyum sağlayamayan prolin ve glisin aa’leri -tabakada yaygın olarak bulunurlar. (-kıvrım) • Alzheimer hastalığında beyinde biriken amiloid protein -kırmalı tabakaya sahip fibröz bir proteindir.



7



21.09.2017



3.TERSİYER YAPI: • Bir polipeptid zincirinin primer yapısı onun tersiyer yapısını da belirler. • Proteinlerin tersiyer yapılarını oluşturmak için şaperonlar görev yapar. • Bu yapıda; kovalent olmayanlar;



kovalent olanlar;



hidrofobik etkileşimler



disülfid bağları



elektrostatik etkileşimler hidrojen bağları



• Hidrofobik etkileşimler: Tek tek ele alındığında bu bir araya geliş son derece zayıfken, bunların çok fazla sayıda oluşu proteinlerin üç boyutlu yapısına ciddi katkı sağlar. • Disülfid bağları: İki sistein kalıntısının sülfidril (-SH) gruplarının sistin oluşturacak şekilde kovalent olarak bağlanmasıyla oluşur ve üç boyutlu yapının stabilitesine önemli katkılar sağlar. • Tam denatürasyon oluşması için disülfid bağlarının ve/veya hidrojen bağlarının bozulması gerekir.



Proteinlerin 2. ve 3. yapılarını saptamada X–ray kristallografi ve Manyetik rezonans spektroskopi kullanılır.



4.KUARTERNER YAPI: • Bir kısım protein tek polipeptid zincirinden meydana gelirken, bir çoğu da yapısal olarak benzer veya tamamen ilgisiz bir veya daha fazla polipeptid zincirinden meydana gelir. • Subüniteler Hb’de olduğu gibi nonkovalent etkileşimlerle (hidrofobik, hidrojen ve iyonik bağlar gibi) bir araya gelir.



8



21.09.2017



• Proteinlerin denatürasyonu: Primer yapı sağlamdır. Disülfid bağları etkilenmeyebilir. Proteinlerin primer yapılarının bozulmasına



HİDROLİZ



sekonder, tersiyer ve kuarterner yapılarının bozulmasına



DENATÜRASYON



• Renatürasyonun kendiliğinden gerçekleşmesi saatler alır.



Protein disülfid izomeraz, Peptid prolil cis-trans izomeraz, Şaperonlar •Prion hastalıkları yanlış katlanmaya örnektir. Deli dana (BSE), Jakob-Creutzfeldt, scrapie, kuru



Denatüre edici ajanlar: Isı Organik çözücüler (aseton,alkol) Kuvvetli asit ve bazlar Kurşun, civa gibi ağır met. Üre Sodyum dodesil sülfat (SDS) Denatüre edici ajan uzaklaştırıldığında proteinler doğal yapı ve fonksiyonlarını yeniden kazanırlar. Bu olaya renatürasyon denir.



Mekanik karıştırma Deterjanlar Guanidin hidroklorür UV Basınç



Bu durum proteinlerin sekonder ve tersiyer yapısının aslında primer yapıdaki aa dizilimi ile belirlendiğini ortaya koyar.



aa’lerin ayrıştırılması yöntemleri



Proteinlerin ayrıştırılması yöntemleri



Üç boyutlu protein çatılarını ortaya çıkarma yöntemleri



• Kağıt kromatografisi • İnce tabaka kromatografisi • Yüksek performanslı likid kromatografi (HPLC) • İyon değiştirici kromatografi • Jel filtrasyon kromatografi • Yüksek voltajlı elektroforez



İyon değişim kromatografisi, Yüksek voltajlı elektroforez, Jel filtrasyonu, Yüksek performanslı likid kromatografi (HPLC),



X-ışını kristalografisi Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi



GLOBÜLER HEMOPROTEİNLER • Çok hücreli organizmalar, oksijen taşınması için çoğunlukla demir olmak üzere, metallerin özelliklerini kullanırlar. • Çok hücreli organizmalarda demir HEM adı verilen prostetik grubun içinde yer alır. • Hemoproteinler prostetik grup olarak sıkıca bağlanmış bir hem taşıyan özelleşmiş bir grup proteindir. • İnsanlarda en fazla bulunan 2 hemoprotein olan Hb ve myoglobinde hem grubu geri dönüşümlü olarak O2 bağlama işi yapar.



9



21.09.2017



• Tetrapirol prostetik gruplarına ve eşlik eden metal iyonlarına sahip diğer proteinler arasında; miyoglobin, hemoglobin, sitokrom c, sitokrom P450 katalaz, triptofan pirolaz klorofil (Mg+2)



Myoglobin: • Oksijen için tek bağlanma bölgesi içeren 153 aa’den oluşan bir proteindir. • Özellikle düşük oksijen basıncında oksijeni daha kolay bırakırken yüksek oksijen basıncında bağlama eğilimi gösterir. • Myoglobinin oksijen dissosiasyon eğrisi hiperboliktir.



• Hem demirinin pirol halkasına dik olan iki bağının biri proksimal histidinin R grubu tarafından bağlanırken, diğeri oksijen ile bağlanır. • Bağlanan oksijen distal histidin ile stabilize edilir. • Dokuda az miktarda CO oluşur. • Bu CO’nun buradaki oksijenin yerine geçmesini distal histidin engeller. CO’ nun oksijenin yerine geçmesini distal histidin engeller.



Hemoglobin: (Hb)



• Venöz kanın PO2 değeri 40 mmHg, etkin kasın 20 mmHg kadardır.



• Hayvanlarda kanla taşınan oksijenin tamamına yakını bağlıdır ve eritrositlerdeki hemoglobinle taşınır. • Eritrositlerin işlevleri sitoplazmada çok yüksek derişimlerde (ağırlıkça %34) çözünen Hb’i taşımaktır.



Myg bağladığı oksijenin önemli bir kısmını 20 mmHg’da bile bırakmaz. Fiziksel egzersiz sırasında PO2 değeri 5mmHg’nın altına iner ve Myg oksijenini kolaylıkla bırakır.



10



21.09.2017



• Yetişkin Hb’ini iki α ve iki β zincirinden oluşur. • Hb her polipeptid zincirine bağlı dört hem prostetik grubu içeren tetramerik bir proteindir. Arteriel kanda Hb satürasyonu



%96



Venöz kanda Hb satürasyonu



%64



Hb taşıdığı oksijenin yaklaşık 1/3’ünü dokuya bırakır.



Hb tipi



Formül



Total Hb %’si



HbA



22



%90



• Hb’nin iki ana formu vardır:



T formu HbF



22



IgG2).



(IgA): • • • •



Ig’lerin %10-15 kadarını oluşturur. %10 oranında karbonhidrat içerir. IgA1, IgA2 ve sekretuar IgA şekilleri vardır. Sekretuar IgA; barsak ile bronşların mukoza membranlarında ve laktasyondaki meme duktuslarında sentez edilir, ayrıca yeni doğanları intestinal infeksiyonlardan da korumaktadır. • Primer immun yetmezliklerin en sık görülen şekli “selektif IgA” yetmezliğidir.



IgM • Ig’lerin %10 kadarını oluşturur. • %12 oranında karbonhidrat içerir. • Neonatal dönemde sentez edilen ilk Ig’dir. • Dolaşımdaki en büyük Ig molekülüdür. • Pentamer yapıda olan IgM molekülü 10 antijen bağlayabilir.



22



21.09.2017



• Klasik kompleman aktivasyonunu başlatan en güçlü Ig’dir. • Akut enfeksiyon döneminde ilk sentezlenen Ig’dir. • Kronik hastalıklarda yükselmesi de akut atağı gösterir. • Eritrosit yüzey antijenlerine ve bazı glikoproteinlere karşı oluşan antikorlar IgM sınıfındandır. • Hem IgM’de hem de IgA’da “J zinciri” denen bir polipeptid IgM pentamerlerinin ve IgA dimerlerinin bir arada tutulmasına yardımcı olur.



IgE IgD • IgD, %12 oranında karbonhidrat içerir. • B lenfositlerde antijen için bir yüzey reseptörü olan IgD molekülünün primer fonksiyonu bilinmemektedir.



• IgE, %15 oranında karbonhidrat içerir. • Bazofillerin ve mast hücrelerinin yüzey membranlarında yer alır ve serumda çok düşük miktarda bulunur. • IgE moleküllerine antijen bağlanmasıyla mast hücrelerinden histamin ve diğer vazoaktif aminler salınır. • Saman nezlesi, astma, ürtiker ve ekzama gibi allerjik olaylarda görülen tip1 aşırı duyarlılık reaksiyonları IgE ile ilişkilidir.



Kompleman sistemi: • Kompleman sistem birbiri ile etkileşebilen proteinlerden (normalde inaktif) meydana gelir. • Klasik yolda komplemanı aktifleyen; Ig molekülü ile birleşen antijenin oluşturduğu antijen-antikor kompleksidir. • Ag-Ab kompleksi oluşturmadan doğrudan yabancı organizmanın yüzeyine bağlanan bazı kompleman bileşenlerinin komplemanı aktiflemesi de alternatif yol olarak bilinir.



23



21.09.2017



• Kanda en çok bulunan C3 proteinin kompleman sistemin fonksiyonlarında çok önemli rolü bulunmaktadır. • C3 proteinin proteolitik yıkılım ürünleri biyolojik olarak aktif ürünleri oluşturmaktadır. • C3a ve C5a hem kemotaktik hem de anaflatoksik etkilidir. • Kompleman yolu ile ilgili görülen en sık hastalık “herediter anjioödem” dir. C1q esteraz inhibitör eksikliği mevcuttur.



• C2 eksikliği insanda en sık görülen kompleman eksikliğidir. • C3 eksikliğinde piyojenik bakteriyel infeksiyonlar ortaya çıkmaktadır. • C1, C2, C3, C4 eksikliklerinde glomerülonefrit ve SLE gibi hastalıklar görülmektedir. • C5, C6, C7, C8 ve C9 eksikliğinde neisseria cinsi bakteri infeksiyonlarına yatkınlık artmaktadır.



• Plazmada bulunan proteinleri elektroforez yöntemi ile ayırdığımızda beş ana bant ortaya çıkar. • Elektroforez, serumda sudan sonra en fazla bulunan moleküller olan proteinleri analiz etmek için kullanılan ilk yöntemdir. • Spesifik protein elektroforezi; – Albumin, gamma globulin gibi spesifik serum protein sınıflarının ayrılması, – Hemoglobin ve hemoglobin alt sınıflarının tanımlanması, – Serum ve idrarda monoklonal proteinlerin tanımlanması, – Temel lipoprotein sınıflarının ayrılması.



PLAZMA PROTEİNLERİ:



• İzoenzim analizleri: Kreatin kinaz, laktat dehidrogenaz, alkalen fosfataz gibi enzimlerin izoenzimlerinin tanımlanması. • İmmünoelektroforez: Spesifik immun globulin sınıflarında artma ve azalmaların belirlenmesi. • Western blot tekniği: Spesifik bir proteini tanımlamak için kullanılır (Örn. HIV virüsüne karşı antikorların varlığını göstermek). • Southern blot teknikleri: Spesifik nükleik asid dizilerini tanımlamak (DNA veya RNA), yenidoğan doğumsal kusurlarını tanımlamak, kanser için risk faktörlerini belirlemek gibi geniş bir kullanım alanına sahiptir.



24



21.09.2017



• Elektroforez, yüklü moleküllerin elektriksel bir alanda göç etmesi olarak tanımlanabilir ve gerekli olan üç koşul: elektriki alan yüklü partikül hareketin gerçekleşebileceği bir ortamdır. • Elektroforez uygulanacak olan örnekte bulunması gereken temel koşul, yük taşıması ya da yük taşımak üzere uyarılabilen yapıda olmasıdır. • Göç hızının bağımlı olduğu faktörler: molekülün net yükü, molekülün boyutu ve şekli, elektriksel alanın gücü, destek ortamının özellikleri, işlemin sürdürüldüğü sıcaklıktır.



SPE Prealbumin Bölg. Protei Prealb. (- Retinol n ) Bağlayıcı Protein (RBP) (-) Fonks T3, T4 Vit . transport A(retinol) u transportu Kl. Nutrisyonel durumu ve Özl. KC disfonksiyonunu gösterir. Azaldığı durumlar: KC sirozu, inflamasyon,malnutrisy on. Arttığı durumlar: Kr. Renal hast.ve hodgkin hast.



1



SPE Blg. 1 antitripsin (+)



1 asit glikoprotein (+)



Fonks.



Antiproteaz



AFR



Kl. Öz.



Kongenital Enflamasyon, eksikliğind Ca ve ağır e amfizem, travmalarda  sirozla sonuçlanan infantil hepatit oluşur.



Protein



1 1 fetoprotein lipoprotein (HDL) Lipitler için transport proteini



SPE Blg Protein



Temel fetal protein



Fonks.



nöral tüp defektinde ve hepatosellüler tümörlerde .



Kl. Öz.



Albumin Albumin (-)



AA’lerin endojen kaynağı,onkotik P, transport proteini Nutrisyonel durumu, KC disfonksiyonunu gösterir. Azaldığı durumlar:Malnutrisy on, NS, inflamasyon, KC sirozun ve diğer Nonspesifik



2 Haptoglobin 2makroglobulin (+) Serbest Hb’nin bağlanması ve transportu İV hemolizde 



Serüloplazmin (+) Bakır metbl. görevli



Nefrotik sendromda , pankreatit ve prostat Ca’da 



Wilson hastalığında, Cu toksisitesinde 



25



21.09.2017



SPE 1 Blg. Protein Transferrin Hemopeksin -lipoprotein (-) Fonks.



Demiri transportu



Hem bağlanması



Kl. Öz.



Demir eksikliğinde 



Hemolitik olaylarda 



SPE Blg. Protein CRP (+)(+) Fonks.



İmmün fonksiyon



Kl. Öz.



- bölgesine göç eder.En hassas AFR’dir.



Lipitlerin taşınması



C4 (+) İmmün sistem Faktörü



Fonks.



Sadece taze serumda



Kl. Öz.



2 Fibrinojen C3 (+) (+) Koagülasyo İmmün n sistem faktörü faktörü 2 ile  EF’de bölgesi sadece arasında taze bulunur Serumda



2 mikroglobulin (+) Çekirdekli hücrelerin yüzeyinde yer alır Renal tübüler fonksiyonun göstergesidir. Renal transplant rejeksiyonunun ve B hücreli tm’lerin izlenmesinde yararlıdır.



 IgG (+)



IgA (+)



IgM (+)



En bol Ig’dir. İmmün fonksiyon



Sekresyonlar İmmün da çok fonksiyon, bulunur. erken cevap İmmün fonksiyon, Myeloma Kc Waldenström’s gibi B sirozunda Makroglobulinem Hücreli monoklonal isinde artar tm’lerde monoklonal monoklonal artar. artar.



İnterstisyel doku P 1mmHg



Su



9mmHg 11mmHg Su



Hidrostatik P 37mmHg



arteriol



SPE Blg. Protein



Onkotik P 25mmHg



Starling Kuvvetleri



Hidrostatik P 17mmHg



venül



• Plazma proteinlerinin miktarının azalmasıyla ödem ile sonuçlanır. • Plazma proteinlerinin çoğunun sentez yeri Kc’dir. • Çoğu glikoprotein yapıdadır. (albümin şeker kalıntısı içermez). • Akut faz proteinleri: Akut bir inflamasyon olayında veya doku harabiyetine bağlı olarak bazı proteinlerin düzeylerinde değişiklikler gözlenir.



26



21.09.2017



CRP α1-antikimotripsin



24-48 saatte



• Prealbumin (Transtiretin): Yarı ömrü 12 saattir ve albuminden kısadır.



Orosomukoid (α1-asid gp) α1-antitripsin Haptoglobin C4 fibrinojen



1-4 gün



T3 hormonuna ilgisi daha çok olmakla birlikte hem T3 hem T4 taşınmasında kullanılır.



C3 ve seruloplazmin



4-5 gün



Protein malnütrisyonu ve karaciğer disfonksiyonu hakkında bilgi edinilir.



Prealbumin RBP albumin transferrin



Albümin: Retinol bağlayıcı protein (RBP): Serumda çok az bulunur. Sentezi Kc’de gerçekleşir ve çinko (Zn) gereklidir. Zn eksikliğinde A vitamini (retinol) taşınmasındaki bozukluğa bağlı olarak A vitamini eksikliği semptomları görülür. Prealbuminde olduğu gibi RBP de protein malnütrisyonu ve karaciğer fonksiyonları hakkında bilgi verir.



• Albumin kanda önemli bir taşıyıcıdır. • Onkotik basıncının %70-80’ından sorumludur. • Vücut su dağılımındaki en etkili proteindir (1g albumin 18 ml su tutar.) • Dehidratasyon albumin artışına yol açan bir durumdur. • Kayıplar, sentezde azalma ve albümin katabolizmasının artması hipoalbuminemiye yol açar.



 Protein elektroforezinde en hızlı göç eden serum proteinidir.  Yapısında 585 aa bulunan albümin tek bir polipeptid zincirden oluşur ve yapısında karbonhidrat içermez.  En fazla miktarda bulunan plazma proteinidir. (%4060).  Karaciğerde günde 12-14 gr. kadar sentez edilir ve yarı ömrü 15-19 gündür.  Endojen amino asidlerin kaynağını oluşturur.  Çeşitli dokulara pinositoz ile giren albumin proteazlar ile amino asidlerine kadar yıkılmaktadır.



• NS, KG, DM, SLE, yanıklar ve neoplastik hastlıklara bağlı olarak hipoalbuminemi görülür. • Analbuminemi; bu hastalarda orta derecede ödem görülür, kanda lipid taşınması bozulur ve kanda kolesterol, fosfolipid ile lipoprotein düzeyleri artar. • bis­albuminemi



27



21.09.2017



α1-Antitripsin (AAT, α1-antiproteinaz): • Protein elektroforezinde α1 bandının ana bileşenidir. (>%90) • Başlıca hepatosit ve makrofajlarca sentezlenir. • İnsan plazmasının başlıca serin proteaz inhibitörüdür (serpin). • Kompleks oluşturarak tripsin, elastaz ve diğer bazı proteazları yıkar. • Azalmış ATT sentezi amfizemle ilişkilidir. • Yine ZZ fenotiplilerde nedeni tam anlaşılmamış mekanizmalarla ATT, hepatositlerde ER sisternalarına çöker ve önce hepatit sonra da siroz meydana gelir.



• 1-Asid glikoprotein (AAG): • Orosomukoid (seromukoid) temel bileşenidir. Plazma proteinlerinden pI değeri en düşük (2.70-3.50) olandır. Sentez karaciğerde ve bazı tümörlerde meydana gelmektedir.



• 1-Antikimotripsin: • Akut inflamasyonda 24-48 saatte CRP ile birlikte ilk yükselen AFR’dir. Elastaz ve kollegenaz gibi proteazları inhibe eder. Bronş sekresyonlarında yüksek konsantrasyonda bulunur.



Haptoglobin • Sentezi Kc’de olan bir glikoproteindir. • Her gün yıkılan Hb’nin %10’luk bir kısmı dolaşıma salınır. • Hb haptoglobulin tarafından bağlanıp Hb-Hp kompleksi oluşmasaydı böbreklerden kolayca süzülüp ve idrarla atılırdı.



28



21.09.2017



• Hemolitik anemilerde Hp düzeyi düşük bulunur. • Yarı ömrü normalde 5 gün olan Hp, Hb ile bağlandığında oluşan kompleksin yarı ömrü yaklaşık 90 dakikadır. • Hemopeksin ise hem bağlar. • Hemopeksinin hem ile oluşturduğu kompleks karaciğere taşınıp parçalanır ve demir ile porfirin halkası ayrılır.



• AMG bir proteaz inhibitörüdür. • Plazmin, pepsin, tripsin, kimotripsin ve katepsin D gibi proteazlara geri dönüşümsüz olarak bağlanır ve birçok hücre tarafından dolaşımdan uzaklaştırılır ve parçalanır. • Ayrıca birçok sitokini bağlar ve bu sitokinlerin hedef hücrelere girişlerine aracılık eder.



• Yapısında Cu+2 taşıdığı için bakır oksidaz (poliamin ve polifenol gibi substratlar için oksidaz aktivitesi taşımaktadır) ve Ferro demiri (Fe+2), ferri (Fe+3) şekline yükseltgediği için ferro oksidaz olarak adlandırılır. • Serüloplazmin serbest radikal oluşumunu ve lipid peroksidasyonunu önlemektedir.



α2-Makroglobulin • Moleküler ağırlığı en fazla olan plazma proteinidir. • Monosit, hepatosit ve astrosit (RES hücrelerinde) dahil birçok hücre tarafından sentezlenebilen bir glikoproteindir. • Plazmadaki çinkonun %10’unu taşır. (Plazmada albümin çinkonun %90’ını taşır.)



Serüloplazmin • 6 adet bakır (Cu+2) atomunu sıkıca bağlayarak taşır ve bu bakırların yapıdan koparılması zordur. • Plazma bakırının %90’ını seruloplazmin, %10’unu albümin taşır. • Vücuda bakır alınmasıyla karaciğerde serüloplazmin sentezi artar. • Serüloplazmin hücrelere endositoz yoluyla alınır, bakırlı enzimlerin sentezinde kullanılır. lizil oksidaz askorbat oksidaz tirozinaz



monoamin oksidaz sitokrom oksidaz süperoksid dismutaz



• Wilson hastalığında, hepatik bakır sekresyonu ve bakırın aposeruloplazmine bağlanmasında defekt vardır. • Klinik bulgular bakırın organ ve dokularda birikimine ve bakırlı enzimlerin disfonksiyonuna bağlıdır. Serum seruloplazmin



Serum ve idrar bakır



29



21.09.2017



• Hemolitik anemi, Kc’de birikmesi ile hepatit ve siroz, bazal gangliyonlarda birikmesi ile nörolojik bulgular gelişir. (Mental retardasyona yol açmaz) • Gözde ise korneanın desseman zarında bakır birikerek kornea çevresinde altın renkli bir pigmentasyon oluşturur (Kayser fleischer halkası). • Tedavide bakırdan düşük diyet ve bakırın vücuttan atılmasını sağlayan D-penisilamin gibi şelatlayıcı bileşikler kullanılır.



• Bu şekilde transferin 2 adet Fe+3 bağlayabilir. • Normal koşullarda plazmada bulunan transferrinin %33 kadarı demir ile doymuş olarak bulunur. • Beslenme bozukluklarında, böbrek ve gastrointestinal sistem ile kayıpların arttığı durumlarda, karaciğer yetmezliğinde ve kronik karaciğer hastalıklarında transferrin sentezi azalmaktadır. • Östrogenin transferrin sentezi üzerindeki artırıcı etkisi nedeni ile hamilelikte transferrin düzeyi yükselmektedir.



Transferrin (Siderofillin) • Kc’de sentezlenen bir glikoproteindir. • Demiri barsaktan, başta kemik iliği olmak üzere ihtiyaç olan dokulara taşıdığı için demir metabolizmasında merkezi bir rol oynar. • Transferrin demir, bakır, çinko, kobalt ve kalsiyumu geri dönüşümlü olarak bağlar. • Demirin transferine bağlanabilmesi için seruloplazmin tarafından yükseltgenmesi gerekir.



Ferritin: • Demir metabolizması ile ilişkili bir protein olan ferritinin görevi demir depolamaktır. • Ferritin ölçümü vücut demir depolarının göstergesi olarak kullanılır. • Demirin aşırı miktarlarda arttığı durumlarda ferritin miktarları da artar.



• Ferritin parçalanması ile oluşan ve histolojik olarak belirlenen hemosiderinin organlarda birikimine bağlı olarak hemosideroz meydana gelir. • Bir süre sonra tablo hücre dejenerasyonu, fibrozisine ve organ disfonksiyonuna gidebilir ve buna hemokromatoz denir. • Primer hemokromatoz kalıtsal bir hastalık iken, sekonder hemokromatoz tekrarlayan kan transfüzyonlarından sonra gelişir.



30



21.09.2017



31



21.09.2017



• Proteinlerin C ve H atomlarından da son ürün olarak CO2 ve H2O oluşurken, %16 oranında



AMİNOASİTLERİN METABOLİZMASI



bulunan azot, sadece proteinlere özgü üre ve amonyak gibi atılım ürünlerinin oluşumuna yol açar. • Amino asitler depolanamazlar.



• Hem proteinlerin normal turnoveri sırasında oluşan amino asitler, hem de proteinden zengin bir diyet sonrası alınan amino asitler, vücudun protein sentez gereksinimini aşıyorsa oksitlenirler. • Amino asitler okside olurken önce amino gruplarını kaybederler ve kalan karbon iskeletleri α-ketoasitleri oluşturur.



• α-ketoasitlerin oksitlenmesiyle karbondioksit ve su oluşur veya daha sıklıkla bu α-ketoasitler glukoneojenezde kullanılırlar. • Ayrılan amino gruplarından ise organizma için toksik bir madde olan amonyak meydana gelir. • Oluşan amonyak daha ileri bir işlemle toksik olmayan üreye dönüştürülerek vücuttan atılır.



• Proteinlerin, karbonhidrat ve lipitlerden iki ana farkı vardır: 1) Proteinlerin enerji kaynağı olarak değeri, diğer makromoleküllerden daha düşüktür, 2) Karbonhidrat ve lipitlerin fazlası depo edilebilirken, proteinlerin ve amino asitlerin fazlası depo edilemez.



1



21.09.2017



pK3 = 6.0



ESANSİYEL AA’LER (dışardan alınması zorunlu aa’ler) Arginin Histidin Lösin Fenilalanin Metiyonin Treonin İzolösin Triptofan Lizin Valin



NONESANSİYEL AA’LER (Vücutta sentezlenebilenle r) Alanin Aspartat Asparagin Prolin Glisin Serin Glutamat Sistein Glutamin Tirozin



• Proteinin biyolojik değeri, yapısındaki esansiyel amino asit miktarı ile ilişkilidir. • Yeterli beslenmesi olan bir erişkinin günlük kalori gereksiniminin %10-15 kadarı proteinlerden sağlanır. • Besinsel proteinler, enerji kaynağı olmaktan çok vücutta sentez edilmeyen amino asitleri sağladıkları için önem taşırlar.



2



21.09.2017



PROTEİNLERİN SİNDİRİMİ • Besinlerle alınan proteinlerin sindirimi için gerekli olan enzimler mide, pankreas ve ince barsaktan salgılanır ve sindirim midede başlar ince barsakta sonlanır.



• Midede; mukoza hücrelerinden



gastrin



esas (chief) hücrelerden



pepsinojen



parietal hücrelerden



HCI KCI intrinsik faktör ATPaz



• Asidik mide içeriği proteinleri denatüre eder ve katlanması bozulmuş globüler proteinler enzimatik hidrolize daha açık hale gelir. • Çocuklarda bulunup erişkinde bulunmayan rennin (kimozin), kazeini kalsiyum bulunan ortamda parakazeine çevirir, pepsin bu sayede etki eder ve böylece sütün midede sindirimini sağlar.



• Polipeptid zincirinin her iki ucundaki ilk peptid bağını hidroliz eden proteazlara “ektopeptidazlar”, iç kısımlardaki peptid bağlarına etkili olan proteazlara ise “endopeptidazlar” denir. • Ektopeptidazlar da etkili oldukları uca göre aminopeptidaz (duodenumdan salgılanır) veya karboksipeptidaz (pankreastan salgılanır) olarak adlandırılır.



• Diyetle alınan proteinlerin mideye ulaşması ile gastrik mukozadan gastrin hormonunun salınımı uyarılır. • Gastrin, parietal hücrelerden HCl (parietal hücreler aynı zamanda intrensek faktöründe kaynağıdır), gastrik glandların chief hücrelerinden pepsinojen salınmasını uyarır.



• Pepsinojen, zimojendir ve aktivitesi için kısmen hidroliz edilmesi gerekir. • Artan HCI konsantrasyonu ortamın asiditesini arttırır; asiditenin artması pepsin molekülündeki karboksilat anyonunun (COO-), karboksil (COOH) haline dönmesine ve pepsinin amino asitleri arasında bulunan tuz köprülerinin yıkılmasına yol açar.



3



21.09.2017



• Yıkılan tuz köprüleri sayesinde pepsinin katalitik bölgesi açığa çıkar. • Pepsin bir endopeptidazdır; fenilalanin-tirozin-triptofan gibi aromatik amino asitlerin ve dikarboksilik amino asitlerin oluşturduğu peptid bağlarını yıkar.



• Kolesistokinin pH değeri 7,5-8,0 arasında değişen pankreatik sıvının salınımınıda uyarır. • Duodenum ve jejunumdan salgılanan sekretin, pankreastan su ve HCO3 salgılanmasını uyarır. • Bu salgı ana olarak mide asiditesini nötralize eder ve ince barsak enzimlerinin aktivitesini sağlarken, pepsin aktivitesini durdurur.



• Mide içeriği (oligopeptidler ve amino asitler) ince barsağa ulaşınca kolesistokinin (pankreozimin) ve sekretin salgılanır. • Kolesistokinin pankreastan; tripsinojen, kimotripsinojen prokarboksipeptidaz A-B gibi proenzimlerin salınımını uyarır.



Enteropeptidaz A (enterokinaz) Tripsinojen



Tripsinojen



Tripsin Tripsin



Kimotripsinojen



Proelastaz



Kimotripsin



Elastaz



Prokarboksipeptidaz



Karboksipeptidaz



Tripsin Elastaz



Serin proteazlar



Kimotripsin



• Zn taşıyan enzimler olan ve karboksi terminalden koparma yapan karboksipeptidaz A-B ve aminoterminalden koparma yapan aminopeptidaz etki eder ve serbest amino asitler oluşturulur. Tripsin Kimotripsin Elastaz



lizin ve arginin



Enzimlerin etkiledikleri peptid bağları Tripsin Lisin, arjinin ( C ) Submaksiller proteaz Arjinin ( C ) Kimotripsin Fenilalanin, tirozin, triptofan ( C ) s. aerus V8 proteaz Asparajin, glutamin ( C ) Asp-N-proteaz Asparajin, glutamin ( N ) Pepsin Fenilalanin, tirozin, triptofan ( N ) Endoproteinaz lisin C Lizin ( C ) Siyonojen bromüd Metionin ( C )



aromatik ve apolar glisin ve alanin



Endopeptidazlar: Tripsin, Kimotripsin, Pepsin, Katepsin, Elastaz, lapfermant Ektopeptidazlar: karboksipeptidaz A,B ve aminopeptidaz



4



21.09.2017



• Otokataliz ile aktive olan tek bir tripsin molekülü, bütün bu sistemi harekete geçirme yetisine sahiptir. • Pankreastan duodenuma salgı akışının tıkanıklığa uğradığı durumlarda, pankreatik kanalın içinde başlayan zimojen aktivasyonu, dokunun kendi proteinlerini sindirmesine ve akut pankreatit denen tablonun ortaya çıkmasına neden olur.



Amino asitler en fazla jejunumdan olmak üzere ince barsağın tamamından aktif transport ile emilir (lümenden barsak hücresine).



Emilen amino asitlerin birçoğu glukoz gibi Na+ bağımlı taşıyıcı mekanizmaları kullanırlar.



AMİNO ASİT SENTEZİ: • Glutamat, Glutamin, Prolin ve Arginin Sentezi: • Glutamat oluşumu en fazla amino asit katabolizması sırasınsıda -ketoglutaratın transaminasyonu sırasında olur. • Glutamat ayrıca glutamat dehidrogenaz enzimi ile direk olarak -ketoglutaratın NADPH varlığında NH4 ile birleşmesiyle de oluşur. • Oluşan glutamat diğer üç amino asitin öncülüdür.



• Glutamat zincirinin sonundaki karboksil grubunu kaybeder ve siklik bir hal alarak prolini oluşturur.



• Alanin, Aspartat ve Asparagin Sentezi:



• Yarı esansiyel bir amino asit olan arginin de, yine glutamattan oluşan ornitin üzerinden sentezlenebilir. • Arginin en bazik amino asittir.



5



21.09.2017



• Serin, Sistein ve Glisin Sentezi: • Glikolitik bir ara madde olan 3fosfogliserattan serin oluşur. • Enzimlerde yer alan bazı serin kalıntılarının fosforilasyonu ve defosforilasyonu metabolizmanın düzenlenmesinde major rol oynar.



• Sisteinin karbon iskeleti serinden, kükürt atomu ise metiyoninden gelir. • İki sisteinin –SH grupları disülfid bağı ile bir araya gelerek sistin’i oluşturur. • Bu oluşan disülfid bağları protein katlanmalarında stabilizasyonun sağlanmasında ve birden fazla polipeptid içeren yapıların bir araya getirilmesinde önemlidir.



• Tirozin sentezi: • Esansiyel bir amino asit olan fenilalaninden, fenilalanin hidroksilaz enzimi ile sentezlenir. • Tetrahidrobiopterin koenzim olarak reaksiyona katılır. • Bazı proteinlerde tirozine ait OH grupları sülfatlanabilir.



AMİNOASİTLERİN KATABOLİZMASI:



6



21.09.2017



İnsanda her gün total vücut proteinlerinin %1-2’si yıkılır. Protein yıkımı ile açığa çıkan amino asitlerin yaklaşık ¾’ü yeni protein sentezinde kullanılırken geri kalanı parçalanır ve üre ara ürünlere yıkılırlar. Alınan azot



Atılan azot



Pozitif azot dengesi (büyüme çağı ve gebelerde)



Alınan azot Alınan azot



=



Atılan azot Atılan azot



• Amino asitlerin yıkımından türeyen amonyak bütün hayvanlar için toksiktir. • Normal bir insanda protein yapım ve yıkım hızı birbirine eşittir. • Turnover hızı proteinin cinsine göre değişir.



Negatif azot dengesi (cerrahiden sonra ilerlemiş kanserlerde yetersiz protein alımında)



• Sindirim enzimleri ve plazma proteinleri gibi ekstrasellüler alanda görev yapan proteinler çabuk yıkılırken (t ½ = saat, gün), kollajen gibi yapısal proteinler dayanıklıdır (t ½ = ay, yıl). • Kimyasal yapısı okside olmuş olan veya ubikitin (ısıya dirençli küçük protein) ile birleşmiş olan bazı proteinler daha önce yıkılırlar.



• Proteinler; 1- Lizozomlarda ATP harcamadan yıkılırlar (bunlar genelde uzun ömürlü proteinlerdir). 2- Ubikitin gerektiren, sitozolde gerçekleşen ve ATP gerektiren bir diğer yolla yıkılırlar (bunlar genellikle kısa ömürlü proteinlerdir).



• Ayrıca prolin, glutamat, serin, treonin dizesi (PEST dizesi) bakımından zengin proteinler daha çabuk yıkılırlar. • Hücre içi proteazlar iç peptid bağlarını hidrolize ederler. (Endopeptidazlar, ektopeptidazlar) • Ökaryotik hücrelerde protein yıkılımı için iki ana yol vardır.



• Ubikitinle hücre içinde bir proteinin işaretlenmesi, o proteinin kaderinin yıkım olacağını gösterir. • Bir proteinin ubikitinle işaretlenip işaretlenmeyeceği amino ucundaki amino asit tarafından belirlenir. • Ubikitinle olan işaretlenme ve yıkım metiyonin ve serin kalıtları tarafından geciktirilirken, arginin ve aspartil grupları tarafından hızlandırılır.



7



21.09.2017



• Dolaşımda bulunan glikoprotein yapıdaki moleküller için asiyaloglikoprotein reseptörleri vardır. • Glikoproteinler, yapılarındaki siyalik asitlerini yitirdiklerinde karaciğerdeki asiyaloglikoprotein reseptörleri tarafından dolaşımdan alınır ve lizozomlarda katepsinler denen proteazlar ile yıkılırlar.



AMİNO ASİTLERDEN AZOTUN UZAKLAŞTIRILMASI: • Öncelikle amino grupları uzaklaştırılır ve sonrasında kalan karbon iskeletleri diğer yapım veya yıkım reaksiyonlarını iştirak eder. • Amino asitlerden azotun uzaklaştırılması başlıca iki yolla gerçekleşir: transaminasyon ve dezaminasyon.



• Transaminasyon: • Bu tepkimeye katalizleyen enzimlere aminotransferazlar (transaminazlar) denir ve koenzim olarak piridoksal fosfat kullanırlar.



• Transaminasyon tepkimeleri iki yönlü olduğu için hem biyosentez hem de katabolizmada kullanılabilirler.



• Glutamat/ α-ketoglutarat çifti genel amino alıcı ve vericisi olarak bütün transaminasyon tepkimelerine katılabilir.



• İsonikotinik asit ve hidralazin gibi ilaçlar, piridoksal fosfata bağlı enzimleri, piridoksal molekülünün aldehit grubu ile etkileşip piridoksal-hidrazonları oluşturarak inhibe edebilir.



• Amino asitlerin büyük bir kısmı amino gruplarını, glutamat oluşturmak üzere α-ketoglutarata aktarır. • Daha sonra, bunun serbest amonyak olarak salınmasını, glutamat dehidrojenaz enzimi (GDE) katalizler. • Böylece çeşitli amino asitlerden glutamata taşınan amino grupları daha sonra karaciğerde glutamat dehidrojenaz enzimi sayesinde serbest amonyak haline geçmektedir.



8



21.09.2017



• Lizin, treonin, prolin ve hidroksiprolin gibi bazı α-amino asitler transaminasyona uğramazlar. GDE enziminin karaciğerdeki etkinliği; yüksek enerji durumunda (ATP; GTP ve NADH yüksek ise) inhibe, düşük enerji durumunda (ADP yüksek ise) aktive edilir.



• Deaminasyon: • Bir amino asitin, amino grubunun amonyak olarak ayrılması sonucunda α-ketoasite dönüşmesi deanimasyon olarak adlandırılır. • Başlıca karaciğer ve böbrekte deaminasyon gerçekleşir. • Enzim olarak L-amino asit oksidaz içeren deaminasyon tepkimeleri, koenzim olarak FAD ve FMN kullanırlar ve oksijen bulunan ortamda oksidasyon gerçekleştirirler.



• Histidin, serin, fenilalanin ve metionin aa’leri transaminasyona uğrasa da metabolizmalarındaki temel yollarda transaminasyon reaksiyonları yer almaz.



• L-amino asit oksidazlar, çift karboksilli ve hidroksilli (serin, treonin) amino asitlerle, glisine etki etmez. • Koenzimleri NAD+ veya NADP+ olan dehidrojenazlar arasında en yaygın olarak L-glutamat dehidrojenaz kullanılmaktadır. • Böylece çeşitli amino asitlerden glutamata taşınan amino grupları daha sonra karaciğerde glutamat dehidrojenaz enzimi sayesinde serbest amonyak haline geçmektedir.



• Serin ve treonin gibi hidroksil grubu içeren amino asitlerde koenzim olarak piridoksal fosfat içeren ve karaciğerde bulunan serin dehidrataz ve treonin dehidrataz enzimleri ile deamine olurlar.



9



21.09.2017



• Glutamin amonyağın nontoksik transport



• Beyin, önemli miktarda valin alır ve belki de dallı-zincirli amino asitlerin major yıkılım yeridir.



formudur ve normalde kanda diğer aa’lerden yüksek oranlarda bulunur.



• Açlıkta dallı zincirli amino asitler beyinde enerji kaynağı olarak da kullanılırlar.



• Glutamin ayrıca biyosentez reaksiyonlarında amino grubu vericisi olarak da rol oynar.



• Amonyak dokularda sabit şekilde üretilirken, karaciğer tarafından kandan uzaklaştırılır ve kan amonyak düzeyi çok düşük miktarlarda tutulur.



• Amonyağın az miktarı bile SSS için toksik olduğu için karaciğerin amonyağı uzaklaştırma vazgeçilmez bir önem taşır.



• Enterik bakterilerin ürettiği amonyak portal ven tarafından emilir ve karaciğere gelir.



• Karaciğer işlevi siroz gibi durumlarda İleri derecede bozulduğunda, portal ve sistemik venler arasında kollateral iletişimi genişler.



Amino asitler



• Kaslar başta olmak üzere bir çok dokuda amino azotu serbest amonyaktan çok glutamin ve alanin şeklinde serbest kalmaktadır. • Üre amonyağın en önemli atılım şeklidir ve böbrekler tarafından uzaklaştırılır. • Glutamin ise toksik amonyağın nontoksik taşıma ve depolama şeklidir.



+ α-Ketoglutarat Transaminazlar



α-Ketoasit + Glutamat Glutamin sentaz Glutamin



10



21.09.2017



• Hiperamonyemi: • Tremor, konuşmanın peltekleşmesi ve bulanık görme gibi semptomları vardır. • • Kazanılmış veya herediter olabilir. • Alkolizm, hepatit ve bilier obstrüksiyon sonucu oluşmuş siroz karaciğer çevresinde kollaterallere yol açar. • Portal kan şantlar aracılığı ile karaciğere uğramadan sistemik dolaşıma katılır ve kan amonyak konsantrasyonları artar.



• Herediter form ise üre siklusu enzim defektleri ile oluşur. • Yüksek amonyağın oluşturduğu toksisite kısmen, glutamat dehidrogenaz reaksiyonundaki dengenin glutamat yönünde bozulması ile oluşur. • Bu durumda TCA’nın önemli elemanı olan -ketoglutarat azalır. • Buna bağlı olarak hücresel oksidasyon ve ATP üretimi azalır. • Özellikle beyin gibi yüksek enerji gereksinimi olan dokular zarar görür.



• İki mol amonyaktan bir mol üre yapımı karaciğerde beş aşamalı bir döngü ile gerçekleşir. • Üre sentezi mitokondride başlar ve sitozolde sonlanır.



ÜRE SENTEZİ



• Döngüdeki fumarat dışındaki tüm ara maddeler amino asit yapısındadır. • Döngü sırasında toplam dört yüksek enerjili fosfat bağına eşdeğer enerji harcanmaktadır.



• Döngünün ilk basamağında kaynağı ne olursa olsun karaciğer mitokondrilerine ulaşan NH3 hızla, HCO3 (CO2 kaynağı olarak kullanılır) ve 2 mol ATP varlığında karbamoil fosfata çevrilir. • Bu ATP bağımlı reaksiyon karbamoil fosfat sentetaz I enzimi ile katalizlenir.



• Karbamoil fosfat sentetaz I enzimi aktivitesi için Nasetilglutamata (kendiside bir amino asittir) gereksinim vardır. • Karbamoil fosfat sentetaz I enzimi için Nasetilglutamat allosterik aktivatördür ve enzimin aktivite gösterebilmesi için mutlaka ortamda bulunmalıdır.



11



21.09.2017



İkinci basamakta oluşan sitrüllin mitokondriyi terk ederek sitozole geçer. Ornitin her döngüde tekrar rejenere olur.



• Argininosüksinat yapısındaki dört amino grubundan; 1 karbamoilfosfattan, 2 ornitinden 1 aspartat amino asitinden gelmiştir.



• Fumarat sitozolde, malata döner. • Malat TCA döngüsüne girerek oksaloasetata ve ardından aspartat amino asidine döner. • Bu olay döngüde aspartatın devamlılığını sağlar.



• Döngünün beşinci ve son basamağında arjinin, arginaz enzimi ile üre ve ornitin oluşturmak üzere parçalanır. • Oluşan üre argininin guanido grubu ve bu basamakta giren suyun oksijeninin birleşimidir. • Ornitin ve lizin arginaz enzimine bağlanmak için arginin ile yarıştıkları için, enzimin güçlü inhibitörleridir.



12



21.09.2017



ÜRE SENTEZİNİN KONTROLÜ: • Proteinden zengin diyet alındığı zaman da, uzun süreli açlıkta da üre sentezi artar. • Uzun süreli düzenleme ile tüm üre siklusu enzimleri ve karbomoilfosfat sentetaz I üretimi arttırılarak siklus aktive edilir. • Proteinsiz diyet ise üre siklusu enzimlerinin miktarını azaltır.



• N-asetil glutamat, karbomoilfosfat sentetaz I’in temel aktivatörüdür ve üre döngüsünde hız kısıtlayıcı basamaktır. • N-asetilglutamat, gereksinim halinde Nasetilglutamat sentaz enzimi sayesinde asetilKoA ve glutamattan sentezlenir. • N-asetilglutamat sentezi arjinin ile de aktive olmaktadır.



ÜRE DÖNGÜSÜ İLE İLGİLİ METABOLİK HASTALIKLAR: • Üre sentez kusurlarının hepsi son derece nadir görülür ve ortak klinik özellikler gösterirler. • Kusma, proteinden zengin gıdalardan kaçınma, intermitant ataksi, huzursuzluk, letarji ve zeka geriliği hepsinde görülen ortak semptomlardır.



Hiperargininemi



• Enzim eksikliği olanlarda diyetle alınan amino asitlerin yıkımı ile oluşan yüksek miktardaki amonyak üreye çevrilemez ve toksisite oluşur.



Hiperamonyemi Tip I: Hiperamonyemi Tip II:



• Hastalıkların hepsinde düşük proteinli diyetle bir düzelme sağlanır ve beyin harabiyetinin büyük bir bölümü önlenebilir. • Kan amonyak düzeyinde ani artışlar olmaması için gıda alımı sık ve küçük öğünler şeklindedir.



Argininosüksinik asidüri



Sitrüllinemi



13



21.09.2017



• Amino asit yıkımında kullanılan tek karbon transferi için Biotin, Tetrahidrofolat ve S-adenozilmetiiyonin gibi koenzimler gereklidir. • Biyotin CO2 taşır.



AMİNOASİTLERİN KARBON İSKELETLERİNİN KATABOLİZMASI



• Tetrahidrofolat bakterilerde sentezlenebilir. Memeliler ise folatı diyetle alır ve dihidrofolat redüktaz enzimi kullanarak tetrahidrofolata çevirirler. • Tek C’lu birimler metan, metanol, formaldehit, formikasit ve karbonik asittir. • S-adenozil metiyonin ise metil grubu transferi için tercih edilen koenzimdir.



• Yaklaşık olarak 20 katabolik yol vardır fakat sadece hepsi TCA’ya katılan 5 ürün oluşur. • Karbon iskeletleri glukoneogenez ve ketogenezde kullanılır veya tamamen CO2 ve H2O’ya kadar parçalanır. • Amino asitler parçalanma yollarına göre glukojenik ve ketojenik olmak üzere ikiye ayrılır.



• Katabolizması sonucunda asetoasetat veya asetoasetat prokürsörleri olan asetoasetil KoA veya asetil KoA oluşturan aminoasitler ketojeniktir. (Lösin ve lizin) • Glukojenik amino asitler pirüvat veya TCA’nın diğer başka metabolitlerine dönüşürler. • Bu maddeler glukoneogenez için substrattır.



14



21.09.2017



• Histidin katabolizmasında oluşan FİGLU, forminino grubunu tetrahidrofolata aktararak glutamat oluşturmaktadır. • Folat eksikliğinde histidin katabolizmasındaki bu basamak kısmen veya tamamen engellendiği için idrarla FİGLU atılır. • Dolayısı ile histidin yüklemesinden sonra idrarda FİGLU ölçümü folat eksikliği için tanısal bir testtir.



• Histidinemi: Kan ve idrarda histidin artışı ile seyreden hastalık genelde selim seyirlidir. Kusurlu enzim histidaz olup, histidinin ürokonata çevirimi bozulmuştur.



• Glisin: Glisinin yıkılımı başlıca iki yolla olur.



• Ürokanik Asidüri: Ürokonaz enzimi defektlidir ve OR kalıtılır. İdrarda ürokonat atılımının artışı hastalığın tek bulgusudur.



Glisinin biyokimyasal fonksiyonları:



•



• Pürin iskeletinin 4, 5 ve 7 nolu atomları glisinden sağlanır. • Süksinil-KoA ile birlikte porfirinlerin ve hemin başlıca ön maddesidir.



Glikojenik bir amino asittir, glikolitik ara maddeler üzerinden karbonhidrat, lipit ve diğer amino asitlerin yapılarına katılır.



• Çeşitli proteinlerin yapısına katılır. •



Glisin, argininin guanido grubunu alarak SAM’ın da katıldığı bir reaksiyonla kreatin oluşturur.



•



Safra asitlerinin yapısına katılır.



•



Çok önemli fonksiyonları olan glutatyonun yapısına iştirak eder.



15



21.09.2017



• Glisin metabolizması bozuklukları: • Non-ketotik hiperglisinemi: Glisinin yıkılımında problem vardır. • Glisinüri: Renal bir kusura bağlı olarak glisinin atılımı artar. Aynı zaman da prolin ve hidroksiprolinin de renal absorbsiyonları bozulmuştur. Böbrekte kalsiyum oksalat taşlarının bulunması en önemli klinik bulgusudur.



• Sistein: • Piruvata çevrilerek yıkılır. • İki sistein amino asidinin birleşmesiyle oluşan sistin ise sistin redüktaz enzimi ile parçalanarak sisteine çevrilerek yıkılır. • Sistinozis (Sistin depo hastalığı): Ender görülen lizozomal bir bozukluktur. Doku ve organlarda özelliklede RES de sistin kristalleri birikir.



• Primer hiperoksalüri tip I: Glioksalatı katabolize eden enzim defektine bağlı glioksalat yüksek miktarda birikir ve oksalatın renal atılımı artar. • İlerleyici bilateral kalsiyum oksalat taşları, nefrokalsinozis ve idrar yollarının tekrarlayan enfeksiyonları görülür. • Böbrek yetmezliği ve hipertansiyondan erken ölüm görülür.



• Sistinüri (Sistin-Lizinüri): Sistinin idrarla atılımı çok artar. • Ayrıca lizin, arjinin ve ornitin amino asitlerinin de atılımları çok artar. • Bu dört amino aside ait bir renal bir geri emilim kusuru olduğu düşünülmektedir. • Sistin suda çözünmediğinden renal sistin taşları oluşumuna yol açar.



• En az 4 farklı tipi bulunmaktadır.



• Piruvat yapan amino asitlerin tümü; alanin, sistein, sistin, glisin, hidroksiprolin, serin treonin



• Tip I homosistinüride, trombozlar, osteoporoz, lens dislokasyonu ve sıklıkla zeka geriliği görülür.



piruvat dehidrojenaz enzimi sayesinde asetil-KoA’ya dönüşebilirler. • Bunlara ek olarak fenilalanin, tirozin, triptofan, lizin ve lösin direk olarak asetil-KoA’ya dönüşürler.



• Homosistinüriler: • Metiyonin metabolizmasının kalıtımsal bir kusurudur. • Plazma metiyonin düzeyleri artmıştır.



16



21.09.2017



Fenilalanin • Fenilalanin, fenilalanin hidroksilaz enzimi ile önce tirozine çevrilir ve tirozin katabolizmasına katılır. • Fenilalaninin tirozine çevrilmesindeki kusurlar fenilketonüriyle sonuçlanır.



• Bu kusur üç genel gruba ayrılabilir. • Fenilalanin hidroksilaz kusuru (hiperfenilalninemi tip I veya klasik fenilketonüri) • Dihidrobiopterin redüktaz kusuru (hiperfenilalninemi tip II ve III) • Dihidrobiopterin sentezinde kusurlar (hiperfenilalninemi tip IV ve V)



• PKU’de normalde inaktif olan fenilalaninden fenilpirüvat oluştuğu aminotransferaz yolu aktif hale geçer. • Fenilalanin ve fenilpirüvat kanda birikir ve idrarla atılır. • Fenilpirüvatın fazlası ise; fenilasetat (idrarla fenasetilglutamin şeklinde atılır), fenilasetilglutamat fenillaktata çevrilir.



• Fenilasetat ter ve idrarın karakteristik kokusunu (fare kokusu) verir. • Fenilalanin ve metabolitlerinin birikimi normal beyin gelişimini bozar ve mental retardasyon meydana gelir. • Hastalarda hiperaktivite, konvülsiyonlar ve hipopigmentasyon (fenilalanin tirozinden melanin oluşturan tirozinaz enziminin inhibitörüdür) görülür.



• Fenilalanin hidroksilaz kofaktör olarak tetrahidrobiopterin gerektirir. • Tetrahidrobiopterin NADH’ın kullanıldığı ve dihidrobiopterin redüktaz tarafından katalizlenen bir reaksiyonla indirgenir. • Bu tipin tedavisi daha karmaşıktır çünkü tetrahidrobiopterin aynı zamanda L-Dopa ve 5-hidroksitriptofan oluşumu içinde gereklidir.



17



21.09.2017



• PKU tedavi izlemi için ferik klorid (FeCl3) testi kullanılır (fenilpiruvik asidi saptar). • Testin pozitifleşmesi için fenilalanin düzeyinin 12-15 mg/dL’den yüksek olması ve metabolitlerinin idrara çıkması gerekir. • Tarama testi olarak Guthrie testi kullanılır.



• Tirozin • Tirozinin, ise beş basamaklı bir reaksiyonla fumarat ve asetoasetata parçalanır. • Bu yoldaki enzim kusurlarından tirozinemi tip I,II, III ve alkaptoüri ortaya çıkar. • Tirozin aynı zamanda dopaminin ve melaninin prekürsörüdür.



• Guthrie testi bacillus subtilisin kullanıldığı mikrobiyolojik bir tanı testidir.



• Tirozinemi Tip I (Tirozinoz): • Enzim kusuru fumarilasetoasetat hidrolaz’dır. • Akut tirozinoz da bebeklerde ishal, kusma, gelişme geriliği ve vücut sıvılarında lahana kokusu vardır. • Tedavi edilmeyen olgular ilk 6 ayda karaciğer yetmezliğinden ölürler. • Kronik tirozinoz da ise daha ılımlı bir tablo vardır ve ilk 10 yıl yaşamaya müsaade eder. • Tedavide, fenilalanin, tirozin ve bazı olgularda metiyoninden fakir diyet verilir.



• Alkaptonüri: • Metabolik kusur homojentisat oksidaz enzimindedir. • Hastalarda en çarpıcı klinik bulgu, açıkta bekleyen idrar renginin siyahlaşmasıdır. • Hastalığın ileri evrelerinde bağ dokusunda genel bir pigmentasyon (okronoz) ve artrit gelişir. • Bağ dokuda biriken homojentisik asit kollajen sentezinde görev alan lizil oksidaz enzimini inhibe eder.



• Lizin: • Lizinin azotlarından hiçbirisi transaminasyon reaksiyonuna katılmaz.



18



21.09.2017



• Triptofan: • İndol halkası içeren esansiyel aminoasittir. • Vücutta seratonin, melatonin ve nikotinamidin öncülü olarak rol oynar. • Indol grubu 280 nm’de tipik absorbsiyon piki verir. • Triptofanın indol halkasının triptofan oksijenaz (veya triptofan pirolaz) ile kırılması ilk basamaktır.



Açil-KoA



İzolösin Metiyonin Treonin Valin Tek C zincirli y.a



sentetaz



Propiyonat



Propiyonil-KoA



ATP



ATP



AMP+PPi



Biyotin ADP+Pi



Propiyonil-KoA



Metilmalonil-KoA Propiyonil-KoA karboksilaz



B12



Propiyonat ve metilmalonatın idrarla atılımı B12 eksikliğinde artar.



• Hartnup Hastalığı: • Triptofan dahil nötral amino asitlerin barsak ve böbrekte transport kusuru vardır. • Genel bir nötral amino asidüri ve idrarda indol türevlerinde (emilemeyen Trp barsak bakterileri tarafından parçalanır) artış vardır. • Triptofanın hem barsak emilimi hem de renal geri emilimi bozulduğu için triptofandan endojen olarak sentezlenen niasinin seviyeleri düşer ve tabloya pellagra semptomlarıda iştirak eder.



• Lösin, izolösin ve valin katabolizması, aynı tepkimelerle başlar, daha sonra her amino asidin karbon iskeleti kendi özgün amfibolik ara maddelerine gider. • Geniş hacim kaplayan R grupları nedeniyle de suda çözünen globüler proteinlerin iç kısmında bulunma eğilimindedirler.



Metilmalonil-KoA mutaz



• Bu hidrofobik amino asit kalıntıları da peptidin üç boyutlu yapısının stabilizasyonunu sağlar.



Süksinil-KoA



• Akça Ağaç Şurubu Hastalığı (Dallı Zincirli Ketonüri-MSUD):



• α-keto asit dekarboksilaz enzimi kusurludur.



• OR kalıtılır ve idrar aça ağacı şerbeti veya karamela gibi kokar.



• Tedavide dallı zincirli amino asitlerden yoksun diyet verilir.



• Dallı zincirli üç amino asit ve bunların α-keto asitlerinin idrar ve plazma düzeyleri yüksektir.



• Dinitrofenilhidrazin testi ile idrardaki keto asitler saptanabilir (allo-isolösin vb).



• İlk bir yaş içinde ölümle sonlanır.



19



21.09.2017



• Propiyonik asidemi: • Propiyonil-KoA karboksilaz enzim eksikliği vardır. • Artmış serum propiyonat düzeyleri vardır ve tedavide düşük proteinli diyet verilir. • Metilmalonil asidüri: • Metilmalonil-KoA mutaz enziminde veya koenzimi olan vitamin B12’de eksiklik vardır.



AMİNO ASİTLERİN ÖZGÜL ÜRÜNLERE ÇEVRİLMESİ



• Hem: Glisin ve süksinil-KoA’dan türer. • Pürinler: Glisin molekülünün tamamı pürinlerin 4,5 ve 7. karbon atomlarını yapar. • Glutatyon: Glisin, glutamat ve sisteinden oluşur.



Piruvat Alanin Sistein Glisin Serin Treonin Triptofan*



Süksinil KoA İzolösin* Metiyonin Treonin Valin



Oksaloasetat Asparajin Aspartat



α-ketoglutarat Fumarat



Saf ketojenik



Arjinin Glutamat Glutamin Histidin Prolin



Lösin Lizin



Fenilalanin* Tirozin*



• Glisin: • Glisin konjugatları: Birçok metabolit ve farmasötik madde suda çözünene glisin konjugatları halinde atılır (konjuge safra asidi olan glikolik asit, benzoattan türeyen hippürik asit). • Kreatin: Glisin ve S-adenozilmetioninden türetilir. • Bir insanda 24 saatte idrarla atılan kreatinin miktarı günler arasında oldukça sabittir.



• Alanin • Memelilerde β-alanin çoğu koenzim A ve karnozin şeklinde bulunur. • Memeli dokularında β-alanin sitozin, karnozin ve anserinin bir kataboliti olarak türer. • Karnozin ve anserin insan iskelet kasında bulunur. • Her iki dipeptidde bakırla şelat yapar, bakır yakalanmasını arttırır ve miyozinin ATPaz etkinliğini arttırır.



20



21.09.2017



• Metiyonin ve Sistein: • S-adenozilmetiyonin vücuttaki başlıca metil grubu kaynağıdır. • Spermin ve spermidin gibi poliaminlerin sentezine katılır.



• Arginin ve Ornitin: • Ornitin yoluyla pütressin, spermin ve spermidine çevrilir ve omurgasız kasında enerjinin depo şekli olan arginin fosfatı oluşturur. • Arginin nitrik oksidin (NO) öncüsüdür.



• Sistein ise safra asitlerini konjuge eden taurin ve koenzim A’nın yapısına katılır.



NO sentaz sitokrom P450 ilişkili bir enzimdir.



• NO, nörotransimiter, düz kas gevşeticisi ve vazodilatör olarak işlev görür.



Asetilkolin



Fosfatidil inizitol



Ca+2



NO sentaz aktiflenir



• Ornitin ve metiyonin ile birlikte, poliaminler olan spermin ve spermidinin öncülüdür. • Spermin ve spermidin, hücre üremesi ve gelişmesiyle yakından ilişkilidirler ve organellerin ve zarların karalı hale getirilmesinde işlev görürler. • Poliaminlerin fizyolojik dozları hipotermik ve hipotansiftir.



• Poliaminler çok sayıda artı yük taşıdıkları için, DNA ve RNA gibi polianyonlarla kolayca bağlanır ve DNA sentezini, DNA’nın karalı hale getirilmesini uyarabilir. • Poliaminler, karaciğer peroksizomlarında poliamin oksidaz ile yıkılırlar. • Spermin önce spermidine sonrada pütressine yıkılır ve idrarla atılır.



21



21.09.2017



• Histidin: • Histidinin aromatik L-amino asit dekarboksilaz ile dekarboksilasyonu histamini verir. • Histamin kuvvetli bir vasodilatördür ve allerjiye cevap olarak salgılanır. • Aynı zamanda midede asit salgılanmasını da uyarır.



• Triptofan: • Triptofanın 5-hidroksitriptofana hidroksilasyonu karaciğer triptofan hidroksilazı tarafından katalizlenir. • Daha sonra dekarboksilasyonla düz kas kasılmasını uyaran ve vazokonstriktör bir madde olan serotonin (5-hidroksitriptamin) oluşur.



• Karın boşluğundaki argentaffin köken alan karsinoidler aşırı miktarda serotonin üretir. • Triptofanın serotonine dönüşümündeki artış, triptofandan endojen sentezlenen nikotinik asit sentezini azalttığı için pellegra benzeri semptomlar görülür.



• Oksaidatif bir deaminasyonla idrarla atılan 5hidroksiindolasetata yıkılır.



• Serotoninin hipofizde önce N-metilasyonu ardından O-metilasyonu melatonini oluşturur. • Memelilerde karaciğer ve böbrek ile barsak



• Tirozin: • Tirozin pigment hücrelerinin (melanositler) öncülüdür. • Bu sentezdeki kusur sonucu albinizm oluşur.



bakterileri triptofanı triptamine dekarboksile eder ve indol bileşiklerini oluşturur. • Triptofanın başlıca idrarla atılan metabolitleri 5hidroksiindolasetat ve indol-3-asetattır.



• Tirozin aynı zamanda dopamin, noradrenalin ve adrenalinin de öncülüdür. • Tirozin ayrıca tiroid hormonları olan triiyodotironin ve tiroksinin de öncülüdür.



22



21.09.2017



• Glutamat: • GABA (γ-aminobütirik asit) glutamatın karboksilasyonuyla oluşur ve bu reaksiyonu SSS’de başlıca gri cevherde bulunan glutamat dekarboksilaz katalizler. • Sinir sisteminde transmembran potansiyel farkını değiştirerek inhibitör bir nörotransmiter olarak görev yapar.



• Porfirinler, dört pirol halkasının metilen köprüleriyle (-HC=) birbirlerine bağlanmasıyla oluşan halkalı birleşiklerdir.



PORFİRİNLER VE SAFRA PİGMENTLERİ



• Porfirinlerin karekteristlik bir özelliği, pirol halkalarının azot atomuna bağlı metal grupları bulundurmasıdır.



• Hem biyosentezinin yapıldığı başlıca yerler karaciğerde sitokrom P450 ve Hb sentezininde aktif olduğu kemik iliğindeki eritrosit üreten hücrelerdir. • Porfirin sentezinde başlangıç aşaması ve son üç aşama mitokondride, ara aşamalar ise sitozolde gerçekleşir.



ALA sentaz enzimi mitokondrialdir. ALA sentaz porfirin biyosentezinin hız kısıtlayıcı basamağıdır. ALA ouştuktan sonra sitozole geçer.



23



21.09.2017



ALA dehidraz çinko içeren bir enzimdir ve ağır metal iyonlarının yaptığı inhibisyona çok duyarlıdır. Kurşun bu enzimi inhibe eder anemiye yol açar.



• Üroporfirinojen dekarboksilaz enzimi, asetat yan zincirlerin hepsini metil yan zincirlerine çevirerek koproporfirinojen III’ü sentezler. • Oluşan koproporfirinojen III tekrar mitokondriye girer ve önce protoporfirinojen III daha sonra da protoporfirin IX’a çevrilir.



• Hem sentezinde son basamak, ferro demirin, mitokondrial bir enzim olan hem sentaz veya ferroşelataz enzimi yardımıyla protoporfirin halka yapısı içine sokulmasıdır. • Ferroşelataz kurşunla inhibe olan porfirin sentezindeki diğer enzimdir.



• Hem sentezinde hız kısıtlayıcı basamak ALA sentaz basamağıdır. • ALA sentaz aktivitesi Hemin konsantrasyonu artışı ile beraber baskılanır. • Hemin molekülü, hem molekülünün içerdiği Fe +2 nin Fe+3’e okside olması ile oluşur. • Porfirin üretimi sırasında üretilen hem miktarı globin ve diğer apoproteinlerle birleşecek miktarın üzerine çıktığı zaman hem birikir ve hemine okside olur.



24



21.09.2017



• Karaciğerde sitokrom p450 tarafından metabolize olan birçok ilaç (fenobarbital gibi) ALA sentaz miktarında ve aktivitesinde belirgin



• Bu ilaçların kullanımına bağlı olarak sitokrom p450 sentezi artar ve sitokrom p450 bileşeni olan “hem” tüketimi artmış olur ve böylece karaciğer hücresinde “hem” miktarı düşer.



artışa neden olabilir. • Buna bağlı olarak karaciğerde ALA sentaz yapımı ve



• Bu ilaçlar, karaciğerde bulunan ve bir “hem”



aktivitesi karaciğerde artar.



protein oksidaz sistemi olan mikrozomal sitokrom p450 monooksijenaz sistemi ile metabolize olurlar.



• Porfirinler 400 nm’de keskin absorbsiyon piki veririler (soret bandı). • Ayrıca porfirinler UV ışıkla aydınlatıldıklarında güçlü kırmızı fluoresans veririler.



PORFİRİYALAR: • OR geçişli olan konjenital eritropoetik porfiria hariç hepsi OD’dır.



• Tümör hücreleri porfirinleri diğer hücrelerden daha fazla tutarlar.



• Porfirialarda en sık karşılaşılan bulgu ALA sentaz aktivitesinde artışıdır.



• Tümörlü dokulara porfirinler verilir ve daha sonra argon laserine maruz bırakılarak sitotoksik etki ortaya çıkarılır.



• Normalde hem ALA sentazı baskılar.



• Hem azalınca ALA sentaz aktivitesi artar. • Dolayısı ile karaciğer sitokrom p450 sistemini indükleyen bütün ilaçlar ALA sentaz aktivitesinin artmasına yol açarak porfiri nöbetlerini tetiklerler. • Porfirialarda İV hemin uygulaması semptomları düzeltir.



25



21.09.2017



• Yani 70 kg’lık bir erişkinde günde yaklaşık olarak 6 gr hb dönüşüme uğratılır.



HEM KATABOLİZMASI



• Hem molekülünün katabolizması hücrelerin mikrozomlarında hem oksijenaz denilen karma bir enzim sistemi ile gerçekleşmektedir. • Hem molekülü hem oksijenaz enzim sistemi ile NADPH varlığında biliverdin IX-α oluşturur.



• Biliverdin yeşil renkli bir pigmenttir.



•



• Biliverdin daha sonra biliverdin redüktaz enzimi ile redüklenerek sarı-kırmızı renkteki bilirubini oluşturur.



1. Bilirubinin karaciğer parankim hücrelerince tutulması



• Bilirubin ve türevlerine safra pigmentleri denir.



2. Bilirubinin DER’de konjugasyonu



• Periferik dokularda oluşan bilirubin plazma albuminine bağlanarak karaciğere taşınır.



3. Konjuge bilirubinin safraya atılması



• Bilirubin normalde suda çok az çözünür ve plazmadaki çözünürlüğü albumine nonkovalent bağlanarak arttırılır. • Her albümin molekülü bilirubin bağlamak için iki bölge içerir (biri yüksek, diğeri düşük afiniteli).



Karaciğerde bilirubinin ileri metabolizması üç safhaya ayrılabilir.



• 100 ml plazmada yaklaşık olarak 25 mg bilirubin albuminin yüksek afiniteli bölgesiyle sıkıca bağlanabilir. • Bunun üzerindeki miktarlarda bilirubin albuminle gevşek olarak bağlanır ve kolayca albüminden ayrılıp dokulara sızabilir.



26



21.09.2017



• Bilirubin karaciğerde albuminden ayrılır ve • Antibiyotikler ve diğer bazı ilaçlar albuminin bağlanma bölgesi için bilirubinle yarışabilir ve bilirubini albuminden söküp çeşitli klinik semptomlar oluşturabilir.



hepatositlerin sinüzoidal yüzünde taşıyıcı aracılı bir sistemle yakalanır. • Bu kolaylaştırılmış taşımanın kapasitesi çok fazladır ve patolojik koşullarda bile bilirubin metabolizmasında hız kısıtlayıcı basamaklardan birini oluşturmaz.



• İndirekt bilirubin (ankonjuge) polar bir madde değildir.



• Karaciğerde glukronil transferaz enzimi DER’da yer alır ve glukronil vericisi olarak UDP-glukronik asit kullanlır.



• Hepatositler bilirubine glukronik asit molekülleri ekleyip bunu safrarada kolayca atılan polar bir bileşik haline getirirler. • Bu işleme konjügasyon adı verilir ve glukronik asid dışında kalan diğer polar moleküller (örn. sülfat) de



• Önce bilirubin monoglukronid daha sonra da bilirubin diglukronid (direkt) oluşur. • UDP-glukronil transferaz etkinliği fenobarbital gibi bir grup ilaçla artırılabilir.



kullanılabilir.



• Konjuge bilirubinin safraya salgılanması etkin bir taşıma sistemince sağlanır ve olasılıkla hepatik bilirubin metabolizmasında hız kısıtlayıcı basamaktır.



• Konjuge bilirubin kalın barsağın terminal ileumuna ulaşınca, glukronidler özgül bakteri enzimlerince (-glukronidaz) uzaklaştırılır ve pigment daha sonra kalın barsak florası ile



• Bu taşınma bilirubin konjugasyonunu uyaran fenobarbital gibi ilaçlarla uyarılabilir.



ürobilinojenler denilen bir grup renksiz bileşiği indirgenir.



• Fizyolojik koşullarda safraya atılan bilirubinin tamamı konjuge haldedir.



27



21.09.2017



• Terminal ileum ve kalın barsakta ürobilinojenin küçük kısmı emilir ve karaciğer tarafından tekrar alınır (enterohepatik ürobilinojen döngüsü). • Bir kısmıda idrarla atılır. • Normalde barsak florasınca üretilen renksiz ürobilinojenlerin çoğu burada renkli ürobilinlere çevrilir.



Hiperbilirubinemiler • Kanda bilirubin miktarı 1 mg/dl’yi aştığı zaman hiperbilirubinemiden bahsedilir. • Hiperbilirubinemi normal karaciğerin atabileceğinden fazla üretime, normal bilirubini karaciğerin yeter kadar atamamasına veya karaciğerin atım kanallarının tıkanmasına bağlıdır.



Ankonjuge Hiperbilirubinemiler • Bütün bu durumlarda bilirubin kanda birikir ve yaklaşık 2-2.5 mg/dL’ye eriştiğinde dokulara sızarak bunları sarıya boyar.



•



Hemolitik anemiler:



• Hiperbilirubinemiler Konjuge: Diazo reaktifi ile direk renk reaksiyonu verir-direkt bilirubin Ankonjuge: Diazo reaktifi ile metanol mumelesinden sonra renk reaksiyonu veririndirekt bilirubin olarak ayrılabilir.



•



Hemolitik anemiler unkonjuge hiperbilirubineminin önemli nedenlerindendir.



• Yeni doğanın fizyolojik sarılığı:



• Ankonjuge hiperbilirubinemi tablosu oluştuğu için albuminle sıkıca bağlanabilecek miktarın üzerine çıkıldığında (20-25 mg/dL) ensefalopati oluşabilir.



• Bu geçici tablo unkonjuge hiperbilirubineminin en sık rastlanan nedenidir. • Olay hızlanmış bir hemoliz ve bilirubin yakalanma, konjuge edilme ve salgılanma için gerekli olan sistemlerin tam olgunlaşmaması ile oluşmaktadır.



• Hastalara indüksiyon amaçlı olarak fenobarbital verilebilir. • Buna ek olarak fototerapi uygulaması ile ankonjuge bilirubin safrayla atılan maleimid fragmanları ve geometrik izomerlere çevrilerek karaciğer tarafından uzaklaştırılır.



28



21.09.2017



•



Crigler-Najjar sendr Tip 1 (Doğumsal hemolitik olamayan sarılık):



•



Hastalarda karaciğerde bilirubin UDPglukroniltransferaz etkinliği yoktur ve şiddetli sarılık tablosu oluşur.



• Crigler-Najjar sendr Tip II: • Serum bilirubin konsantrasyonu 20 mg/dL’yi aşmaz ve biriken bilirubin ankonjuge tiptedir. • Bu olgularda kusurun bilirubinmonoglukronide ikinci glukronid grubunu ekleyen enzimde olduğu sanılmaktadır.



•



Bu hastlarda fenobarbitalin etkinliği yoktur.



•



Gilbert hastalığı:



• Toksik hiperbilirubinemi:



•



Bilirubinin hepatik klirensinde bir hata bulunmakta olup, bu olay olasılıkla bilirubinin hepatik hücrelerince yakalanmasındaki bir kusura bağlıdır.



• Bu edinsel tabloların çoğu konjugasyonu bozan parankimal hücre harabiyetine bağlıdır.



•



• Bu hastalar yüksek doz fenobarbitale yanıt verirler.



• Bazılarında safra yolları obstruksiyonuna bağlı konjuge bilirubin artışıda tabloya eklenbilir.



Ayrıca hastalarda karaciğerde UDPglukroniltransferaz aktiviteside azalmış olarak bulunmuştur.



Konjuge Hiperbilirubinemiler: • •



Safra yolları tıkanması: Konjuge hiperbilirubinemilerin en sık nedeni hepatik safra yolları veya koledok kanalı tıkanmasıdır.



•



Tıkanıklık sonucu konjuge bilirubin atılamaz, hepatik venler ve lenfatiklere geri itilir.



•



Kan ve idrarda konjuge bilirubin düzeyleri artar.



29



21.09.2017



• Dubin-Johnson sendromu (Kronik idiopatik sarılık):



•



Rotor sendromu:



•



Rotor sendromu kronik konjuge hiperbilirubinemi ve normal karaciğer histolojisi ile karakterize nadir bir hastalıktır.



•



Nedeni tam olarak bilinmemesine rağmen hastalarda bilirubin dahil organik anyonların hepatositlerce taşınmasında bir problem vardır.



• Hiperbilirubineminin nedeni konjuge bilirubinin karaciğerden safraya atılmasındaki problemdir. • Hastalarda sentrilobüler bölgedeki hepatositlerde anormal pigmentasyon izlenir.



• Plazma konjuge bilirubin yüksek kalmaya devam edecek olursa, konjuge bilirubinin bir kısmı albuminle kovalent olarak birleşerek delta bilirubini



• Normalde idrarda çok az miktarda ürobilinojen bulunur. • Safra kanalı tam tıkanmalarında bilirubinin ürobilinojene çevrileceği barsağa ulaşamamasına bağlı olarak idrarda ürobilinojen hiç bulunmaz. • İdrarda hiç ürobilinojen olmaması intra veya post hepatik tıkanma sarılığını işaret eder.



oluşturur.



Normal kişiler ve sarılıklı olgularda laboratuvar sonuçları Hastalık



Serum bil.



Idrar Idrar ürobilinojen bilirubini



Normal



Direk: 0.1-0.4 mg/dl 0-4 mg/24 st i.direk: 0.2-0.7 mg/dl



Dışkı ürobilinojen



Yok



40-280 mg/24 st



Hemolitik anemi



İndirekt bilirubin 







Yok







Hepatit



Direk, indirek bil. 







Var







Direk bilirubin 



Yok



Var



Çok az veya yok



Tıkanma sarılığı



30



21.09.2017



ENZĠMLER



Enzim moleküllerinde aktif bölge denilen özel bir yuva bulunur ve substrat enzimin aktif bölgesine bağlanır.



Bütün enzimler protein yapıdadır (ribozimler hariç) Enzimin çalışabilmesi için temel şart; doğal protein konformasyonunun sağlamlığıdır. Enzimlerin birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapısı katalitik aktivite için esastır.



Cu+2 Fe+2 ve Fe+3 K+ Mg+ Mn+2 Mo Ni+2 Se Zn+2 Ca+2 Mn+2 Cu+2 ve Zn+2



Sitokrom oksidaz Sitokrom oksidaz, katalaz, peroksidaz Piruvat kinaz Hekzokinaz, glukoz-6-fosfataz, piruvat kinaz Arginaz, ribonükleotit redüktaz Dinitrogenaz Üreaz Glutatyon peroksidaz Karbonik anhidraz, alkol dehidrogenaz, karboksipeptidaz A ve B Amilaz SOD mitokondriyal izoenzim SOD sitoplazmik izoenzim



Enzim nedir? Bir kimyasal reaksiyonun hızını artıran ve katalizledikleri reaksiyon sırasında tüketilmeyen protein katalizörleridir.  Enzimler; 1. Protein yapıdadır 2. Substratları için yüksek özgüllüğe sahiptirler 3. Kimyasal tepkimeleri müthiş derecede hızlandırırlar. 4. Optimum pH ve sıcaklıkta işlev görürler.  Bir çok enzim spesifik organellerde lokalizedir.



Kofaktör Fe+2, Mg+2, Mn+2, Zn+2



Koenzim Kompleks organik veya metalloorganik moleküller olup genellikle vitamin türevleridir



Prostetik grup Enzime kovalent bağlı bir koenzim/kofaktör



apoenzim kofaktör/koenzimi koparılmış, sadece protein kısmından ibaret enzim holoenzim apoenzim + kofaktör/koenzim zimojen Sentez edildiklerinde aktif olmayıp, fonksiyon gösterecekleri bölgeye gidince aktif hale geçen enzimler (kimotripsonojen, tripsinojen, pepsinojen)



Enzim sınıfı



Katalizlediği tepkime türü



1.Oksidoredüktazlar



Elektron taşınması ve oksido-redüksiyon tepkimeleri, hidrojen ve hidrid iyonu taşınması



2.Transferazlar



Grup taşınması (karbon, fosforil, glikozil, açil ve amino grupları)



3.Hidrolazlar



Su eklenerek kimyasal bağların koparılması (üreaz)



4.Liyazlar



Çifte bağlara katılma tepkimeleri, C-C, C-S ve belli C-N bağlarının yıkımını katalizlerler (pirüvat dekarboksilaz)



5.İzomerazlar



optik veya geometrik izomerlerin birbirine dönüşümünü katalizlerler (rasemazlar, epimerazlar, intramoleküler oksidoredüktazlar ve transferazlar)



6.Ligazlar



ATP kullanılarak kimyasal bağların oluşması



1



21.09.2017



Enzimlerin genel özellikleri:



Bir kimyasal reaksiyonun hızını artırırlar (105-1017 kat) Reaksiyon sırasında tüketilmeyen protein yapılı katalizörleridir. Substrat ile enzim arasında kovalent bağlar bulunmaz. Enzimle substrat arasındaki nonkovalent bağlar, H bağları, hidrofobik bağlar, iyonik ve Van der Waals bağlarıdır.



Tepkimeyi aktivasyon enerjisini azaltarak hızlandırırlar. Enzimler bir veya bir kaç substrat ile etkileşir fakat sadece tek tip kimyasal reaksiyonu katalizlerler. Bu en önemli özellikleridir. Enzimler optik özgüllük gösterirler. IU (internasyonel ünite): 1 dakikada, 1 μmol substratı ürüne çeviren enzim miktarına 1IU denir.



Konzimlerle ilgili genel kavramlar:



Glikoz



 Koenzime gereksinim gösteren reaksiyonlar, (sınıf I, II, V, VI). oksidoredüksiyon, grup transferi, izomerizasyon, kovalent bağların oluştuğu reaksiyonlardır.



NADH+H



1,3 bifosfogliserat ADP ATP 3 fosfogliserat



 Bir koenzimi iki temel nedenden dolayı ikinci bir substrat gibi kabul etmekte yarar vardır:  Koenzimde olan değişiklikler substrattaki değişiklikleri birebir karşılar.  Koenzimde reaksiyon sonucunda oluşan değişikliğin çok temel bir fizyolojik anlam taşıyabileceğidir.



2 fosfogliserat NAD NADH+H Laktat



 B vitaminleri bir çok koenzimin yapılarının bir bölümünü oluşturur. nikotinamid tiyamin (B1) riboflavin (B2) pantotenik asit biyolojik oksidasyon ve redüksiyonlarda görev alan koenzimlerin vazgeçilmez yapıtaşı iken, folik asit kobalamid koenzimleri tek karbon metabolizmasında görev alır.



Gliseraldehit 3-fosfat Gliseraldehit 3fosfat dehidrogenaz



NAD



Pirüvat



NADH ve NADPH 340 nm’deki ıĢığı absorbe eder. Bu özellik NAD+ ve NADP+’de yer almaz. Bu özellikden dolayı NAD+ ve NADP+’ye bağımlı herhangi bir dehidrogenazın nicel analizinde bu özellik kullanılır.



2



21.09.2017



ENZĠM KĠNETĠĞĠ



• Tepkime hızı aktivasyon enerjisinin yansımasıdır. • Yüksek bir aktivasyon enerjisi yavaş bir tepkimeyi gösterirken, düşük bir aktivasyon enerjisi hızlı bir tepkimeyi gösterecektir. • Reaksiyon hızı aktivasyon enerjisi en yüksek basamak (veya basamaklar) tarafından saptanır. • Buna hız sınırlayıcı basamak denir.



• Tepkime hızı üç yolla arttırılabilir: 1.Sıcaklığın arttırılması, 2.Katalizör varlığı, (katalizörler tepkime hızını aktivasyon enerjisini düşürerek arttırırlar.) 3.Substrat konsantrasyonunun artırılması



• Enzimin substrata bağlanması 2 şekilde olur: 1. 2.



Anahtar kilit modeli UyarılmıĢ uyum modeli.



• Enzimler etkilerini katalitik noktaları ile gösterirler (Etkin nokta, katalitik nokta).



3



21.09.2017



REAKSĠYON HIZINI ETKĠLEYEN FAKTÖRLER 1-Isı:  Reaksiyon hızı maksimum hıza gelinceye kadar ısı ile artar.  Isı artışı reaktanların kinetik enerjilerini artırarak serbest aktivasyon enerjisini kolay aşmalarını sağlar.  Yüksek ısı enzimlerin ikinci ve üçüncü yapısını bozarak denatüre eder ve katalitik etkilerinin sonlanmasına neden olur.  Genellikle 100C’lik ısı artışı ile enzim aktivitesi başlangıç hızının iki katına çıkar.



3-Substrat konsantrasyonu: Enzimle katalizlenen bir reaksiyonun hızı, substrat konsantrasyonu artışı ile artar ve bir süre sonra doygunluğa ulaşır. Reaksiyonun dengeye ulaşması enzimin bütün bölgelerinin substratla doyduğunu ifade eder ve bu noktadaki hıza maksimum hız, yani Vmax denir.



Michaelis-Menten Kinetiği



2-pH: İnsan vücudunda etkili enzimler genelde en uygun etkinliği pH 5-9 arasında gösterirler. (pepsin gibi bazı enzimler hariç). pH iki yolla enzim aktivitesini değiştirir. pH enzimin ve substratların yüklü hallerinde değişiklik yaparak enzim aktivitesini değiştirir. Enzimin aktif bölge iyonizasyonuna da etki eder.



• Enzimlerin çoğu Michaelis-Menten kinetiği gösterir. • Reaksiyon hızının (Vo) substrat konsantrasyonuna S karşı grafiğe çizilince hiperbolik bir şekil elde edilir. • Allosterik enzimler sigmoidal eğri gösterir ve Michaelis-Menten kinetiğine uymazlar. • Michaelis-Menten Denklemi, reaksiyon hızının substrat konsantrasyonu ile nasıl değiştiğini gösterir. Vmax . [S] Vo= ---------------------Km + [S]



Km, Michaelis-Menten sabiti olup şu özelliklere sahiptir. Bir enzime ve belirli bir substrata özeldir ve o enzimin substrata olan ilgisini yansıtır. Km sayısal olarak, reaksiyon hızının ½ Vmax’a eĢit olduğu noktadaki substrat konsantrasyonudur. Km enzim konsantrasyonu ile değişmez ve enzimin substratına karşı gösterdiği afiniteyi ifade eder.



4



21.09.2017



Sayısal olarak küçük Km, enzimin substratına karşı ilgisinin yüksek olduğunu gösterir. Çünkü ½ Vmax hızına erişmek, yani enzimi yarı yarıya doyurmak için düşük konsantrasyonda substrat yeterli olacaktır. Sayısal olarak yüksek Km, enzimin substratına karşı olan ilginin düĢük olduğunu gösterir. Çünkü ½ Vmax hızına erişmek, yani enzimi yarı yarıya doyurmak için yüksek konsantrasyonda substrat gerekecektir



ENZĠM AKTĠVĠTESĠNĠN ĠNHĠBĠSYONU • Enzimle katalizlenen bir reaksiyonun hızını azaltan maddeye inhibitör denir. • Geri dönüşümsüz inhibitörlerin çoğu enzimin spesifik grupları ile kovalent bağ oluştururlar. • İnhibisyon tipleri: Geri dönüşümlü Yarışmalı (kompetetif) Yarışmasız (nonkompetetif) Geri dönüşümsüz



YarıĢmalı inhibisyon İnhibitör madde enzimin aktif bölgesi için substratla yarıĢır. Yarışmalı inhibitörlerin etkisi ortamdaki substrat konsantrasyonu artırılarak ortadan kaldırılabilir. Yeterli konsantrasyonda substrat ortama eklenirse, reaksiyon hızı inhibitör olmadan gözlenen Vmax değerine ulaşır.



Ancak yarışmalı inhibitörler enzime ait Km değerini yükseltirler. Bu ½ Vmax’a ulaşmak için daha fazla substrat gerekeceği anlamına gelir.  SONUÇTA YARIġMALI ĠNHĠBĠSYONDA; VMAX DEĞĠġMEZKEN, Km DEĞERĠ BÜYÜR.



Örnek: malonat, metil alkol



5



21.09.2017



YarıĢmasız inhibisyon Substrat ve inhibitör enzimin farklı bölgelerine bağlanırlar. Hem serbest enzim, hem de enzim substrat kompleksi inhibitörün hedefidir. Bu tip inhibisyon Vmax’a tipik etkisi ile dikkat çeker. Vmax azalır ve bu substrat konsantrasyonu arttırılarak yenilemez.



Yarışmasız inhibisyon da Km değiĢmez çünkü inhibitörler substratın enzime bağlanmasını engellemez. Bu nedenle enzim, yarışmasız inhibitörün varlığından bağımsız olarak daima aynı Km’i gösterir.  SONUÇTA YARIġMASIZ ĠNHĠBĠSYONDA; VMAX AZALIRKEN, Km DEĞERĠ DEĞĠġMEZ.



Geri dönüĢümsüz (Ġrreversible) inhibisyon Burada inhibitörler, genellikle enzime kovalent olarak bağlanır ve enzim substrat arasındaki ilişkiyi bozarak ürün oluşumunu engellerler. İnhibitör enzim aktivitesi için gerekli olan fonksiyonel grupları bağlar veya bunların yapısını bozar. İnhibitörün yapısı substrata benzemediği gibi substrat konsantrasyonu artışı ile inhibisyon geri döndürülemez.



ENZĠM AKTĠVĠTESĠNĠN KONTROLÜ • Bir çok substratın intrasellüler düzeyi Km civarında olduğu için, çoğu enzimin hızı substrat konsantrasyonundaki değişikliklere ayarlanır. • Bu nedenle substrat konsantrasyonundaki artış enzim hızında ve dolayısıyla reaksiyon hızında artışa neden olur.



• Üç tip enzim kontrolu vardır. 1.Allosterik etkileĢimler 2.Enzimlerin kovalent modifikasyonla düzenlenmesi 3.Enzim sentezinin indüklenmesi ve baskılanması



6



21.09.2017



Allosterik etkileĢimler  Allosterik enzimler genel olarak daha büyük ve komplekstir.  Birden fazla polipeptid zincirinden oluşan altbirimler içerirler.  Substrat bağlayan aktif bölgelerine ek olarak, modülatörün bağlanması için bir veya daha fazla allosterik bölgelere sahiptirler.  Aynı enzimin aktif bölgesinin substratına özgül olması gibi, her bir düzenleyici bölge de modülatörüne özgüdür.



 Allosterik enzimlerin modülatörleri inhibitör yada stimülatör olabilirler. (negatif efektörler ve pozitif efektörler )  Bir enzimin aktivatörü çoğu zaman kendi substratı olabilir.  Substrat ve modülatörü aynı olan enzimlere “homotropik enzimler” denir. (genellikle pozitif efektörlerdir)  Buradaki etki Hb’nin oksijene bağlanmasındaki etkinin aynısıdır ve substratın enzime bağlanması, enzimdeki diğer bölgeleri etkileyerek enzimde konformasyonel değişikliğe neden olur.



 Çoklu enzim sistemlerinde bir enzimin substratı bir önceki enzimin ürünüdür.



Modülatör substrattan farklı bir molekül olduğu zaman ise bu enzim “heterotropik enzim” olarak adlandırılır. Bu modulatörler genellikle inhibitör efektörlerdir.



 Düzenleyici enzim, son ürün konsantrasyonu hücre gereksinimini aştığında, son ürün tarafından inhibe edilir.  Düzenleyici enzim tepkimesi yavaşladığında diğer enzimler için de substrat miktarları azalacak ve enzim substrat çarpışmalarının olasılığı azalacaktır. (Böylece reaksiyonun hızı yavaşlar.)  Bu tip düzenlemelere feedback (geri-beslemeli) inhibisyon denir



Sonuçta allosterik efektörler Allosterik enzimler Michaelis-Menten kinetiğinden farklı ilişki gösterirler ve eğrileri sigmoidaldir.



• Enzimin substrata olan ilgisini, yani diğer bir deyişle enzimin Km’i değişir. • Enzimin maksimal katalitik aktivitesini değiştirebilir veya her ikisini beraber yapar.



Sigmoid kinetik davranış genellikle çoklu protein altbirimleri arasındaki etkileşimi gösterir (Hb’de olduğu gibi).



7



21.09.2017



Enzimlerin kovalent modifikasyonla düzenlenmesi • Bir çok düzenleyici enzimin aktivitesi kovalent modifikasyonla düzenlenir. • En sık kovalent modifikasyona katılan kalıtlar – serin, – treonin, Defosforilayon Fosforilasyon – tirozin, – histidin protein kinazlar



protein fosfatazlar



özgül aa kalıtlarına fosforil gruplarının fosforil gruplarının koparılması bağlanması



Enzim sentezinin indüklenmesi ve baskılanması Hücreler genellikle var olan enzim miktarını, enzim sentez hızlarını değiĢtirerek de düzenleyebilirler. Enzim sentezdeki artma veya azalma, enzim sayısını ve buna bağlı olarak da enzimin iş yapabilen aktif bölge sayısını değiştirir.



Enzim aktivitesinin düzenlenme mekanizmaları Düzenleyici olay



Tipik efektör



Sonuçlar



Süre



Substrat varlığı



Substrat



Hız değişir



Allosterik kontrol



Son ürün



Vm ve/veya Hemen Km değişir



Kovalent Başka modifikasyon enzim Enzim sentezi Hormon ve yıkımı veya metabolit



Hemen



bir Vm ve/veya Hemen veya Km değişir dakikalar içinde



KLĠNĠK ENZĠMOLOJĠ



Enzim miktarı Saatler veya değişir günler içinde



• Plazma enzimleri iki ana grup olarak sınıflanabilir. 1. Başta Kc olmak üzere organlar tarafından yapılıp plazmaya salınan enzimler 2. Normal hücre turn-over’ı sırasında hücrelerden plazmaya salgılanan enzimlerdir.  Sağlıklı kişilerde bu enzimlerin plazmaya salınma ve plazmadan temizlenme hızları sabit olduğu için, bu enzimlerin plazma seviyeleri bir denge halindedir.  Hücre harabiyeti sırasında bu intrasellüler enzimlerin plazma seviyesinde artışlar meydana gelir.



Tanıda kullanılacak enzimler: • Dokuya özgü olmalı • Yarı ömrü çok kısa olmamalı t ½ > 6 saat • Ölçüm yöntemi pratik olmalı



8



21.09.2017



Transferazlar (Transaminazlar): • Bunlar bir aa ile bir α-ketoasit arasında amin grubu alışverişi yaparlar. AST (Aspartat amino transferaz) SGOT (glutamik oksaloasetik transferaz)



ALT (Alanin amino transferaz) SGPT (glutamik pirüvik transferaz)



 MI’da, KC hastalıklarında ve kan hastalıklarında serumdaki AST seviyeleri artar.  AST, MI’da 4-8 satte artmaya başlar, 18-24 saatte pik yapar ve 3-4 günde normale gelir. • Transaminazların arttığı durumlar; – – – – – – – –



akut ve kronik hepatitler, Kc yağlanması, safra yolu obstriksiyonu, Ģok veya Kc iskemisi, sağ kalp yetmezliğine bağlı akut konjesyon, metabolik Kc hastalıkları, toksik hepatitler sistemik hastalıklar



ALP • Hücre membranında lokalizedir ve membran transportunda rol oynar. • KC, kemik, plasenta, ib ve lökositlerde yer alır. – Paget, – osteomalazi, – kemik metastazları, – Kc patolojileri, – gebelik, – büyüme çağı – yaşlılıkta



AST / ALT Her iki enzimde kofaktör olarak piridoksal fosfat kullanır ve aa sentez ve yıkımında önemli enzimlerdir. AST, Kc’de mitokondriyal diğer dokularda sitozolik yerleĢir. ALT ise sadece sitoplazmik yerleşimli bir enzimdir.



• AST hem kalp hem de Kc hastalıklarında artarken, ALT sadece Kc hastalıklarında artar, bu yüzden ALT Kc için daha spesifiktir. • Normalde SGPT/SGOT 1) hepatit düşündürür. • SGOT/SGPT > 2 olması alkolik hepatit düşündürür.



Kc izoenzimi: Isıya kemik izoenziminden daha dayanıklıdır. akut ve kronik pankreatit, siroz, hepatik konjesyonlu KY, kolestaz, Kc tm Plasenta izoenzimi Barsak izoenzimi



Regan izoenzimi: Kardiyoplasental izoenzimde denir. Malign dokuda ektopik üretimi gösterir (AC, over, meme).



Kemik izoenzimi: Isı ile tamamen yok olmaktadır. Lektinle presipite olur. Kemikte osteoblastik aktivite sırasında artar. hiperparatiroidi, Paget hastalığı, kemik Tm’leri, osteomalazi, raĢitizm, kemik kırıklarında hipoparatiroidi, skorbüt, hipofosfatemi, kretenizm anemide



9



21.09.2017



GGT  Böbrek, beyin, Kc, pankreas ve barsakta yer alır.  Çoğu Kc kökenlidir.  GGT özellikle hepatobilier hastalıkların tanı ve ayırıcı tanısında önemlidir. (En fazla artıĢı kolestazda gösterir ve Kc enzimlerinden daha önce yükselir.)  Kemik ve plasenta da olmadığı için ALP yüksekliğiyle beraber değerlendirildiğinde, ALP yükselmesinin Kc kökenli olup olmadığını destekler.



5’ nükleotidaz ve Lösinaminopeptidaz (LAP): ALP yüksekliğinin Kc kökenli olup olmadığını ayırt etmede kullanılır çünkü bu enzimler Kc dışı patolojilerde artmazlar. Özellikle kolestaz da yükselirler.



GGT mikrozomal bir enzim olup hepatik mikrozomal indiksiyon durumlarında artar. (alkolikler de hemen daima yüksektir) Mikrozomal enzim sistemini stimüle eden ilaçlarda da indüklenebilir (fenobarbital, antidepresanlar, antikonvülzanlar ve kontraseptifler).



Kc enzimleri ve klinik karĢılıkları:  ALT ve AST Kc’in parankimal enzimleridir. Özellikle Kc’e ait patolojilerde yükselirler.  AST ve ALT yükselmesinin en sık nedeni Kc yağlanmasıdır.  SGPT/SGOT > 1 hepatit, SGOT/SGPT > 2 alkolik hepatit düşündürür.  ALP, GGT, 5’NT ve LAP kolestaz enzimleridir.  ALP’nin yüksek olduğu hastalarda bunun Kc kökenli olup olmadığını araştırmak için GGT başta olmak üzere diğer kolestaz enzimleri bakılır.  Albumin de Kc hastalıklarının bir göstergesi olabilir. Hipoalbüminemi kronik Kc hastalığının bir göstergesidir.  Protrombin zamanı Kc hasarını yansıtan diğer bir parametredir.



LDH • Dört polipeptid zincirden oluşmuş sitoplazmik bir enzimdir. • LDH beş farklı izoenzimi olan bir tetramerdir ve bu izoenzimler dördüncü yapı düzeyinde farklılaşır. – – – – –



LDH1HHHH veya H4 LDH2HHHM veya H3M LDH3HHMM veya H2M2 LDH4HMMM veya HM3 LDH5MMMM veya M4



LDH1 LDH2



kalp kası ve eritrosit için özgül



LDH4 LDH5



Kc (özellikle LDH5) ve iskelet kasına Elektroforezde en hızlıdan en yavaşa doğru yürüme sıraları, LDH1>LDH2>LDH3>LDH4>LDH5



10



21.09.2017



• Plazmada en fazla bulunan LDH2’dir.



• LDH, AMI’da 2-10 kat, obstruktif Kc hastalıklarında 2-3 kat artar.



• Viral hepatit, siroz, sarılıkta LD5 artar. • LDH toksik hepatitte ve hepatomada 10 kat, viral hepatitlerde 2-5 kat, sirozda 2-3 kat artar. • En fazla LDH artışı pernisyöz anemilerde oluşur ve normalin 10-50 kat artışı ile karekterizedir.



CK (Kreatin fosfokinaz)



 İskelet kası başta olmak üzere, beyin, rektum, mide, kolon, ince barsak, uterus, mesane ve böbrekte yer alır.



• AMI’de 12-18 saatte artmaya başlar, 48-72 saatte pik yapar ve 6-10 günde normale gelir. • Akut MI’da LDH1/LDH2 oranı artar (flipped LDH paterni).



 M ve B olmak üzere iki farklı subünitten meyadana gelir: CKBB (CK1): Başlıca beyin, prostat, akciğer, mesane, plasenta, uterus ve tiroid kökenlidir. CKMB(CK2): Başta kalp kası olmak üzere, çizgili kaslarda bulunmaktadır.



 Sitoplazmik ve mitokondriyal yerleşim gösterir. CKMM(CK3): İskelet kası, kalp kası.



Total CK’nın %94-100 %6’dan azı %1’den azı



CKMM CK-MM CK-MB CK-BB



CK-MB / Total CK MI



%6



MI, isk. kası hastalıkları, malign hipertermi, aşırı fiziksel aktivite, im enjeksiyon



CKMB MI, duschene tipi MD, polimyelit, Reye sendromu CO zehirlenmesi



CKBB SSS patolojileri, karsinomlar malign hipertermi



CKBB prostat, mesane, testis, meme, over, uterus tm’lerinde de artacağı için tümör markırı olarak da kullanılabilir. CKMB MI’da 4-6 saatte yükselmeye başlar, 18-24 saatte pik yapar ve 48-72 saatte normale döner.



11



21.09.2017



• 1-Makro CK: CKBB’nin IgG’ler ile yaptığı kompleksdir. GİS hastalıklarında, adenom ve karsinomlarda, kalp ve damar hastalıklarında görülebilir. • 2-Mitokondrial CK(CK Mi): Kas, beyin ve KC’de iç mitokondriyal membranda yerleşir. Normalde serumda yer almayan CK-Mi yoğun doku hasarı sonucu ortaya çıkabilir.



Kardiak troponin T ve I (cTnT ve cTnI) İskelet ve kardiak kas kökenlidir. Kardiak spesifik troponin T (cTnT) ve kardiak spesifik troponin I (cTnI) ise kalbe spesifiktir.



• Elektroforezde yürüme sıraları en hızlıdan, en yavaşa doğru, BB > MB > Makro CK > MM > CK Mi



CK-MB gibi ilk 4-8 saatte yükselmeye başlar.



ArtmıĢ kardiak Tn myokardial nekrozu gösterir.



• Gögüs ağrısı olan hastada normal EKG, normal CK-MB ve yükselmiĢ cTn saptanması geliĢecek bir koroner arter hastalığı için yüksek riski gösterir.



Özellikle CK-MB ile birlikte yüksekliği kardiak dışı patolojilerde ki CK-MB yükselmelerini ekarte ettirir. AMI olmadan unstabil anginaya bağlı miyokardial hasarın duyarlı bir göstergesidir.



• Özellikle cTnI’nın AMI tanısında CK-MB’den daha sensitif olduğunu gösteren çalışmalar vardır. • Perioperatif AMI’da CK-MB’nin kas zedelenmesine bağlı olarak arttığı durumlarda, cTnI daha iyi bir göstergedir. • Komplikasyonsuz koroner anjioplasti ve kardiyoverisyonda artmaz.



• cTnT iskelet kası hasarında, miyotonik distrofide ve KBY’de artarken, cTnI kalp kasına yüksek spesifiklik gösterir ve iskelet kası hasarlarında artış göstermez.



Myoglobin • AMI’da en erken yükselen markırdır. • En önemli dez avantajları hem normal referans aralığı çok geniştir, hem de AMI için düşük spesifite gösterir. • Renal yetmezlikte, şokta, açık kalp ameliyatlarında, iskelet kası hasarında, şiddetli egzersizde, muskuler distrofide ve kardiyoversiyon, kalp kateterizasyonu, konjestif kalp yetmezliği gibi kardiak patolojilerde de artar.



12



21.09.2017



Kardiak enzimler ve klinik karĢılıkları • CKMB > Total CK %6’sı ve LDH1>LDH2 ise MI lehinedir.



• CKMB < Total CK %6’sı ise MI yoktur.



• Konjestif kalp yetmezliğinde AST, ALT ve LDH5 artar.



• 72 saatin üzerindeki AMI’de düĢmeyen CKMB re-infarktı veya myokard nekrozunun yaygınlaĢmasını gösterir. • MI tanısı için tek CKMB ölçümü yeterli değildir. 4 saat aralıklarla ölçüm yapılmalıdır. Bu ölçümlerde MI tanısı için en az bir ölçüm referans değeri geçmeli ve bir birini takip eden örneklerde %50’lik bir artış olmalıdır. • Myoglobin AMI’da en erken yükselen markırdır. Fakat spesifitesi düĢüktür. Bu yüzden CK-MB ve cTn ile birlikte değerlendirilir.



• Pulmoner embolide LDH2 ve LDH3 artışı olur. Total CK etkilenmez.



• Total CK, AMI tanısında yerini Troponin, CK-MB ve myoglobine bırakmıştır. Total CK’nın sensitivitesi %98 olmasına rağmen %15 gibi yüksek bir yalancı pozitiflik oranı vardır.



• CK-MB günümüzde AMI erken tanısının altın standartıdır.



ASĠT FOSFATAZ (ACP) • Prostat, osteoklastlar, KC, böbrek ve trombositlerde vardır. • ACP’nin fizyolojik olarak artıĢı, büyüme çağındaki çocuklarda görülür. • Patolojik olarak yükselmesi artmış osteoliz, kemik remodelingi, prostat hastalıkları, prostat tm’leri, kemik tm’lerinde görülür.



Amilaz • Ayrıca osteoklastik aktivitenin yüksek olduğu hiperparatiroidi, paget hastalığı ve Multiple myelomda da artmaktadır.



• Tükrük bezi ve pankreastan salgılanan, Ca+2 gerektiren bir metallo enzimdir.



• Prostatik asit fosfataz (PAP), tartarik asitle inhibe edilirken, kemik izoformu tartarik aside dirençlidir.



• 2 izoenzimi vardır. Pankreatik tip Salivary tip



• 1-4 glikozid bağlarını parçalar ve başlıca işlevi diyetle alınan nişastanın yıkılımıdır.



• Akut pankretit tanısında yararlıdır.



13



21.09.2017



• Ayrıca barsak tıkanıklıkları, rüptüre ektopik gebelik, tükrük bezi hastalıkları, AC, over ve pankreas adenokarsinomlarında serum amilaz düzeyleri artar. • İdrara geçen tek enzimdir ve akut pankratit tanısında amilaz klirensi önemli bir tanı parametresidir. • Akut pankreatitte 2.saatte yükselmeye başlar ve 12-72 saatte pik yapar.



Lipaz • Trigliseritlerin hidrolizinde görev alır. • Lipaz da amilaz gibi glumeruler filtrata geçer fakat tamamı renal tubullerden reabsorbe olur. • Lipaz sadece pankreatit de değil akut batın tablolarında da artar. • Akut pankreatitte serum lipaz seviyeleri 4-8 saatte yükselir, 24 saatte pik yapar ve 8-14 günde düşer.



Pankreatik enzimler ve klinik karĢılıkları:



Aldolaz



• Amilaz ve lipaz yüksekliği akut pankreatit için tanı koydurucudur.



•



• Amilazın serum seviyeleriyle pankreatitin şiddeti arasında korelasyon yoktur.



1. Aldolaz A: Kasta bulunur.



• Amilaz klirensi/kreatinin klirensi oranı tanıda yararlıdır.



2. Aldolaz B: Kc’de bulunur ve akut kronik hepatit, siroz, KC kanserinde artar.



• Akut pankreatit tanısında lipaz amilaza göre daha spesifik fakat daha az sensitif bir markırdır.



Kolinesteraz  Asetilkolin + H2O  kolin + asetik asit  İki farklı tipi mevcuttur.  Gerçek kolinesteraz, sadece asetilkolini hidrolize eder.  Pseudokolinesteraz ise tüm kolinli bileşikleri hidrolize eder.  Organofosfat zehirlenmelerinde düzeyi azalır ve tanı koydurucudur.  En yaygın kullanımı, anestezide kullanılan bir kas gevşetici olan süksinil kolini hidrolize edemeyen anormal kolinesteraz enziminin varlığını belirlemektir.



Üç farklı izoenzimi vardır:



3. Aldolaz C: Beyinde bulunur ve SSS patolojilerinde yükselir.



• Ġzositrat dehidrogenaz: İzositrat dehidrogenaz (İSD) parankimal karaciğer hastalığının duyarlı bir göstergesidir. Miyokardiyum ISD’ce zengin olmasına rağmen, MI’da ISD artıĢı olmamaktadır. Yarı ömrü kısadır ve hızla elimine edilir.



14



21.09.2017



• Karbonik anhidraz: Böbrek tübülüs lümeninde yer alır.



Kas enzimleri ve klinik karĢılıkları: • İskelet kası, CK, AST, ALT, aldolaz, karbonik anhidraz ve LDH’dan zengindir.



CO2 + H2O  H2CO3 tepkimesini katalizler ve asit baz dengesini sağlar.



• Kas harabiyetini en iyi gösteren ve en çok kullanılan markır, total CK ölçümüdür.



H2CO3 (karbonik asit) H+ + HCO3(bikarbonat)’a dönüşür, bu da vücudun en önemli tampon sistemidir.



• Müsküler distrofiler, polimyozit ve rabdomyoliz gibi hastalıklarda total CK en yüksek düzeylerine çıkar.



• Duchene tipi müsküler distrofiler, X’e bağlı



• Becker tipi müsküler distrofiler, daha geç yaşlarda başlar ve CK Duchene’deki gibi yükselir.



resesif geçer, anormal bir distrofin geninin varlığı tabloya yol açar ve 5 yaşından sonra kaslarda ilerleyici zayıflama ile karekterizedir.



• Semptomlar başlamadan önce CK seviyeleri yükselmeye başlar ve sıklıkla normalin 10 katından fazladır.



• Malign hipertermi, ciddi seyirli toksik bir myopatidir ve total CK seviyeleri yüksek bulunur. • Total CK seviyeleri, travma, ameliyat, İM enjeksiyon ve ağır egzersiz gibi durumlarda da yükselebilir. • Hipotiroidilerde total CK seviyeleri artabilir.



Kemik enzimleri ve klinik karĢılıkları: • Osteoblastik aktiviteye bağlı olarak ALP artmaktadır. • Osteomalazi ve raĢitizmde orta dereceli ALP artışları olur.



• Osteoporozda osteoblastik aktivite artmadığı için ALP genelde normaldir. • • Osteolitik aktivitenin arttığı meme Ca, osteolitik sarkomlar ve MM’un kemik metastazlarında ALP normal sınırlar içindeyken ACP artmıştır.



• Kırık kemikler iyileşirken ALP de artış olur. • Paget hastalığı ALP’nin en çok yükseldiği durumdur ve normalin 10 katından fazlasına çıkabilir.



• ACP prostat kanserinin tanısında değerli değildir, kemik metastazları sırasında yükselir. Hastalığın ve tedavinin takibinde değerlidir.



• Hem primer hem de sekonder kemik tümörlerinde ALP normalin 5 katına kadar yükselebilir.



• Over ve pankreas Ca’larda ALP’nin ısıya dayanıklı Regan İzoenzimi yükselir.



15



21.09.2017



Kemik yapım markırları: Osteokalsin: kemikte en fazla bulunan nonkollajen protein Kemik ALP Kemik yıkım markırları: idrar Ca idrar ACP idrar OH prolin idrar OH lizin: Glikozil OH lizin, glukozil-galaktozil OH lizin sadece matür kollajende yer alırlar. N-terminal telopeptid (Ntx) (idrar) C-terminal telopeptid (Crosslaps) (idrar-serum)



16



21.09.2017



• Pek çok canlının diyetindeki başlıca enerji kaynağıdır. Hücreler arası iletişimi sağlayan hücre zarı bileşenleridir.



FİZYOLOJİK ÖNEME SAHİP KARBONHİDRATLAR



• (CH2O)n formülü nedeni ile ‘’hidratlanmış karbon’’ olarak adlandırılırlar. (C+H2O) • Bütün karbonhidratlar glukozdan sentezlenebilir veya glukoza çevrilebilirler. • Monosakkaritler, disakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler.



• •



• •



Monosakkaridler: trioz, tetroz,…..,oktozlar şeklinde adlandırılırlar. Disakkaritler: İki monosakkarit biriminin glikozidik bağ ile birleşmesiyle oluşurlar. Glikozidik bağ kovalent bir bağdır. Oligosakkaridler: Polisakkaridler: 10’dan fazla monosakkarit birimi içerirler ve düz veya dallanmış yapıda olabilirler. Maltoz glukoz + glukoz , α-1,4 glikozidik bağ Sukroz glukoz + fruktoz , α-1,2 glikozidik bağ Laktoz glukoz + galaktoz , β-1,4 glikozidik bağ



MONOSAKKARİTLER: ALDOZ



KETOZ



Gliseraldehit-3-P



dihidroksi aseton-P



3 C’lu



triozlar



4 C’lu



tetrozlar Eritroz-4-P



eritruloz



5 C’lu



pentoz



riboz



6 C’lu



heksoz



glukoz, mannoz



ribuloz, ksiloz fruktoz



7 C’lu



heptoz



Sedoheptiloz-7-P



9 C’lu



nonoz



nöraminik asid



galaktoz



• Tüm şekerler düz zincir formunda bir C=O içerirler. Oksijen terminal C atomuna bağlı ise kombinasyon aldehit grubu, eğer terminal olmayan bir C atomuna bağlı ise kombinasyon keton grubu olarak adlandırılır.



1



21.09.2017



• Kapalı formülleri aynı, uzaysal konfigürasyonları farklı olan bileşiklere izomer denir. • Örneğin, fruktoz, galaktoz, glukoz ve mannoz birbirinin izomeri olup hepsi C6H12O6 formülü ile gösterilirler.



• D ve L izomer kavramında 3 C’lu bir şeker olan gliseraldehit (gliseroz) referans alınır. • Memelilerdeki şekerlerin tamamına yakını Dizomerken bunları metabolize eden enzimler de Dşekerlere özgüdür.



• Asimetrik C atomu taşıyan kh’lar “sterioizomerizm” gösterir ve asimetrik C atomu sayısına n dersek 2n kadar izomerleri bulunur. • Dolayısı ile 4 adet asimetrik C atomu bulunan glukozon 24=16 izomeri bulunur.



• Bir bileşikte, asimetrik C atomunun varlığı o bileşiğe optik aktivite kazandırır.



• 5 veya daha fazla C içeren monosakkaridlerin %99’u hemiasetal veya hemiketal halkasını oluşturur.



• dekstrorotator (+), levorotator (-) • Bir monosakkaritin D veya L gliserozla çatısal ilişkisini göstermek üzere D(-), D(+), L(-) ve L(+) şeklinde bulunabilir. • Glukozun çözeltilerdeki optik rotasyonu dekstrorotatuardır bu nedenle çoğunlukla klinikte dekstroz olarak adlandırılır.



• Eğer halkanın 6 üyesi varsa piranoz halkası, eğer 5 üyesi varsa furanoz halkası adı verilir. • Bu durumda önceden asimetrik özellik taşımayan C atomu asimetrik özellik kazanır.



• Bu C atomuna anomer C atomu denir. • Anomer C atomuna bağlı OH grubu düzlemin üstünde ise , altında ise  şekli söz konusudur. • Bunlar sulu çözeltilerde birbirlerine dönüşebilirler. • Bu dönüşme olayına mutorotasyon denilir.



2



21.09.2017



• Epimer: Birbirinin izomeri olan iki monosakkarid sadece bir C atomunda H ve OH dizilimi açısından bir konfigürasyon değişikliği taşıyorsa birbirinin epimeridir denir. • Glukozun önemli iki epimeri vardır. glukoz-galaktoz  C4 epimeri glukoz-mannoz  C2 epimeri anomer α β



mutarotasyon



AMİNO ŞEKERLER • Glukoz, galaktoz ve mannozda ana C zincirindeki 2. hidroksil grubunu yerine bir amino grubu gelirse glukozamin, galaktozamin ve mannozamin oluşur.



• Bu amino gruplarının hemen hepsi asetik asitle kondanse olur. (N-asetilglukozamin) • Bu glukozamin türevleri özellikle bakterilerde hücre duvarının yapısal polimerlerini oluştururlar. • N-asetilglukozaminin 3. C’undaki oksijene laktik asit bağlanırsa N-asetilmuramik asit oluşur. (bakteri hücre duvarı)



• Glukozun aldehit grubundaki karbonu karboksile oksitlendiğinde glukronik asit oluşur. • Galaktoz ve mannozun 6. karbonunun oksitlenmesiyle galaktronik ve mannuronik asitler gibi üronik asitler meydana gelir.



3



21.09.2017



• Ayrıca 9 karbonlu bir N-asetilmannozamin türevi olan N-asetilnörominik asit (sialik asit), hayvanlarda birçok glikolipid ve glikoproteinin bileşeni olarak görev alır.



• Monosakkaritler demir ve bakır gibi hafif oksitleyici ajanlarla oksitlenebilirler. • Karbonil karbonu bir karboksil grubuna oksitlenir ve bu şekilde demir ve bakır gibi iyonları indirgeyebilen glukoz gibi şekerlere indirgeyici şekerler adı verilir. • İndirgenme esasına dayanan Fehling testi uzun yıllar DM’lu hastalarda kan ve idrar şeker miktarının tayini için kullanılmıştır. • Glukoz ve galaktozda indirgen özellikteki monosakkaritlerken fruktoz indirgen değildir.



• Deoksi şekerler: Halka yapısına bağlı 1 OH grubu yerine bir H atomunun geçtiği şekerlerdir. (deoksiriboz) • Polialkoller (polioller):Aldehit veya keto gruplarının indirgenmesi ile oluşur. glukozdan sorbitol, galaktozdan galaktitol fruktozdan  sorbitol, mannitol



DİSAKKARİTLER • Maltoz, sükroz ve laktoz gibi disakkaritler Oglikozidik bağ denen bir bağla birbirlerine bağlanırlar. • Bu bağ bir monosakkaridin hidroksil grubu ile diğer bir monosakkaridin anomerik karbon atomunun tepkimesiyle meydana gelir.



• Disakkaridlerin ve polisakkaridlerin tamamına yakını bir uçlarında anomerik karbon atomu bulundururlar ve indirgen özelliğe sahiptirler. • Maltoz ve laktoz indirgen özellik taşırlarken, sükroz indirgen değildir. • Glikozidik bağlar asitlerle kolayca parçalanabilirken, bazlara dirençlidirler. • O-glikozidik bağ monosakkaridlerin kendi aralarında yaptığı bağken, glikoproteinlerde N-glikozidik bağ da görülür.



4



21.09.2017



POLİSAKKARİTLER • Polisakkarid tek bir monosakkarid ünitesinden oluşmuşsa homopolisakkarid (nişasta, glukojen, inülin, dekstrinler, selüloz) adı verilir. • Polisakkarid bir kaç çeşit monosakkarid ünitesinden oluşmuşsa heteropolisakkarid (kh’ların lipidler ve proteinlerle oluşturdukları komplekslerdir, glikozaminoglikanlar, glikolipidler ve glikoproteinler) denir. • Parçalandıklarında, nişasta veya glikojen gibi sadece glukoz veren bileşiklere glükozan veya glukan denilir.



• Bitkilerde nişasta, hayvanlarda glikojen en önemli depo karbonhidratlardır ve hücre içinde büyük granüller halinde bulunurlar. • Nişasta 2 temel glukoz polimeri içerir. Amiloz (%15-20), α-1,4 Amilopektin (%80-85), her 24-30 glukoz biriminde α-1,6 ile dallanır.



• Glikojen amilopektine benzer dallı bir yapıya sahiptir. • Glikojende her bir dal indirgen olmayan bir uçla sonlandığı için glikojen molekülünün dalları kadar indirgen olmayan ucu varken sadece bir tane indirgen ucu vardır. • Glikojen parçalanırken etkili enzimler her seferinde bir tane olmak üzere indirgen olmayan uçtan glukoz koparırlar.



Karbonhidratların sindirilmesi • İnülin, fruktoz birimlerinden oluşur ve fruktoza hidrolize edilebildiği için bir fruktozandır. • Selüloz, bitki iskeletinin temel yapı taşıdır ve glikozlar birbirlerine β-1,4 glikozidik bağlarla bağlanırlar. İnsanda β-1,4 glikozidaz bulunmaz bu yüzden de selüloz sindirilemez. • Kitin, omurgasızlarda görülen önemli bir yapısal polisakkarittir ve yine β-1,4 glikozidik bağlarla bağlanmış N-asetilglukozaminlerden oluşur.



• Kh’lar başlıca ağız ve ince barsakta sindirilir. • Çiğneme ile tükrükteki -amilaz (pityalin) nişastayı ve glikojeni etkileyerek bazı -1,4 bağlarını yıkar ve meydana getirir. sınır dekstrinler, isomaltoz ve maltoz • Tükrük amilazı pH 4 ve altında çalışmadığı için karbonhidrat sindirimi midede yüksek asidite nedeni ile durur.



5



21.09.2017



• Asidik mide içeriği ince barsağa ulaşınca pankreatik bikarbonatla nötralize edilir ve pankreatik -amilaz ile karbonhidrat sindirimi sürdürülür. • Pankreatik amilaz nişasta ve glukojeni; maltoz, maltotriyoz (α-1,4 bağı ile bağlı üç glukoz birimi), dallanmış oligosakkaritler (α-sınır dekstrinler), dallanmamış oligosakkaritler ve bir miktar glukozdan oluşan karışıma hidroliz eder. • Kh’lar ince barsakta aşağı doğru ilerlerken pek çok disakkaridaz ve oligosakkaridaz bu oligosakkarit zincirlerine etki eder.



• Emilen karbonhidratlar portal ven yoluyla Kc’e gelirler.



• α-glikozidaz (maltaz) maltozu parçalarken, oligosakkaritlerin ucundan α-1,4 bağlarını yıkarak serbest glukoz açığa çıkarır. • Sukraz-izomaltaz kompleksi hem sukrozu glukoz ve fruktoza parçalar hem de sınır dekstrinlerindeki α-1,6 bağını koparır. • β-glikozidaz (laktaz), laktozdan galaktozu koparırken, ek olarak ayrıca glikozilseramidleri de parçalar.



Nişasta Laktoz Sukroz Selluloz



Sınır dekstrinler Isomaltoz Maltoz Laktoz Sukroz -amilaz Pankreatik ile ağızda selluloz -amilaz



• İnsanlar -1,4 glikozidaz enzimine sahip olmadıkları için kh’lardaki -1,4 glikozid bağlarını yıkamazlar. • Disakkaridazlar, barsak epitel hücrelerinin fırçamsı kenarları üzerinde bulunurlar ve mukoza hücrelerinin mikrovilluslarından salgılanırlar.



Isomaltoz Maltoz Laktoz sukroz



Mukozal hücre membranına bağlı enzimler (disakkaridazlar) İsomaltaz Sükraz Maltaz Laktaz



Portal dolaşım



Glukoz, fruktoz, galaktoz



• LAKTOZ emiliminin hız kısıtlayıcı basamağı • Besinlerle alınan disakkaridler arttıkça enterositlerce sentezlenen disakkaridazların miktarı da buna paralel olarak artar. • Bu nedenle hidroliz reaksiyonları emilimde hız kısıtlayıcı değildir. • Diğer disakkaridazlardan farklı olarak laktaz indüklenmeyen bir enzimdir.



LAKTAZ ile parçalanma • Diğer disakkaritlerin emilimindeki hız kısıtlayıcı basamak



TRANSPORT kusuru



6



21.09.2017



• Glukoz mukoza hücrelerine aktif transportla alınır ve bu işlem insülinden bağımsızdır. • Bu işlemi özgün bir protein sağlar (SGLT1) ve beraberinde Na iyonları da taşınır. • Glukozun aktif transportu Ouabain (Na-K ATPaz inhibitörü) ve filorhizin (glukozun renal tübüler reabsorbsiyonunu inhibe eder) ile engellenir.



• İnce barsakta disakkaridaz aktivitesindeki bir bozukluk sindirilmemiş kh’ların kalın barsağa geçmesine neden olur. • Bu karbonhidratların oluşturduğu osmotik basınç mukozadan su çekilmesine neden olur ve osmotik diare görülür. • Kalıtsal bozukluklar, ince barsak hastalıkları, malnutrisyon veya ince barsak hasarı, laktoz intoleransı ve sükraz-izomaltaz eksikliği osmotik daireye sebep olur.



• 3 tip laktaz eksikliği vardır:  Kalıtsal laktaz eksikliği: Tahammülsüzlük semptomları doğumdan hemen sonra ortaya çıkar. Laktozsuz diyetle semptomlar kaybolur. galaktozidaz ticari preparatları da vardır.  Sekonder düşük laktaz etkinliği: Barsak hastalıkları ile ortaya çıkar. Tropikal, nontropikal sprue, kwashiorkor, kolit, gastroenterit ve peptik ülser cerrahisi sonrası oluşabilir.  Primer düşük laktaz etkinliği: Semptomlar doğumdan sonra ileri dönemlerde ortaya çıkar. Daha çok beyaz ırk dışında izlenir.



• Çok hücreli hayvanların dokularında hücre dışı alanlar, ekstrasellüler matriks (ECM) denen bir yapıyla doludur.



GLİKOZAMİNOGLİKANLAR veya MUKOPOLİSAKKARİTLER



• Ekstrasellüler matriks, hücreleri bir arada tutan, hücrelere oksijen ve besin difüzyonu için gözenekli bir yol sağlayan jel yapısında bir oluşumdur. • Ekstrasellüler matriks, heteropolisakkaritlerin ve elastin, kollajen, fibrinojen, fibronektin ve laminin gibi fibröz proteinlerin bir araya gelmesi ve ağ şeklinde bir yapı kazanmasıyla meydana gelir.



7



21.09.2017



• En az yedi farklı GAG tanımlanmıştır: hyaluronik asit, keratan sülfat I ve II, dermatan sülfat, kondroitin sülfat, heparin ve heparan sülfat.



• Glikozaminoglikanlar heteropolisakkarit olup; amino şekerler N-asetilglukozamin N-asetilgalaktozamindir) üronik asitten D-glukronik L-iduronik asittir oluşan tekrarlayan disakkarit birimleridir ve lineer yapıdadır. • Bir asit şeker ile bir amino şeker yan yana gelerek disakkarit oluşturur ve bu disakkaritler dallanmadan lineer bir şekilde zincir yaparlar.



• Glikozaminoglikanlar bir ekstrasellüler matriks proteinine kovalent bağlanınca proteoglikanları oluşturur.



• Peptidoglikanlar, kıkırdak gibi bağ dokusunun esas bileşenleridir ve dokuya sağlamlık ve esneklik verirler.



• Proteoglikanların kütlece büyük kısmı glikozaminoglikanlar tarafından oluşturulur ve genellikle biyolojik etkinliği bunlar sağlar.



• GAG’lar negatif yüklü yapılardır.



• Bu iki kompleks de büyük miktarda su bağlama yeteneğine sahiptir ve bu özellik sayesinde “ground substance” denen jel bir matriks oluştururlar.



• GAG’lar negatif yükleri sayesinde birbirlerini iterler ve aralarındaki boşluğa su moleküllerini alırlar. • Böylece jel yapıları oluşur.



• GAG ile proteinler arasındaki bağlanma kovalenttir ve üç amino asit rol alır. serin O-glikozidik treonin, asparagin



N-glikozidik



• Proteinler GER’a ait ribozomlarda sentezlenir.



8



21.09.2017



Glikozaminoglikanların sınıflandırılması: • Hiyalüronik asit: • D-glukuronik asit ve N-asetilglukozamin disakkarit ünitelerinden oluşmuş bir GAG’dır. • Diğer GAG’lardan farkı sülfatlanmamıştır ve proteine kovalent olarak bağlı değildir. • Hyaluronik asidin 50 binden fazla tekrarlamasıyla hyluronat oluşur.



• Kondroitin 4 ve 6 sülfat: • Tekrarlayan disakkarid ünitesi Nasetilgalaktozamin ve glukronik asittir.



• Hyluronat şeffaf ve yüksek ölçüde visköz çözeltiler oluşturur. • Kayganlık sağlar ve darbelerin etkisini azaltır. • Aynı zamanda hyluronat kıkırdak ve tendonların ekstrasellüler matriksinin temel bileşenidir. • Bazı mikroorganizmaların salgıladığı hyaluronidaz enzimi, hyluronatın glikozidik bağlarını hidrolize eder ve bakterinin doku içinde yayılımını sağlar.



• Keratan sülfat: • Tekrarlayan disakkarid ünitesi Nasetilglukozamin ve galaktozdur (uronik asit yoktur).



• Vücutta en fazla bulunan GAG’dır. • Kondroitin sülfatla beraber kartilajda yer alır. • Kıkırdağın, tendonların, ligamentlerin ve aort duvarının sağlamlığına katkıda bulunur.



• Dermatan sülfat: • Tekrarlayan disakkarid ünitesi Nasetilgalaktozamin ve L-iduronik asittir. • Derinin esneklik ve yumuşaklığına katkıda bulunurken kan damarlarında ve kalp kapakçıklarında da bulunur.



• Kornea, kıkırdak, kemik ve ölü hücrelerden oluşan saç, tırnak gibi yapılarda bulunur.



• Heparin: • Tekrarlayan disakkarid ünitesi glukozamin ve glukronik asid veya iduronik asittir. • Mast hücrelerinde üretilen ve kana salınan, kanda antitrombin-III’ü stimüle ederek kanın pıhtılaşmasını inhibe eden doğal bir antikoagulandır. • Heparan sülfat ise disakkarit ünitesi heparin ile aynı olan ve tüm hücre yüzeylerinde yer alan ekstrasellüler GAG’dır.



9



21.09.2017



• Hyalüronik asit hariç tüm GAG’lar, kovalent olarak bir proteine bağlanıp proteoglikan birimlerini oluşturur. • GAG sentezi glikojen sentezine benzer. • GAG’lar ekstrasellüler alana verilmek üzere sentezlenir.



• Amino şekerler • Asidik şeker sentezi: Glukronik asid besinlerle, GAG’ların lizozomal yıkılmasıyla ve üronik asid yolu ile de az miktarlarda üretilebilir. • Glukozun, glukronik asit ve askorbik aside çevrildiği yola üronik asit yolu denir.



• GAG’lar iki farklı şeker ünitesinden oluşmuşlardır.



MUKOPOLİSAKKARİDOZLAR



GLİKOZAMİNOGLİKANLARIN YIKIMI • GAG’lar lizozomlarda yıkılır. • Yarı ömrü 120 gün olan keratan sülfat hariç GAG’ların yarılanma ömrü kısadır. • GAG yıkımı ile ilgili problemler sonucu mukopolisakkaridiozlar ortaya çıkar.



Hurler sendromu (MPS IH): • Mukopolisakkaridozların en ağır klinik formudur. • Dermatan sülfat ve heparan sülfat yıkımında görevli olan α-L-iduronidaz enzim eksikliği vardır. • Doğumda normal olan bebekte gelişme geriliği, zeka geriliği, belirgin kaba yüz görünümü oluşmaya başlar, makroglossi, makrosefali, hidrosefali, kemik değişiklikleri (disostosis multipleks), kornea bulanıklığı, optik atrofi, ileti ve nörosensoriyal işitme kaybı, boy kısalığı, karın şişliği, sık solunum yolları enfeksiyonları, valvüler kapak hastalıkları görülür.



• Etkin tedavisi olmayan ancak prenatal tanı konabilen kalıtsal bozukluklardır. • Hunter X’e bağlı, diğerleri OR geçer. • GAG yıkımında rol alan enzimlerin glikolipid ve glikoprotein yıkımında da rol alması nedeniyle mukopolisakkaridoz vakalarında aynı zamanda lipidozis ve oligosakkaridozis de görülür.



•



•



Scheie Sendromu (MPS IS): α-L-iduronidaz eksiktir. Mukopolisakkaridozlar içinde en hafif formdur. Zeka düzeyleri ve yaşam süreleri normaldir. Hunter Sendromu (MPS II): X-linked kalıtım gösterir. İduronat sülfataz enzimi eksiktir. Bu hastalarda korneal değişiklikler olmaz. İşitme kaybı ise oldukça sık görülür. Kaba yüz görünümü, hepatosplenomegali, eklem sertliği, boy kısalığı görülen diğer bulgulardır. Zeka geriliği mevcut olup yavaş ilerler.



10



21.09.2017



• •



Sanflippo Sendromu (MPS III) Morquio Sendromu (MPS IV): Galaktozamin-6sülfataz enzim eksikliği vardır. Nörolojik bulgu ve zeka geriliğinin olmamasının yanında iskelet deformiteleri aşırı derecede mevcuttur.



•



Morateaux Sendromu (MPS VI): Arilsülfataz B eksikliğine bağlı dermatan sülfat birikir.



•



Sly Sendromu (MPS VII): β-glukronidaz enzim eksikliği vardır. En nadir tiptir.



Albümin dışındaki tüm plazma proteinleri Hücre zarı proteinlerinin büyük bir kısmı Bazı hormonlar



• Doğada 200 kadar şeker varsa da glikoproteinlerin oligosakkarit zincirlerinde bunların sadece sekiz tanesi sık olarak bulunur. glukoz, galaktoz, mannoz, fukoz,



ksiloz N-asetilglukozamin N-asetilgalaktozamin N-asetilnöramik (sialik asit)



GLİKOPROTEİNLER • Glikoproteinler, polipeptid iskeletlerine kovalent olarak bağlı oligosakkarit zincirleri içeren proteinlerdir. • GAG’lardan kh içeriklerinin az olması ile ayrılır ve glikoproteinlerin karbonhidrat zinciri genellikle dallıdır. • Oligosakkaridler proteinlere N veya O glikozid bağı ile bağlıdır.



İŞLEV



GLİKOPROTEİNLER



Çatı molekülü



Kollajen



Kayganlaştırıcı ve koruyucu ajan



Müsinler



Taşıma molekülü



Transferrin, seruloplazmin



İmmünolojik molekül



İmmunoglobulinler, doku uyuşmazlığı antijenleri



Hormon



Koryonik gonadotropin (hCG), tiroid stimüle eden hormon (TSH)



Enzim



Çeşitli, örn: alkalen fosfataz



Hücre bağlanmatanıma noktası



Hücre-hücre (sperm-oosit), virus-hücre, bakterihücre ve hormon-hücre etkileşimlerine katılan çeşitli glikoproteinler



Özgül karbonhidratlarla Lektinler, selektinler (hücreye bağlı lektinler), etkileşim antikorlar



Lektinler; • Karbonhidratlara yüksek ilgi ve özgüllükle bağlanan proteinlerdir. • Lektinler çok geniş kapsamlı hücre-hücre tanınması ve adezyon işlevlerinde görev yaparlar. • Birçok plazma proteinin oligosakkarit zincirinin uç kısmında sialik asitler bulunur.



11



21.09.2017



• Sialik asidin “sialidaz” enzimi ile koparılması yaşlı proteinlerin yıkılması ve yenilenmesi için bir işaret niteliği taşır. • Hepatositler plazma zarları lektin molekülleri içerirler (asialoglikoprotein reseptörleri) ve bu lektinler uç kısımlarından sialik asit koparılmış galaktozlara bağlanırlar. (seruloplazmin)



• Benzer bir mekanizma yaşlı eritrositlerin kandan uzaklaştırılmasında rol oynar. • Eritrositler yeni sentez edildiklerinde plazma membranlarında sialik asitle biten oligosakkarit zincirli glikoproteinleri vardır. • Yaşlandıkça bunları kaybeder ve dolaşımdan uzaklaştırılırlar.



Selektinler; • Hücre-hücre tanınmasında ve adezyonda aracılık eden ve hücre zarında bulunan bir lektin ailesidir.



• Birçok patojen, kendilerini konakçı hücreye yapıştırmaya sağlayan lektinleri içerirler. • Helicobacter pylori gastrik epitel hücrelerinin oligosakkaritleri ve kendi yüzeyindeki lektinlerin etkileşimi sonucunda midenin epitel hücrelerine bağlanır.



• H.pylori’nin lektinlerinin tanıyıp bağladığı hücre oligosakkaritlerinin başında Leb oligosakkariti gelir ki bu oligosakkarit O kan grubu determinantıdır. • Leb oligosakkaritinin kimyasal analoğu ağız yoluyla alındıktan sonra bakteriye bağlanamak için gastrik epitel ile yarışır. • Bakteri toksinleri ve viruslar da yine lektinler içerirler ve hücrelere bu yolla bağlanırlar.



12



21.09.2017



Glikoproteinlerin sentezi: • Önce GER’da protein sentezlenir ve ER lümenine verilir. • Proteinler ER’da ilerlerken oligosakkarit zincirleri eklenir. • Bu glikoproteinler sonra golgiye geçerler.



• Golgide ECL alana salınacak olan proteinler lümende serbest olarak bulunurken, hücre zarı yapısına katılacak olanlar, golgi zarına katılırlar. • Glikolizasyon hem ER’un hem de golginin ortak yürüttüğü bir işlemdir. • Glikolizasyonu inhibe eden moleküller: tunikamisin, deoksinojerimisin, swainzonin’dir.



Glikoproteinlerin yıkımı: • Glikoproteinlerin oligosakkaridlerinin yıkımı lizozomal hidrolazların yaptığı bir paket tarafından sağlanır. -nöraminidaz -galaktozidaz -heksozaminidaz - ve -mannozidaz -N-asetilgalaktozaminidaz, -fukozidaz, endo--N-asetilglukozaminidaz aspartilglukozaminidaz



I-Hücre hastalığı (inklüzyon hücresi hastalığı): • Mannozu fosforilleme yeteneği bozulmuştur. • Man-6-P oluşumunda problem vardır ve bu yüzden sentezlenen lizozomal proteinler lizozomlara yerleştirilemez. • Hastaların serum örneklerinde ise bu lizozomal enzimlerin çok yüksek düzeylerde bulunduğu saptanmıştır. • Lizozomal enzimler sentezlenmekte fakat lizozom içine verilememekte, dolaşıma salınmaktadır.



• Bu enzimlerdeki eksiklikler glikoproteinlerin anormal yıkımı ile sonuçlanır ve dokularda anormal yıkılmış glikoproteinlerin birikimi çeşitli hastalıklara yol açar. • Bu hastalıklar arasında en iyi bilinenleri; mannozidoz (-mannozidaz) fukozidoz (-fukozidaz), siyalozidoz (-nöraminidaz), aspartilglukozaminüri (aspartilglukozaminidaz) Schindler hastalığıdır (N-asetilgalaktozaminidaz).



13



21.09.2017



• Glikojen hayvanlarda karbonhidratların temel depo şeklidir.



GLİKOJEN METABOLİZMASI



• Vücudun başlıca glikojen depoları iskelet kası ve karaciğerdedir. • Kc oransal olarak, kas kitlesel olarak daha fazla glikojen depolar.



• Kc glikojeni açlıkta kan glukoz düzeyini belirli sınırlar içinde tutmaya çalışırken; kas glikojeni, kas kasılması sırasında ATP sentezi için enerji deposu olarak görev yapar.



Glukojen sentezi • Substrat glukoz-6-fosfattır. • Sentez tamamen sitozolde gerçekleşir.



• 12-18 saat açlıktan sonra Kc glikojeni hemen hemen boşalırken, kas glikojeni kısa süreli açlıklardan etkilenmez.



• Sentezdeki ilk basamak



• Düz zincirler 1-4 glikozid bağ, dallanmalar 1-6 glikozidik bağı içerir.



• Daha sonra UDP-glukozun 1 numaralı C atomu glikojen zincirinde indirgen olmayan uçtaki glukozlardan birinin 4 numaralı C atomu ile glikojen sentaz enziminin yardımıyla birleşir.



• UDP-glukoz bir şeker nükleotidir. • Glikojen sentazın çalışabilmesi için bir glikojen zinciri



• Şeker nükleotidleri monosakkaritlerin, disakkaritlere, glikojene, nişastaya ve karmaşık hücre dışı polisakkaritlere polimerleşmesinin substratlarıdır.



mutlaka olmalıdır.



• Dallanma noktalarını oluşturan enzim amilo [1-4][1-6] transglukozidaz veya glikozil [4-6] transferaz olarak adlandırılır.



1



21.09.2017



•



Dallanma noktaları oluştuktan sonra bu uçlardan zincir uzaması yine glikojen sentaz ile olur.



• Dallanmanın fazla olması; 1. Glikojen molekülünün suda çözünürlülüğünü artırır. 2. Enzimlerin etkileyebileceği uç sayısı arttığı için glikojen yapım ve yıkım hızı da artmış olur.



Glikojen sentaz



α-1,4-glikozid bağı



α-1,6-glikozid bağı



Glikozil [4-6] transferaz



2



21.09.2017



• Glikojen kalıbı yoksa glikojenin denen bir protein glikojen ana kalıbını oluşturur. • Glikojenin, hem üzerine ilk UDP-glikozların bağlanması için bir primer olarak görevi üstlenir, hem de bu UDP-glukozların bağlanması için enzim görevi yapar. • İlk UDP-glukoz glikojenin molekülünün üzerindeki bir tirozin kalıntısına glikojenin molekülünün glukozil transferaz aktivitesi sayesinde kovalent olarak bağlanır.



Glikozil transferaz aktivitesi



• Glikojenin daha sonra glikojen sentaz enzimini sıkıca bağlar. • Daha sonra 7 UDP-glukoz kalıtı daha yapıya katılır ve 8 glukoz birimi içeren öncü glikojen zinciri sentezlenmiş olur. • Bu noktadan sonra glukozların bağlanması glikojen sentaz enzimine devredilir.



Glikojen yıkımı • Glikojenin 1-4 bağlarının yıkılması ile glukoz-1-P, her 1-6 bağının yıkılması ile de serbest glukoz elde edilir. • Glikojen fosforilaz, indirgenmemiş uçtaki glukozil kalıntılarını 1-4 bağlarını yıkarak ayırır. • Bu hız kıstlayıcı basamaktır.



Tirozin



• Glikojen fosforilazca açığa çıkarılan glukoz-1-P’lar, fosfoglukomutaz ile glukoz-6-P’a çevrilir.



• Glikojen fosforilaz, 4 glikozid kalıntısı kalana kadar glikojen molekülünden glukoz-1-P koparır. Glikojen fosforilaz



• 1-6 bağından sonraki dört glukozun üçünü oligo(1-41-4) glukantransferaz enzimi ile başka bir indirgenmemiş uca transfer eder. • Kalan tek -1,6 glikozidik bağ ise amilo -1,6 glikozidaz enzimi ile hidrolize edilerek, serbest glukoz açığa çıkararılır.



3



21.09.2017



Glukoz-1-P



Glukantransferaz



• Az miktarda glikojen, lizozomal enzim olan 1-4 glukozidaz (asit maltaz) tarafından devamlı olarak yıkılır.



α-1,6-glikozidaz



•



Glikojen sentez ve yıkımının düzenlenmesi 2 şekilde kontrol edilir.



• Bu yolun amacı tam olarak bilinmemektedir.



1. Glikojen sentaz ve glikojen fosforilazın allosterik kontrolü



• Asit maltaz eksikliğinde, glikojen depo hastalığı Tip 2 (pompei hastalığı) hastalığı görülür.



2. Glikojen sentez ve yıkımının hormonal olarak kontrolü (kovalent modifikasyon)



4



21.09.2017



• Glikojen sentaz ve glukojen fosforilaz enzimleri glukoz metabolizmasının diğer düzenleyici enzimleri gibi hücrenin enerji gereksinimi ve metabolitlerinin düzeyine göre yanıt verir. • Glikojen sentezi, enerji (ATP) ve substrat (Glukoz-6-P) miktarı yüksek olduğu zaman uyarılırken, enerji ve glukoz düzeyleri düşük olduğunda glikojen yıkımı izlenir. • Toklukta Glukoz-6-P artışı glikojen sentazı allosterik olarak aktive ederken, aynı zamanda glikojen fosforilazı allosterik olarak inhibe eder.



• Kovalent modifikasyon ise cAMP miktarı ile kontrol edilir. • Glukagon, adrenalin gibi hormonlar cAMP miktarını arttırırlar. • İnsülin etkisinde ise hem fosfodiesteraz (cAMP’yi parçalar) uyarılır hem de bir protein fosfataz aktiflenerek iki enzim de defosforile edilir.



• Glikojen sentaz a  defosforile aktif • Glikojen sentaz b  fosforile inaktif • Glikojen fosforilaz a  fosforile aktif • Glikojen fosforilaz b  defosforile inaktif



• Kas fosforilazı ayrıca Ca ile aktiflenir. • Kas kasılması sırasında, hızlı ve acil şekilde glukoz ihtiyacı vardır ve bu glukozlar başlıca glikojen deposundan elde edilir. • Sinir uyarısı kas hücresi sarkoplazmik retikulumdan Ca salınımına neden olur.



GLİKOJEN METABOLİZMASI BOZUKLUKLARI



• Ca kalmoduline bağlanır ve fosforilazı cAMP bağımlı protein kinazca fosforile edilmesine gerek kalmadan aktifleştirir.



5



21.09.2017



• Tip 0: Glikojen sentaz Kc’de eksik olmasından kaynaklanan bir hastalıktır (kas hücrelerinde enzim normaldir). • Yaşamın ilk yıllarında açlığı takiben hipoglisemik konvülsiyonlarla ortaya çıkar. • Ketozis belirgindir. • Glikojen depo hastalıklarının diğer bulguları görülmez. • Sık beslenme önerilir.



• Kc kaslardan gelen laktatı glukoneogenezde kullanamayacağı için hiperlaktikasidemi görülür. • Laktik asidozdan dolayı vitamin D rezistans rikets ve fanconi sendromu gelişebilir. • Ayrıca glikoz-6-P’ın heksozmonofosfat yolunu aktiflemesiyle pentoz fosfat ve fosforibozil pirofosfat artışı sonucu gut artriti ile hiperürisemi görülür.



• Tip Ib: Glikoz-6-fosfataz aktivitesi normal olmasına rağmen glikoz-6-P’ın mikrozomal membrana taşınmasında bozukluk vardır. • Klinik Tip 1a’ya benzer ancak bu hastalarda nötropeni de görülür. • Bundan dolayı enfeksiyona yatkınlıkları artmıştır.



• Tip Ia (Von Gierke Hastalığı): Glikojenoliz ve glikoneogenez yollarında glukoz yapımında en son basamağı katalizleyen glukoz-6-fosfataz enziminin Kc, böbrek ve barsaktaki eksikliğinden ortaya çıkan bir hastalıktır. • Glikojenoliz ile Kc’de yeterince glukoz oluşamadığı için ciddi bir açlık hipoglisemisi görülür. • Yağlı Kc ve hepatomegali olur.



• Glukoz yapımındaki yetersizlikten dolayı metabolik yakıt olarak yağların metabolize olması hiperlipidemiye yol açar. • Yağların aşırı mobilize olmasıyla keton cisimleri artar. • Metabolik asidoz meydana gelebilir. • Glikojen depoları artmıştır. • Bu artan glikojen depolarının yapıları normaldir.



• Tip II (Pompe Hastalığı): • Lizozomal enzim eksikliğine bağlı olarak gelişen tek glikojen depo hastalığıdır. • α-1,4-glikozidaz (asit maltaz) enzimi eksiktir. • Hipertrofik kardiyomyopati gelişir. • Hastalar erken çocukluk döneminde kaybedilir.



6



21.09.2017



• Tip III (Forbes, Cori Hastalığı): • Dal yıkıcı enzim (amilo 1-6 glikozidaz) eksikliği vardır.



• Tip IV (Anderson Hastalığı):



• Dallı polisakkarid birikimi görülür (limit dekstrinosis).



• Dal yapıcı enzim (glikozil α-4:6 transferaz) eksikliği vardır.



• Açlık hipoglisemileri, hepatomegali, myopatiler görülür.



• Tip V (Mc Ardle): • İskelet kası glikojen fosforilaz eksikliği vardır.



• Tip VI (Hers Hastalığı): • Kc glikojen fosforilazı eksiktir.



• Ağır egzersize belirgin intolerans vardır. • Egzersiz sırasında laktat düzeyinde yükselme olmadan krampların görülmesi karakteristiktir.



• Tip VII (Tauri Hastalığı): • Fosfofruktokinaz eksikliği vardır.



• Prognoz iyidir.



• Tip VIII: Kc fosforilazı inaktiftir. • Tip IX: Kc fosforilaz kinaz enzimi eksiktir. • Tip X: Kc ve kasta cAMP bağımlı kinaz aktivitesi yoktur.



GLUKONEOJENEZ VE KAN GLUKOZUNUN DENETİMİ



• Tip XI: Nedeni bilinmeyen bir şekilde asidoza eğilim, vitamin D rezistans rikets oluşur.



7



21.09.2017



• Glukoneogenezde kullanılan ana substratlar, glukojenik aa’ler, laktat, gliserol propiyonat



• Glikolizin üç basamağı hariç diğer bütün enzimleri bu iki yol arasında ortaktır. 1. Hekzokinaz veya glukokinaz 2. PFK-1 3. Piruvat kinaz • Bu üç basamakta serbest enerji değişimi büyüktür.



1. Piruvatın PEP’e çevrilmesi: • İlk basamakta piruvat karboksilaz enzimi, ATP harcayarak CO2 ve biyotin varlığında piruvatı oksaloasetata (OAA) çevirir.



Piruvat karboksilaz ilk düzenleyici enzimdir ve pozitif düzenleyici effektör olarak asetil KoA’ya



• Biyotinin bu reaksiyondaki görevi HCO3’den gelen



ihtiyaç duyar.



CO2’yi enzime bağlamaktır.



8



21.09.2017



• OAA kendi başına mitokondri iç zarını geçemez.



Malat mitokondri iç zarını kolaylıkla kendisine ait taşıyıcı ile geçer ve sitozole çıkar.



• Bu yüzden yine mitokondri de bulunan malat dehidrojenaz enzimi ile malata indirgenir.



Sitozolde bu basamak sitozolik malat dehidrojenazla geri döner ve tekrar OAA oluşur.



Böylece mitokondri içindeki piruvat sitozole OAA olarak taşınmış olur.



• Bu sitozolik OAA sonra fosfoenolpiruvat karboksi kinaz (PEPCK) enzimi ile fosfoenolpiruvata (PEP) çevrilir. Glukoneojenezde piruvattan PEP eldesi için 1 • Bu tepkime Mg+2 bağımlıdır, fosfat vericisi olarak GTP’ye ihtiyaç duyar ve piruvat karboksilaz basamağında yapıya dahil edilen CO 2 serbest bırakılır.



ATP ve 1 GTP olmak üzere iki yüksek enerjili fosfat bağı harcanır.



Mitokondri içindeki NADH/NAD oranı sitozolden 105 kez daha fazladır.



9



21.09.2017



PEP



PEP GDP+CO2



PEPCK



GDP+CO2



PEPCK



GTP



Oksaloasetat



Oksaloasetat



NADH+H+



Malat dehidrojenaz



NADH+H+



Malat dehidrojenaz



NAD+



Malat



Malat NAD+



Oksaloasetat Piruvat karboksilaz



NADH+H+



ADP ATP + CO2



Mitokondri



NADH+H+



Oksaloasetat



NAD+



Gliseraldehit-3-P dehidrojenaz



Gliseraldehit-3-P dehidrojenaz NADH+H+



NADH+H+



1,3-bisfosfogliserat Fosfogliserat kinaz



1,3-bisfosfogliserat



ADP ATP



Fosfogliserat kinaz



NADH+H+



ADP ATP



3-fosfogliserat



3-fosfogliserat



PEP



PEP



ADP



Piruvat karboksilaz



Piruvat



Gliseraldehit-3-P



NAD+



NAD+



Malat dehidrojenaz



NADH+H+



Gliseraldehit-3-P



NAD+ Sitozol



Malat dehidrojenaz



Fruktoz-1,6-bisfosfat



GTP



ATP + CO2



Piruvat



• Piruvattan glukoza giden yol oldukça pahalıdır. Pi



GLUKOZ



Glukokinaz Hekzokinaz



Glukoz-6fosfataz H2O



Pi



ATP



ADP



Glukoz-6-P



Fruktoz-6-P



Fruktoz-6fosfataz H2O



ATP



• Glikozun piruvata kadar olan yıkımından 2 ATP üretilirken, ters yolda 2 GTP, 4 ATP olmak üzere toplam 6 adet yüksek enerjili bileşik harcanır. • Ayrıca glukoneogeneze piruvattan giriliyorsa net 2 NADH kaybı varken, laktattan giriliyorsa bu kayıp olmaz.



PFK-I



Fruktoz-1,6-bisfosfat



ADP



• Kan laktat düzeyi bu dokularda oluşum ve Kc ile böbrekteki metabolizma oranlarına bağlıdır.



• Kc’in laktat alma kapasitesi laktat konsantrasyonu 2 mmol/L’yi geçince doyurulmaktadır.



• Dokularda laktat oluşumu, bunların Kc’e gelmesi ve Kc’de tekrar glukoz sentezine Cori Siklusu veya laktik asit döngüsü denir.



• Kan laktat düzeyi 5 mmol/L’nin üzerinde ve pH