Upload
hadieu
View
267
Download
10
Embed Size (px)
Citation preview
YRD. DOÇ. DR. HAYRULLAH YAZAR
SAKARYA ÜNIVERSITESI TıP FAKÜLTESI
TıBBI BIYOKIMYA ANABILIM DALı
SAKARYA, 2015
1
Pentoz Fosfat Yolu
ve
Üronik Asit Yolu
PENTOZ FOSFAT YOLUYLA GLUKOZ
OKSİDASYONU
Pentoz fosfat yolu sitozolde yürür.
Pentoz fosfat yolu, fosfoglukonolakton yolu
da denilen hekzos monofosfat yolu; iki
irreversibl oksidatif reaksiyon ve devamında bir
seri reversibl şeker-fosfat dönüşüm reaksiyonu
izler.
2
PENTOZ FOSFAT YOLUYLA GLUKOZ
OKSİDASYONU
Pentoz fosfat yolunun 3 amacı vardır;
1.Biyokimyasal reaksiyonlarda redüktan
(indirgeyici) olarak görev yapan NADPH’ın
hücredeki ihtiyacını karşılamak,
2.Nükleotid sentezi için gerekli olan riboz-
fosfotlar üretmek,
3.Üç ila Yedi C’lu şekerlerin birbirine
dönüşümünü ve glikolize bağlantısını sağlamak
3
PENTOZ FOSFAT YOLUYLA GLUKOZ
OKSİDASYONU
Döngüde direkt olarak hiç ATP tüketilmez ve
üretilmez.
Bu yol primer olarak G6PDH basamağı ile
düzenlenir ve NADPH, Glukoz 6-fosfat
dehidrogenaz (G6PDH) enziminin potent
kompetitif inibitörüdür.
NADPH ihtiyacı arttıkça G6PDH enziminin hızı
artmaktadır.
4
OKSİDATİF REAKSİYONLAR
HMY’nun oksidatif bölümünde, okside olan
her glukoz 6-fosfat molekülü için;
-ribuloz 5-fosfat,
-CO2 ve
-iki molekül NADPH+H+’ın oluştuğu üç
basamak mevcuttur.
5
Glukoz 6-fosfat dehidrojenaz (G6PDH)
enzimi,
glukoz 6-fosfatı irreversibl bir reaksiyonla,
6-fosfoglukonolaktona spesifik olarak okside
eder.
Bu reaksiyonda koenzim olarak NADP+
kullanılır, reaksiyon esnasında bir molekül
NADPH+H+ sentezlenir.
6
6-Fosfoglukonolakton,
6-fosfoglukonolakton hidrolaz tarafından
hidrolize edilir ve daha sonra,
6-fosfoglukonolakton dehidrogenaz ile
katalizlenen bir reaksiyonla,
oksidatif dekarboksilasyona uğrar.
İrreversibl olan bu reaksiyon ile; bir pentoz-
fosfat olan ribuloz 5-fosfat, CO2 ve ikinci bir
NADPH+H+ molekülü sentezlenmiş olur.
7
NADPH ÜRETEN YOLLAR
1. Pentoz fosfat yolu (%60)
2. Yağ asidi biyosentezinde malik enzim
(Piruvat/Malat siklüsü ) (%40)
3. NADP+ bağımlı izositrat dehidrogenaz
8
9
NONOKSİDATİF REAKSİYONLAR
HMY’nun nonoksidatif reaksiyonları;
üç, dört, beş ve yedi karbonlu şekerlerin
birbirine dönüşümünü sağlar.
10
NONOKSİDATİF REAKSİYONLAR
Bu reaksiyonlar ile oksidatif reaksiyonlar
sonucunda oluşan ribuloz 5-fosfattan;
-nükleotid sentezi için gerekli olan riboz 5-
fosfat,
-veya glikolizin ara ürünleri sentezlenir
(fruktoz 6-fosfat, gliseraldehid 3-fosfat)
11
Nonoksidatif yolda gerekli olan tek koenzim
transketolaz reaksiyonundaki tiamin
pirofosfat’tır. İndirgeyici biyosentetik
reaksiyonları gerçekleştiren birçok hücrede
,NADPH+H+’a riboz 5-fosfattan daha fazla
gereksinim vardır.
Bu durumda transketolaz ve transaldolaz,
riboz 5-fosfatı glikolizin ara ürünleri olan
gliseraldehid 3-fosfat ve fruktoz 6-fosfata
dönüştürür.
12
Eğer nükleotid ve nükleik asidlere ihtiyaç
artarsa, oksidatif reaksiyonlar olmaksızın,
fruktoz 6-fosfattan nonoksidatif reaksiyonlar ile
riboz 5-fosfat sentezi sağlanır.
13
14
NADPH’ıN KULLANıMLARı:1-2
15
NADPH’ıN KULLANıMLARı
16
Oksidasyon (yükseltgenme) ve redüksiyon (indirgenme)
AYÜK + BİND AİND + BYÜK
Bir molekülden H+kopararak, o molekülün yükseltgenmesini; bir başka
moleküle H+’i aktararak o molekülün indirgenmesini katalizlerler.
Örnek:
CH3 CH COO־ + NAD+ CH3 C COO־ + NADH +H+
OH O
Piruvat
Laktat
LDH
(Laktat Dehidrogenaz)
NADPH’ıN KULLANıMLARı:2
18
NADPH’ıN KULLANıMLARı:3,4
19
NADPH’ıN KULLANıMLARı: 3
20
NADPH’ıN KULLANıMLARı:4
21
NADPH’ıN KULLANıMLARı:4
22
NADPH’ıN KULLANıMLARı
23
Glukoz 6P Dehidrogenaz eksikliği:
Glukoz 6-fosfat dehidrogenaz (G6PD) eksikliği
oksidan ajanların detoksifiye edilememesi
sonucu oluşan hemolitik anemi ile
karakterize doğumsal bir hastalıktır.
G6PD eksikliği insanlarda hastalığa neden olan
en sık enzim anomalisidir.
24
Glukoz 6P Dehidrogenaz eksikliği:
Dünyada 200 milyondan fazla kişiyi
etkilemektedir.
Bu X’e bağlı enzim eksikliği G6PD’yi kodlayan
gendeki 400 den fazla farklı mutasyonun neden
olduğu bir grup eksikliktir. Bu mutasyonların
sadece bazıları klinik bulgulara neden olur.
25
G6PD eksikliği olan kişilerin çoğunun hayat
süreleri kronik hemolizden kaynaklanan
komplikasyonlar nedeniyle kısalır.
G6PD eksikliğinin bu olumsuz etkisi yaşamdaki
bir avantaj ile dengelenmiştir.
Mutasyon, kadın taşıyıcılarda görülen
plasmodium falciparumun neden olduğu
sıtmaya karşı artmış bir dirence neden olur.
26
Üronik asit
(Glukronik asit siklusu) : Bu yol aktive glukuronat sağlar. Bu da;
glukuronid oluşumu için kullanılır. Vücuttaki pek
çok doğal maddeyle birlikte ilaçlar da,
glukuronid türevleri şeklinde atılırlar.
27
Üronik asit
(Glukronik asit siklusu) : Bu detoksifikasyon sonucunda safra ya da
idrarla; steroidler,
bilirubin,
morfin,
salisilik asit,
mentol v.s atılabilirler.
28
Üronik asit
(Glukronik asit siklusu) : -Bazı polisakkaridlerin sentezi: Heparin gibi.
-Kondroitin sülfat sentezi (bir
glikozaminoglikan)
-Askorbik asit (C vitamini) sentezi (insan
dışında)
-Pentoz oluşumu ve nonfosforile şeker
türevlerinin metabolizmasında kullanılır.
29
İnsanlarda glukronik asit metabolizmasının
son ürünü; hegzos monfosfat yoluna girebilen
ve gliseraldehid 3-fosfat ve fruktoz 6-fosfat gibi
glikolitik ara ürünlere dönüşebilen,
‘D-ksilüloz 5-fosfat’ tır.
30
Glukronik asidin aktif şekli, UDP-glukozun
oksidasyonu ile elde edilen UDP-glukronik
asittir.
31
DETOKSIFIKASYON
Glukuronik asitle birleşen her madde suda
daha iyi çözünür konuma gelir ve
organizmayı kolayca terk eder.
O halde glukuronidasyon, detoksifikasyon
işleminin önemli bir bölümünü oluşturur
UDP-GLUKURONAT
* mukopolisakkaridlerin oluşumunda,
* C vitamini sentezinde görev alır.
Uronik asit metabolik yolu aynı
zamanda glukoz için bir oksidasyon
yoludur.
Ancak bu sırada ATP sentezi
gerçekleşmez ve oluşan ksilüloz-5-
fosfat, pentoz fosfat metabolik yolu
içinde kullanılır.
Üronik asit metabolik yolu karaciğerde
gerçekleşir ve yolun başlangıç reaksiyonları
glikojen sentezi ile aynıdır.
İlk aşamada glukoz-6-fosfat
fosfoglukomutaz la glukoz-1-fosfata çevrilir
UDP-glukoz pirofosforilaz glukoz-1-fosfatı UTP ile
birleştirerek UDP-glukoz(üridin difosfat glukoz)
oluşturur.
PENTOZ FOSFAT YOLUNUN REGÜLASYONU
Glucose 6-P DH regülatör enzimdir.
NADPHbu enzimin güçlü bir yarışmalı
inhibitörüdür.
Genellikle NADPH/NADP+ oranı öyle
yüksektir ki enzim inhibe olur.
Fakat, NADPH ihtiyacının artmasıyla,
bu oran azalır ve enzim aktivitesi
sitümüle edilir.
PENTOZ FOSFAT YOLUNUN REGÜLASYONU
PP yolunun nonoksidatif reaksiyonları
kolaylıkla reversibildir.
Ürün ve reaktanların konsantrasyonları
doku ve hücrelerin metabolik ihtiyacına
bağlı olarak değişebilir.
G-6-P DEHIDROGENAZ EKSIKLIĞI
Bir antimalarial drog olan primaquine
1926da kullanılmaya başlanmıştır.
Bazı hastalarda şiddetli semptomlar
oluşturduğu görülmüştür: • Sarılık
• Hb azalma
• RBClerde masif yıkılma
• Ölüm
G-6-P DEHIDROGENAZ EKSIKLIĞI
1956 da, indüklenen drogla ile indüklenen
hemolitik anemilerin temelinde primer
neden olarak RBClerde Glc6 P DHG
olduğu tespit edilmiştir.
Oksidatif ajanlar ağız yoluyla alındığında
peroksit veya ROS oluşturur.
Antimalarialler - pamaquine
Bakladan gelen purin glikozidler
G6PD eksikliği olan kişiler ROSla baş
edecek kadar GSH oluşturamazlar.
Proteinler «Heinz cisimcikleri» oluşturacak
şekilde birbiriyle çarpraz bağlar oluştururlar
ve nihayetinde hücreler yıkılır.
G6PD proteinin bilinen 300den fazla genetik varyantı vardır.
Dolayısıyla eksiklik durumunun çok sayıda değişik klinik varyantı vardır.
G6PD eksikliği X-bağlı resesif
Afrikan-Amerikan populasyonda yaklaşık10-14%
Beyaz ırkta Akdeniz çevresinde
Etkilene kişiler normalde anemik değildir. RBCler oksidan strese maruz kalana kadar semprom göstermezler.
Bazı droglar reaksiyonları ortaya
çıkarabilir: Antimalarial ilaçlar
Sulfonamid gibi antibiotikler
Aspirin ve nonsteroid antiinflamatuarlar (NSAIDs)
Nitrofurantoin
Quinidine
Quinine
G6PD EKSIKLIĞI (FAVISM)
G6PD eksiklii olanlar bakla yememelidir.
Eritrositlerde yoğun parçalanma=koyu
veya siyah idrar.
İlginç olarak Plasmodium falciparum
(malaria parasite) G6PD eksikliğinde
eritrositlerde büyüyemezler.
Parazitlerin (Plasmodium Falciparum)
hayatta kalması ve optimal büyümesi için,
GSH ve PPPnin diğer ara ürünlerine ihtiyaç
duyar.
Dolayısıyla, Glc 6-P dehydrogenase
eksikliği malarya için koruyucu etki gösterir.
Kaynaklar:
1. Richard A. Harvey, Pamela C. Champe: Lippincott’s Illustrated
Reviews Serisinden Biyokimya 3. baskı Çeviri editörü: Doç. Dr. Engin
Ulukaya. Nobel Tıp Kitabevi. 2007
2. David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Biyokimyanın ilkeleri
Çeviri editörü: Prof. Dr. Nedret Kılınç. Palme Yayıncılık. Ankara 2005.
3. Taner Onat, Kaya Emerk, Eser Y. Sözmen. İnsan biyokimyası Palme
yayıncılık, Ankara, 2002.
4. Rex Montgomery, Thomas W. Conway, Arthur A. Spector Biyokimya
olgu sunumlu yaklaşım. Çeviri editörü: Nilgün Altan Palme Yayıncılık.
Ankara, 2000.
5. Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor V. Rodwell
Harper biyokimya, Çeviri editörü: Nurten Dikmen, Tuncay Özgünen.
Nobel Tıp Kitabevi Ankara, 2004
6. Not: Sunumdaki bazı materyaller (bilgi, belge, resimleri, vs) internet ortamından alınmış olup
sadece eğitim amacıyla kullanılmaktadır.
Note: Some of the material above has been taken from the internet media and only used for
educational purposes.