Skip to main content

VİTAMİNLER

                                           Suda Çözünen Vitaminler:

9 tanedir. Pek çoğu ara metabolizma enzimlerinin koenzimlerinin öncüsüdür. Toksik değildirler, çok az miktarda depolanırlar. Gereğinden fazla alındığında idrarla atılırlar. Bu yüzden sürekli diyetle alınmaları gerekir.

1- Tiamin (vit.B1) : Biolojik olarak aktif formu tiamin pirofosfattır (TPP). Hata! Yer imi tanımlanmamış.-ketoasitlerin oksidatif dekarboksilasyonunda ve transketolaz reaksiyonlarında görev alır.

Piruvatın ve Hata! Yer imi tanımlanmamış.-ketoglutaratın oksidatif dekarboksilasyonu özellikle sinir sisteminde olmak üzere, pekçok hücrenin enerji metabolizmasında anahtar rol oynar. Tiamin eksikliğinde bu iki dehidrogenaz reaksiyonunun aktivitesi ile birlikte ATP üretimi azalır ve hücresel fonksiyonlar bozulur. Tanıda, eritrosit transketolaz aktivitesinin TPP eklenmesiyle artışı önemlidir.

 Beri-beri; İnfantil ve erişkin formu vardır. İnfantilde taşikardi, kusma, konvülsiyon ve tedavi edilmezse ölüm görülür. Erişkin tipte, cilt kuruluğu, irritabilite, kaslarda güç kaybı, düşünce bozuklıuğu ve progresif paralizi olur. İlerlerse kardiomegali ve kr.kalp yetmezliği gelişir.

Wernicke-Korsakoff sendromu: Gelişmiş ülkelerde tiamin eksikliği primer olarak kr. alkolizmle birlikte görülür ve diyetle yetersiz alıma veya barsaktan emilimin bozulmasına bağlıdır. Bazı alkoliklerde W-K sendromu gelişir, apati, hafıza kaybı ve göz kürelerinin ileri-geri hareketi ile karakterizedir.

Kaynakları, yağsız et, fasulye, fındık, balık ve tahıldır.

2- Riboflavin (vit.B2): Biolojik olarak aktif formları flavin mononükleotid (FMN) ve flavinadenindinükleotid (FAD) dir. Her ikisi de reversibl olarak 2 H+ atomu alabilir ve FMNH2 ile FADH2 oluşur. FMN ve FAD, bir substratın oksidasyonu veya redüksiyonunu katalizleyen flavoenzimlere sıkı bağlı olarak bulunur. Hata! Yer imi tanımlanmamış.-amino asit oksidaz, ksantin oksidaz, gliserol-3-P dehidrogenaz, süksinat dehid., açil coA dehid., piruvat dehid., Hata! Yer imi tanımlanmamış.-ketoglutarat dehid. ve NADH-dehid. reaksiyonlarında koenzim olarak görev yapar.

U.V. ışığı ile bozulur.

Eksikliği; Diğer vitamin eksiklikleriyle birlikte olur ama insanda önemli bir hastalığa yol açmaz. Eksiklik semptomları arasında, dematit, çeliozis ve glossit sayılabilir.

3- Niasin : Niasin veya nikotinik asit bir piridin türevidir. Biolojik olarak aktif koenzim formu NAD+ ve NADP+ dir. Nikotinamid de bir nikotinik a. türevidir. NAD ve NADP, oksidasyon-redüksiyon olaylarında, piridin halkasına bir hidrid iyonu alarak redükte olurlar (NADH ve NADPH).

İşlenmemiş tahıllar, süt ve et, karaciğerde bulunur. Az miktarda da triptofan metabolizmasından gelir.

Eksikliği; Pellegra meydana gelir. Cilt, g.i. trakt ve s.s.s. tutulur. 3D belirtisi olan dermatit, demans ve diare ortaya çıkar. Tedavi edilmezse ölümle sonuçlanabilir. B6 eksikliği, niasin eksikliğine de yol açabilir (izoniazid kullanımı ile) ve pellegra olabilir. Malign karsinoid sendromda, triptofan serotonin sentezi için kullanıldığından yine pellegra tablosu oluşur. Hartnup hast. da da benzer tablo görülür.

Niasin, tip IIb hiperlipoproteinemi tedavisinde de kullanılır. Adipoz dokuda lipolizi önler, serbest yağ a.leri azlır, karaciğerde triaçilgliserol sentezi azalır, dolayısıyla da VLDL ve LDL de azalır.

4- Biotin : Karboksilasyon reaksiyonlarında koenzim olarak aktive CO2 taşıyıcısıdır. Enzimlerin lizin bakiyelerine kovalen olarak bağlanır. Hemen tüm gıdalarda, özellikle karaciğer, süt ve yumurta sarısında bulunur. Diyetle yeteri kadar alınır.

Eksikliği: Diyetin yanı sıra, intestinal bakterilerce de sağlandığından eksikliği pek görülmez. Diyete çiğ yumurta akının eklenmesi eksikliğe yol açabilir, dermatit, glossit, iştahsızlık ve bulantı olur. Çiğ yumurtada bir glikoprotein olan avidin bulunur, biotine sıkı bağlanarak barsaktan emilimini engeller.

5- Pantotenik asit : coA’nın bileşenidir. coA açil gruplarını aktive tiyol esterleri halinde taşıyan bir tiyol grubu içerir. Pantotenik a. yağ asidi sentetaz, piruvat dehid. ve Hata! Yer imi tanımlanmamış.-ketoglutarat dehid.ın da bir bileşenidir. Yumurta, karaciğer ve mayada bulunur. İnsanda eksikliği pek görülmez.

PROFİRİNLER VE HEMOPROTEİNLER

                                                                              PORFİRİNLER VE HEMOPROTEİNLER

Porfirinler, Metal iyonlarını, sıklıkla Fe+2 veya Fe+3’ü bağlayan siklik bileşiklerdir. İnsanlarda en sık görülen metalloporfirin hemdir. Hem, hemoglobin, miyoglobin, sitokromlar, triptofan pirolaz ve katalazın prostetik grubudur. Hemoproteinlerin yapım ve yıkımı ile birlikte, ilgili porfirinler aynı anda sentezlenir ve yıkılır, bağlı demir iyonları da bu döngüye katılır. Hemoglobinin porfirin bileşeninin yapım ve yıkımı, vücudun azot dengesinde miktar olarak önemli yer tutar.

                 A)        Porfirinlerin Yapısı  :  Porfirinler, 4 tane pirrol halkasının metenil köprüleriyle bağlanmasıyla meydana gelen siklik moleküllerdir. Bu pirrol halkalarına farklı yan zincirler bağlanabilir, ör : üroporfirin, asetat ve propiyonat yan zincirleri taşır. Porfirinler, bu yan zincirlerine göre isimlendirilir ve sınıflandırılırlar.

Porfirin prekursoları, kimyasal olarak redükte form olan porfirinojenler şeklinde bulunurlar. Porfirinler renkli iken, porfirinojenler renksizdir.

Porfirinin sentez yolunun son ürünü hemdir. Hem, protoporfirin IX (ip III)’un tetrapirrol halkasının merkezinde bir ferröz (Fe+2) demir atamundan meydana gelir.

 B)        Porfirin Biyosentezi  :  Hem biosentezi başlıca karaciğer ve kemik iliğinin eritrosit üreten hücrelerinde meydana gelmektedir. İlk reaksiyon ile son üç reaksiyon mitokondride olurken, ara basamaklar sitozoldedir. Olgun eritrositlerde mitokondri olmadığından hem sentezi olası değildir.

Glisin + Süksilin COA

CO2

COA         -Aminoleuulinat sentez

-Aminolevülinik asit (ALA) (2 molekül ALA kondense olur)

2H2O     Ala dehidrataz

Porfobilinojen (4 molekül kondense olur)

4NH4   Üroporfirinojen I sentenaz

Üroprofirinojen III kosentetaz

Üroporfirinojen III

4CO2  dekarboksilaz

Koproporfirinojen III

2CO2    Oksidaz

Protoporfirinojen IX

Oksidaz

Protoporfinin IX

Fe+2

Ferroselataz

2H+

Hem

(Fe Protoporfinin IX)

 

1)         ALA Oluşumu; Porfirin molekülündeki tüm karbon ve azot atomları glisin ve süksinil COA’den sağlanır. Bu reaksiyonda koenzim olarak pridoksal fosfat kullanılır ve porfirin biosentezindeki hız kısıtlayıcı basamaktır. Hemdeki Fe+2’nin Fe+3’e okside olmasıyla oluşan hemin, ALA sentezi inhibe eder. Fenobarbital gibi ilaçların çok miktarda alınması, hepatik ALA sentez aktivitesini arttırır. Bu ilaçlar, mikrozomal sitokrom P450 mono-oksijenaz sistemi ile metabolize olduklarından, sitokrom P450 sentezi artar. Bu da hem tüketimini arttırır.

 

2)         Porfobilinojenin Oluşumu; İki tane ALA molekülünün dehidrasyonu ile olur. Ağır metal iyonları enzimi inhibe eder. Bu olay kurşun zehirlenmesinde görülen ALA artışı ve anemiden kısmen sorumludur.

 

3)         Üropofirinojen Oluşumu; 4 molekül porfobilinojen kondense olur. Halka kapanması ve izomerizasyon ile üroporfirinojen III meydana gelir.

 

4)         Hem Oluşumu; bir seri dekarboksilasyon ve oksidasyonla üroporfirinojen III, heme çevrilir.

 

C)        Porfiriyalar: Hem sentezindeki genetik, nadiren de akkiz defektler sonucnuda, porfirin veya porfirinin prekursorlarının birikimi ve atılımlarının artması ile karakterize hastalıklardır. Porfiriyalar, enzim defektinin eritrositlerde veya karaciğerlerde olmasına göre eritropoietik veya hepatik olabilir. Otozomal resesif olan konjenital eritopoietik porfiriya dışında, diğerleri otozomal dominant bozukluklardır.

 

1)         Akut İntermitten Porfiriya; Üroporfirinojen I sentetaz defekti vardır. Hepatik bir porfiriyadır. İdrarda Porfobilinojen ve    -amino levulinik asit birikir. Işıkta ve havayla temas edince idrar koyulaşır. Hastalar fotosensitif değildir. Nörolojik semptomlar ve akut karın ağrısı vardır.

 

2)         Konjenital Eritropoietik Porfiriya; ender görülür. Üroporfirinojen III kosentetaz defekti nedeniyle olur. İdrarda üroporfirinojen I ve koproporfirinojen I birikir ve atılır. Fotosensitivite, hemolitik anemi ve cilt lezyonları vardır.

NÜKLEOTİD METABOLİZMASI

                         Nükleotidlerin Yapısı:

Nükleotidler bir azotlu baz, bir pentoz monosakkarid ve 1-3 fosfat grubundan meydana gelir. Azotlu bazlar iki gruptur; pürinler ve primidinler.

Hem DNA hem RNA’daki pürin bazları aynıdır, adenin ve guanin. Primidin olarak ikisinde de sitozin bulunur, ama DNA’da timin bulunurken, RNA’da bunun yerine urasil vardır. Olağan dışı bazlar ise sadece bazı tip DNA ve RNA’larda bulunur, ör: virus DNA’sı veya t-RNA. ör: pseudourasil.

Bir baza bir pentoz şekerin eklenmesiyle bir nükleozid oluşur. A, G, S, T ve U’in ribonükleozidlerine adenozin, guanozin, sitidin, timidin ve üridin denir. Şeker 2-deoksiriboz ise bir deoksiribonükleozid oluşur, ör: deoksiadenozin. Primidin bazlarındaki atomlar 1-6, pürindekiler 1-9 arasında numaralandırılır. Pentozdaki karbonlar ise 1′-5′ şeklinde sıralanır.

 

                   De novo Pürin Nükleotid Sentezi:

Pürin halkasındaki atomlar çeşitli bileşikler tarafından sağlanır. A.a.ler (aspartik a.,glisin, glutamin), CO2 ve 2 tane tetrahidrofolat türevi (N10-formil-tetrahidrofolat). Pürin halkası, önceden varolan bir riboz-5-P’a, bu maddelerden verilen C ve N’ların bir dizi reaksiyonla  eklenmesiyle oluşturulur.

– 5-fosforibozil-1-pirofosfat sentezi: PRPP, ATP ve riboz-5-P’tan sentezlenir. Enzim riboz fosfat pirofosfokinaz (PRPP sentetaz)dır. Pi ile aktive, pürin nükleozid di ve trifosfatlarla da inhibe edilir. PRPP’nin şeker bakiyesi ribozdur. Nükleotid sentezi sırasında önce ribinükleotidler oluşur, sonradan redüklenerek deoksiribinükleotidlere çevrilirler. PRPP, primidin sentezi ve pürin ve primidin kurtarma reaksiyonlarında, nükleotid koenzim sentezinde de kullanılır.

– 5′-fosforibozilamin sentezi: 5′-fosforibozilamin PRPP ve glutaminden sentezlenir. Glutaminin amid grubu, PRPP’nin 1. C’na bağlı pirofosfatın yerine geçer. Enzim, glutamin:fosforibozil pirofosfat amidotransferazdır. Pürin 5′-nükleotidler AMP, GMP ve IMP (son ürün) ile inhibe edilir. Pürin nükleotid  biosentezinde hız kısıtlayıcı basamaktır. Reaksiyonun hızı, hücreiçi substrat konsantrasyonlarıyla da kontrol edilir (glutamin ve daha etkilisi PRPP).

– IMP sentezi: IMP, diğer pürin nükleotidlerin öncüsüdür. Arka arkaya 9 reaksiyonla IMP sentezlenir. Toplam 4 ATP (+ ilk 2 ATP=6) harcanır.

 

                    Pürin Sentezi İnhibitörleri: Bazıları, hızlı çoğalan mikroorganizmaların büyümesini engeller, ör:sülfonamidler. Folik a.in yapısal analogları da ör:metotreksat, farmakolojik ajan olarak kullanılır. Nükleotid ve dolayısıyla DNA-RNA sentezini bozarak kanser yayılımını önlerler. Spesifik pürin inhibitörleri de kullanılır, bunlar insan dokularına çok toksiktir. Tümör hücreleriyle birlikte, hızlı çoğalan normal dokulara da toksik etki yaparlar, ör:kemik ilği, cilt, g.i.traktüs veya saç follikülleri gibi.

6-merkaptopürin; antitümöral bir ilaçtır, de novo pürin inhibitörüdür. Metaboliti olan 6-merkaptopürin ribonükleotid, IMP’nin, GMP ve AMP’ye dönüşümünü önler. Amidotransferaz üzerine de negatif feed back etkisi vardır. Ksantin oksidaz için de bir substrattır, 6-tiyoürik a. oluşur, inhibitördür. Allopürinolle birlikte verilmesi etkiyi güçlendirir. 6-tiyoguaninin de etkisi benzer ţekildedir. Azatioprin, 6-merkaptopürine katabolize olur, organ naklinde immünolojik reddi baskılamak için kullanılır. Adenin arabinozid; antiviral ve antitümöral bir ajandır. Trifosfat formuna metabolize olduktan sonra DNA polimerazı inhibe eder. Azaserin; pürin halkası oluşumunda glutaminin amid grubu transferini, N3 ve N9 eklenmesini inhibe eder. IMP’den GMP, ayrıca UTP’den CTP oluşumunu önler. Enzimleri irreversibl olarak inhibe eder ve klinik kullanım için çok toksiktir.

 

– IMP’nin AMP ve GMP’ye dönüşmesi: AMP sentezinde enerji kaynağı GTP, GMP sentezinde de ATP’dir. Her iki yolda da ilk reaksiyon son ürün tarafından inhibe edilir. Bu sayede, IMP, daha az miktarlarda bulunan pürinlerin sentezine yöneltilir. AMP ve GMP yeterli miktarlardaysa, de novo pürin sentezi, amidotransferaz basamağında inhibe edilir. AMP sentezinde 1, GMP sentezinde 2 yüksek enerjili fosfat harcanır.

LİPİDLER

                   Diyetle Alınan Lipidlerin Metabolizması :

Lipidler, hidrofobik organik moleküllerden oluşan heterojen bir grup bileşiktir. Sulu ortamda çözünür olmadıklarından, vücut lipidleri ya kompartmanlar içinde (membran lipidleri ve adipozitlerdeki trigliserid damlacıkları) olarak bulunur, ya da plazmada lipoprotein şeklinde proteinle birleştirilerek taşınırlar.

                 Sindirim, Emilim, Sekresyon ve Kullanım :

Diyetteki yağların %90’dan fazlası triaçilgliseroldür. Geri kalanı da kolesterol, kolesterol esteri, fosfolipidler ve serbest yağ asitleridir. Bir esensiyal yağ asiti olan linoleik asit de az miktarlarda diyetle alınmaktadır.

                  Lipidlerin sindirimi:

 Mide: Lipid sindirimi midede başlar. Dilin arkasında bulunan bezlerden köken aldığı düşünülen bir aside dayanıklı lipaz (lingual lipaz) sindirimi başlatır. Ancak henüz emülsifikasyon olamadığından sindirim yavaştır. Kısa ve orta zincirli yağ a. içeren triaçilgliseroller ise ayrı bir gastrik lipaz ile yıkılırlar. Bu enzim nötral pH’da çalıştığından özellikle bebeklerde etkilidir, sütteki lipidlerin sindirimini sağlar. Erişkinde genel olarak, diyet lipidlerinin ağız veya midede pek değişikliğe uğramadan barsağa geçtiği söylenir.

İnce Barsak : Duodenumda emülsifikasyon olur. Emülsifikasyon lipid damlacıklarının yüzey alanını arttırarak, sindirim enzimlerinin daha kolay etki etmelerini sağlar. Emülsifikasyon iki mekanizma ile sağlanır: 1) Safra tuzlarının deterjan etkisi  2) Peristaltizme bağlı mekanik karıştırma.

Safra tuzları kolesterol türevidir ve bir sterol halkasına eklenmiş bir glisin veya taurin molekülünden oluşur. Bu emülsifiye edici ajanlar, hem lipid partikülleri hem de bunları çevreleyen sıvı ortamla etkileşime girer ve partiküller küçüldükçe onları stabilize ederek kümeleşmelerini önlerler.

Barsaktaki sindirim sekresyonları hormonlar tarafından kontrol edilen pankreatik enzimler tarafından sağlanır. Barsağa giren lipidler ve kısmen sindirilmiş proteinlere yanıt olarak, jejunum ve alt duodenumdaki mukoza hücreleri bir peptid hormon olan kolesistokinin (pankreozimin) salgılarlar. Bu hormon safra kesesinden safra ve pankreasın ekzokrin hücrelerinden zimojen granüller salınmasına yol açar. Gastrik motiliteyi de azaltır.

Gastrik HCl’in barsağa gelmesi de, barsak hücrelerinden sekretin salgısına yol açar. Sekretin pankreastan bikarbonattan zengin sıvı salgılanmasını sağlayarak, barsak içeriğinin pH’sını nötralize eder ve enzimler için uygun pH sağlar.

Triaçilgliserol yıkılımı:  Barsak mukoza hücreleri tarafından emilemeyecek kadar büyük moleküllerdir. Bir esteraz olan pankreatik lipazın etkisiyle 1. ve 3. karbonlardaki yağ a.leri ayrılır ve 2-monoaçilgliserol ve serbest yağ a.lerinden oluşan bir karışım elde edilir. Pankreastan salınan bir protein olan kolipaz ise bu lipazı stabilize eder.

Kolesteril ester yıkılımı: Pankretik kolesteril ester hidrolaz (kolesterol hidrolaz) ile serbest kolesterol + serbest yağ a.leri ortaya çıkar.

Fosfolipid yıkılımı: Fosfolipaz A2, fosfolipidin 2. karbonundaki yağ a.ni ayırır, lizofosfolipid + serbest yağ a. ortaya çıkar. 1. karbondaki yağ a.i ise lizofosfolipaz tarafından ayrılır ve bir gliserilfosforilbaz kalır.

               Lipidlerin İntestinal Mukozal Hücrelerce Emilimi: Jejunumda lipid yıkılımının başlıca ürünleri serbest yağ a.leri, serbest kolesterol ve 2-monoaçilgliseroldür. Bunlar safra tuzları ile birleşerek misel oluştururlar. Lipid emiliminin primer yeri barsak mukoza hücrelerinin fırçamsı kenar membranlarıdır. Miseller buradan bir sıvı tabakasını geçerek emilirler. Kısa ve orta zincirli yağ a.leri ise misel oluţturmadan direkt emilirler.

                  İntestinal Mukoza Hücrelerinde Triaçilgliserol ve Kolesterol Esterlerinin Yeniden Sentezi: Yağ a.leri yağ açil coA sentetaz ile aktive edilirler. Mukoza hücrelerince emilen 2-monoaçilgliseroller, yağ açil coA türevleri ile birleştirilerek triaçilgliserole çevrilirler. Enzim bir açil transferaz ailesidir.

KARBONHİDRATLAR

Karbonhidratların Yapısı:

Karbonhidratlar, polihidroksi aldehidler, polihidroksi ketonlar veya bunlara hidroliz olabilen bileşikler olarak tanımlanabilirler. Bilinen formülleri (CH2O)n şeklindedir.

Sınıflandırma: A) Monosakkaridler: Basit ţekerlerdir ve içerdikleri karbon atomuna göre isimlendirilirler.

Jenerik ismi                        Örnek

3 karbonlu:triozlar                gliseraldehit

5     ”        :pentozlar                  riboz

6     ”        :hekzozlar                gluko

B) Aldozlar ve Ketozlar: Fonksiyonel grup olarak bir aldehid içeren monosakkaridlere aldozlar, keton grubu içerenlere de ketozlar denir. ör:gliseraldehid ve glukoz bir aldoz, dihidroksiaseton ve fruktoz ise ketozdur.

C) Glikozidler: Monosakkaridler, glikozid bağlarıyla bağlanarak daha büyük yapılar oluştururlar. İki monosakkarid içeren yapıya disakkarid denir. ör: laktoz (galaktoz + glukoz), maltoz ( glukoz + glukoz), sukroz (glukoz + fruktoz). 3-12 monosakkarid ünitesi içerenlere oligosakkarid ,ör: glikoproteinlerde bulunur, 12’den fazla monosakkarid içerenlere de polisakkarid  denir, ör: glikojen (homopolisakkarid) ve glikozaminoglikanlar (heteropolisakkarid).

 

Monosakkaridlerin yapısı:

 

Aynı kimyasal formüle sahip olan monosakkaridlere izomer denir. ör: fruktoz, glukoz, mannoz ve galaktoz birbirlerinin izomerleridirler. Eğer, tek bir spesifik karbon atomu (karbonil karbonu dışında) etrafında farklı konfigürasyonlara sahip iki monosakkarid varsa, bunlara epimer denir. ör: glukoz ve galaktoz 4. karbon , glukoz ve mannoz 2. karbon epimerleridir. Bunlar aynı zamanda birbirlerinin izomerleridirler.

 

İzomerlerin özel bir tipi, birbirinin ayna hayali olan enantiomerlerdir. Bunlar D- ve L- olarak gösterilirler. İnsanda en çok D-şekerler bulunur.

 

Monosakkaridler ortamda çoğunlukla halka formunda bulunurlar. Aldehid veya keton grubu, aynı şeker üzerinde bir alkol grubuyla reaksiyona girerek hemiasetal veya hemiketal halkası oluşturur. Bu halkaların oluşması ile meydana gelen yeni izomerler a ve b olarak gösterilir. Çözelti içinde bu siklik  a ve b anomerler denge halindedir. Dengeye ulaşana kadar gösterdikleri değişime mutarotasyon denir.

 

Karbonhidratlar (anomerik karbon dışında da) asimetrik karbon taşıdıklarından optik olarak aktiftirler. Polarize ışığı sağa çevirirlerse d veya +, sola çevirirlerse l veya – eki getirilir.

 

Şekerlerin Redükleyici Özelliği:

 

Anomerik karbondaki (karbonil grubu) oksijen serbestse bu redükleyici bir şekerdir. Kendisi okside olup, diğer maddeyi redükler.

 

Oksidasyon-Redüksiyon Reaksiyonları:

 

6.karbondaki CH2OH grubunun oksidasyonu ile bir -uronik asit meydana gelir, ör: glukoz, glukuronik asite , galaktoz galakturonik asite çevrilir. Her ikisi de glukozaminoglikanların başlıca bileşenidir. Karbonil karbonunun (aldehid veya keton grubu) redüksiyonu ile de yeni bir alkol grubu olusur, bu bilesiklere polioller denir, ör: glukozdan sorbitol oluşur. Hidroksil gruplarının redüksiyonu ile de deoksi sekerler olusur, ör: riboz-deoksiriboz.

 

Glikozid Bağı:

 

Karbonhidratlar, karbonhidrat olmayan yapılarla da glikozid bağları ile bağlanarak kompleks karbonhidratlar oluştururlar. Eğer şekerin bağlandığı grup bir alkolse (-OH) O-glikozid, -NH2 ise N-glikozid denir. Şeker-şeker arası kurulan bağlar daima O-glikoziddir. Anomerik karbonu glikozid bağına katılan bir şeker redükleyici değildir. ör: laktoz, b- galaktozun 1.,glukozun 4.karbonu arasında kurulan b (1®4) glikozid bağıyla meydana gelir. Glukozun anomerik (1.) karbonu boşta olduğundan laktoz redükleyicidir. Sukroz, glukozun 1.,fruktozun 2.karbonu arasındaki bağ ile meydana getirilir, fruktozun anomerik (2.) karbonu boşta olmadığından redükleyici değildir.Maltozda bağ, iki glukozun 1. ve 4. karbonları arasındadır, redükleyicidir.

 

Önemli Polisakkaridler:

 

 Amiloz; a-D-glukoz birimlerinden oluţan, a(1,4)- glikozid bağları içeren lineer dallanmamış bir polimerdir.

Amilopektin; dallanmıţ bir a-D-glukoz  polimeridir. a(1,4) ve dallanma noktalarında a(1,6) bağları içerir.

 Niţasta; ikisinin karışımıdır,bitkilerdeki glukozun depo formudur.

 Glikojen; hayvanlardaki glukozun depo formudur. Amilopektinin çok dallanmış bir şeklidir,her 8-10 glukoz bakiyesinde  a(1,6) dallanma noktaları vardır

     Sellüloz; b(1,4) ile bağlı D-glukoz birimlerinden oluşur, lineerdir. Bitkilerde bulunan yapısal bir polisakkariddir. İnsandaki enzim                  sistemleri tarafından hidroliz edilemez.

 

HORMONLAR

Hormonlar, endokrin sistemdeki kimyasal habercilerdir.

Sınıflandırma: Yapılarına göre 3’e ayrılırlar.

1- Peptid-protein yapılı olanlar: Glikoprotein hormonlar; hipotalamus, hipofiz ve pankreas hormonları.

2- Steroid yapılı olanlar: Adrenal korteks ve gonad hormonları.

3- Amino asit türevi olanlar: Tiroid ve adrenal medulla hormonları.

Hormonların hepsi kana, buradan da etkinini görüleceği hedef hücreye gider. Hormonların hücrede etki gösterebilmesi için spesifik moleküllere bağlanmaları gerekir, bunlara reseptör denir. Reseptörler makromoleküllerdir ve genellikle glikoprotein yapısındadırlar.

Etki Mekanizmaları:

1- Hücre zarı üzerinde bir reseptöre bağlanıp, membrana bağımlı adenilat siklazı aktive ederek.

2- Hücre zarı üzerinde bir reseptöre bağlanıp, henüz açıklanamamış mekanizmalarla hücreye sinyal ileterek.

3- Hücre içi reseptörlere bağlanarak. Hormon-reseptör kompleksi, modüle edici gen ekspresyonunu ve yanıt ortaya çıkmasını sağlar. İlk hormon-reseptör etkileşimi sitozolde olup, nukleusa nakledilebilir veya direkt nukleus içinde olabilir.

Peptid-protein yapılı hormonların ve katekolaminlerin reseptörleri hücre yüzeyinde, lipid yapılıların hücre içinde, tiroid hormonlarının ise nukleusta bulunur.

 

1- Protein ve peptid yapılı hormonlar ile katekolaminlerin reseptörü hücre yüzeyindedir. 1. haberci hormondur. 2. haberciler ise, cAMP, cGMP, Ca ve fosfatidilinozitol yıkım ürünleri (inozitol 1,4,5-trifosfat ve diaçilgliserol) olabilir.

Tirozin protein kinazlar, insülin ve diğer büyüme faktörlerinin reseptöre bağlanmasıyla aktive olurlar ve adenilat siklaz ve protein kinaza benzer şekilde etki ederler. Onkogenlerin ve onkovirusların etkilerinin de böyle olduğu sanılmaktadır.

cGMP, görme olayında 2.habercidir. Guanilat siklaz ve cGMP hücrelerin çoğunda vardır ama cAMP’ den daha azdır.

              cAMP: Adenilat siklaz, ATP’den, cAMP ve PPi oluşumunu katalizler. Enzim büyük bir integral zar proteinidir ve reseptöre G-proteini aracılığıyla bağlıdır. G-proteini, guanin nükleotidleri bağlar. 2 formda bulunur, GTP bağlamışsa adenilat siklaz aktive olur, GDP bağlamışsa olmaz. Normalde GDP bağlıdır, hormon-reseptör kompleksinin oluşmasıyla GTP’ye çevrilir. Geri dönüşü GTPaz ile mümkündür. (Kolera toksini GTPazı inhibe eder.)

Aktive adenilat siklaz hücre içi cAMP’yi arttırır. (cAMP’nin parçalanması, siklik nükleotid fosfodiesteraz ile olur, metilli ksantinler, kafein ve teofilin bu enzimi inhibe eder.) cAMP hücre içinde kendisine spesifik protein kinazı aktive eder. Bu da spesifik hücresel proteinleri fosforiller. Bu kovalen modifikasyondur.

Etkinin sona ermesi ya G proteininin bağlandığı GTP’nin GTPaz ile GDP’ye çevrilmesi ya da cAMP’nin fosfodiesteraz ile parçalanmasıyla olur.

2. haberci olarak cAMP’yi kullananlar:

ACTH, anjiotensin II, ADH, FSH, hCG, lipotropin, LH, MSH, TSH, PTH, opioidler, asetilkolin, glukagon, a2- adrenerjik katekolaminler, CRH, kalsitonin, somatostatin, b- adrenerjik katekolaminler.

               cGMP : Aynı cAMP gibi oluşur. Guanilat siklazın kataliziyle GTP’den meydana gelir. Atriopeptidler, membrana bağımlı g.siklazı aktive ederek cGMP oluştururlar. cGMP, görme olayında da 2.habercidir. Nitrik oksitin de 2. habercisidir. Guanilat siklaz ve cGMP hücrelerin çoğunda vardır ama cAMP’ den daha azdır.

               İnozitol trifosfat (IP3) : Hücre zarında bulunan fosfatidil inozitol 4,5 difosfat, fosfolipaz C ile parçalanır ve diaçilgliserol ile IP3 oluşur.Her ikisi de 2.habercidir.

IP3’ün cAMP’den farkı, direkt enzim aktivasyonu yapmamasıdır. Hücre içi Ca konsantrasyonunu arttırır. ER’dan depo Ca, sitozole salınır. Ca-kalmodulin kompleksi oluşur, bu bir protein kinazı aktive eder. Bu da fosforilasyon yapar. Hem cAMP hem IP3 birlikte de kullanılabilir.

Etkinin sona ermesi için IP3 fosfomonoesteraz ile parçalanır.

                Ca : Hücrelerde hormon etkisinde 2.habercilik yapar.Ya direkt ya da IP3 üzerinden olabilir. Sonuçta yine kalmoduline bağlanır, protein kinaz aktive olur ve fosforilasyon olur. Etkinin sona ermesi için ya Ca bağlı hale geçer ya da dışarı pompalanır.

ENZİMLER

Vücuttaki hemen hemen tüm reaksiyonlar, kendileri hh.bir değişikliğe uğramadan (harcanmadan) reaksiyon hızını arttıran enzimler tarafından yönlendirilir. Enzimler reaktanları (yani substratları) gerekli ara yollara kanalize ederek tüm metabolik olayları idare ederler.

                Genel Özellikler  :

1)         Reaksiyon boyunca ne harcanır ne de üretirler.

2)         Protein yapısındadırlar. Ancak bazı RNA sistemleri de enzim gibi hareket ederek, fosfo diester bağlarının yıkımını ve sentezini katalizler. Katalitik aktivitesi olan bu RNA’lara ribozimler denir.

3)         Reaksiyonları başlatmazlar, ancak hızlandırırlar. Her saniyede 100-1000 substratı ürüne çevirirler. 1 sn.de bir enzim molekülü başına ürüne çevrilen substrat molekülü sayısına tumover sayısı denir. Diğer bir deyişle katalizledikleri reaksiyonun denge sabitlerini değiştirmezler.

4)         Oldukça spesifiktirler, bir veya birkaç spesifik substratla etkileşime girer ve sadece bir tip kimyasal reaksiyonu katalizler.

5)         Enzim molekülleri aktif bölge denilen özel bir cep ya da girintiye sahiptir. Bu bölge substrata komplementer olan a.asit yan zincirlerini içerir. Aktif bölge substratı bağlar ve enzim-substrat kompleksi oluşur.

6)         Enzim basit bir protein ise aktivite için kendi doğal konformasyonu yeterlidir. Eğer konjuge bir protein ise, aktivite hem protein konformasyonuna hem de kofaktörlerin varlığına dayanır.

Apoenzim + kofaktör = holoenzim.

 

Başlıca kofaktörler metaliyonları (Zn2, Fe2) ve koenzim denilen ve çoğunlukla vitamin türevleri (NAD+, FAD, Ko A) olan moleküllerdir. Bazı enzim sistemlerinde enzim sıkı bağlanan ve ayrılmayan bir koenzim olabilir, buna prostetik grup denir. Ör : karboksilazların biotini.

 

7)         enzim aktivitesi regüle edilebilir yani aktive veya inhibe edilebilir. Böylece ürün oluşum hızı hücrenin ihtiyaçlarına göre ayarlanmış olur.

 

8)         Enzimlerin çoğu hücre içinde spesifik organellerde lokalize olmuştur. Bu sayede, reaksiyon substratı veya ürünleri diğer reaksiyonlardan izole edilmiş, reaksiyon için uygun bir ortam hazırlanmış olur. Hücrede bulunan enzimler hücrenin aynı zamanda fonksiyonunu da belirlerler.

Enzim Aktivitesi Birimi (IU)  : Optimal koşullarda 25°C’ta dk.da 1    mol substratın dönüşümünü sağlayan enzim miktarıdır.

 

Spesifik Aktivite : (IU/mg) mg.enzim proteini başına gelen enzim ünitesidir.

 

Enzimlerin İsimlendirilmesi ve Sınıflandırılması  :

 

  1. Oksidoredüktazlar  :  Oksidasyon ve redüksiyon olayları. Ör : laktat dehidrogenaz.

 

  1. Transferazlar  :  Fonksiyonel grupların (ör : amino veya fosfat grupları) transferini yapar. Ör: transaminazlar, ALT, AST.

 

  1. Hidrolazlar  :  Su ekleyerek bir substratın hidrolizini katalizler. Ör: üreaz, asetilkolinesteraz.

 

  1. Liyazlar  :  Geriye çifte bağ bırakarak C-C, C-S, C-N bağlarına etki ederler. Ör : aldolaz, fumaraz,

 

  1. İzomerazlar  :  Optik ve geometrik izomerlerin birbirine dönüşümünü katalizler. Ör : rasemaz, epimeraz.

 

  1. Ligazlar  :  Yüksek enerjili fosfat hidrolizi ile (ATP9 iki molekülün birleşmesini katalizler. Ör : piruvat karboksilaz.

 

Enzim Katalizinin Mekanizması  :

 

Bir reaksiyonun başında substratın sahip olduğu serbest enerji başlangıç durumunu gösterir. Bir kimyasal reaksiyon ve ürün oluşumu ancak, belli miktarda substratın yeterince enerji kazandığı geçiş durumuna ulaşıldığında meydana gelir. Ortamda enzim yoksa sadece az miktarda substrat molekülü bu geçiş durumuna ulaşabilir. Enzimler, bu geçiş durumuna ulaşmayı sağlayan aktivasyon enerjisini düşürerek, reaksiyonu hızlandırırlar. Enzim reaktanların ve ürünlerin serbest enerjilerini değiştirmez dolayısıyla reaksiyon eşitliğine de etki etmez.

 

Enzim katalizinin önemli bir yönü de spesifikliktir. Bir enzim spesifikliği, a) Substrat veya ürünün fonksiyonel grupları b) Enzimin ve kofaktörlerinin fonksiyonel grupları c) Çeşitli fonksiyonel grupların fiziksel yakınlığı ile belirlenir. Enzim katalizinin spesifikliğini açıklamak üzere 2 teori ileri sürülmüştür.

ELEKTRON TRANSPORT ZİNCİRİ VE OKSİDATİF FOSFORİLASYON

 

 

                   ATP:          Büyük (+)DG’leri olan reaksiyonların gerçekleşmesi için ör:iyonların hücre zarında konsantrasyon gradientine karşı taşınmaları gibi büyük (-)DG’si olan diğer bir reaksiyon gerekir ör: ATP hidrolize (DG serbest enerji değişimidir.(-) ise net enerji kaybını gösterir, reaksiyon ekzergoniktir spontan olarak. (+) ise net enerji kazancı vardır endergoniktir. Reaksiyonun yürümesi için sisteme enerji eklenmelidir)

Canlı organizmalarda ATP, ekzergonik ve endergonik reaksiyonlarını birbirine bağlıyarak en önemli enerji taşıyıcısı olarak işlev yapar.

ATP yüksek enerjili bir fosfat bileşiğidir.Çünkü hidroliziyle büyük bir (-) serbest enerji açığa çıkar. ATP dışında enerji taşıyan diğer fosfatlı bileşikler de vardır.

Çok yüksek enerjili fosfat bileşikleri şöyle sıralanabilir:

PEP > karbamoil-P >1,3 BPG > fosfokreatin > asetilfosfat > asetil koA > SAM > ATP

Düşük enerjili fosfat bileşikleri ise:

ADP> Glu-1-P > fruktoz-6-P > AMP > glukoz 6-P > gliserol-3-P > triaçilgliserol > glutatyon

 

ELEKTRON TRANSPORT ZİNCİRİ:

Aerobik hücrelerde mitokondriyal elektron transport zincirinin fonksiyonu, mitokondride gerçekleţen SAS, b-oksidasyon ve diğer yıkım yollarındaki dehidrogenazlar tarafından redüklenen koenzimleri (NAD, coQ, FAD) yeniden okside etmektir. Son e- alıcısı ise oksijendir. Bu elektronlar, özel koenzimlere ( NAD ve FAD) nakledilir ve redükte yüksek enerjili koenzimler ( NADH ve FADH2) oluşur. Bunlar da daha sonra e- çiftlerini özel e- taşıyıcılarına verirler. e- lar ETZ’de ilerledikçe  serbest enerjilerini yitirirler. Bu olay ATP sentezi ile birlikte yürür ve enerjinin bir kısmı ATP şeklinde tutulur ki bu olayın tamamına oksidatif fosforilasyon (e- transportuna bağımlı fosforilasyon) denir. Geri kalanı da ısı şeklinde salınır. Oksidatif fosforilasyon aerobik hücrelerde başlıca enerji kaynağıdır.

 

                ETZ’nin Lokalizasyonu: İç mitokondri zarında yerleşmiştir. ETZ ve oksidatif fosforilasyon, mitokondri içeren tüm vücut hücrelerinde birlikte yürür. Dış mitokondri zarı özel porlar içerir ve pekçok iyon ve küçük moleküller buradan geçebilir.

İç mitokondri zarı ise küçük iyonları, H+, Na ve K gibi ve ATP, ADP, piruvat, süksinat, a-ketoglutarat, sitrat ve malat gibi diğer küçük metabolitleri geçirmez, özel taşıyıcı sistemler gerekir. Serbest geçenler, O2, CO2, su, NH3 ve monokarboksilik asitler olan asetoasetik, asetik ve 3-OH-bütirik asitlerdir. İç mitokondri zarı genellikle içerik olarak proteinden zengindir ve ETZ ve oksidatif fosforilasyon ile direkt iliţkidedir.

ATP sentetaz kompleksleri, iç mitokondri zarının iç yüzeyine yapışıktır ve mitokondriyal matrikse doğru uzanırlar.

Mitokondri matriksi piruvat, amino asit, yağ asiti oksidasyonu ve SAS enzimlerini içerir. Üre ve hem sentezi de kısmen matrikste olur. Ayrıca NAD, FAD ve ATP üretmek üzere kullanılan ADP ve Pi de burada bulunur. Tek istisna iç zarda bulunan süksinat dehidrogenazdır.

 

              ETZ’nin Organizasyonu:  İç mitokondri zarı 5 ayrı enzim komplesi içerir, I-V. I-IV. kompleksler ETZ’nin bir kısmını oluştururken, V. kompleks ATP sentezini katalizler. Her bir kompleks e- alır ve daha mobil e- taşıyıcılarına verir, coQ ve sitokrom c gibi. ETZ’nin her taşıyıcısı, bir e- vericisinden e- alır ve zincirdeki bir sonraki taşıyıcıya verir, sonuçta e-lar, O2 ve protonla kombine edilerek su meydana getirilir. ETZ’nin bu şekilde O2’ye ihtiyaç duyması nedeniyle respiratuar zincir adı da verilir ve vücudun kullandığı O2’nin büyük kısmını karşılar.

 

Reaksiyonlar:    

AMİNO ASİTLER ve PROTEİNLER

I. Amino Asitler:

Proteinler, DNA tarafından kodlanan 20 farklı a-amino asitten meydana gelen, lineer ve dallanmamış polimerlerdir. Proteinlerin enzimatik kataliz, hormonal regülasyon, transport ve depolama, kontraksiyon, deri ve kemiklerin yapıtaşını oluşturma ve immün savunma gibi çok önemli fonksiyonları vardır.

Amino asitler, proteinlerin monomerik birimleri veya yapıtaşlarıdır ve özel bir tip kovalen bağ olan peptid bağlarıyla birbirlerine bağlanırlar. Doğada 300’den fazla amino asit tanımlanmış olmasına rağmen, memeli proteinlerinin yapısında sadece 20 tanesi bulunur. Prolin dışındaki her bir amino asitin a-karbon atomuna bağlı bir karboksil, bir amino ve bir de belirleyici yan zincir grubu (R grubu) bulunur. Prolin ise siklik bir yapıya sahiptir ve amino grubu yerine imino grubu taşır. Proteinlerde DNA tarafından kodlanmayan birkaç amino asit bulunabilir. Bunlar, 20 temel amino asitin türevleridirler, 4-hidroksi prolin, 5-hidroksi lizin, e-N-metil lizin, 3-metil histidin, g-karboksi glutamat, dezmozin ve izodezmozin gibi.

Proteinlerde karboksil ve amino grupları peptid bağının yapısına girdiklerinden, kimyasal reaksiyonlara katılmazlar. Bu nedenle, bir amino asitin, bir proteinin yapısında oynadığı rol yan zincirin özelliklerine göre belirlenir ve sınıflandırma da yine buna göre yapılır:

A) Nonpolar Yan Zincirliler:

          Glisin(Gly), En küçük amino asittir ve yan zincir olarak bir H atomu taşır. Optik olarak aktif olmayan tek a-amino asittir. Kollajenin yapısında bulunur, kreatin, glutatyon, porfirinler ve pürinlerin biosentezi ile k.c.de konjugasyon ve detoksifikasyonda kullanılır.

           Alanin(Ala), Yan zincir olarak hidrofobik bir metil grubu taşır. Dolaşımda amonyak taşır.

            Valin, Lözin, İzolözin(Val, Leu, Ile), Dallı zincirli alifatik amino asitlerdir. Nonpolar R grupları vardır ve hidrofobik interaksiyonlara katılırlar. İzolösinin 2 asimetrik karbonu ve 4 izomeri vardır.

            Fenilalanin(Phe), R grubunda planar bir hidrofobik fenil halkası bulunur. Tirozin ve triptofanla birlikte aromatik amino asitlerdendir. Bu nedenle U.V. ışığını absorbe eder. Bu özellik bir solüsyondaki protein konsantrasyonunun ölçümünde kullanılır.

          Triptofan(Trp), Yapısında bir indol halkası bulunur. Bu indol grubu 280 nm.de U.V. ışığını absorbe eder, bundan yararlanılarak spektrofotometrik olarak protein konsantrasyonu ölçülebilir. Bu amino asit, serotonin, melatonin ve nikotinamidin prekursorudur.

            Metiyonin(Met), R grubunda, kükürde bağlı bir metil grubu taşır. Transmetilasyon reaksiyonlarında S-adenozil metiyonin şeklinde metil grubu vericisidir.ör. epinefrin, kreatin ve melatonin sentezinde. Vücuttaki kükürt içeren bileţiklerin hemen hepsi metiyoninden türer.

            Prolin(Pro), Amino grubu yerine imino grubu taşır. Rotasyonu engelleyen rijid bir halka yapısı vardır, bu nedenle polipeptid zincirlerinde katlanmayı zorlaştırır. Kollajenin yapısında bulunur.

B) Polar Asidik Yan Zincirliler: (Dikarboksilik asitler, iki tane karboksil grubu taşırlar)

           Aspartik asit(Asp), pH=7 de iyonize haldedir. Anyonik formuna aspartat denir.Aspartatın yapısında bulunan anyonik karboksilat (COO ) grupları, suda çözünen proteinlerin yüzeyinde bulunur. Üre sentezi, transaminasyon, pürin ve primidin sentezine katılır.

           Glutamik asit(Glu), Fizyolojik pH’da iyonize haldedir. Anyonik formuna glutamat denir. Amonyak metabolizmasında önemli yeri vardır.

C) Polar Bazik Yan Zincirliler:

          Lizin(Lys), Kuvvetli baziktir. Asidik amino asitlerin negatif yüklü gruplarıyla iyonik bağlar oluşturur. Kollajenin yapısında hidroksillenmiş olarak bulunur.

            Histidin(His), Zayıf baziktir. Aromatik bir a.a.tir. Bir proteinin yapısına girdiğinde iyonik çevrenin özelliğine göre pozitif yüklenebilir, bu özellik miyoglobinin fonksiyonunda önemlidir. His, b-karbonunda bir imidazol grubu taşır. Bu grup, asit-baz regülasyonunda tamponlamada önem taşır.ör. Hb’de olduğu gibi. Histidinin dekarboksilasyonuyla histamin oluţur.