Biyokimyafull ozetnot-1

DrTus.com 1
ilk vet tek tus portalı

BĐYOKĐMYA ÖZET NOTLAR
SUBSELLÜLER FRAKSĐYONLARIN ENZĐM MARKIRLARI
Fraksiyon Enzim Fonksiyon
5’ nükleotidaz pürin nükleotid katabolizması
Plazma membranı
Na+, K+-ATPase Membran polarizasyonu
DNA polimeraz DNA replikasyonu
Nukleus
RNA polimeraz DNA transkripsiyonu
Glukoz-6-fosfataz Glukoneogenez
Endoplazmik retikulum
Sitokrom b5 redüktaz Yağ asiti desatürasyonu
Galaktozil transferaz Protein glikozilasyonu
Golgi
Mannosidaz
Asit fosfataz Nükleotid yıkımı
Lizozom
β-glukronidaz Polisakkarid yıkımı
Süksinat dehidrogenaz TCA siklusu
Sitokrom c oksidaz Elektron transport zinciri
Mitokondri
Oligomisin duyarlı ATPase Oksidatif fosforilasyon
Glutamat dehidrogenaz Oksidatif deaminasyon
Katalaz H2O2 yıkımı
Peroksizom
Ürat oksidaz ürat yıkımı
Laktat dehidrogenaz Glikoliz
Sitozol Glukoz-6-fosfat Dehidrogenaz
Pentoz fosfat yolu

PLAZMA MEMBRANI
. • Zar trilaminar bir yapı gösterir.
. • Membranlar asimetriktir. Bu özellik lipidlerde olduğu kadar proteinlerde de izlenir.
. • Günümüzde membran yapısı “sıvı mozaik model” le açıklanmaktadır

.1. Lipidler
. • Hücre zarında en fazla fosfolipidler yer alır
. • Fosfolipidler içinde en fazla fosfatidil kolin yer alır.
. • Kolesterol genellikle membranlarda dışta içten fazladır.
. • TAG’ler (enerji deposu) ve kolesterol esterleri (kolesterol depo şekli) hiçbir zaman zar
yapısına girmezler.
2. 2. ProteinlerProteinler 2 şekilte zara yerleşir.

a) Membran yüzeyi ile gevşek bağlanan “periferal proteinler” (hemen her zaman enzim olarak
görev alırlar).

b) Lipid tabakaya gömülü olan ”internal proteinler”.

• Zardaki taşıyıcılar, kanal sistemleri gibi fonksiyonel gruplar proteinlerden oluşur.

3. Karbonhidratlar
. • Karbonhidratlar zar yapısında hemen her zaman lipidlerle veya proteinlerle

Tusdata Tus Kampı Özet Notları 1

DrTus.com 2

kompleks yapmış şekillerde yer alırlar (Protein ve lipid yapılar ise serbest formdadır).
. • Çoğu negatif yüklü olan bu maddeler hücre yüzeyini negatif yaparak diğer negatif yüklü
cisimleri hücreden uzaklaştırır.
. • Bazı hücreleri glikokaliksleri diğer hücrelerinkine tutunarak hücreleri bağlar.
. • Bazı karbonhidratlar reseptör gibi davranır
. • Bazılarıda immün reaksiyonlara katılırlar.
. • Hücre içindeki diğer zarlar da tamamen aynı olmamakla beraber plazma membranına
benzemektedir

Zar akışkanlığını etkileyen faktörler:
1. 1. Yağ asidi zincir uzunluğu ile akışkanlık ters orantılıdır
2. 2. Yağ asidi doymamışlık derecesi ile akışkanlık doğru orantılıdır
3. 3. Kolesterol miktarı ile akışkanlık ters orantılıdır
4. 4. Sıcaklık ile akışkanlık doğru orantılıdır

Hücre Đçi ve Dışı Sıvı
1. 1. Hücre içi sıvı (ĐCF): Total suyun 2/3’ünü oluşturur.
2. 2. Hücre dışı sıvı: Bu bölüm total suyun 1/3’lük kısmını kapsar ve hücreler arası alan ve
plazmada yer alır.

Madde Hücre dışı sıvı Hücre içi sıvı
Na+ 140 mmol/l 10 mmol/l
K+ 4 mmol/l 140 mmol/l
Ca++ 2.5 mmol/l 0.1 mol/l
Mg++ 1.5 mmol/l 30 mmol/l
Cl 100 mmol/l 4 mmol/l
HCO3 - 27 mmol/l 10 mmol/l
PO4 3 2 mmol/l 60 mmol/l
Glukoz 5.5 mmol/l 0-1 mmol/l
Protein 2 g/dl 16 g/dl

NUKLEUS

. • Hücredeki en büyük organeldir. Hücrenin genetik materyalini (DNA ve kromatin) ve DNA
replikasyonu için gerekli olan enzimleri içerir.
. • Nukleolus membranla çevrili değildir. Nukleolus RNA polimeraz, RNAaze, ATPaze gibi
enzimler taşır ancak DNA polimeraz içermez. Nukleolus temelde rRNA sentezini gerçekleştirmektedir.

MĐTOKONDRĐ

. • Eritrositlerler hariç tüm hücrelerde yüksek miktarlarda mitokondri bulunur.
. • Kendi kendine bölünerek yenilenebilen tek organel mitokondridir.
. • ETZ ve oksidatif fosforilasyonun enzimleri, ATP sentaz üretimi için gerekli olan enzimler
ve diğer bir çok protein ve enzim iç zar kristaları üzerinde yerleşmiştir. Đç membran %75 protein ve %23
lipid ve %2 karbonhidrattan oluşmuştur.


DrTus.com 3

. • Mitokondri iç zar yapısı insandaki en fazla protein içeren zar yapısıdır.
. • Mitokondri iç zar yapısı insandaki en geçirimsiz zar yapısıdır.
. • Mitokondri zarlarında en fazla bulunan fosfolipidler fosfatidil gliserol ve kardiolipindir. Đç
zarda en fazla yer alan kardiolipindir.
. • Đnsanda en fazla lipid içeren zar yapısı ise myelindir (%79 lipid, %18 protein, %3
karbonhidrat). En fazla kolesterol ve en fazla glikolipid içeren zar yapısıda myelindir.

Mitokondriyal DNA (mt DNA):
. • Đnsan mitokondrisi küçük, halkasal, çift sarmal DNA molekülünden 2-10 kopya içerir.
Bunlar total hücre DNA’sının %1 kadarını oluşturur.
. • Zigot oluşumu sırasında mitokondrilerin tümünün ovum tarafından sağlanması
nedeniyle, mendeliyen olmayan maternal kalıtım göstermesi insan mt DNA’sının en önemli
özelliğidir.
. • Kuramsal olarak hasta anne bu hastalığı tüm çocuklara aktarır, fakat sadece kızlar
bu hastalık için taşıyıcıdır.
. • Protein sentezi mitokondri içinde gerçekleşir fakat mitokondrideki DNA azlığı nedeni ile
mitokondrial proteinlerin az bir kısmı lokal olarak üretilmektedir. Mitokondriyal polipeptidlerin çoğu nükleer
genlerce kodlanır.

Mitokondriyal hastalıklar:
Leber’in Herediter Optik Nöropatisi (LHON):
Đlk tanımlanan mitokondriyal hastalıktır. Maternal kalıtımla iletilir. Genç erişkin dönemde optik sinir
ölümüne bağlı olarak ani görme kaybı şeklinde ortaya çıkar.
MĐTOKONDRĐYAL DNA MUTASYONLARI VE HASTALIKLAR

Nükleotid değişimleri Klinik hastalık

Haﬁf derecede baz değişimleri Ailesel sağırlık, Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı

Orta derecede nükleotid değişimleri LHON, MERRF

Şiddetli nükleotid değişimleri Leigh’s sendromu

mt DNA problemleri Klinik hastalık

Duplikasyonlar Maternal kalıtımlı ve yetişkin başlangıçlı diabet ve sağırlık

Yetişkin başlangıçlı kronik progresif eksternal oftalmopleji, Kearns-Sayre
Delesyonlar
sendromu

RĐBOZOMLAR

Ribozomlar tek tek granüler veya poliribozomlar halinde bulunabilirler. Bir poliribozomun her bir ribozomu
mRNA’nın bir fibrilince tutulmaktadır. Ribozomlar protein sentezi sırasında şifreyi çözmede veya
tanımada önemli roller oynarlar. Serbest sitoplazmik ribozomlar, hücre içinde kullanılacak hücre dışına
çıkmayacak sitoplazmik mitokondriyal, peroksizomal proteinler ve enzimler gibi proteinleri sentezler.
GER’un üzerindeki ribozomlar hücre dışında kullanılacak zar proteinleri, fibröz proteinler gibi proteinleri
sentezler


DrTus.com 4

ENDOPLAZMĐK RETĐKULUM

Granüler endoplazmik retikulum (GER)
Protein sentezi için özelleşmiş hücrelerde belirgindir. Örneğin pankreas asiner hücreleri (sindirim
enzimleri), fibroblast (kollajen), plazma hücreleri (Ig). Granüler denmesinin nedeni üzerinde
poliribozomlar olmasıdır. GER’un asıl fonksiyonu ürünlerini sitoplazma dışına vermek veya hücre
içinde kullanmak için depolamaktır.
Görevleri:
. • Sentezlenen proteinlerin depolanması
. • Yeni sentezlenen proteinlerin proteolizisini tayin etmek
. • Glikoproteinlerin ön glikolizasyonu
. • Aminoasidlerin posttranslasyonel modiﬁkasyonu
. • Çok zincirli proteinlerin birleştirilmesi

Düz endoplazmik retikulum (DER)

Bu tipte ribozomlar bulunmaz. Steroid sentez eden hücrelerde (renal korteks hücreleri), nötralizasyon
ve detoksifikasyon yapan hücrelerde (KARACĐĞER) bolca bulunur.
Görevleri:
. • Lipid (Fosfolipid, triaçilgliserol) sentezi olarak sıralanabilir
. • Sterol sentezi
. • Membran sentezi
. • Detoksiﬁkasyon
. • DER ve GER’da glukoz 6-fosfataz enzimi bulunması nedeni ile glikojenin parçalanmasını
sağlarlar.

GOLGĐ

. • Endoplazmik retikulum ile plazma membranı arasında yer alan yassılaşmış membranlı
veziküllerdir.
. • Golgi kompleksi glikolizasyon, sülfatasyon, fosforilasyon ve proteinleri sınırlı basit
bileşiklere ayırmada rol oynar. Böylece proteinleri membran yapılarına yerleştirir veya diğer organellere
gönderir veya hücreden dışarı gönderir.
. • Bundan başka paketlemeyi, konsantrasyonu ve salgı ürünlerinin birikimini başlatır.

LĐZOZOM

. • Sadece hayvan hücrelerinde yer alan lizozomlar çift tabakalı zarla çevrilidir.
. • Eritrositler hariç tüm hücrelerde yer alır
. • Nükleik asit, protein, karbonhidrat ve lipidleri parçalayan asidik ph’da etkili hidrolitik
enzimleri içerirler. Lizozomlar sindirilecek maddeleri endositozla alırlar.
. • Lizozomal enzimler glikoproteindir ve golgide yapılırlar.

PEROKSĐZOM

. • HO üreten D-aminoasit oksidaz ve ürat oksidaz gibi enzimleri içerir.
2

. • HO ’yi yıkan katalaz enzimini içerir.
2


DrTus.com 5

. • C24 ve C26 gibi çok uzun zincirli yağ asitlerinin yıkımını yapar
. • Fitanik asitin (20 karbonlu dallı zincirli yağ asidi) yıkımını gerçekleştirir
. • Safra asidi sentezinde kolesterol yan zincirlerini uzaklaştırır
. • Plazmalojen sentezine katılır.
. • Refsum hastalığı, adrenolökodisteroﬁ ve zelweger sendromu peroksizomal hastalıklara
örnek olarak verilebilir.
2
2

FONKSĐYONEL OLARAK HÜCRELER ARASI BAĞLANTILAR

Tutucu bağlantılar → Zonula adherens Hemidesmosom Desmosom
Geçirgen olmayan bağlantılar → Zonula okludens Đletişim sağlayan → Gap junction
AMĐNOASĐTLERĐN YAPISI

Her aminoasidin (Prolin hariç) α-karbon atomuna bağlı bir karboksil grubu, bir amino grubu ve farklı bir
yan kolu (R grubu) vardır.
Sadece prolin ve hidroksiprolin iminoasit yapısındadır. Her ikiside halkasal R grubu içerirler ve primer
amin grubuna ek olarak sekonder amin grubu da (imino grup adı verilir) içerirler.

Glisin istisna olarak tutulacak olursa geri kalan 19 aminoasiddeki α-karbon atomu asimetrik karbon
atomudur.
Kapalı formülleri aynı, uzaydaki konfigürasyonları birbirinden farklı olan moleküllere izomer adı verilir. Bir
molekül izomeri olabilmesi için tek bir şart vardır: “Molekülün asimetrik karbon atomu olmalıdır”.
Moleküllerin asimetrik karbon atomu sayısı kadar izomeri bulunur ve 2n olarak (n = asimetrik karbon
atomu sayısı) formülize edilir.
Đzolösin ve treonin aminoasitlerinin 2 tane asimetrik karbonu vardır ve 4 izomeri bulunur. Glisinin
asimetrik karbonu bulunmaz ve izomeri yoktur. Diğer tüm aminoasidler 1’er asimetrik karbon
atomu ve 2’şer izomer içerirler.
Asimetrik karbon atomu olan moleküller optik olarak aktif moleküllerdir. Optik olarak aktif
aminoasidler bir düzlemde titreşen polarize ışığı sağa veya sola saptırırlar. Polarize ışığı sağa
çevirenler dekstrarotator (+) izomerler, sola çevirenler levorotator (-) izomerlerdir. Bunlara optik
izomerler denilir. Glisinde ise α-karbon atomuna R grubu olarak ikinci bir H+ grubu bağlı olduğu için
α-karbon atomu simetriktir ve glisinde optik aktivite yoktur.
α-karbonunda asimetrik merkezi olan aminoasidler birbirinin ayna görüntüsü olan D ve L formlarını
oluştururlar. Đnsan proteinlerindeki aminoasidler L aminoasidlerdir (şekerlerin ise D formları kullanılır).
Bu iki forma D ve L izomer’ler veya “enantiomer”ler denir.

AMĐNOASĐTLERĐN SINIFLANDIRILMALARI

A. Yan zincirlerin (R kalıntılarının) iyonlaşabilme özelliklerine göre sınıﬂ ama:
1. Apolar (nonpolar, hidrofobik) aminoasidler:

Alanin, fenilalanin, glisin, izolösin, lösin, metionin, prolin, triptofan, valin.
Hemen herzaman proteinlerin merkezinde gömülü olan aminoasid Đzolösin’dir.


DrTus.com 6

2. Polar (hidrofilik) aminoasidler:
.a. Asidik: Aspartik asit ve glutamik asit
.b. Bazik aminoasidler: Histidin, lizin ve arjinin
.c. Yüksüz aminoasidler: Asparajin, glutamin, serin, sistein, tirozin, treonin

B. Metabolik kaderine göre sınıfl ama:
a. Saf ketojenik aminoasidler:
Lösin ve lizin saf ketojenik olan aminoasitlerdir.
b. Ketojenik ve glukojenik aminoasidler:
Đzolösin, fenilalanin, tirozin ve triptofan
c. Saf glukojenik aminoasidler:
Aspartik asit, glutamik asit, asparajin, glutamin, alanin, histidin, serin, prolin, metionin, valin, glisin,
treonin, arjinin ve glisin

C. Nutrisyonel gereksinime göre sınıfl ama:
a. Esansiyel aminoasidler:
Fenilalanin, valin, triptofan, treonin, izolösin, metionin, histidin, arjinin, lösin ve lizin esaniyel olan
aminoasitlerdir.

b. Yarı esansiyel aminoasidler:
Histidin ve arjinin yarı esansiyel olan aminoasitlerdir. Histidin yetişkinde özellikle üremili hastalarda
esansiyel özellikltedir.

c. Nonesansiyel aminoasidler:
Alanin, aspartik asit, asparajin, serin, glisin, sistein, tirozin, glutamat, glutamin, prolin, arjinin ve
histidin nonesansiyel olan aminoasitlerdir.

D. Diğer özelliklerine göre aminoasitler:

Kükürtlü aminoasidler:
Metionin-Sistein-Sistin (Sülfür Bağlı Đki Sistein)
Hidroksilli aminoasidler:
Serin, tirozin, treonin
tRNA’sı olmayan aminoasidler:
Bu aminoasitler her zaman postranslasyonel modifikasyonla sentezlenmek zorundadır.
Hidroksiprolin, hidroksilizin, γ-karboksiglutamal, metillizin örnek olarak verilebir. Diğer
aminoasidlerin spesifi k tRNA’ları mevcuttur. Bu nedenle bunların protein içine girişleri direkt
kontrol altındadır
Desmozin bağlı aminoasid:
Lizin (kollajen liflerini birarada tutar)
Üre sentezinde yer alıp protein sentezine katılmayan aminoasid:
Ornitin
Fizyolojik pH’da en iyi tampon özelliği gösteren aminoasid:
Histidin


DrTus.com 7

Aromatik / heterosiklik aminoasidler:
. • Benzen halkalı: Fenilalanin, tirozin
. • Đmidazol halkalı: Histidin
. • Đndol halkalı: Triptofan
. • Pirol halkalı: Prolin, hidroksiprolin (iminoasitler)

Glisin:
. • En küçük aminoasiddir.
. • Asimetrik karbon atomu içermediği için optik aktivite göstermeyen tek α-aminoasid
glisindir.
. • Küçük R grubu nedeniyle peptid zincirinde özellikle sıkışık alanlarda bolca bulunur.

Valin, lösin, izolösin:
. • Geniş hacim kaplayan R grupları nedeniyle de suda çözünen globüler proteinlerin iç
kısmında bulunma eğilimindedirler. Bu Hidrofobik aminoasid kalıntıları da peptidin üç boyutlu yapısının
stabilizasyonunu sağlar.
. • Izolösinin 2.bir asimetrik merkezi olduğu için 4 tane izomeri vardır.

Fenilalanin:
. • Fenilalanin, tirozin ve triptofan aromatik R grupları içeren α-aminoasidlerdir ve sadece bu
üç aminoasid UV ışığı (280 nm) absorbe eder.
. • 280 nm’de en fazla absorbansı da triptofan aminoasidi vermektedir.

Triptofan:
. • Đndol halkası içeren esansiyel aminoasittir.
. • Vücutta seratonin, melatonin ve nikotinamidin öncülü olarak rol oynar.

Metionin:
. • Metionin epinefrin, kreatinin ve melatonin benzeri maddelerin sentezi için gerekli olan
transmetilasyon reaksiyonlarında metil grubu vericisi olarak rol oynar.
. • Vücutta bulunan sülfür taşıyan maddelerin hemen hemen tümü metioninden
sentezlenmektedir.

Prolin:
. • Protein yapılarından α-heliksi durduran aminoasittir.
. • Kollajende yer alan prolil kalıntılarıda hidroksillenerek hidroksiprolini oluşturur.

Aspartik asit
• Aspartik asit suda çözünen proteinlerin su ile etkileşen kısmında yer alma eğilimindedir ve protein
katlanmasının stablizasyonuna katkıda bulunur.

Glutamik asit
• Bazı proteinlerde glutamikasidin γ-karbonu ek bir karboksil grubu içerir. γ-karboksiglutamik asit
++
kalıntıları (Gla) iki negatif yük taşır ve Ca ile çok sıkı olarak bağlanır.

Lizin
. • Lizil kalıntılarının ε-NH2 (amino) grubu biotin, lipoik asit ve retinale kovalent olarak


DrTus.com 8

bağlanır ve görme pigmentinin yapısal bileşenidir.
. • Elastinde desmosin ve izodesmosin türü çapraz bağlanmalara katılır. Ayrıca lizilin R-
grupları fibrin oluşumunda çapraz bağlanmalara katılır ve kanın pıhtılaşması için gereklidir.

Histidin
. • Histidin yetişkinde nonesansiyel, infant ve üremili hastalarda esansiyeldir.
. • Histidinde bulunan imidazolyum-imidazol çifti eritrosit (hemoglobinin yapısnda yer alır) gibi
bazı hücrelerde asit-baz regülasyonunda major rolü oynar.
. • Histidinin gevşek bağ doku, kan damarları çevresindeki mast hücrelerinde ve kanda
bazofillerde dekarboksilasyon reaksiyonuna uğraması ile histamin oluşur. Histidin enzimlerin aktif
merkezlerinde bolca bulunur.

Arjinin:
. • En bazik aminoasiddir.
. • Kreatinin sentezi için gereklidir ve üre siklusuna katılır.

Serin
. • Bazı enzimlerin aktif merkezleri serin hidroksil gruplari içerir.
. • Bazı hormonların etkisi ile enzimlerde (proteinlerde) yer alan bazı serin kalıntılarının
fosforilasyonu ve defosforilasyonu metabolizmanın düzenlenmesinde major rol oynar.
. • Serin proteaz adı verilen bir grup proteolitik enzimin aktif merkezinde yer alır ve bu
enzimlerin aktivite göstermesi için önemlidir.

Sistein
. • Sülfidril (-SH) grupları içerir. Serbest –SH grupları çeşitli enzimlerin ve yapısal proteinlerin
+2 +2
fonksiyonu için gereklidir. Pb ve Hg benzeri ağır metal iyonları -SH grupları ile etkileşerek bu proteinleri
ve enzimleri inaktive eder.
. • Sistein aminoasidinin yan zincirleri reaktif oksijen ürünleri ile reaksiyona girer ve yok
edilmesinde önemlidir.
. • Đki sisteinin –SH grupları disülfid bağı ile bir araya gelerek sistin’i oluşturur.

Tirozin
• Bazı proteinlerde tirozine ait OH grupları sülfatlanabilir (örnek gastrin ve kolesistokinin) veya
tirozin spesifi k protein kinazlarla fosforile edilebilir. Fosforilasyon yolu ile bazı enzimlerin
aktivasyonu veya inhibisyonu sağlanabilir.

Asparajin
• N-bağlı glikoproteinlerde karbonhidrat yan zincir asparajinin amid grubuna bağlıdır.

Glutamin
• Glutaminin içerdiği amonyaktan oluşan γ-amido nitrojen, pürin ve pirimidin sentezinde
kullanılır, KC’de üreye çevrilir ve böbrek tübüler epitelial hücrelerinde serbest amonyak olarak
atılır.

Aminoasit örnekleri
Proteinlerin yapısında bulunmayan fakat memeli metabolizmasında önemli görevleri olan α-


DrTus.com 9

aminoasid örnekleri:
Homosistein:
Metionin sentezinde bir ara madde
Sitrülin, argininosüksinik asit, ornitin:
Üre biyosentezinde yer alırlar.

Önemli fonksiyonları olan standart dışı aminoasidler:
4-hidroksiprolin, 4-hidroksilizin:
Kollajen gibi fibröz proteinlerin yapısında yer alır.
4-metil lizin, 6-N-metillizin:
Myozinin yapısında yer alır.
γ-karboksiglutamat:
++
Protrombinin yapısında ve fonksiyonu gereği Ca ile bağlanan diğer proteinlerin yapısında yer
alır.
Selenosistein:
Proteinlerin yapısında seyrek olarak izlenen ve kendine ait tRNA’sı olan, posttranslasyonel
modifi kasyonla üretilmeyen bir aminoasiddir. Selenyum taşır ve serin aminoasidinden
türetilir.
3-Metil histidin :
Myofibriler proteinler olan aktin ve miyozinin hücre içi yıkımı ile oluşur ve idrarla atılırlar.
ε-N-metillizin:
Karnitin sentezinde yer alır.
Desmozin:
4 lizin rezüdüvünden oluşur ve elastinin yapısında yer alır.
Đzodesmozin:
Lizinlerden oluşur ve elastinin yapısında yer alır.
β-alanin:
Koenzim A ve pantotenik asitin yapısında yer alır
Taurin:
Safrada safra asitlerinin konjugasyonunda kullanılır

γ-aminobütirat (GABA):
Beyin dokuda glutamattan oluşan inhibitör etkili nörotransmitterdir.

Aminoasidlein asit, baz ve tampon özellikleri
Aminoasidler ortama göre asit veya baz olarak davranabilirler. Bu tip çift özellikli hem asit hemde baz
gibi davranan moleküllere amfoterik moleküller (amfolitler) adı verilir.
Fizyolojik pH’da en güçlü tampon özelliği olan Histidin aminoasitidir (çünkü pK değeri fizyolojik pH’a
yakındır).


DrTus.com 10

Aminoasilerin net yük taşımadıkları pH’a izoelektrik pH (pI) denilir. Bu noktada aminoasidler zwitterion
(izoelektrik form) şeklindedir. Bu durumda aminoasid hem + yüke, hemde – yüke sahiptir. Fakat net
yükleri 0 (sıfır)’dır.

PROTEĐNLERĐN YAPISI

PROTEĐNLERĐN PRĐMER YAPISI
Bir proteinde aminoasidlerin dizilişine o proteinin primer yapısı denilir.

Peptid bağları:
. • Peptid bağı bir aminoasidin α-amino grubu ile ikinci aminoasidin α-karboksil grubu
arasında 1 mol su çıkması ile oluşur.
. • Peptid bağları amid bağlarıdır.
. • Peptid bağları kovalent bağlardır.
. • Peptid bağı kısmi çift bağ özelliğine sahiptir.
. • Peptid bağı genel olarak trans bir bağdır.

EDMAN ayıracı:
Olarak bilinen fenilizotiyosiyanat hafif alkali şartlarda amino terminal kalıntısını işaretlemek
için kullanılır. Diğer N-terminal işaretleyiciler Sanger reaktifi 1-floro-2,4-dinitrobenzen ve dansil
kloriddir.

PROTEĐNLERĐN SEKONDER YAPISI
Proteinlerde peptid bağları ve aminoasidlerin R gruplarının büyüklüğü olası ikinci
konformasyonların sayısını kısıtlar.

α-HELĐKS:
α-sarmal bir polipeptid zincirinin en düşük enerjili ve en kararlı şekli olduğu için spontan oluşur.
Doğada en sık rastalanan polipeptid heliksidir.
+
. • α-sarmalın kararlılığı temel olarak H bağlarının azami sayıda kurulması ile olur. Van der
Waals bağları da bu kararlı oluşa ek destek verir.
. • Hidrojen bağı, 1 peptid bağının karbonil grubunun oksijeni ile 4 kalıntı yukarıdaki amid
grubunun hidrojeni arasında yer alır.
. • Bir α-heliksin her dönüşünde 3,6 aminoasid bulunur.
. • α heliks genelde sağ el dönüşüne sahiptir.
. • α-helikse katılan aminoasidlerin yan zincirleri dışa gelecek şekilde yerleşir.

α-Heliksi bozan aminoasidler:

• Prolin, hidroksiprolin (iminoasit) α-helikse uymayan katlanmalar yaparak α-heliksi
durdurur. Yani prolin ve hidroksiprolin α-heliksde hiç bulunmayan aminoasitlerdir.

β tabaka:
Tüm peptid bağı parçalarının hidrojen bağına katıldığı başka bir sekonder yapı şeklidir. β-
tabakaları yüzeyleri kırmalı görünümdedir.

. • α-heliksin aksine β-tabakalarda hemen her zaman tamamen açılmış 2 veya daha fazla
polipeptid zinciri veya polipeptid parçası yer alır.
. • β-tabakalarda hidrojen bağları polipeptid omurgaya diktir.


DrTus.com 11

. • Bir β-tabaka birbirine paralel (β zincirin tüm N uçları birarada) veya antiparalel (β zincirin N-
terminal ve C-terminal uçları aynı yönde) olarak düzenlenmiş iki veya daha çok polipeptid zinciri veya
polipeptid parçasından oluşabilir. Bir β-tabaka tek bir polipeptid zincirinin birbiri üzerinde katlanması ile de
oluşabilir.
. • Globüler proteinlerde polipeptid boyunca izlenirse β-tabakalar herzaman sağ el kıvrımına
ve dönüşüne sahiptir.
. • β-kırmalı tabakalar bir çok globüler proteinde merkezi oluşturur.

PROTEĐNLERĐN TERSĐYER YAPISI
Bir polipeptid zincirinin primer yapısı onun tersiyer yapısını da belirler.
Tersiyer yapı:
. • Sekonder yapı hidrojen bağları ile karakterize iken, tersiyer yapı çeşitli bölgelerdeki çeşitli
bağlarla oluşur.
. • Globüler proteinlerin sulu çözeltilerinde atomlar moleküllerin merkezinde yüksek
konsantrasyonda olacak şekilde yoğunlaşır.
. • Hidrofobik yan zincirler içte, hidrofilik olanlar dışta yer alır.
. • Hidrofobik etkileşimler tersiyer yapının oluşumunda en önemli güçtür.
. • Tersiyer yapının bozulması için hidrojen bağlarının koparılması gerekir.

Tersiyer yapıyı stabilize eden etkiler:
Disülfid bağları ve tüm zayıf bağlar
Şaperonlar:
. • Bazıları katlanmış proteinin, katlanmasını bozacak uyarılarla beraber aktiflenir (örnek
yüksek sıcaklık veya kimyasal maddeler).
. • Bazıları katlanmamış veya agrege olmuş proteine bağlanarak katlanmayı kolaylaştırır.
. • Şaperonlar ATPaz etkinliği taşır ve protein-şaperon etkileşimi ATP gerektirir.
. • Sitoplazma, mitokondri ve endoplazmik retikulum gibi çeşitli hücresel bölümlerde yer
alırlar.
. • Kalneksin ve kalretikülin şaperonlara örnek olarak verilebilir. Kalneksin ER zarına
yerleşiktir ve MHC antijenlerinin, glikoproteinlerin ve bazı plazma proteinlerinin katlanmasında önemlidir.
. • Protein katlanmasında önemli olan iki enzim “protein disülfid izomeraz” ve “peptidil prolil
izomeraz”dır.
. • Proteinlerin 2. ve 3. yapılarını saptamada X–ray kristallografi ve Manyetik rezonans
spektroskopi kullanılır.

PROTEĐNLERĐN KUARTERNER YAPISI
Bir kısım protein tek polipeptid zincirinden meydana gelir. Bunlar monomerik proteinlerdir. Bir
çoğu da yapısal olarak benzer veya tamamen ilgisiz bir veya daha fazla polipeptid zincirinden
meydana gelir.
Bu zincirlerin düzenlenmesine proteinlerin kuarterner yapısı adı verilir.
Subüniteler hemoglobinde olduğu gibi nonkovalent etkileşimlerle (hidrofobik, hidrojen ve
iyonik bağlar gibi) bir araya gelir.

Proteinlerin denatürasyonu:
. • Proteinlerin primer yapılarının bozulmasına hidroliz, sekonder, tersiyer ve
kuarterner yapılarının bozulmasına denatürasyon denir.
. • Denatürasyon ortam uygunsa, hatta ortamda protein disülfi d izpmeraz ve şaperonlar
gibikatlanmayı kolaylaştırıcı madde varsa reversible olabilir. Ama hidroliz asla geri dönmez.


DrTus.com 12

GLOBÜLER VE FĐBRÖZ PROTEĐNLER
GLOBÜLER HEMOPROTEĐNLER Hem Oluşumu:

ĐNSANDA YER ALAN BAZI HEMOPROTEĐNLER

Protein Đşlevi

Hemoglobin Oksijen taşınımı

Myoglobin Kasda oksijen depolanması

Sitokrom c Elektron taşıma zinciri

Sitokrom P450 Đlaç ve toxin metabolizması

Katalaz Hidrojen peroksit yıkımı

Triptofan pirolaz Triptofan oksidasyonu

Hem biyosentezinin yapıldığı başlıca yerler karaciğer (özellikle sitokrom P450 sentezlenen hücreler)
ve Hb sentezinin de aktif olduğu KĐ’deki eritrosit üreten hücrelerdir.
Porfirin sentezinde başlangıç aşaması ve son üç aşama mitokondride, ara aşamalar ise sitozolde
gerçekleşir (olgun eritrositler mitokondrileri olmadığı için hem üretemezler).
δ-Aminolevülinik asit sentezi (ALA)
Porfirin moleküllerinin tüm C ve N atomları 2 yapı taşından gelir: Glisin (aminoasid) ve Süksinil
KoA (sitrik asit döngüsünde bir ara madde).
Glisin ve süksinil KoA ALA sentazın katalizlediği bir reaksiyonla ALA oluşturmak üzere bir araya gelir.
Bu reaksiyon koenzim olarak PĐRĐDOKSAL FOSFATA gereksinim gösterir ve porfirin sentezinde hız
kısıtlayıcı basamaktır.
ALA sentazın karaciğerde bulunan formuna ALA sentaz-1, eritrositlerdeki formuna ALA sentaz-2 adı
verilir. ALA sentaz-2 ilaçlardan etkilenmez ve hem tarafından negatif feed back inhibisyonla
düzenlenmez.
++
ALA oluştuktan sonra 2 molekül ALA, δ-aminolevülinik asit dehidraz (Zn ) etkisi ile porfobilinojeni
oluşturur. Bu reaksiyon sitoplazmada gerçekleşir. Bu reaksiyon ağır metal iyonlarının yaptığı
inhibisyona çok duyarlıdır. Bu inhibisyon kurşun zehirlenmesinde ortaya çıkar ve anemi ve ALA
artışından sorumludur.

Fe’in protoporfirin IX’a katılımı spontan olur fakat hız ferroşelataz (heme sentaz) enzimi ile bir miktar
artırılabilir. Bu reaksiyon mitokondride gerçekleşir. Bu enzimde kurşun ile inhibe olur.

Methemoglobin (metHb) Oluşumu:
+3
Myoglobin ve hemoglobinin hem kısmının ferrik (Fe ) hale oksidasyonu sırası ile metmiyoglobin ve
methemoglobin oluşturur. Bu okside proteinler oksijen bağlayamaz. Hb demirinin bu anormal
oksidasyonu eritrositlerde var olan NADH-Sitokrom b redüktaz enzimi ile düzeltilir.
5

Myoglobin:


DrTus.com 13

. • Kalp ve iskelet kasında bulunan hemoproteindir.
. • Hem O deposu hem de kas içi O taşıyıcısıdır. Taşımadan çok esas görevi depo görevidir.
2 2

Hemoglobin:
. • En çok RBC’lerde bulunur. RBC’lerde sitozolde erimiş olarak yer alır. Yaklaşık olarak
sitozolik ağırlığın %34’ünü oluşturur. Oldukça yüksek konsantrasyondadır.
.• Myoglobin Hb quarterner yapıyı gösteren 4 polipeptid zincirinden meydana gelen tetramerik
moleküldür
. • Hb O ’i AC’lerden dokuya, O ’yi ve protonu dokulardan AC’e taşıyabilir.
2 2

. • Ayrıca Hb’nin oksijen bağlama kapasitesi allosterik efektörlerin bağlanması ile düzenlenir.
. • Hb’nin deoksi formuna O “T” veya taut (gergin) form denir. T formu Hb’nin oksijene
2

ilgisi düşük olan formudur. Hb’ne O bağlanması “R” veya relaks formu denen yapı ortaya çıkar. R
2

formu Hb’nin oksijene ilgisinin yüksek olduğu formdur.

Oksijen disosiasyon eğrisi:
Myoglobinin oksijen disosiasyon eğrisi HĐPERBOLĐK şekillidir. Bu myoglobinin 1 oksijen molekülünü
geri dönüşümlü olarak bağladığını gösterir.
Hb’nin oksijen disosiasyon eğrisi subünitelerin oksijen bağlamak için yardımlaştıklarını gösteren
SĐGMOĐDAL şekildedir. O ’nin Hb’nin 4 sub ünitesi tarafından kooperatif bağlanması demek, bir hem
2

grubuna oksijen bağlanmasını takiben geri kalan hem gruplarının oksijen bağlamasının kolaylaşması
demektir.

CO bağlanması:
CO bir veya daha fazla hem bölgesine bağlanınca Hb R forma kayarak geri kalan bölgelerin
oksijene yüksek ilgi ile bağlanmasını sağlar. CO molekülü Hb’nin oksijen taşımasını bozmadan,
taşıdığı oksijeni dokuda serbestleştirmesini engellemektedir.

Allosterik etkiler:
Hb’nin O ’yi geri dönüşümlü bağlama kapasitesi ortamın pH’ı ve ortamdaki 2,3-bifosfogliserat ve CO
2

tarafından etkilenir. Bunlara allosterik efektörler denilir. Çünkü bunlar Hb molekülünde
2

oksijenin bağlandığı yer dışında bir bölgeyle etkileşerek, hem gruplarının oksijen bağlamasını
etkilemektedirler.
BOHR etkisi: Dokuda oluşan CO dokudan 3 yolla uzaklaştırılabilir: A)Çözünmüş CO (dissolved
2

karbondioksit): Kanda çok düşük mikatlarda çözünmüş CO 2

2

bulunur.
B)Dokularda oluşan CO ’nin küçük bir kısmı Hb’nin α-amino gruplarına bağlanarak karbomat olarak
2

taşınır. Venöz kandaki CO’in %15’i karbomat halindedir.
2

CO’nin bağlanması Hb’nin α ve β üniteleri arasında tuz köprüleri oluşumunu sağlar. Bu
2

değişiklik Hb’ninT (taut) veya deoksi formunu stabilize ederek oksijene olan ilgisini azaltır.
CO ve oksijen Hb molekülünün farklı yerlerine bağlanırlar.
2

C)Metabolizma sırasında oluşan CO ’nin büyük kısmıysa su ile birleşerek karbonik anhidraz enzimi ile
2

karbonik aside çevrilir. Bu da 1 proton kaybederek bikarbonat haline gelir. Oluşan bikarbonat


DrTus.com 14

dokuların en önemli tampon sistemi olan bikarbonat tampon sisteminde kullanılır. Ama bu
+ +
reaksiyonla bikarbonatla beraber oluşan H iyonları bir şekilde dokudan uzaklaştırılmalıdır. H
iyonları Hb molekülü için allosterik bir modülatördür.. Oksijen demir atomuna bağlanırken, hidrojen
spesifik histidin yan zincirlerine bağlanır ve Hb’nin taşıt formunun oluşumunu sağlar. Böylece Hb’nin
oksijene olan ilgisi azalır.

2,3-Bifosfogliseratı (2,3BPG) etkisi:
. • RBC’de en fazla bulunan organik bileşiktir.
. • 2,3 bifosfogliserat oluşumunda ve ortadan kaldırılmasında iki enzim işlev görür.
Bifosfogliserad mutaz ve 2,3 bifosfogliserad fosfataz. Bifosfogliserat mutaz enzimi, 3-fosfogliserad artışı ile
aktive olmaktadır.
. • 2,3-BPG hemoglobin tetramerine, hemoglobinin dört alt birimi tarafından oluşturulan
merkez boşluğundan bağlanır.
. • 2,3-BPG deoksiHb’ne bağlanıp oksiHb’ne bağlanmayarak Hb’nin oksijene olan ilgisini
azaltır. Bu bağlanma ile deoksiHb’nin taut formu stabilize edilir.
+ +
. • H ve 2,3-BPG’ın etkileri birbirine paraleldir. Ancak H etkisi çok hızlı olarak izlenirken, 2,3
bifosfogliseratın etkisi ise daha uzun zamanda ortaya çıkmaktadır.
. • Fetal hemoglobin olan HbF 2,3 bifosfogliserat düzenlenmesine sahip değildir.

2,3 BPG’I artıran nedenler
. • Anemi
. • Eğer glikolizde PK gibi daha distalde bir enzim defekti varsa 2,3 bifosfoglserat miktarı
artar, Hb’nin oksijene olan ilgisi azalır fakat Hb hala oksijen transport edebilir. Eğer daha proksimalde bir
eksiklik varsa 2,3 bifosfogliserad eksiklği ortaya çıkar ve hastalar bu eksikliği kompanse etmek için RBC
sayısını artırırlar.
. • Üremi
. • Siroz
. • Hipoksi nedenleri, obstruktif AC hastalıkları, konjenital siyanotik kalp hastalıkları, şiddetli
egzersiz, yüksek irtifalar gibi
. • Akut lösemi
. • Hipertiroidi (tiroksin), androjenler.
. • Kistik fibrozis
. • Kronik böbrek yetmezliği (anemi)
. • CO zehirlenmesi
. • Sigara içimi

2,3 BPG’I azaltan nedenler
. • Polistemi
. • Heksokinaz, fosfofruktokinaz eksikliği
. • 2,3-difosfogliseromutaz eksikliği
. • Hızlı glikoz infüzyonları ve diabetik ketoasidozun insülinle tedavisi sırasında 2,3-BPG
düzeyleri azalır.
. • Asidoz (asidoz sırasında eritrositlerde glikolitik yol inhibe olur ve 2,3-BPG üretimi durur).
. • Depo kanları:

PO = 95 mmHg olduğu zaman Hb ful olarak oksijenle satüre haldedir. Bu oksijen
2

derecerlinde satürasyon derecesi pH, ısı, organik fosfor konsantrasyonundan
bağımsızdır. Akciğerlerde Hb’den CO ve protonların boşalıp tekrar oksijen
2

bağlanmasına “handane etkisi” denilir.

Hb Tipleri:


DrTus.com 15

Konsepsiyondan sonra bir kaç haftada embriyonik kesede embriyonik Hb olan Hb Gover
1 (ζ ε ) sentezlenir. Birkaç hafta içinde de fetal KC HbF sentezlemeye başlar. Daha
2 2

sonra gelişmekte olan kemik iliğin’de (KĐ) önce HbF daha sonra HbA sentezlenmeye
başlar.
HbA: Sentezi yaklaşık olarak 8. Gebelik haftasında başlar ve giderek HbF’in yerini
alır
HbA doğumdan yaklaşık 12 hafta sonra dolaşımda saptanır.
2

HbA bir heksozun nonenzimatik ve kovalent olarak eklenmesi ile modiﬁ ye olabilir.
HbA 1c

glikolize Hb’lerin ensık formudur (β zincirinin N-terminal valin grubuna bağlanır).
Hb tipi Formül Total Hb %’si

HbA α2β2 %90

HbF α2γ2 <%2

HbA2 α2δ2 %2-5

HbA1c α2β2-glukoz %3-9

FĐBRÖZ PROTEĐNLER
Fibröz proteinler, belirli aminoasidlerin düzenli sekonder yapısal elemanlar halinde birleşmesi ile
oluşan, kendine özgü fakat nisbeten basit yapıları olan proteinlerdir. Bunlar belirli mekanik ve yapısal
özellikler gösterirler. Fibröz proteinlerin boy/en oranı 10’dan büyüktür.

Kollajen:
. • Sert ve çözünmez bir protein ailesinden gelmektedir ve vücutta en fazla bulunan
proteindir Fibroblast, osteoblast, kondroblast ve odontoblastlardan sentezlenmektedir.
. • Kollajen α-zincirleri adı verilen ve α-heliks yapısından biraz farklı olan helikslerden meydana
gelir.
. • α-zincirlerinin hepsi 1000 aminoasid içerir.
. • α-zincirler (Gly-X-Y) şeklinde ifade edilebilecek bir polipeptiddir. α-zincirlerinin yapısı
333

Gly-X-prolin veya Gly-X-OH prolin şeklinde de gösterilmektedir.
. • Sonuç olarak kollajende %35 glisin, %21 prolin, hidroksiprolin, %11 alanin yer
almaktadır.
. • Tropokollajen yapısında α-zincirleri zincirler arası H bağları ve Lizin-Lizin bağları ile bir
arada tutulur.

Kollajen tipleri:
. • Tip 1 kollajen: Kemik, deri, tendon, fasya, kan damarı, kornea, skar dokusu, kalp
kapakları uterus ve barsak dokusunda bolca bulunur.
. • Tip 2 kollajen: Kıkırdak, nukleus pulpozus, notokord, corpus vitreus’da bulunur.
. • Tip 3 kollajen: Kan damarı, fetal cilt’te bulunur.
. • Tip 4 kollajen: Bazal membran, böbrek glomerüller, lens kapsülü ve descement
membranda yer alır. Yüksek OH lizin ve karbonhidrat içeriği vardır.


DrTus.com 16

. • Tip 5 kollajen: Düz kas ve mezenkimal hücrelerde bolca bulunur.
. • Kollajenaz: Kollajeni yıkan enzimdir. Gazlı gangren etkeni Klostridyum histoliticum
tarafından üretilir. Yetişkin insanda kollajenaz aktivitesi önemsiz düzeylerdedir.

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)

Kollajen metabolizması hastalıkları:
Ehler Danlos sendromu:
. • Tip VI’de göz rüptürü, anormal eklem hareketliliği ve kifoskolyoz olabilir.
. • Tip VIIc’de Prokollajen N-proteinaz eksikliği vardır. Kendini aşırı eklem hareketliliği ve
yumuşak deri ile gösterir.
. • Tip IV ve III’de arter ve barsakta spontan yırtılmalar oluşur. En ağır tip tip IV’dür ve lizil
hidroksilaz eksikliği bulunmaktadır.

Osteogonozis imperfecta:
. • Kemik kitlesinde jeneralize azalma (osteopeni) ile karakterize bir hastalıktır.
. • Çoğu hastada Tip 1 prokollajeni kodlayan 2 genden birinde hata vardır.

Marfan sendromu:
. • Kollajende çapraz bağlanma bozuktur.
. • Hastalarda 15. Kromozomda mutasyonlar izlenir 15. Kromozom glikoprotein yapılı
“fibrillin”I kodlar. Atipik marfan sendromlu bir kaç hastada Prokollajenin α2 geninde mutasyon
saptanmıştır.

Menkes Sendromu:
. • X’e bağlı olarak kalıtılan bir bakır metabolziması bozukluğudur. Sadece erkeklerde ortaya
çıkar.
. • Temel problem bakır bağımlı P-tipi ATPaz’ı kodlayan gende problem olmasıdır. Bu
enzim bakırın hücrelerden çıkışını yönetmektedir.
. • Lizin oksidaz eksiktir.

Alport sendromu:
• Böbrek glomerülünün BM’nını yapan tip IV kollajen bozuktur.

Epidermolizis bülloza:
• Hastalarda tip VII kollajende bozukluk vardır. Bu kollajen bazal laminayı dermisdeki kollajen
fiberlerine bağlayan küçük fiberler oluşturur.


DrTus.com 17

ELASTĐN
. • Akciğer ve geniş damar duvarlarında yer alır.
. • Elastin başlıca glisin, alanin ve valin gibi küçük nonpolar aminoasidlerden meydana gelir.
Ayrıca prolin ve lizin açısından da zengindir.
. • Yapısında %30 glisin, %23 alanin, %13 valin, %10 prolin ve hidroksiprolin yer alır.
. • 3 Boyutlu ağ yapı olarak inşa edilmiştir. Çapraz bağlar lizin içerir. Örneğin 4 lizin yan
zinciri kovalent olarak birleşerek desmosin çapraz bağı meydana getirir. Yapısında desmosin,
izodesmosin ve aldimin çapraz bağları vardır.
. • Elastine uzayıp kısalabilme imkanını desmosin ve izodesmosin verir.

α-Keratinler
. • Saç, tırnak ve dış epidermal tabakada bulunur.
. • Saç α keratini tamamen α helikslerden meydana gelmektedir.
. • Sisteinden zengindir. Yapılarında bolca disülfid bağı izlenir. Yapısal sertliğini veren
yapısında bol miktarda bulunan disülfid bağlarıdır.
. • Keratinler tamamen nonpolar aminoasidlerden oluşurlar.

KOLLAJEN VE ELASTĐN ARASINDAKĐ FARKLAR

Kollajen Elastin

Bir çok farklı genetik tipte Tek genetik tipte

Üçlü sarmal yok, rastgele zemberek konformasyonu
Üçlü sarmal
(gerilmeye izin verir)

Gly-X-Y yineleyen çatı Gly-X-Y yineleyen çatı yok

Hidroksilizin var Hidroksilizin yok

Karbonhidrat içerir Karbonhidrat yok

Molekül içi aldol çapraz bağları Molekül içi desmozin çapraz bağları

Sentez sırasında uzatma peptidleri var Sentez sırasında uzatma peptidleri yok

SĐSTEMĐK ĐSĐM
1. 1. Oksidoredüktazlar:Oksidasyon redüksiyon tepkimelerini katalizlerler (LDH).
2. 2. Transferazlar:C, N veya P taşıyan grupların transferlerini yaparlar (serin hidroksimetil
transferaz)
3. 3. Hidrolazlar: Bağları su sokarak yıkmayı katalizler (Üreaz).
4. 4. Liyazlar: C-C, C-S ve belli C-N bağlarının yıkımını katalizlerler (pirüvat dekarboksilaz).
5. 5. Đzomerazlar: Optik veya geometrik izomerlerin birbirine dönüşümünü katalizlerler (metil
malonil KoA mutaz).
6. 6. Ligazlar: Yüksek enerjili fosfatların hidrolizi ile birlikte yürüyen karbon ve O, S, N arası bağ
oluşumunu katalizlerler (pirüvat karboksilaz).

. • Enzim nedir? Bir kimyasal reaksiyonun hızını artıran ve katalizledikleri reaksiyon
sırasında tüketilmeyen protein katalizörleridir.
. • Enzimler protein yapılıdır. Primer-sekonder-tersiyer ve nadiren quarterner yapı gösterirler.
. • Bazı RNA tipleri özellikle fosfodiester bağının yıkımı ve sentezi sırasında enzimler gibi
davranabilirler. Böyle katalitik aktiviteye sahip RNA’lara Ribozim denir.


DrTus.com 18

. • Aktif bölge: Substrat enzimin aktif bölgesine bağlanır. Enzimlerin aktif bölgesinde yer
alan aminoasidler: genellikle lizin-histidin-sistein-serin-tirozin’dir. Aktif bölgedeki elektrofilik (elektron
+2 +2 +3 3+
alıcısı) gruplar ise Mg -Mn -Fe gibi metaller ve NH gruplarıdır.
. • Substrat ile enzim arasında kovalent bağlar bulunmaz. H bağları, hidrofobik bağlar, iyonik
ve Van der Waals bağları enzimle substrat arasındaki nonkovalent bağlardır.
. • Enzimler bir veya bir kaç substrat ile etkileşir fakat sadece tek tip kimyasal reaksiyonu
katalizlerler
. • Enzimler optik özgüllük gösterirler
. • Kofaktör: Bazı enzimler, enzimatik reaksiyon için gerekli olan bir nonprotein kofaktörle
birleşirler. Sıklıkla karşılaşılan kofaktörler arasında metal iyonları (Zn, Fe..) ve koenzim olarak bilinen
genellikle vitamin türevi olan (NAD,FAD,KoA..) organik moleküller yer alır. Koenzim ve kofaktör yapıları
enzimlerine nonkovalent güçlerle bağlanırlar.
. • Haloenzim: Koenzim + Enzim
. • Apoenzim: Haloenzimin protein kısmı (enzimin protein yapısında olan ve aktive olması
için koenzime gereksinim gösteren inaktif kısmıdır).
. • Prostetik grup: Yani eğer koenzim enzimine kovalent bağlarla bağlanırsa prostetik grup
adı verirlir. Örneğin biotin karboksilaz enzimlerine kovalent olarak yani prostetik grup olarak bağlanır.
. • Zimojen: Sentez edildiklerinde aktif olmayıp, fonksiyon görecekleri yere gidince aktif hale
geçen enzimlere denir.
. • Đzoenzimler: Bir enzimin farklı hücrelerde ve farklı subsellüler bölümlerde yer alan ve
aynı reaksiyonu katalizleyen farklı fiziksel tiplerini tanımlar. Izoenzimler birbiriyle yakından ilişkili genlerin
ürünüdür.

Koenzime gereksinim gösteren enzim grupları (reaksiyonlar)
. 1. Oksidoredüktazlar (oksidoredüksiyon),
. 2. Transferazlar (grup transferi),
. 3. Đzomerazlar (izomerizasyon),
. 4. Ligazlar (kovalemt bağların oluştuğu reaksiyonlardır) (IUB sınıf I, II, V, VI).

ENZĐM KOFAKATÖRLERĐ OLARAK ĐŞLEV GÖREN ĐNORGANĐK ELEMENTLER
Sitokrom oksidaz, tirozinaz, lizil oksidaz, serüloplazmin, dopamin-β-hid-
Cu+2
roksilaz, monoamin oksidaz
Sitokrom oksidaz, katalaz, peroksidaz Fe+2 veya Fe+3

Pirüvat kinaz K+

Heksokinaz, glukoz-6-fosfataz, pirüvat Kinaz, alkalen fosfataz, kreatin kinaz, fosfofrukto-
Mg+2
kinaz, enolaz

Arginaz, ribonükleotid redüktaz, pirüvat karbokslaz Mn+2

Dinitrogenaz, ksantin oksidaz, sülifid oksidaz, aldehit oksidaz Mo

Üreaz Ni+2

Glutatyon peroksidaz, thioredoksin redüktaz, 51-deiyodinaz Se

Karbonik anhidraz, alkol dehidrogenaz, karboksipeptidaz A,B, DNA polimeraz Zn+2

Amilaz, lipaz, lesitinaz Ca+2

Süperoksid dismutaz (SOD) mitokondriyal izoenzim Mn+2

Süperoksid dismutaz (SOD) sitoplazmik izoenzim Cu+2 ve Zn+2

ENZĐMLER NASIL ÇALIŞIR


DrTus.com 19

Enzimler reaksiyonun hızını artırırlar, dengeye ulaşacak süreyi azaltırlar, fakat denge sabiti ve
denge yönünü etkilemezler.
Bir enzim daha düşük bir serbest aktivasyon enerjisi olan alternatif bir reaksiyon yolu sağlayarak bir
reaksiyonun daha hızlı yürümesini sağlayabilir.

REAKSĐYON HIZINI ETKĐLEYEN FAKTÖRLER
1. Substrat konsantrasyonu:
Bir Reaksiyonun Hızı (v): Birim zamanda ürüne çevrilen substrat molekülü sayısıdır ve
genellikle
dakikada oluşan mol ürün olarak ifade edilir ( mol/dak).
Enzim katalizli bir reaksiyonun hızı substrat konsantrasonu artışı ile maksimum hıza (Vmax)
ulaşana

kadar artar.
2. Isı:
reaksiyon hızı maksimum hıza gelinceye kadar ısı ile artar. Fakat ısı daha da artar ise enzim
denatüre olur.

3. pH:
. • Aktif bölge iyonizasyonuna etki eder:
. • pH aşırılıkları enzimi denatüre edebilir.

Km’nin özellikleri:
Michealis menten sabiti bir enzime ve belirli bir substrata özeldir ve o enzimin substrata olan
ilgisini yansıtır. Km sayısal olarak, reaksiyon hızının ½ Vmax’a eşit olduğu noktadaki substrat
konsantrasyonudur

Küçük Km:
Sayısal olarak küçük Km enzimin substratına karşı ilgisinin yüksek olduğunu gösterir.

Büyük Km:
Sayısal olarak yüksek Km, enzimin substratına karşı olan ilginin düşük olduğunu gösterir.

ENZĐM AKTĐVĐTESĐNĐN
ĐNHĐBĐSYONU Đnhibisyon tipleri:
1. Geri dönüşümlü
A) Yarışmalı (kompetetif)

B) Yarışmasız (nonkompetetif)
C) Ankompetetif

2. 2. Geri dönüşümsüz


DrTus.com 20

Geri dönüşümlü inhibisyonlar:
Yarışmalı inhibisyon:

Bu inhibisyonda inhibitör substratın normalde bağlanması gereken yere yani katalitik bölgeye
bağlanır ve substratla o bölge için yarışır. Vmax değişmez, Km değeri büyür.
Yarışmasız inhibisyon:
Bu tip inhibisyonda substrat ve inhibitör enzimin farklı bölgelerine bağlanmaktadır.
Đnhibitörler serbest enzime veya enzim substrat kompleksine bağlanabilirler. Bu tip
inhibisyon Vmax’a tipik etkisi ile dikkat çeker. Vmax azalır, Km değişmez:
Ankompetetif inhibisyon:
Enzim substrattan farklı bir yere ve daima enzim-substrat kompleksine bağlanır. Enzim-
inhibitör-substrat kompleksi hiç bir zaman ürün veremez. Vmax, Km azalır.
Đrreversible inhibisyon:
Đnhibitörle enzim arasında kovalent bağlar oluşur. Đnhibitör enzim aktivitesi için gerekli olan
fonksiyonel grupları bağlar veya bunların yapısını bozar. Đnhibitörün yapısı substrata
benzemez ve substrat konsantrasyonu artışı ile geri dönmez. Kinetik olarak nonkompetetif
inhibisyonla aynı özellikleri taşır.

ENZĐM AKTĐVĐTESĐNĐN KONTROLÜ
Enzim aktivitesinin kontrolü devreye giriş hızlarına göre ele alınabilir:

ENZĐM AKTĐVĐTESĐNĐN DÜZENLENME MEKANĐZMALARI
Düzenleyici olay Tipik efektör Sonuçlar Süre
Substrat varlığı Substrat Hız değişir Hemen
Ürün inhibisyonu Ürün Vm ve/veya Km değişir Hemen
Allosterik kontrol Son ürün Vm ve/veya Km değişir Hemen
Kovalent modiﬁ kasyon Başka bir enzim Vm ve/veya Km değişir Hemen veya dakikalar içinde
Enzim sentezi ve yıkımı Hormon veya metabolit Enzim miktarı değişir Saatler veya günler içinde

HÜCRELER ARASI ĐLETĐŞĐM

Hücreler arası sinyalizasyon metabolizmanın geniş alanda düzenlenmesini sağlar ve hücre içi
organizasyonlara göre daha yavaştır.

Hücreler arası iletişim:
. • Yüzeyden temas: Birbirine temas eden hücrelerin birbiri ile haberleşmesini ifade eder.
Gap junction türü hücre zarı birleşmeleri sayesinde gerçekleşir.
. • Synaptik haberleşme: Sinir hücrelerindeki iletişimi ifade eder.
. • Parakrin haberleşme: Prostaglandinler ve diğer eikosanoidler gibi moleküller sayesinde
gerçekleşir. Bu moleküller salındıklarında, salındığı hücrenin etrafındaki hücreleri etkilerler.
. • Kimyasal sinyalizasyon (hormonlar-nörotransmitterler) en önemlisidir.


DrTus.com 21

HORMON SINIFLARININ GENEL ÖZELLĐKLERĐ

Grup 1 Grup 2
Polipeptidler, proteinler, glikoproteinler, katekolaminler
Steroidler, iyodotironinler, kalsitriol,
Tip
retinoidler

Çözünürlük Lipofil Hidrofil

Taşıyıcı proteinler Var Yok

Plazma yarı ömrü Uzun (saat-gün) Kısa (dakika)

Reseptör Hücre içi Hücre yüzeyi

Sekonder mesajcı Reseptör-hormon kompleksi CAMP, cGMP, Ca+2, fosfolipid metabolitleri, kinaz şelaleri

KĐMYASAL SĐNYALĐZASYON

HÜCRE ĐÇĐ RESEPTÖR SĐSTEMLERĐ

. • Bu moleüller stoplazmik membranı geçebilmek için yağda erime özelliği gösterirler.
. • Steroid reseptör kompleksi DNA’da HRE (Hormon responsiv element) adı verilen spesifik
bölgelere yerleşir ve spesifik genlerin ekspresyonunun artmasına veya azalmasına neden olur.
. • Etkileri ani değildir çünkü gen transkripsiyonu ve bunu takiben mRNA translasyonu ve
spesifi k proteilerin sentezi için zaman gereklidir.
. • Bu reseptörlerin DNA’ya bağlanma bölgesinde çinko parmalar (zinc finger) adı verilen
sistein aminoasitlerinden kurulu özel bölgeler vardır.

Hücre içi reseptörlere bağlanan hormonlar
. • Androjenler
. • Glukokortikoidler
. • Kalsitriol (1,25[ OH]2-D3)
. • Mineralokortikoidler
. • Östrojenler
. • Progestinler
. • Retinoik asit
. • Tiroid hormonları (T3)

HÜCRE YÜZEY RESEPTÖRLERĐ
A) Đyon kanallarına bağlı nörotransmitter reseptörleri:
Bu sistemi kullan prototip (en çok) astilkolindir (Ach). Spesifik nörotransmitterin bağlanması ile iyon
kanalı hızla açılır ve iyonlar konsantrasyon farkına göre hızla içeri veya dışarı hareket eder.
Postsinaptik membranın membran potansiyeli değişir ve böylece nörotransmisyon engellenir veya
kolaylaşır. Bu ligand kaplı iyon kanalları kasın ve sinirin Ach reseptörlerini ve SSS de yaygın
olarak bulunan GABA ve glisin reseptörlerini içerir. Postsinaptik membranda ve kasın
nöromuskuler kavşağında da bu tip reseptör sistemleri yer alırlar.
1. • Ach reseptörü bir çok alt birimden oluşan bir reseptördür.


DrTus.com 22

2. • Ach reseptöre bağlanıp ayrıldıktan sonra hızla sinaptik aralıktaki asetilkolin esteraz enzimi
ile hızla yıkılır.
3. • Reseptör Ach ile reseptörle devamlı olarak uyarıldığında, Ach reseptöre bağlı olsa bile
reseptör yavaş yavaş kapanır. Bu olaya “desensitizasyon” (duyarsızlaştırma denir.

B) N-metil-D-aspartat (NMDA) reseptörleri:
. • Diğer bir eksitatör reseptördür.
. • Bu reseptörlerin endojen ligandı ana ana uyarıcı nörotransmitter olan glutamattır.
Reseptörün çalışılabilmesi için glisinde glutamatla beraber reseptöre bağlanmalıdır.
. • Reseptörün glutamatla uyarılmasını takiben nöron hücresinde iyon kanalı açılır ve
++ ++ ++-
hücreye Ca girişi gerçekleşir. Ca nöronal NOS’I (Ca kalmodulin bağımlı enzim) aktifler ve NO üretilir.
. • NO diğer nöron hücresinde sitoplazmik guanilat siklazla etkileşir ve aktifler. Guanilat
siklaz aktivasyonu ile cGMP üretilir ve hücrelerde etkiler oluşur.
. • NMDA reseptörlerinin uyarılması sadece reseptör içeren hücreyi değil NO sayesinde
diğer nöronlarıda etkiler.

C) Katalitik aktiviteye sahip reseptörler:
. • Bu reseptörler yapılarının bir bölümünde doğal olarak enzimatik aktivite taşırlar. Bir çok
durumda bu enzim aktivitesi “tirozin spesifi k protein kinaz”dır.
. • Đnsülin gibi bir ligandın reseptöre bağlanması intrensek tirozin kinaz aktivitesini uyarır. Bu
da ATP’deki terminal fosfat grubunu hedef proteinlerdeki ve reseptörün kendisindeki spesifik tirozinlerin
hidroksil grubuna transfer eder. Bu grubun en önemli üyesi ise insülin reseptörleridir.
. • Diğer tüm growth faktörlerde aynı mekanizmayı kullanır.
• Đnsülin reseptörüne bağlandıktan sonra tirozin spesifik protein kinazı aktifleyerek
metabolizmada yar alan 3 tane enzimi fosforilleyerek aktifler. Đnsülin hakimiyetinde çalışıp fosforlu
formu aktif olan üç enzim:
1. Sitrat liyaz
2. Fosfodiesteraz
3. Protein fosfatazdır.

. • Đnsülin metabolizmada yer alan diğer tüm enzimleri ise “protein fosfataz“lar yardımı ile
defosforile hale çevirir.
. • Böylece, insülin hakimiyetinde çalışan tüm metabolik yollardaki hız kısıtlayıcı basamakları
katalizleyen enzimler defosforile formda aktiftir (sitrat liyaz, fosfodiesteraz, protein fosfataz hariç).
. • Glukagon hakimiyetinde çalışan tüm metabolik yollardaki hız kısıtlayıcı basamakları
katalizleyen enzimlerde fosforile formda aktiftir.
. • Bu tip reseptörlerde hormonun reseptöre birleşmesi ile reseptörde dimerizasyon (şekil
değişikliği) oluşur ve reseptörde bulunan tirozinlerde fosforillenir. Reseptöre aktarılan bu fosfor gruplarıda
src homoloji 2 (SH2) yapısı içeren çeşitli proteinlerle etkileşir. Bu sistemin çalıştırılması mitojenle aktive
edilen protein kinazı (MAPK) çalıştırır. MAPK nukleusa geçerek bazı transkripsiyon faktörlerini aktifler
ve böylece gen uyarılması yaratılır. Böylece hücre proliferasyonu ve farklılaşması oluşur.

ĐNSÜLĐNLE ETKĐLENEN ENZĐMLER
Enzim Etkinlikte değişim Olası mekanizma
Fosfodiesteraz Artar Fosforilasyon

Protein fosfataz Artar Fosforilasyon

Sitrat liyaz Artar Fosforilasyon

Glikojen metabolizması
Glikojen sentaz Artar Defosforilasyon


DrTus.com 23

Fosforilaz kinaz Azalır Defosforilasyon

Fosforilaz Azalır Defosforilasyon

Glikoliz ve glukoneogenez
Pirüvat dehidrogenaz Artar Defosforilasyon

Pirüvat kinaz Artar Defosforilasyon

Fosfofruktokinaz-1 ve 2 Artar Defosforilasyon

Glukokinaz Artar Defosforilasyon

Fruktoz 2,6-bifosfataz Azalır Defosforilasyon

Fruktoz 1,6-bifosfataz Azalır Defosforilasyon

Fosfoenolpirüvat karboksikinaz Azalır Defosforilasyon

Glukoz 6-fosfataz Azalır Defosforilasyon

Lipid metabolizması
Asetil KoA karboksilaz Artar Defosforilasyon

HMG KoA redüktaz Artar Defosforilasyon

Triaçilgliserol lipaz Azalır Defosforilasyon

Hormon duyarlı lipaz Azalır Defosforilasyon

D) Sekonder mesajcı sistemler:
I. Adenilat siklaz sistemi: β ve α adrenerjik reseptörler gibi membran reseptörlerinin
2

uyarılması ile adenilat siklaz sistemi

aktivitesinde bir artma veya azalma olur.
Adenilat siklaz ATP’yi 3’5’ AMP’ye (cAMP) çeviren membrana bağlı bir enzimdir.

Sistemin bileşenleri ve çalışma şekli:
A) Bu sistemde kullanılan reseptörler tipiktir ve üç temel bölgeden oluşur:
. 1. ECL ligand bağlayıcı bölge
. 2. 7 transmembraner heliks
. 3. G proteinleri ile etkileşime giren ĐCL bölgeden oluşmuştur.

B) GTP bağımlı düzenleyici proteinler:
Uyarılmış olan reseptörün ikinci mesajcı üzerine olan etkisi direkt değildir. G proteini olarak
adlandırılan proteinler reseptörler ile adenilat siklaz arasında bir bağ oluşturur.
G proteini:
. • Hücre membranının iç kısmına yerleşmiş bir proteindir. α, β, γ olmak üzere üçtane
subünitesi olan heterotrimerik bir proteindir.
. • G proteinin inaktif şeklinde (dinlenim halinde) α-subünitesi GDP’ye bağlı olarak bulunur.
. • G proteini aktiflendiğinde α-subünitesi yapısında bulunan GDP’yi bırakır ve sitozolden


DrTus.com 24

GTP alarak aktiflenir ve yapısında konformasyonel değişikli oluşur.
. • α-subüniti zar boyunca hareket ederek membrana bağlı enzim adenilat siklazı aktifler.

Bir çok hormon veya nörotransmitterin adenilat siklazı inhibe veya aktive etme yeteneği G proteini
tipine bağlıdır.

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

G proteini-GTP kompleksinin etkileri kısa sürelidir. Çünkü G proteini α-subünitesi yapısal olarak
GTPaz aktivitesine sahiptir

C) Adenilat siklaz: Membrana bağlı enzimdir. G proteinlerinle etkileşir. Gs tarafından aktive, Gi tarafından
inhibe edilmektedir. Görevi sitozolden aldığı ATP’leri cAMP’ye çevirir.ve GTP’nin hızla GDP’ye
hidrolizine neden olur.
D) cAMP: Adenilat siklaz sistemindeki sekonder mesajcı cAMP’dir. cAMP
sitoplazmik enzim olan protein kinaz A’yı aktiﬂer. E) Protein kinazlar:
cAMP ikinci mesajcı sisteminde bir diğer anahtar bağlantı ise cAMP
bağımlı protein kinazlar veya protein kinaz A olarak isimlendirilen bir grup
enzimin cAMP ile uyarılmasıdır.
Protein kinaz molekülü 2 düzenleyici alt birim ve 2 katalitik alt birim olmak üzere 4 alt birimden
oluşmaktadır. cAMP protein kinazı 2 düzenleyici alt biriminden bağlayıp aktif katalitik alt birimlerini serbest
bırakmaktadır. Protein kinaz A’nın serbest katalitik alt birimleri (protein kinaz A’nın aktif şeklidir) ATP’den
aldıkları terminal fosfor grubunu proteinlerdeki serin ve treoninlere transferini katalize eder. Fosforillenmiş
proteinler de:
1. • Direkt olarak hücrenin iyon kanallarına etki edebilir veya
2. • Enzimleri aktive veya inhibe edebilir.
3. • Protein kinaz A DNA’nın bağlayıcı bölgelerine bağlanan spesifik proteinleri fosforilleyerek
spesifik genlerin daha fazla ekspresyonuna neden olarak hücre içi etkileri oluşturur.

Tüm protein kinazlar cAMP’ye yanıt vermezler. Örnek protein kinaz C.

Etkinin sonlandırılması:
Hücre içi etkiler oluşturulup hormon reseptörden ayrıldıktan sonra:
. 1. Proteinlerin defosforile edilmesi: Proteinlere protein kinazlarca eklenmiş fosfat grupları,
fosfat esterlerini hidrolitik olarak parçalayan protein fosfatazlarca ayrılır.
2. cAMPhidrolizi: cAMP siklik 3’-5’ fosfodiester bağını parçalayan bir grup enzimden biri olan
fosfodiesterazla hızla 5’-AMP’ye hidrolize olur.
Fosfodiesteraz kafein ve teoﬁlin gibi metilksantin türevleri ile inhibe olur.
. 3. G proteini: G proteini α-subüniti aynı zamanda GTPaze aktivitesi de taşır ve hormonal uyarı
kesilince kendi üzerinde bulunan GTP’yi GTPaze ile parçalayarak GDP haline çevirir ve eski dinlenim
haline döner. Adenilat siklaz uyarımı kesilir ve yeni cAMP’ler üretilemez.

II. Kalsiyum / fosfatidil inozitol sistemi

Sistemin bileşenleri:
A) Reseptör: Bu sekonder mesajcı sistemde de reseptör membrana yerleşmiştir ve G proteinleri ile


DrTus.com 25

etkileşir.

B) Fosfolipaz C: Adenilat siklaz benzeri membrana bağlı bir enzimdir. Fosfolipaz C G proteinin α-
subünitesi tarafında uyarılır ve aktiflenir. Fosfolipaz C’nin substratı membrana bağlı fosfolipid olan
fosfatidil inozitol 4,5-bifosfattır ve inozitol trifosfat (IP3) ve diaçil gliserol (DAG) iki tane ürün ortaya
çıkar.
++
C) Đnozitol 1,4,5 trifosfat (IP3): Bu madde ER’daki reseptörlere bağlanıp ĐCL alana hızla Ca salınımını
++
sağlar. ĐCL Ca artışı Ca-kalmodulin kompleksi oluşumuna neden olur. Bu kompleks kısa süreli kimyasal sinyaldir. Hızla ikinci haberci

olarak inaktif olan 1,4 bifosfat ve inozitol 1-fosfata defosforile olur.

D) DAG: DAG proteinleri fosforilleyen enzim olan protein kinaz C’yi uyarır. Protein kinaz C
maksimum aktivite için Ca’a gereksinim gösterir. Bu iki mesajcı (inozitol 1,4,5 trifosfat ve DAG)
sinerjist etki gösterir.

E) Protein kinaz C: cAMP bağımlı protein kinazlardan farklıdır. Protein kinaz C DAG tarafından
aktiflendikten sonra, hedef proteinlere ATP’den aldıkları terminal fosfat grubunu aktararak
fosforillenmiş aktif proteinlerle hücre içi etkileri ortaya çıkarırlar.

Etkinin sonlandırılması:
Hücre içi etkiler oluşturulup hormon reseptörden ayrıldıktan sonra:
F) Proteinlerin defosforile edilmesi: Proteinlere protein kinazlarca eklenmiş fosfat grupları,
fosfat esterlerini hidrolitik olarak parçalayan protein fosfatazlarca ayrılır.
G) G proteini: G proteini α-subüniti aynı zamanda GTPaze aktivitesi de taşır ve hormonal uyarı
kesilince kendi üzerinde bulunan GTP’yi GTPaze ile parçalayarak GDP haline çevirir ve eski
dinlenim haline döner. Fosfolipaz C uyarımı kesilir ve yeni sekonder mesajcılar üretilemez.

Kalmodulin:
-7
ĐCL Ca →10 mol/L, ECL Ca →5 mol/L (10000 kat). Bu fark Ca’a geçirgen olmayan ve ATP
bağımlı Ca pompası ile Ca girişini düzenleyen hücre membranınca sağlanır.
Ca tüm ĐCL etkilerini Ca bağlayıcı protein olan kalmodulin ile sağlar. Kalmodulin yaygındır ve
tüm hücrelerde yer alır. Kalmodulin troponin C (iskelet ve kalp kasında kasılma işleminde Ca
etkisine aracılık eden) ile yapısal ve fonksiyonel benzerlik gösterir.
4Ca kalmodulin ile bağlanınca yapısal değişiklik ortaya çıkar ve uyarılmış Ca-kalmodulin
kompleksi, büyük bir kısmı enzim olan proteinleri uyarır.

Kalmodulin aracılığı ile etki gösteren enzimler:
. • Kalmoduline bağlı protein kinazlar
. • Adenilat/guanilat siklazlar
. • Fosfodiesteraz
. • Glikojen sentaz
. • Fosfolipaz A2

. • Fosforilaz kinaz
. • Pirüvat karboksilaz
. • Pirüvat dehidrogenaz
. • Pirüvat kinaz
. • ATP bağımlı Ca pompasıdır.

III. Guanilat siklaz sistemi: Sistemin bileşenleri: A) Reseptör: Sistemin reseptörü


DrTus.com 26

membran üzerinde yer alır. Fakat adenilat siklaz sisteminden farklı

olarak G proteine bağımlı değildir. Yani G proteini ile etkileşmez.
B) Guanilat siklaz: Guanilat siklaz enziminin hücrede iki formu bulunur:

1. 1. Membrana bağlı guanilat siklaz: Membrana bağlı guanilat siklaz enzimi reseptörünün yapısal
bir parçasıdır. Sistemde G proteini kullanılmaz.
2. 2. Bir çok doku guanilat siklazın, hücre yüzey reseptörüne bağlı olmayan sitozolik şeklini içerir. Bu
enzim Hem taşır ve nitrik oksid (NO) ile stimüle olur ve sadece NO’in etkilerine aracılık eder.

C) cGMP: Bu sistemdeki sekonder mesajcıdır ve sitozolde inaktif formdaki protrein kinaz G’yi aktifler.
Aktiflenmiş protein kinaz G’lerde hedef proteinleri fosforiller ve fosforillenmiş proteinlerle hücre içi
etkiler ortaya çıkar.
. • Çok gelişmiş etki yelpazesi olan cAMP’ye zıt olarak cGMP daha özelleşmiş bir
mesajcıdır. Düz kas gevşemesi, PLT agregasyonu ve görmede etkilidir.
. • cGMPböbrekte ANF ile aktive edilir (ANF atriumlardan plazma volüm artışına cevap olarak
salınmaktadır). Toplayıcı kanallarda guanilat siklazı ve cGMP’yi uyarır. cGMP artışıda Na ve su atılmasına
neden olur. Aynı zamanda damar düz kasıda ANF reseptörü/guanilat siklaz sistemi içermektedir ve
vazodilatasyon oluşur.

Nitrik Oksit Sentezi:
NO sentezi için gerekli substratlar arginin, oksijen ve NADPH’dır. FMN, FAD, hem ve
tetrahidrobiopterin enzimin (NO sentaz) koenzimleri, NO ve sitrülin ürünleridir.

Đki tür enzim bulunmaktadır (NO sentaz):
1. Yapısal (sabit hızda sentez): Endotel, sinir doku ve PLT’lerde bulunan Ca-kalmodulin bağımlı
enzim. Iki tipi bulunur:
A) Nöronal NOS (nNOS)
B) Endotelial NOS (eNOS)

2. 2. Uyarılabilen (iNOS): Hepatosit, makrofaj ve nötrofillerde yer alan Ca’dan bağımsız enzim.

. → NO sentez uyarıcıları hücre tipine göre değişir. TNF ve ĐL-1 enzim sentezini artırır.
. → Damar düz kası gevşetir ve vazodilatasyon yapar (endotel kökenli gevşetici faktörün eşi).
. → No cGMP aracılığı ile vazodilatasyon yapar. NO endotel hücrelerinde sentezlenir. Nitrogliserin,
nitroprussid gibi nitratlar NO’e dönerek etki yaparlar. Bu nedenle NO endojen nitro-vazodilatatör olarak
adlandırılır.
. → Penis ereksiyonuna katılır. Sildenafil sitrat (viagra) cGMP’yi yok eden fosfodiesterazı
baskılayarak bu işi yapar.
. → Beyin ve periferal otonom sinir sisteminde nörotransmitterdir.
. → Nörotoksisitede rolü vardır.
. → Infantil hipertrofik pilor stenozunda, pilor spazmının oluşumuna düşük NO düzeyleri katılır.
. → PLT agregasyonunu önler, makrofaj fonksiyonu için önemlidir.
. → Makrofaj NO sentaz aktivitesi genelde düşüktür. Sentezi bakteriyal lipopolisakkarit ve γ-
interferon ile artar. Uyarılmış makrofajlar serbest oksijen radikalleri oluşturur. Bunlar NO ile birleşip daha
fazla bakterisidal etki oluşturur.
. → NO oksijen ve süperoksitle tepkime vermesinden dolayı dokularda çok kısa yarı ömre sahiptir.
.
Süperoksit radikali iel tepkimesi sonucunda, peroksinitrit (ONOO-) oluşur. Bu madde de OH Radikali
vermek üzere parçalanır.

HÜCRE YÜZEY RESEPTÖRLERĐNE BAĞLANAN HORMONLAR


DrTus.com 27

A. Đkinci haberci cAMP:
β-Adrenerjik katekolaminler
Adrenokortikotropik hormon (ACTH)
Antidiüretik hormon (ADH)
Follikül uyarıcı hormon (FSH)
Glukagon
Kalsitonin
Koriyonik gonadotropin, insan (hCG)
Kortikotropin salıcı hormon (CRH)
Lipotropin (LPH)
Lüteinleştirici hormon (LH)
Melanosit uyarıcı hormon (MSH)
Paratiroid hormonu (PTH)
Tiroid uyarıcı hormon (TSH)

Adenilat siklaz inhibisyonu yapanlar
α2-adrenerjik reseptörler
Anjiotensin II
Asetilkolin
Somatostatin

B. Đkinci haberci cGMP:
Atriyal natriüretik faktör (ANF)
Nitrik oksit (NO)

C. Đkinci haberci kalsiyum veya fosfatidilinositollerdir (veya her
ikisidir):
α-1-Adrenerjik katekolaminler
Anjiyotensin ll
Antidiüretik hormon (ADH, vazopressin)
Asetilkolin (müskarinik)
Gastrin
Gonadotripin salıcı hormon (GnRH)
Kolesistokinin
Oksitosin


DrTus.com 28

P maddesi
Tirotropin salıcı hormon (TRH)
Trombositten türeyen büyüme faktörü (PDGF)

D. Đkinci haberci bir kinaz veya fosfataz şelalesidir:
Büyüme hormonu (GH)
Epidermal büyüme faktörü (EGF)
Eritropoietin
Fibroblast büyüme faktörü (FGF)
Đnsülin
Đnsüline benzer büyüme faktörleri (IGF-l, IGF-ll)
Prolaktin (PRL)
Koriyonik somatomammotropin (CS)
Sinir büyüme faktörü (NGF)
Trombositten türeyen büyüme faktörü PDGF)

ATP

++
ATP, 1 mol adenin, 1 mol riboz ve üç fosfor grubu içeren bir nükleozid trifosfattır.. Yapısında Mg
bulundurur. Adenin ve riboz glikozidik bağ ile, Fosfat grupları ise fosfodiester bağı ile bir bağlanır.

Çok yüksek enerjili fosfat bileşikleri: -∆G kcal/mol
Fosfoenolpirüvat -14,8
∆G > -10000 cal/mol Karbamoil fosfat -12,3
1,3-bifosfogliserat -11,8
Kreatin fosfat -10,3
ATP (ADP+P) -7,3
Düşük enerjili fosfat bileşikleri: ADP -6,6
∆G<-4000 cal/mol Pirofosfat -6,6
Glukoz 1-P -5,0
Fruktoz 6-P -3,8
AMP -3,4
Glukoz 6-P -3,3
Gliserol 3-P -2,2


DrTus.com 29

Organizmada ATP iki yolla sentezlenir 1.Oksijenden bağımsız substrat
düzeyinde fosforilasyon:
Glikolizde 1 mol glukozdan, fosfogliserat kinaz ve pirüvat kinaz ile katalizlenen tepkimeler
sonucunda pirüvat oluşması sırasında net iki yüksek enerjili fosfor (2 mol ATP) üretilir. Sitrik asit
siklusunda süksinil tiyokinaz basamağında 1 tane yüksek enerjili fosfor (1 mol GTP) üretir.

2.Oksijene bağımlı oksidatif fosforilasyon:
Mitokondri iç zarı üzerinde elektron transport zinciri ile eşleşmiş olarak gerçekleşir

Fosfajenler:
Fosfajenler denilen bir grup bileşik yüksek enerjili fosforun depo şekli olarak davranır. Bunlar
omurgalıların iskelet kası, kalp, spermatozoa ve beyninde bulunan kreatinin fosfat ile
omurgasız kasında bulunan arginin fosfatı kapsar.

ETZ (ELEKTRON TRANSPORT ZĐNCĐRĐ)
+
NAD →
+
Niasinden sentezlenen bir H taşıyıcısıdır. NAD dehidrogenazlarca katalizlenen, çeşitli oksidasyon-
redüksiyon tepkimelerinde koenzim olarak görev yapar. NAD’ler birinci H’nin tamamını, 2. hidrojenin
sadece elektronunu (1 proton ve 2 elektron) taşırlar. Bu yapıya hidrid iyonu denilir.
FAD→
+
Riboﬂavinden sentezlenen bir H taşıyıcısıdır. FAD, NAD’den farklı olarak dehidrogenaz
+
enzimlerine kovalent olarak bağlıdır (prostetik grup). FAD’ler 2 H ’nin tamamını (yani 2
elektron, 2 proton) taşırlar.
ETZ mitokondri iç zarında yer alır ve vücutta farklı yakıttan elde edilen elektronların oksijene
aktarıldığı son ortak yoldur. ETZ ve oksidatif fosforilasyon ile ATP üretimi vücutta mitokondri
taşıyan tüm hücrelerde gerçekleşir.

Membran transport sistemleri
Mitokondri iç zarı NADH+H için taşıyıcı protein içermez. Bu iş için kullanılan iki mekik sistemi
vardır. Gliserol fosfat mekiğinde her NADH+H için 2 ATP, malat-aspartat mekiğinde ise 3 mol
ATP üretilir. Gliserolfosfat santı beyin, kahverengi yağ dokusu veya iskelet kasında
yoğundur. Karaciğer, böbrek ve kalp mitokondrilerinde temel olarak malat mekiği kullanılır.

Malat-Aspartat ve Gliserol Fosfat taşıyıcıları:
Glikolizde gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz reaksiyonu sitozolde gerçekleşir ve bu
basamakta elektron alıcısı olarak NAD+ kullanılır ve reaksiyon sonucunda NADH+H oluşur.
NADH+H mitokondri iç membranı direkt olarak geçemez. Bu işlem için 2 mekik sistemi
kullanılmaktadır.

Gliserol fosfat mekiğinde:
Dihidroksiaseton fosfat (DHAP), oluşan NADH+H varlığında, gliserol 3-fosfat
dehidrogenaz enzimi ile gliserol 3-fosfata döner. Gliserol 3-fosfat mitokondri
membranını geçer ve iç zarda bulunan gliserol 3-fosfat dehidrogenaz ile dihidroksi
+
aseton fosfata dönerken, 1 mol FADH sentezlenir. Bu mekikde 1 mol NADH H, 1 mol
2


DrTus.com 30

FADH ’ye dönerek ETZ’ye katılmış olur.
2

Malat-aspartat mekiği:
+
Sitozolik malat dehidrogenaz enzimi, NADH H’I kullanarak oksaloasetatı malata çevirir.
Malat mitokondri içine taşınır ve burada malat dehidrogenaz ile oksaloasetata döner ve
NADH+H sentezlenir ve ETZ’ye girer.

ETZ reaksiyonları:
Kompleks I (NADH-Ubikinon, NADH dehidrogenaz kompleksi,
NADH-Q oksidoredüktaz):
+
. • Kompleks I NADH H’dan bir hidrid iyonu ( iki e- ve bir proton) ve matriksden bir proton kabul eder
ve koenzim Q’ya iletir.
. • Prostetik grup olarak FMN ve FeS merkezler taşır. Kompleks FMN’den ubikinona e-’ları
geçiren 6 adet Fe-S merkezi içermektedir.
. • Kompleks I transmemebran proteinidir ve aynı zamanda proton pompası görevide yapar
+
ve elektronların aktarımı sırasında intermembraner aralığa 4 tane proton (4H ) pompalarlar. Ubikinon
kompleks I’den aldığı elektronları kompleks III’e taşır.
• Đnhibitörleri:
• Amital, amobarbital, sekobarbital gibi barbitüratlar
• Rotenon: Đnsektisit
• pierisidin A: Antibiyotik

Kompleks II (süksinat-ubikinon, süksinat dehidrogenaz kompleksi,
SüksinatQ oksidoredüktaz):
. • TCA siklusunda membrana bağlı tek enzimdir.
. • Prostetik grup olarak FAD, Fe-S merkezileri ve sit b560 (hem grubu) içerir. Elektronlar
sırasıyla FAD, Fe-S merkezler ve sit b560’dan geçerek ubikinon’a ulaşır.
. • Kompleks II mitokondri iç zarı içtarafına yerleşmiştir, yani bir transmembran proteini
değildir. Bu nedenle kompleks II proton pompası görevi görmez. ETZ’deki tek transmembran proteini
olmayan kompleks, kompleks II’dir.
. • Mitokondriyal dehidrogenazların diğerleri kompleks II’yi kullanmadan ubikinona
ulaşır. Açil KoA dehidrogenaz ve gliserol 3-fosfat dehidrogenaz da ubikinon yolu ile ETZ’ne girer.
. • Süksinat dehidrogenaz enzimi malonatla yarışmalı olarak inhibe olur. Kompleks II’de FeS
merkezlerden koenzim Q’ya geçiş thenaytriﬂoroasetonla ve karboksinle inhibe olmaktadır.

Koenzim Q (Ubikinon):
. • Ubikinon ETZ’de tek lipit yapılı moleküldür ve yapı olarak E ve K vitaminlerine
benzer.
. • Sıkıca membrana yerleşmiş durumdadır.
. • Mitokondriyal DNA tarafından kodlanmaz ve mitokondride sentezlenmez. Dışarıdan
alınmak zorundadır. ETZ’deki tek ekstrensek substrat gibi ele alınabilir.
. • Kolesterol biyosentezinde ara ürün olarak ortaya çıkan isoprenoid birimlerden
(Isopentenil pirofosfattan) sentezlenir.
. • ETZ’deki hareketli elektron taşıyıcılardan birisidir. Kompleks I’den ve kompleks II’den
aldığı elektronları kompleks III’e iletir.
. • Koenzim Q ETZ’de tüm elektronların ilk toplanma noktasıdır.

Kompleks III


DrTus.com 31

(ubikinon-sit C oksidaz, sitokrom redüktaz)

1. • Prostetik grup olarak Fe-S, sit-b ve Sit c1’den (hem) içerir.
2. • Elektronları koenzim Q’dan kabul eder ve sit c’ye iletir.
3. • Komplek III koenzim Q’dan gelen elektronlardan bir tanesini ve Fe-S merkezler üzerinden
sit c1’e oradanda sitokrom c’ye transfer ederken, koenzim Q’dan gelen ikinci elektron FeS merkezlerden
sitokrom b’ye geçer ve oradan tekrar koenzim Q’ya döner. Sonra tekrar ilk elektronun izlediği yolu
izleyerek Fe-S merkezler, sitokrom c1 üzerinden sitokrom c’ye iletilir. Bu olaya Q siklusu (Q cycle) adı
verilir.
4. • BAL ve antimisin A sitokrom c1’den sitokrom c’ye elektron geçişini bloke ederler.

Sit c:
+2
1. • Küçük bir hem proteinidir ve Fe içerir.
2. • Tek tek elektron taşımaktadır.
3. • Diğer elektron taşıyıcılardan farklı olarak soluble bir proteindir.
4. • Sitokrom c mitokondri iç zarı dış yüzüne yerleşiştir ve elektronları intermembraner
aralıkta kabul edip kompleks IV’e taşır.

Kompleks IV (Sitokrom c oksidaz):
. • Prostetik grup olarak Sit a ve a3 (hem) taşır. Ayrıca CuA ve CuB olmak üzere 2 Cu
iyonuda taşımaktadır.
. • Kompleks IV elektronları sitokrom C’den alır ve CuA, sitokrom a, sitokrom a3 ve CuB
üzerinden elektron transport zincirinin son alıcısı olan oksijene iletir.
. • Enerji değişimi açısından ETZ’deki tek irreversible basamağı oluşturur.
. • Kompleks IV’de bir transmembran proteinidir ve elektronların geçişi sırasında
intermembraner alana 2 proton pompalanmasını gerçekletirir.
. • Siyanid, azid ve kompleks IV’de sitokrom a3’den CuB’ye elektron geçişini bloke eder. CO
oksijenle yarışırak inhibisyon yapar.

Kompleks V (ATP sentaz, ATPaze kompleksi):
1. • ATP sentaz kompleksi veya F0/F1 cisimciği mitokondri iç zarına yerleşmiş mantar benzeri
görünümü olan bir proteindir.
2. • F0 ve F1 olmak üzere 2 alt üniteden oluşur.
3. • F0 alt ünitesi 4 subünitten oluşmuş bir transmembran proteinidir ve tüm iç zar boyunca
uzanır. Asıl proton kanalı olan yapı F0 cisimciğidir.
4. • F1 cisimciği bir sapla F0 cisimciğine bağlanır ve mitokondri matriksine doğru uzanır. F1
cisimciği α, β, γ, δ ve ε olmak üzere 5 alt üniteden oluşmuş bir proteindir. Asıl ATP sentezi F1 cisimciğinde
gerçekleşmektedir.
5. • F0 kompleksi oligomisin, DCCD ile bloke olur. F1 cismide auroventinle bloke olmaktadır.
6. • ATPaz olarak da adlandırılır çünkü izole edilen enzim ATP’nin hidrolizini de katalizler.

OKSĐDATĐF FOSFORĐLASYON

Elektronların ETZ ile NADH’dan oksijene taşınması, direkt ATP sentezi ile sonuçlanmaz. ETZ sonunda
nasıl ATP üretiminin gerçekleştiğini açıklayan birkaç teori vardır. Bunlardan en geçerlisi Kemiosmotik teori
(mitchell hipotezi) dir. Bu hipoteze göre e’’ların ETZ’de oksijene transportu sırasında komplek I, kompleks
III ve kompleks IV proton pompası görevi yaparak intermembraner aralığa proton pompalarlar. Bu sayede
mitokodri içi (-) negatif yüklü, intermembraner aralık (+) pozitif yüklü hale geçer. Bu işlem mitokondri iç zarı
boyunca bir elektriksel fark ve pH farkı yaratır. Membran bütünlüğünü korumak için protonlar mitokondri
içine dönme eğilimindedirler. Kemiosmotik teoriye göre; intermembraner alandaki fazla protonlar ATP
sentetaz molekülündeki bir kanaldan geçerek mitokondri matriksine geri döner. Protonların ATP sentazın


Biyokimyafull ozetnot-1

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

Similaire à Biyokimyafull ozetnot-1

Similaire à Biyokimyafull ozetnot-1 (20)

Plus de Sema Atasever

Plus de Sema Atasever (20)

Biyokimyafull ozetnot-1