Question

Difficulty: HardPiruvat Metabolizması ve PDH Kompleksi

Progresif nörolojik gerileme ve dirençli laktik asidoz tablosuyla izlenen bir hastada yapılan ileri biyokimyasal analizlerde; piruvat dehidrogenaz, α\alpha-ketoglutarat dehidrogenaz ve dallı zincirli α\alpha-ketoasit dehidrogenaz enzimlerinin her üçünün de aktivitesinin belirgin şekilde azaldığı saptanmıştır. Bu klinik tabloya neden olan moleküler defekt, bu üç enzim kompleksinde ortak olarak bulunan aşağıdaki bileşenlerin hangisinden kaynaklanmaktadır?

  1. A
    E1E_1 (PiruvatPiruvat dekarboksilazdekarboksilaz) alt birimi
  2. B
    E2E_2 (DihidrolipoilDihidrolipoil transasetilaztransasetilaz) alt birimi
  3. E3E_3 (DihidrolipoilDihidrolipoil dehidrogenazdehidrogenaz) alt birimiAnswer
  4. D
    Piruvat karboksilaz enzimi
  5. E
    Piruvat dehidrogenaz fosfataz enzimi

Answer

Metabolik tabloya neden olan defekt, üç farklı dehidrogenaz kompleksi tarafından ortak kullanılan E3 (dihidrolipoil dehidrogenaz) alt birimidir.
Biyokimyasal olarak α-ketoasit dehidrogenaz ailesi (Piruvat dehidrogenaz, α-ketoglutarat dehidrogenaz ve dallı zincirli α-ketoasit dehidrogenaz) benzer bir yapı sergiler. Bu multienzim komplekslerinde E1 (dekarboksilaz) ve E2 (transasetilaz/transsüksinilaz) alt birimleri her bir reaksiyon için özgül proteinlerdir. Ancak, dihidrolipoil dehidrogenaz olarak bilinen E3 alt birimi, her üç kompleks tarafından ortak olarak kullanılan bir gen ürünüdür. Bu nedenle, E3 alt birimindeki bir defekt, piruvatın asetil-CoA'ya, α-ketoglutaratın süksinil-CoA'ya ve dallı zincirli ketoasitlerin (lösin, izolösin, valin yıkım ürünleri) kendi metabolitlerine dönüşümünü aynı anda bozar.

Step-by-Step Solution

1
Klinik bulguları analiz et
Laktik asidoz (piruvat birikimi) ve çoklu dehidrogenaz yetersizliği saptandı.
Piruvat, alfa-ketoglutarat ve dallı zincirli ketoasitlerin oksidatif dekarboksilasyonu yapısal olarak benzer multienzim kompleksleri ile gerçekleştirilir.
2
Enzim kompleksi yapısını hatırla
Kompleksler E1, E2 ve E3 alt birimlerinden oluşur.
E1 ve E2 alt birimleri her kompleks için özgün (spesifik) iken, E3 alt birimi her üç kompleks için de aynıdır.
3
Genetik temeli sorgula
DLD geni tarafından kodlanan E3 alt birimindeki bir mutasyon, her üç yolağı da bloke eder.
Paylaşılan bir alt birimin kaybı, o birimi kullanan tüm metabolik sistemleri etkiler.

Key Concept

Piruvat dehidrogenaz, alfa-ketoglutarat dehidrogenaz ve dallı zincirli alfa-ketoasit dehidrogenaz kompleksleri E3 (dihidrolipoil dehidrogenaz) alt birimini ortak olarak kullanır.

Practice More

Arsenik zehirlenmesinin bu üç enzim kompleksi üzerindeki ortak etkisini ve hangi kofaktöre bağlandığını inceleyiniz.
Estimated Time:1m 30s
Rate this question