Kollajen biyosentezinde kritik bir adım olan prolin ve lizin kalıntılarının hidroksilasyon… — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı

Kollajen biyosentezinde kritik bir adım olan prolin ve lizin kalıntılarının hidroksilasyonu, $\alpha$ -ketoglutarat bağımlı dioksijenazlar tarafından katalizlenir. Bu enzimlerin katalitik mekanizması ve kofaktör kullanımı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Atmosferik oksijenin ( $O_2$ ) bir atomu prolin kalıntısına hidroksil grubu olarak aktarılırken, diğer atomu $\alpha$ -ketoglutaratın dekarboksilasyonu sonucu oluşan süksinat molekülüne katılır.Answer
B
Askorbat (C vitamini), hidroksilasyon reaksiyonunun her döngüsünde $\alpha$ -ketoglutaratın oksidasyonu için gerekli elektronları sağlayan ve stokiyometrik olarak tüketilen bir ko-substrattır.
C
Post-translasyonel bir modifikasyon olan hidroksilasyon, pro- $\alpha$ zincirleri granüllü endoplazmik retikulumda üçlü sarmal yapısını tamamladıktan sonra gerçekleşir.
D
Lizil oksidaz enzimi, prolil hidroksilaza benzer şekilde $\alpha$ -ketoglutarat, demir ve oksijen kullanarak kollajen fibrilleri arasında çapraz bağlar oluşturur.
E
Hidroksiprolin kalıntılarının kollajen yapısındaki temel görevi, elastin liflerinde olduğu gibi moleküle elastikiyet kazandırmak ve desmozin çapraz bağları için zemin hazırlamaktır.

Answer

Atmosferik oksijenin bir atomu prolin kalıntısına, diğeri ise süksinata katılır.

Prolil 4-hidroksilaz,

\alpha

-ketoglutarat bağımlı dioksijenaz ailesinin bir üyesidir. Bu enzim mekanizmasında moleküler oksijen (

O_2

) bağlandığında, oksijen atomlarından biri prolin halkasına hidroksil grubu olarak eklenirken, diğeri

\alpha

-ketoglutaratın süksinata oksidatif dekarboksilasyonu sırasında süksinatın yeni oluşan karboksil grubuna dahil edilir. Bu durum, dioksijenazların karakteristik 'her iki oksijen atomunu da kullanma' prensibine uygundur.

Step-by-Step Solution

Enzim sınıfının belirlenmesi

Prolil 4-hidroksilaz bir 'dioksijenaz' (çift oksijenaz) enzimidir.

Bu enzimler

O_2

molekülündeki her iki oksijen atomunu da ürünlerin yapısına katar.

Oksijen atomlarının takibi

Oksijen atomlarından biri prolinin hidroksillenmesinde (—OH), diğeri

\alpha

-ketoglutaratın süksinata dönüşümünde kullanılır.

Reaksiyonun genel denklemi:

Proline + \alpha\text{-KG} + O_2 \rightarrow \text{Hydroxyproline} + \text{Succinate} + CO_2

şeklindedir.

Kofaktör rollerinin analizi

Demir (

Fe^{2+}

) katalizör,

\alpha

-ketoglutarat ko-substrat, C vitamini ise antioksidan/indirgeyici olarak görev yapar.

C vitamini (askorbat), enzimin 'eşleşmemiş' reaksiyonlar sırasında yanlışlıkla yükseltgenen demir atomunu (

Fe^{3+} \rightarrow Fe^{2+}

) tekrar aktif hale getirmek için gereklidir.

Key Concept

Prolil Hidroksilazın Dioksijenaz Mekanizması

Practice More

Kollajen tip IV'ün bazal membrandaki özgün yapısı ve lizil hidroksilaz eksikliğinde görülen Ehlers-Danlos Tip VI klinik bulgularını inceleyebilirsiniz.

Estimated Time:2m 0s

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Practice More

Topics

More questions from this topic