Examkin

Question

Difficulty: HardOksidatif Fosforilasyon Ayırıcıları (Uncouplers)

Oksidatif fosforilasyonun ayırıcı (uncoupleruncoupler) ajanları, mitokondri iç membranının protonlara karşı geçirgenliğini artırarak kemiozmotik gradiyenti ortadan kaldırırlar. Bu durum, elektron transport zincirinin (ETZETZ), ATPATP sentezinden bağımsız olarak maksimum hızda çalışmasına ve enerjinin ısı olarak açığa çıkmasına neden olur.

Buna göre, bir hücreye yüksek dozda 2,4−dinitrofenol2,4-dinitrofenol (DNPDNP) eklenmesini takiben gerçekleşen metabolik değişiklikler ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

  1. A
    Mitokondriyal matriks içerisindeki NADH/NAD+NADH/NAD^+ oranının azalması
  2. B
    Sitrik asit döngüsü (TCATCA) enzimlerinin (izositrat dehidrogenaz vb.) aktivitesinin artması
  3. C
    Mitokondri iç membranı boyunca oluşan proton motif kuvvetinin (PMFPMF) bileşenlerinin küçülmesi
  4. Piruvat dehidrogenaz (PDHPDH) kompleksinin kinaz enzim aktivitesinin artmasıAnswer
  5. E
    Matriksteki ATP/ADPATP/ADP oranının dramatik bir şekilde düşmesi

Answer

Ayırıcı ajanların etkisiyle mitokondriyal matrikste biriken ADP ve NAD+ molekülleri, piruvat dehidrogenaz kinaz enzimini inhibe ederek PDH kompleksinin aktif formda kalmasını sağladığından, kinaz aktivitesinin artması beklenmez.
Ayırıcı ajanlar (DNPDNP vb.) eklendiğinde mitokondriyal matriks düşük enerjili bir duruma (yu¨ksekADP/ATPyüksek ADP/ATP ve yu¨ksekNAD+/NADHyüksek NAD^+/NADH oranı) geçer. Piruvat dehidrogenaz (PDHPDH) kinaz enzimi, yüksek enerji göstergeleri (ATP,NADH,Asetil−CoAATP, NADH, Asetil-CoA) ile aktive olan bir enzimdir. Ayırıcıların varlığında bu aktivatörler azaldığı ve ADPADP ile NAD+NAD^+ (inhibitörler) arttığı için PDH kinaz aktivitesi artmaz, aksine azalır. Bu da PDH'nin aktif (defosforile) formda kalarak TCA döngüsünü beslemesine olanak tanır.

Step-by-Step Solution

1
Ayırıcıların temel mekanizmasını analiz et.
Ayırıcılar (DNPDNP gibi), protonları intermembran aralıktan matrikse geri taşıyarak proton gradiyentini (PMFPMF) bozar.
Bu kaçak akım, ATP sentazın itici gücünü yok eder ve ATP sentezini durdurur.
2
Elektron transport zinciri (ETZETZ) hızını değerlendir.
Proton gradiyentinin karşı direnci (back-pressure) kalktığı için ETZ maksimum hızda çalışır.
Hızlanan ETZ, NADH moleküllerini hızla NAD+NAD^+ formuna yükseltger, böylece NADH/NAD+NADH/NAD^+ oranı azalır.
3
Enerji durumunun metabolik regülatörlere etkisini incele.
Matrikste ATPATP azalırken ADPADP artar; ayrıca NADHNADH azalırken NAD+NAD^+ artar.
Yüksek ADPADP ve NAD+NAD^+, metabolizmanın hızlanması gerektiğini bildiren sinyallerdir.
4
Piruvat Dehidrogenaz (PDHPDH) kompleksinin düzenlenmesini kontrol et.
PDHPDH kinaz enzimi; ATPATP, NADHNADH ve Asetil-CoA tarafından aktive edilirken, ADPADP, NAD+NAD^+ ve Piruvat tarafından inhibe edilir.
Ayırıcı ajanlar matrikste ADPADP ve NAD+NAD^+ düzeyini artırdığı için PDH kinaz enzimini kuvvetle inhibe eder.

Key Concept

Oksidatif fosforilasyon ayırıcıları, kemiozmotik potansiyeli bozarak ETZ'yi hızlandırır, ATP sentezini durdurur ve matriksteki NADH/NAD+ ile ATP/ADP oranlarını düşürerek PDH kinazı inhibe eder.

Hints

1
Ayırıcıların ETZ hızı üzerindeki etkisini ve bunun sonucunda matriksteki NADH ve ATP seviyelerinin nasıl değişeceğini düşünün.

Practice More

PDH kompleksinin fosforilasyon/defosforilasyon mekanizması ile glikolizdeki PFK-1 regülasyonunu karşılaştırın.
Estimated Time:1m 30s
Rate this question

Topics

Oksidatif Fosforilasyon Ayırıcıları (Uncouplers)

More questions from this topic