Examkin

Question

Difficulty: HardAğır Metaller ve Toksisite (Pb, Hg, As, Al)

Kronik böbrek yetmezliği nedeniyle uzun süredir diyalize giren bir hastada progresif ensefalopati, osteomalazi ve demir tedavisine dirençli mikrositer anemi saptanıyor. Bu klinik tablodan sorumlu olan alüminyum (Al3+Al^{3+}) birikiminin, hücresel enerji metabolizması kapsamında glikoliz hızını düşürdüğü bilinmektedir.

Buna göre, alüminyumun glikoliz üzerindeki bu inhibitör etkisinin temel mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Al3+Al^{3+} iyonunun ATP'ye Mg2+Mg^{2+}'dan çok daha yüksek afiniteyle bağlanarak hekzokinazı inhibe eden Al-ATP kompleksi oluşturmasıAnswer
  2. B
    Alüminyumun fruktoz 1,6-bifosfat ile şelat oluşturarak aldolaz enziminin substrat bağlama bölgesine erişimini engellemesi
  3. C
    Al3+Al^{3+}'un piruvat dehidrogenaz kompleksinde yer alan lipoik asidin sülfidril gruplarına kovalent bağlanması
  4. D
    Alüminyumun inorganik fosfat (PiP_i) analoğu olarak davranıp gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz basamağında ATP sentezini bypass etmesi
  5. E
    Al3+Al^{3+}'un enolaz enziminin kofaktörü olan Mg2+Mg^{2+} ile yarışarak 2-fosfogliseratın fosfoenolpiruvata dönüşümünü bloke etmesi

Answer

Alüminyumun ATP'ye magnezyumdan çok daha yüksek afiniteyle bağlanarak hekzokinazı inhibe eden Al-ATP kompleksi oluşturması
Alüminyum (Al3+Al^{3+}), fosfat gruplarına olan aşırı yüksek afinitesi nedeniyle biyolojik sistemlerde magnezyumun (Mg2+Mg^{2+}) yerini alır. ATP'ye magnezyumdan yaklaşık 10 milyon kat daha sıkı bağlandığı için normalde glikolizin ilk basamağını katalizleyen hekzokinaz enzimi için gerekli olan Mg-ATP kompleksi yerine Al-ATP kompleksi oluşur. Bu kompleks hekzokinaz enziminin aktif bölgesine çok güçlü bağlanarak enzimi bloke eder ve glikolizi baskılar. Bu durum, özellikle yüksek enerji ihtiyacı olan sinir sistemi hücrelerinde (diyaliz ensefalopatisi) ve kemik dokusunda önemli metabolik bozukluklara yol açar.

Step-by-Step Solution

1
Diyaliz hastalarında alüminyum (Al3+Al^{3+}) birikiminin kimyasal özelliklerini değerlendir.
Alüminyum, fosfat gruplarına karşı aşırı yüksek afinitesi olan 'sert' bir asittir.
Bu özelliği sayesinde hücre içindeki fosfatlı bileşiklerle, özellikle de ATP ile çok güçlü kompleksler oluşturur.
2
Alüminyumun ATP ile etkileşimini, fizyolojik kofaktör olan magnezyum (Mg2+Mg^{2+}) ile kıyasla.
Al3+Al^{3+}, ATP'ye Mg2+Mg^{2+}'dan yaklaşık 10710^7 kat daha sıkı bağlanır.
Hücre içinde Mg-ATP kompleksi yerine hızla Al-ATP kompleksi oluşur.
3
Oluşan Al-ATP kompleksinin hekzokinaz enzimi üzerindeki etkisini belirle.
Hekzokinaz enzimi Al-ATP kompleksini substrat olarak kullanamaz; aksine bu kompleks enzime çok sıkı bağlanarak onu inhibe eder.
Glikolizin ilk ve hız kısıtlayıcı basamağı olan glukozun fosforilasyonu durduğu için hücrenin enerji üretimi sekteye uğrar.

Key Concept

Alüminyumun ATP ile oluşturduğu yüksek afiniteli kompleks (Al-ATP) aracılığıyla hekzokinaz enzimini inhibe etmesi.
Estimated Time:1m 30s
Rate this question

Topics

Ağır Metaller ve Toksisite (Pb, Hg, As, Al)

More questions from this topic