Kan Glukozunun Regülasyonu

İnsülinin kan glukoz düzeyini düşürme mekanizmalarından biri, glukagon ve epinefrin gibi hormonların başlattığı katabolik sinyalleri aktif olarak sonlandırmaktır. Bu süreçte insülin, $AKT$ (Protein Kinaz B) aracılığıyla belirli bir enzimi fosforilleyerek aktive eder. Aktifleşen bu enzim, ikincil haberci olan $cAMP$ molekülünü $5'-AMP$ formuna dönüştürerek Protein Kinaz A ($PKA$) aktivitesini hızla baskılar.

İnsülinin bu mekanizmada doğrudan aktive ettiği enzim aşağıdakilerden hangisidir?

İnsülin, kan glukoz düzeyini düşürmek amacıyla karaciğerdeki glukoneogenez sürecini hem enzim aktivitesi hem de gen ifadesi düzeyinde baskılar. Özellikle glukoneogenezin anahtar enzimleri olan fosfoenolpiruvat karboksikinaz ($PEPCK$) ve glukoz $6$-fosfatazın sentezini azaltmak için spesifik bir transkripsiyon faktörünün çekirdekten sitozole taşınmasını sağlar. İnsülin sinyal yolağında yer alan Akt ($protein$ $kinaz$ $B$) tarafından fosforillenerek inaktive edilen ve çekirdek dışına ihraç edilen bu transkripsiyon faktörü aşağıdakilerden hangisidir?

Beslenme sonrası karaciğerde glukozun glikoliz ve lipogenez yönünde kullanımını koordine eden karmaşık bir regülasyon mekanizması mevcuttur. Glukozun pentoz fosfat yolu üzerinden üretilen bir ara ürünü, spesifik bir protein fosfatazı allosterik olarak aktive ederek hem bifonksiyonel enzimin (PFK-2/FBPase-2) defosforilasyonunu sağlar hem de lipojenik genlerin transkripsiyonundan sorumlu 'karbonhidrat yanıtlı element bağlayıcı proteini' ($ChREBP$) aktive eder. Bu regülasyonda $ksilüloz-5-fosfat$ ($Xu5P$) tarafından doğrudan aktive edilen fosfataz aşağıdakilerden hangisidir?

Açlık durumunda karaciğerde yağ asidi oksidasyonu sonucu artan $asetil-CoA$, glukoz sentezini uyarırken piruvatın tam oksidasyonunu önlemek amacıyla bazı enzimlerin aktivitesini doğrudan düzenler. Buna göre, $asetil-CoA$'nın doğrudan allosterik aktivatör ve allosterik inhibitör olarak etki ettiği enzim çifti aşağıdakilerden hangisidir?

28 yaşında sağlıklı bir erkek, son bir haftadır yüksek glisemik indeksli karbonhidratlardan oldukça zengin bir diyetle beslenmektedir. Bu beslenme düzenine bağlı olarak karaciğerinde glukozun yağ asitlerine dönüşümü (lipogenez) belirgin şekilde artmıştır. Bu süreçte glukoz, pentoz fosfat yolu üzerinden belirli bir metabolitin konsantrasyonunu artırarak, bir protein fosfatazı (PP2A) aktive eder. Aktifleşen PP2A; sitozolde bulunan bir transkripsiyon faktörünü (ChREBP) dephosphoryle ederek nükleusa girmesini ve burada lipojenik enzimlerin gen ekspresyonunu indüklemesini sağlar. Bu mekanizmada ChREBP aktivasyonuna yol açan ve karaciğerde yüksek glukozun "hücre içi sensörü" olarak görev yapan metabolit aşağıdakilerden hangisidir?

Açlık durumunda kan glukoz düzeyinin korunması amacıyla karaciğerde gerçekleşen glukoneogenez sürecinde, substrat olarak laktat yerine alanin kullanıldığında; sitozolik gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz reaksiyonu için gerekli olan indirgeyici eşdeğerlerin ($NADH$) sağlanması hangi mekanizma ile gerçekleştirilir?

Akut stres veya açlık durumunda salınan glukagon ve epinefrin, karaciğerde hücre içi $cAMP$ düzeyini artırarak protein kinaz A'yı ($PKA$) aktive eder. Bu süreçte, fosfoenolpiruvatın ($PEP$) piruvata dönüşümü baskılanarak, karbon iskeletlerinin glukoneogenez yoluna girmesi sağlanır. Karaciğerde glikoliz hızını azaltarak glukoneogenezi destekleyen bu mekanizmada, $PKA$ tarafından doğrudan fosforillenerek inaktive edilen enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Sağlıklı bir bireyde uzun süreli açlık sırasında, plazma glukagon düzeyinin artışına bağlı olarak karaciğerde glikoliz hızı azalırken glukoneogenez aktivitesi artar. Glukagonun bu etkisi, hücre içi $cAMP$ düzeylerini artırarak protein kinaz A ($PKA$) aktivasyonu üzerinden gerçekleşir.

Buna göre, aşağıdakilerden hangisi karaciğerde $PKA$ tarafından doğrudan fosforillenerek inaktive edilen ve glikolizden glukoneogeneze geçişte kritik rol oynayan enzimdir?

42 yaşında kronik alkol kullanım öyküsü olan bir hasta, 24 saattir yemek yememiş ve şiddetli halsizlik, terleme, konfüzyon şikayetleriyle acil servise getirilmiştir. Laboratuvar incelemesinde kan glukoz düzeyi $45 mg/dL$ olarak ölçülmüştür. Bu hastada hipogliseminin temel nedeni olan metabolik değişiklik ve bunun glukoneogenez üzerindeki etkisi aşağıdakilerden hangisidir?

Açlık sırasında glukagon/insülin oranının artmasıyla karaciğerde yağ asidi oksidasyonu hızlanır. Bu oksidasyon sonucu oluşan $Asetil-KoA$, pirüvatın glukoneogenez veya sitrik asit döngüsüne girişini belirleyen kritik bir düzenleyicidir. Buna göre, $Asetil-KoA$ tarafından allosterik olarak aktive edilen ve glukoneogenezin ilk basamağını katalizleyen enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Karaciğerde kan glukoz düzeyinin regülasyonunda merkezi bir rol oynayan fruktoz 2,6-bifosfat ($F-2,6-BP$) molekülü, glikoliz ve glukoneogenez yolaklarını resiprokal (zıt) olarak düzenler.

Tokluk durumunda artan insülin etkisiyle karaciğerde $F-2,6-BP$ düzeylerinin artmasına ve buna bağlı olarak glikolizin uyarılmasına neden olan temel mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

Glukagonoma tanısı alan bir hastada, pankreastaki tümörden kaynaklanan aşırı glukagon salınımı nedeniyle metabolik yolaklar sürekli olarak açlık durumuna adapte olmaktadır. Bu hastada, karaciğerde kan glukoz düzeyini artırmaya yönelik gerçekleşen moleküler mekanizmalar düşünüldüğünde, bifonksiyonel enzim (PFK-2/FBPaz-2) ve $fruktoz\ 2,6-bifosfat$ ($F-2,6-BP$) üzerinden yürütülen regülasyonla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Karaciğer ve pankreas $\beta$ hücrelerinde bulunan, kan glukoz konsantrasyonuna duyarlı bir "glukoz sensörü" gibi davranan ve yüksek $K_m$ ($~15-20$ $mM$) değerine sahip olan glukoz taşıyıcısı aşağıdakilerden hangisidir?

26 yaşında sağlıklı bir birey, yüksek oranda fruktoz içeren bir öğün tükettikten sonra karaciğerinde glukoz tutulumu ve glikoliz hızı belirgin şekilde artar. Bu durumun temel nedeni olan glukokinaz ($Heksokinaz\ IV$) enziminin hızlı aktivasyonu, aşağıdaki mekanizmaların hangisiyle gerçekleşir?

Sağlıklı bir bireyde karbonhidrattan zengin bir yemekten sonra yükselen kan glukoz düzeyi, pankreastan insülin salınımını uyarır. İnsülin, karaciğerde glikoliz yolunu aktive ederek glukoz kullanımını artırır. Bu süreçte insülinin uyardığı bir fosfataz aracılığıyla defosforile edilerek aktif hale getirilen glikoliz enzimi aşağıdakilerden hangisidir?

Sağlıklı bir bireyde karbonhidrattan zengin bir yemekten sonra yükselen kan glukoz düzeyinin normale döndürülmesi sürecinde, karaciğerde gerçekleşen moleküler mekanizmalarla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Uzun süreli açlık (24 saat) durumundaki sağlıklı bir bireyde, kan glukoz düzeyinin idame ettirilmesi amacıyla karaciğerde gerçekleşen hormonal ve enzimatik değişikliklerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Sağlıklı bir bireyde, yemek sonrası (tokluk durumunda) yükselen kan glukoz düzeyini normale düşürmek amacıyla pankreastan salınan insülin hormonu, karaciğerde aşağıdaki metabolik süreçlerden hangisini doğrudan uyarır?

Kan glukoz düzeyinin regülasyonunda, hücrenin enerji durumunu algılayan $AMPK$ ($AMP$-bağımlı protein kinaz), hormonal sinyallerle entegre çalışarak metabolik dengenin korunmasını sağlar. Özellikle açlık, egzersiz veya metformin gibi farmakolojik ajanların etkisiyle karaciğerde aktive olan $AMPK$, glukoneogenezi baskılayarak kan şekerini düşürücü etki gösterir. Aşağıdakilerden hangisi, $AMPK$'nın hepatik glukoneogenik genlerin ($PEPCK$ ve $Glukoz$-$6$-$fosfataz$) ekspresyonunu inhibe etme mekanizmalarından biridir?

Karaciğerde kan glukozunun tutulumunu (uptake) ve kullanımını düzenleyen glukokinaz (Hekzokinaz IV) enziminin aktivitesi, Glukokinaz Düzenleyici Protein (GKRP) tarafından nükleusta tutularak (sekestrasyon) kontrol edilmektedir. Karaciğerde fruktoz metabolizmasının, ortamdaki glukozun kullanımını hızlandırıcı etkisinin (fruktoz-indüklü glukoz uptake) altında yatan temel moleküler mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?