Examkin

Soru

Zorluk: ZorAğır Metaller ve Toksisite (Pb, Hg, As, Al)

Arsenik intoksikasyonunda zehirlenmenin biyokimyasal mekanizması, metalin oksidasyon basamağına göre farklılık gösterir. Trivalan arsenit (As3+As^{3+}) enzimlerin sülfhidril gruplarına bağlanarak toksisite oluştururken; pentavalan arsenat (As5+As^{5+}), inorganik fosfatın (PiP_i) yapısal bir analoğu gibi davranır. Bu benzerlik, glikoliz yolağında substrat düzeyinde fosforilasyonun baypas edilmesine neden olur.

Buna göre, arsenatın glikoliz sırasında net ATP üretimini azaltmasına neden olan temel olay aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    Piruvat dehidrogenaz kompleksindeki lipoik asidin sülfhidril gruplarına bağlanarak asetil-CoA sentezini durdurması
  2. B
    Heksokinaz enzimini kompetitif olarak inhibe ederek glukozun hücre içinde tutulmasını engellemesi
  3. Gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz reaksiyonunda inorganik fosfat (PiP_i) ile yarışarak 1,3-bisfosfogliserat oluşumunu engellemesiCevap
  4. D
    Fosfofruktokinaz-1 enziminin allosterik bölgesine bağlanarak glikoliz hız kısıtlayıcı basamağını yavaşlatması
  5. E
    Enolase enziminin aktif bölgesindeki magnezyum iyonları ile kompleks oluşturarak fosfoenolpiruvat sentezini durdurması

Cevap

Gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz reaksiyonunda inorganik fosfat (PiP_i) ile yarışarak 1,3-bisfosfogliserat oluşumunu engellemesi
Doğru seçenek, arsenatın (As5+As^{5+}) inorganik fosfat ile olan yapısal benzerliğine odaklanır. Gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz basamağında fosfat yerine arsenatın kullanılması, yüksek enerjili bir asil-fosfat bağı yerine dayanıksız bir arseno-bağ oluşmasına neden olur. Bu bileşik kendiliğinden hidroliz olduğu için, normalde ATP üretimi sağlayan fosfogliserat kinaz basamağı baypas edilmiş olur ve hücre glikolizden enerji kazanamaz.

Adım Adım Çözüm

1
Arsenat (As5+As^{5+}) iyonunun yapısal özelliklerinin değerlendirilmesi.
Arsenatın boyut ve yük açısından inorganik fosfata (PiP_i) benzer olduğu belirlenir.
Bu benzerlik, fosfat kullanan enzimlerin arsenatı substrat olarak kabul etmesine yol açar.
2
Glikoliz yolağında inorganik fosfatın kullanıldığı basamağın tespiti.
Gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz (G3PDH) enziminin gliseraldehit 3-fosfatı 1,3-bisfosfogliserata dönüştürürken PiP_i kullandığı saptanır.
Bu basamak, glikolizde inorganik fosfatın organik bir yapıya dahil edildiği kritik noktadır.
3
Arsenatın reaksiyona dahil olmasının sonuçlarının analizi.
G3PDH reaksiyonu sonucunda 1,3-bisfosfogliserat yerine 1-arseno-3-fosfogliserat oluşur.
1-arseno-3-fosfogliserat kimyasal olarak dayanıksızdır ve kendiliğinden 3-fosfogliserata hidroliz olur.
4
ATP kazancı üzerindeki etkinin hesaplanması.
Fosfogliserat kinaz basamağında üretilmesi gereken 1 ATP üretilemez; net ATP kazancı azalır.
Bu olaya substrat düzeyinde fosforilasyonun ayrılması (uncoupling) denir.

Anahtar Kavram

Arsenat (As5+As^{5+}), inorganik fosfat analoğu olarak glikolizde substrat düzeyinde fosforilasyonu ayırır (uncoupling).
Bu soruyu puanla

Konular

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

Bu konudan daha fazla soru