Soru

Zorluk: Çok zorETZ İnhibitörleri

Bir toksikoloji laboratuvarında, tanımlanamayan bir inhibitörün etkisi altında olan izole mitokondrilerde elektron transport zinciri (ETZETZ) bileşenlerinin fonksiyonları incelenmektedir. Deney sırasında aşağıdaki gözlemler kaydedilmiştir:

1. Ortama Kompleks I substratları (glutamat + malat) eklenmesine rağmen oksijen tüketimi gözlenmemiştir.
2. Ortama Kompleks II substratı olan süksinat eklenmiş, ancak oksijen tüketimi yine gerçekleşmemiştir.
3. Son olarak, ortama sitokrom cc'ye doğrudan elektron transferi yapabilen askorbat ve TMPDTMPD (N,N,N,NN,N,N',N'-tetrametil-p-fenilendiamin) eklendiğinde oksijen tüketiminin hızla başladığı saptanmıştır.

Buna göre, kullanılan inhibitör ve bu inhibitörün varlığında ETZETZ bileşenlerinin redoks (yükseltgenme-indirgenme) durumu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. İnhibitör antimisin A'dır; bu durumda sitokrom bb indirgenmiş, sitokrom c1c_1 ise yükseltgenmiş formda birikir.Cevap
  2. B
    İnhibitör rotenondur; süksinat ilavesine rağmen solunumun başlamaması bu maddenin ubiquinon (CoQCoQ) seviyesindeki tüm elektron akışını durdurduğunu gösterir.
  3. C
    İnhibitör siyanürdür; askorbat ve TMPDTMPD ilavesiyle oksijen tüketiminin başlaması elektronların Kompleks IV üzerinden aktığını kanıtlar.
  4. D
    İnhibitör oligomisindir; askorbat ve TMPDTMPD ilavesiyle oksijen tüketiminin başlaması sistemde proton gradiyentinin (elektrokimyasal potansiyel) tamamen ortadan kalktığını gösterir.
  5. E
    İnhibitör amobarbitaldir; bu durumda FADH2FADH_2 üzerinden gelen elektronlar zincire dahil olabildiği için süksinat varlığında oksijen tüketimi beklenir.

Cevap

İnhibitör antimisin A'dır; bu durumda sitokrom b indirgenmiş, sitokrom c1 ise yükseltgenmiş formda birikir.
Deneysel verilerde süksinatın (Kompleks II girişi) oksijen tüketimini başlatamaması ancak askorbat/TMPD'nin (sitokrom c girişi) başlatması, inhibisyonun Kompleks III seviyesinde olduğunu kesinleştirir. Antimisin A, Kompleks III'ün özgül inhibitörüdür. Mekanizması gereği sitokrom b ile c1 arasındaki transferi kestiği için sitokrom b indirgenmiş (elektron dolu), sitokrom c1 ise yükseltgenmiş (elektronu boş) kalır.

Adım Adım Çözüm

1
İnhibisyon bölgesini belirlemek için substrat yanıtlarını analiz edin.
Glutamat/Malat (Kompleks I) ve Süksinat (Kompleks II) ile solunumun olmaması, bloğun Kompleks III veya Kompleks IV'te olduğunu gösterir.
Eğer blok Kompleks I'de olsaydı, süksinat bu engeli baypas ederdi.
2
Askorbat/TMPD yanıtını değerlendirin.
Askorbat/TMPD, sitokrom c'ye doğrudan elektron verir. Solunumun başlaması, Kompleks IV'ün (sitokrom oksidaz) sağlam olduğunu kanıtlar.
Kompleks IV çalışmasaydı oksijen tüketilemezdi. Bu durumda engel Kompleks III üzerindedir.
3
Kompleks III inhibitörü olan Antimisin A'nın redoks etkisini analiz edin.
Antimisin A, elektronların sitokrom b'den sitokrom c1'e geçişini bloke eder.
Elektronlar sitokrom b'de takılı kaldığı için b indirgenir; sitokrom c1 ve sonrası elektron alamadığı için yükseltgenmiş kalır.

Anahtar Kavram

ETZ'de 'Crossover' noktası teorisi: Bir inhibitör eklendiğinde, inhibisyon noktasının öncesindeki (upstream) taşıyıcılar indirgenmiş, sonrasındaki (downstream) taşıyıcılar ise yükseltgenmiş formda birikir.

Daha Fazla Pratik

Kompleks III'ün diğer inhibitörleri olan Miksotiyazol ve Stigmatellin'in etki mekanizmalarını Antimisin A ile karşılaştırınız.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla