Soru

Zorluk: Çok zorHücre Organelleri ve Fonksiyonları

Kaba yüz görünümü, iskelet sistemine ait radyolojik anomali bulguları (dysostosis multiplexdysostosis \ multiplex) ve ağır psikomotor gerilik ile karakterize olan I-hücreli (I−cellI-cell) hastalık tanılı bir hastanın fibroblast kültürleri incelenmiştir. Yapılan biyokimyasal analizlerde, çok sayıda lizozomal asit hidrolazın hücre içi konsantrasyonunun çok düşük olduğu, buna karşın hücre dışı sıvıda ve plazmada bu enzimlerin seviyelerinin normalin çok üzerinde olduğu saptanmıştır. Bu patolojik tabloya neden olan temel moleküler mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Lizozomal enzimlerin Golgi aygıtında Mannoz-6-Fosfat (M6PM6P) etiketi alamaması sonucu lizozom yerine varsayılan yolak (default pathwaydefault \ pathway) ile hücre dışına salgılanmasıCevap
  2. B
    Sinyal tanıma partikülü (SRPSRP) reseptöründeki mutasyon nedeniyle enzim öncüllerinin kaba endoplazmik retikulum (KERKER) lümenine transloke edilememesi
  3. C
    KDELKDEL (Lys−Asp−Glu−LeuLys-Asp-Glu-Leu) sinyalinin pre-Golgi bölmelerinde tanınamaması sonucu enzimlerin veziküller içinde endoplazmik retikulumda hapsolması
  4. D
    Lizozomal membranlardaki proton pompasının (V−tipi H+−ATPaseV-tipi \ H^+-ATPase) çalışmaması sonucu enzimlerin asidik olmayan ortamda denatüre olması
  5. E
    Golgi kompleksinden tomurcuklanan klatrin kaplı veziküllerin mikrotübül bağımlı taşınımında görevli olan dinein proteinlerinin fonksiyon kaybı

Cevap

Temel mekanizma, lizozomal enzimlerin mannoz kalıntılarının fosforillenememesi (M6PM6P eksikliği) ve buna bağlı olarak enzimlerin 'varsayılan yolak' (default pathwaydefault \ pathway) aracılığıyla hücre dışına salgılanmasıdır.
I-hücreli (I−cellI-cell) hastalıkta lizozomal enzimlerin M6PM6P ile işaretlenmesini sağlayan fosfotransferaz enzimi eksiktir. İşaretlenemeyen bu enzimler, trans-Golgi ağında (TGNTGN) lizozomlara gidecek klatrin kaplı veziküllere alınamaz. Hücrenin 'varsayılan yolağı' (default pathwaydefault \ pathway) uyarınca, Golgi'de özel bir adresi olmayan proteinler plazma membranına yönlendirilir ve ekzositozla hücre dışına atılır. Bu durum, plazmada yüksek enzim seviyelerine rağmen hücre içinde (lizozomlarda) enzim eksikliğine ve inklüzyon cisimciklerinin oluşumuna yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik verilerin ve laboratuvar bulgularının analizi.
Hücre içi lizozomal enzim eksikliği + hücre dışı artış.
Enzimlerin sentezinde sorun olmadığını ancak hedeflenmesinde (sortingsorting) bir hata olduğunu gösterir.
2
Golgi'deki lizozomal enzim işaretleme sürecinin değerlendirilmesi.
Normalde lizozomal enzimler cis-Golgi'de NN-asetilglukozaminil-1-fosfotransferaz tarafından işaretlenir.
Enzimlerin trans-Golgi'deki reseptörler (M6P resepto¨ru¨M6P \ reseptörü) tarafından tanınması için bu etiket zorunludur.
3
I-hücreli hastalığın biyokimyasal temelinin tespiti.
UDP-N-asetilglukozamin:lizozomal enzim N-asetilglukozaminil-1-fosfotransferaz eksikliği.
Bu enzim eksik olduğunda M6PM6P etiketi oluşamaz.
4
Protein trafiğinin sonuçlarının belirlenmesi.
Etiketlenemeyen proteinler trans-Golgi'de reseptörlerine bağlanamaz ve varsayılan yolakla salgılanır.
Bir proteinin Golgi'de özel bir yönlendirme sinyali yoksa hücre dışına salgılanması hücre biyolojisinin genel kuralıdır.

Anahtar Kavram

Mannoz-6-Fosfat (M6PM6P) hedefleme sistemi ve I-hücreli (I−cellI-cell) hastalık patofizyolojisi.
Tahmini Süre:3m 0s
Bu soruyu puanla