Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorGlikojen Metabolizması

Egzersiz sırasında şiddetli kas ağrısı ve kramplar yaşayan ancak açlık sırasında kan glukoz düzeyleri normal sınırlarda seyreden bir hastada, iskelet kası glikojenolizinin hormonal uyaranlardan bağımsız olarak tetiklenme mekanizması incelenmektedir. Bu hastadaki fizyolojik süreçler ve glikojen fosforilaz kinaz (PhKPhK) enzim kompleksinin regülasyonu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. İskelet kasında, sinirsel uyarı sonucu sarkoplazmik retikulumdan salınan Ca2+Ca^{2+} iyonlarının PhKPhK kompleksinin δ\delta alt birimine bağlanması, enzimin henüz fosforillenmemiş haldeyken bile kısmi katalitik aktivite göstermesini sağlar.Cevap
  2. B
    Karaciğerde glukagon etkisiyle artan cAMPcAMP, protein kinaz AA (PKAPKA) aracılığıyla doğrudan glikojen fosforilaz enzimini fosforilleyerek kan glukoz düzeyini yükseltir.
  3. C
    Kas glikojen metabolizmasında AMPAMP konsantrasyonu artışı, fosforilaz kinaz enzimini allosterik olarak aktive ederek kalsiyum sinyalinden bağımsız bir yıkım yolu oluşturur.
  4. D
    Fosforilaz kinaz enziminin hormonal aktivasyonu, PKAPKA tarafından sadece katalitik γ\gamma alt biriminin fosforillenmesiyle gerçekleşir.
  5. E
    Fosforilaz kinaz eksikliğinde (Tip IXIX GSD), kas dokusunda kalsiyum bağımlı glikojen yıkımı tamamen korunduğu için egzersiz intoleransı gözlenmez.

Cevap

İskelet kasında sarkoplazmik retikulumdan salınan kalsiyumun fosforilaz kinazın kalmodulin (δ\delta) alt birimine bağlanması, enzimin fosforillenmeden aktivasyonunu sağlar.
Glikojen fosforilaz kinaz (PhKPhK), iskelet kasında glikojen yıkımını koordine eden kritik bir enzimdir. Bu enzim kompleksinin δ\delta alt birimi kalmodulindir. Kas kasılması sırasında sarkoplazmik retikulumdan salınan kalsiyum, bu alt birime bağlanarak enzimi fosforillenmeden ('b' formu) aktif hale getirir. Bu durum, hormonal uyarı henüz ulaşmadan veya düşük seviyedeyken kasın ani enerji ihtiyacını karşılamasını sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik tabloyu analiz et
Kas krampları var, hipoglisemi yok.
Belirtiler kas glikojenolizinde (McArdle vb.) bir soruna işaret ederken, karaciğer glikojenolizinin (ve glukoneogenezin) intakt olduğunu gösterir.
2
Fosforilaz kinaz (PhKPhK) yapısını incele
Enzim (αβγδ)4(\alpha\beta\gamma\delta)_4 yapısındadır.
γ\gamma katalitik, α\alpha ve β\beta regülatuvar (fosforilasyon bölgeleri), δ\delta ise kalmodulindir (Ca2+Ca^{2+} bağlama bölgesi).
3
Kasılma sırasındaki aktivasyon mekanizmasını belirle
Ca2+Ca^{2+} iyonları δ\delta alt birimine bağlanır.
Bu bağlanma, enzim PKA tarafından henüz fosforillenmemiş olsa bile ('b' formu) aktivite göstermesini sağlayarak egzersiz başlangıcında hızlı enerji üretimini mümkün kılar.
4
Hormonal yolakla karşılaştır
Hormonal yolak (epinefrin/glukagon) α\alpha ve β\beta alt birimleri üzerinden etki eder.
Hormon uyarısıyla artan cAMP, PKA üzerinden enzimi fosforiller ve aktivitesini maksimuma çıkarır (fosforilasyon/covalent modifikasyon).

Anahtar Kavram

Fosforilaz Kinazın Dual Regülasyonu (Ca2+Ca^{2+} ve cAMPcAMP)
Bu soruyu puanla

Konular

Glikojen Metabolizması

Bu konudan daha fazla soru