Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorEnzim Aktivitesinin Düzenlenmesi

Fosforilaz kinaz, glikojen fosforilazı aktive ederek glikojenolizi başlatan, (αβγδ)4(\alpha\beta\gamma\delta)_4 şeklinde kompleks bir kuaterner yapıya sahip olan ve hem allosterik hem de kovalent modifikasyonla düzenlenen multisubunit bir enzimdir. Bu enzimin aktivasyon ve regülasyon mekanizmalarıyla ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    Enzimin katalitik aktivitesinden sorumlu olan δ\delta alt birimi, yapısal olarak kalmodulindir ve kalsiyum iyonlarının bağlanmasıyla enzimin tam aktiviteye ulaşması için tek başına yeterlidir.
  2. B
    Epinefrin etkisiyle uyarılan cAMP kaskadı, enzimin γ\gamma alt birimini fosforilleyerek kalsiyum derişiminden bağımsız bir katalitik hızlanma sağlar.
  3. Maksimum enzim aktivitesi için hem kalsiyumun δ\delta alt birimine bağlanması hem de α\alpha ve β\beta alt birimlerinin Protein Kinaz A (PKA) tarafından fosforillenmesi gereklidir.Cevap
  4. D
    Glukagonun kas hücrelerinde başlattığı sinyal kaskadı, fosforilaz kinazı aktive ederken aynı anda glikojen sentazı da fosforilleyerek glikojen sentezini uyarır.
  5. E
    Kalsiyumun δ\delta alt birimine bağlanması, enzimin kovalent modifikasyonla 'b' formundan 'a' formuna dönüşümünü sağlayan primer tetikleyici mekanizmadır.

Cevap

Maksimum enzim aktivitesi için hem kalsiyumun δ\delta alt birimine bağlanması hem de α\alpha ve β\beta alt birimlerinin Protein Kinaz A (PKA) tarafından fosforillenmesi gereklidir.
Fosforilaz kinaz, glikojen yıkımının en kritik düzenleyici basamaklarından biridir. Enzimin katalitik merkezi γ\gamma alt biriminde bulunur. Ancak bu merkez, regülatör α\alpha ve β\beta birimleri ile Ca2+ bağlayan δ\delta (kalmodulin) birimi tarafından baskılanır. Sinirsel uyarı ile sitozolik Ca2+Ca^{2+} artışı δ\delta birimine bağlanarak enzimi kısmen aktive eder. Hormonal uyarı (epinefrin) sonucu artan cAMP ise PKA'yı aktive ederek α\alpha ve β\beta birimlerini fosforiller. Tam (maksimum) katalitik hız, ancak her iki sinyalin (allosterik Ca2+ ve kovalent fosforilasyon) aynı anda varlığında elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Enzimin kuaterner yapısını ve alt birim rollerini tanımlayın.
Fosforilaz kinaz (αβγδ)4(\alpha\beta\gamma\delta)_4 yapısındadır; γ\gamma katalitik, δ\delta kalmodulin (Ca2+ sensörü), α\alpha ve β\beta ise regülatör (fosforilasyon bölgeleri) birimlerdir.
Regülasyonun hangi birim üzerinden nasıl gerçekleştiğini ayırt etmek için yapısal bilgi gereklidir.
2
Allosterik ve kovalent modifikasyon etkilerini analiz edin.
Ca2+ bağlanması (allosterik) enzimi kısmen aktive eder; PKA aracılı fosforilasyon (kovalent) ise enzimi 'b' formundan 'a' formuna geçirerek duyarlılığını artırır.
Enzimin tek bir sinyalle değil, iki farklı yolun (nöral ve hormonal) sinerjisiyle çalıştığını belirlemek içindir.
3
Doku özgüllüğünü ve metabolik entegrasyonu değerlendirin.
Kas dokusu glukagona yanıt vermez (epinefrin/Ca2+ hakimdir) ve fosforilasyon glikojen sentazı inhibe eder.
Yanlış seçenekleri elemek için hormonal yanıtların ve karşıt yolakların (sentez vs yıkım) koordinasyonunu bilmek gerekir.
4
Tam aktivasyon şartını belirleyin.
Maksimum hız için hem Ca2+ iyonlarının varlığı hem de enzimin fosforillenmiş olması zorunludur.
Sorunun kökünde istenen 'doğru' ifadeye ulaşmak için tüm şartların birleştiği noktayı bulmaktır.

Anahtar Kavram

Fosforilaz kinazın çift yönlü aktivasyonu (Sinerjik regülasyon)
Bu soruyu puanla

Konular

Enzim Aktivitesinin Düzenlenmesi

Bu konudan daha fazla soru