Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorGlikoliz

Glikoliz yolunda, gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz (GAPDHGAPDH) reaksiyonu sırasında ortamda yapısal olarak inorganik fosfata (PiPi) benzeyen arsenat (AsO43−AsO_4^{3-}) bulunması, normalde üretilen 1,3-bifosfogliserat yerine kararsız bir ara bileşik olan 1-arseno-3-fosfogliserat oluşumuna neden olur. Bu bileşik, enzim gerektirmeksizin spontan olarak 3-fosfogliserata hidroliz olur.

Bu biyokimyasal süreç dikkate alındığında, bir molekül glukozun piruvata kadar olan glikolitik yıkımında net ATPATP kazancı ve NADHNADH üretimi nasıl etkilenir?

  1. Net ATPATP kazancı sıfıra iner, ancak NADHNADH üretimi devam eder.Cevap
  2. B
    Hem net ATPATP kazancı hem de NADHNADH üretimi tamamen durur.
  3. C
    Net ATPATP kazancı değişmez, ancak NADHNADH yerine FADH2FADH_2 üretilir.
  4. D
    Net ATPATP kazancı 2 molekül olarak kalır, NADHNADH üretimi artar.
  5. E
    Net ATPATP kazancı −2-2 olur, NADHNADH üretimi etkilenmez.

Cevap

Net ATP kazancı sıfıra inerken, NADH üretimi devam eder.
Doğru yanıt, net ATP kazancının sıfıra inmesi ancak NADH üretiminin devam etmesidir. Arsenat, inorganik fosfatın (PiPi) yapısal analoğudur. Glikolizdeki gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz (GAPDHGAPDH) enzimi, NAD+NAD^+ kullanarak substratı oksitlerken ortama fosfat ekleyerek 1,3-bifosfogliserat oluşturur. Ortamda arsenat varsa, enzim fosfat yerine arsenat ekler ve 1-arseno-3-fosfogliserat oluşur. Bu bileşik spontan olarak (enerji açığa çıkarmadan) 3-fosfogliserata hidroliz olduğu için, normalde bir sonraki basamakta (fosfogliserat kinaz) üretilecek olan ATP kazanılamaz. Glikolizin başında harcanan 2 ATP, sadece yolun sonundaki piruvat kinaz basamağından gelen 2 ATP ile karşılanır, bu da net kazancı sıfıra düşürür. Oksidasyon basamağı gerçekleştiği için NADH üretimi ise bozulmaz.

Adım Adım Çözüm

1
Hazırlık evresindeki ATP harcamasını hesapla
−2-2 ATP (Hekzokinaz ve PFK-1 basamakları)
Glukozun aktivasyonu için başlangıçta 2 molekül ATP yatırımı yapılır.
2
GAPDH ve Arsenat etkileşimini analiz et
22 NADH üretilir, ancak 1,3-BPG oluşmaz.
Arsenat, GAPDH basamağında Pi yerine girer. Oksidasyon gerçekleştiği için NAD+ indirgenir, ancak oluşan arsenatlı bileşik kararsızdır.
3
Substrat düzeyinde fosforilasyonu değerlendir
Fosfogliserat kinaz basamağından 00 ATP, Piruvat kinaz basamağından +2+2 ATP elde edilir.
1-arseno-3-fosfogliserat spontan hidrolizle 3-fosfogliserata dönüştüğü için ilk ATP üretim basamağı baypas edilir. İkinci üretim basamağı (PEP -> Piruvat) ise devam eder.
4
Net dengeyi kur
Net ATP = −2-2 (başlangıç) +2+ 2 (son basamak) =0= 0 ATP.
Toplam üretilen ATP, harcanan ATP'ye eşitlendiği için net verim sıfırdır.

Anahtar Kavram

Arsenat zehirlenmesi, glikolizde oksidasyon ve fosforilasyonun birbirinden ayrılmasına (uncoupling) neden olur.
Bu soruyu puanla

Konular

Glikoliz

Bu konudan daha fazla soru