Amino Asitler ve Proteinler

194 soru

Soru 61Soru →

Proteinlerin saflaştırılması ve yapısal özelliklerinin analizi amacıyla laboratuvar ortamında uygulanan kromatografik, elektroforetik ve kimyasal tekniklerin temel prensipleri dikkate alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Proteinlerin amino asit diziliminin belirlenmesinde kullanılan Edman bozunması yönteminde; fenilizotiyosiyanat (PITCPITC), polipeptid zincirinin serbest amino grubu (NN-terminal) ile reaksiyona girerek diğer peptid bağlarını koparmadan sadece terminal amino asidi ayırır.

Cevap

Protein sekans analizinde kullanılan Edman bozunması yönteminde fenilizotiyosiyanat, polipeptidin N-terminal amino grubu ile reaksiyona girerek sadece terminal amino asidi peptid zincirinin kalanına zarar vermeden feniltiyohidantoin (PTH) türevi olarak ayırır.
Edman bozunması yöntemi, proteinlerin birincil yapısını analiz etmek için tasarlanmış oldukça spesifik bir tekniktir. Fenilizotiyosiyanat (PITCPITC) reaktifi, polipeptidin sadece NN-uç amino asidi ile reaksiyona girer ve asidik ortamda bu amino asidi PTH türevi olarak koparır. Bu işlem sırasında diğer peptid bağları hidrolize uğramadığı için polipeptid zinciri basamak basamak dizilenebilir.

Adım Adım Çözüm

1
Edman bozunması mekanizmasını incele.
Fenilizotiyosiyanat (PITCPITC), bazik ortamda polipeptidin serbest α\alpha-amino grubu ile birleşerek feniltiyokarbamoil türevi oluşturur.
Bu adım, polipeptidin ilk amino asidini işaretlemek için gereklidir.
2
Terminal amino asidin ayrılma sürecini değerlendir.
Susuz asit ilavesiyle (trifloroasetik asit), işaretlenen N-terminal amino asit siklik bir PTH-amino asit türevi olarak ayrılır.
Asidik koşullar, peptid bağlarının genel hidrolizine neden olmadan sadece terminaldeki işaretlenmiş bağı koparır.
3
Yöntemin sürdürülebilirliğini kontrol et.
Geriye kalan polipeptid zinciri bir amino asit kısalmış halde sağlam kalır ve yeni bir analiz döngüsüne girer.
Bu özellik, yöntemin otomatik sekans analizörlerinde kullanılmasını sağlar.

Anahtar Kavram

Protein dizileme teknikleri ve kromatografik ayırma prensipleri
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 62Soru →

Proteinlerin doğru katlanmasını sağlayan şaperonin (Hsp60Hsp60) kompleksleri (örn. GroEL−GroESGroEL-GroES), allosterik olarak düzenlenen bir 'moleküler zamanlayıcı' mekanizmasıyla çalışır. Bu sistemin döngüsel çalışma prensibi düşünüldüğünde, cis-halkasında katlanmasını tamamlamış polipeptid zincirinin boşluktan salınarak (release) dışarı bırakılmasını sağlayan kritik tetikleyici olay aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Cis-halkasındaki ATPATP hidrolizini takiben, karşıdaki trans-halkasına yeni ATPATP moleküllerinin bağlanması

Cevap

Cis-halkasındaki ATP hidrolizinden sonra karşıdaki trans-halkasına yeni ATP bağlanması, allosterik bir değişimle GroES kapağının açılmasını ve proteinin salınmasını sağlar.
Şaperonin mekanizmasında cis ve trans halkalar birbirini allosterik olarak kontrol eder. Cis-halkasında polipeptid katlanırken 7 adet ATPATP hidroliz edilir (zamanlayıcı adım). Ancak bu hidroliz tek başına kapağın açılmasına yetmez. Döngünün tamamlanması ve proteinin salınması için trans-halkasına yeni ATPATP moleküllerinin bağlanması gerekir; bu bağlanma konformasyonel bir değişikliğe yol açarak cis-halkasındaki GroESGroES kapağının ve katlanmış proteinin ayrılmasını tetikler.

Adım Adım Çözüm

1
Şaperonin yapısını analiz etme
Hsp60Hsp60 (GroELGroEL) kompleksinin iki adet heptamerik halkadan (cis ve trans) oluştuğu ve allosterik koordinasyonla çalıştığı belirlenir.
Sistemin iki halkanın birbirini etkilemesi (allosteri) üzerine kurulu olduğunu anlamak temeldir.
2
Cis-halkasındaki katlanma sürecini değerlendirme
Katlanmamış proteinin cis-halkasına girdiği, ATPATP ve GroESGroES kapağının bağlanmasıyla hidrofilik bir odacık oluştuğu saptanır.
Protein bu kapalı ve korunaklı alanda katlanma fırsatı bulur.
3
Zamanlayıcı mekanizmasını belirleme
Cis-halkasındaki 7 adet ATPATP'nin hidroliz edilerek ADPADP'ye dönüşmesinin, katlanma süresini belirleyen bir 'moleküler saat' olduğu belirlenir.
Hidroliz, polipeptide katlanması için ~10-15 saniyelik bir süre tanır.
4
Salınım (Release) sinyalini analiz etme
Cis tarafı hidrolize uğradıktan sonra, karşı taraftaki trans-halkasına yeni ATPATP bağlanmasının cis-halkasındaki konformasyonu bozarak kapağı ve proteini saldığı sonucuna ulaşılır.
Trans-halkaya ATPATP bağlanması, cis-halkasındaki GroESGroES ve protein afinitesini allosterik olarak düşürür.

Anahtar Kavram

Şaperonin (GroEL−GroESGroEL-GroES) döngüsünde salınım, karşı halkanın ATPATP bağlamasıyla tetiklenen bir allosterik olaydır.

Daha Fazla Pratik

Protein katlanmasında 'molten globule' (ergimiş kürecik) evresinin özelliklerini ve termodinamik katlanma hunisi (folding funnel) modelini incelemek konuyu pekiştirecektir.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 63Soru →

Kollajen ve elastin gibi fibröz proteinlerin biyosentez süreçleri; hücre içi post-translasyonel modifikasyonlar ve ekstraselüler matriksteki olgunlaşma basamaklarını içeren karmaşık bir dizidir. Bu proteinlerin yapısal organizasyonu, doku dağılımları ve sentez süreçleri dikkate alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Lizil oksidaz enzimi; hem kollajen hem de elastin liflerinde lizil kalıntılarından oksidatif deaminasyon ile reaktif aldehitler oluşturarak stabil çapraz bağların kurulmasını sağlar.

Cevap

Lizil oksidaz enziminin hem kollajen hem de elastin liflerinde lizil kalıntılarından reaktif aldehitler (alisin) oluşturarak çapraz bağları başlatması doğru bir ifadedir.
Lizil oksidaz, ekstraselüler matrikse salgılanan tropokollajen ve tropoelastin molekülleri üzerindeki lizil ve hidroksilizil kalıntılarını alisin (alisik aldehit) türevlerine dönüştürür. Bu reaktif aldehitler, kendiliğinden diğer lizil kalıntılarıyla reaksiyona girerek liflerin stabilitesini sağlayan kovalent çapraz bağları oluşturur. Enzim bakır bağımlıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Hücre içi ve hücre dışı basamakların ayrımını yapın.
Hidroksilasyon ve glikozilasyon hücre içinde (ER/Golgi), çapraz bağ oluşumu ise hücre dışında gerçekleşir.
Kollajen sentezinin kompartmanizasyonunu anlamak, enzimlerin yerini belirlemek için kritiktir.
2
Enzim kofaktörlerini değerlendirin.
Hücre içi hidroksilazlar Fe2+Fe^{2+} ve Vitamin C; hücre dışı lizil oksidaz ise Cu2+Cu^{2+} bağımlıdır.
Vitamin C eksikliğinde (skorbüt) hidroksilasyon aksarken, bakır eksikliğinde (Menkes) çapraz bağlar aksar.
3
Kollajen ve elastin arasındaki yapısal farkları karşılaştırın.
Kollajende üçlü sarmal ve karbonhidrat varken, elastinde rastgele kıvrımlı yapı (random coil), desmozin bağları vardır ve karbonhidrat yoktur.
Fibröz proteinlerin ayırt edici biyokimyasal özelliklerini belirlemek soruyu çözdürür.

Anahtar Kavram

Fibröz proteinlerin (kollajen/elastin) post-translasyonel modifikasyonları ve enzim-kofaktör ilişkisi.

Daha Fazla Pratik

Kollajen tiplerinin (I-IV) doku dağılımlarını ve ilgili klinik tabloları (Osteogenezis İmperfekta, Alport Sendromu) tekrar edin.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 64Soru →

Proteinlerin hiyerarşik organizasyon düzeyleri incelendiğinde; amino asitlerin peptid bağları aracılığıyla uç uca eklenerek oluşturduğu özgün dizilimi ifade eden ve proteinin fonksiyonel üç boyutlu yapısı için gerekli tüm genetik bilgiyi barındıran yapı düzeyi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Primer yapı

Cevap

Primer yapı
Primer yapı, polipeptid zincirindeki amino asitlerin doğrusal sıralanışını temsil eder. Bu dizi, DNA'daki genetik kodun translasyonu ile belirlenir ve proteinin diğer tüm (sekonder, tersiyer, kuaterner) katlanma süreçlerini dikte eder.

Adım Adım Çözüm

1
Protein yapı düzeylerini tanımlama
Dört temel düzey vardır: Primer (dizi), Sekonder (yerel şekil), Tersiyer (3D şekil), Kuaterner (alt birim birleşimi).
Hiyerarşik yapıyı anlamak soruyu çözmek için gereklidir.
2
Soruda istenen 'amino asit dizilimi' kavramını eşleştirme
Amino asitlerin yan yana gelerek oluşturduğu dizi 'Primer Yapı' olarak tanımlanır.
Primer yapı, polipeptid zincirinin temel iskeletidir.
3
Genetik bilgi ve katlanma arasındaki ilişkiyi kurma
Primer yapıdaki amino asit dizisi, proteinin nasıl katlanacağını belirleyen bilgiyi sağlar.
Anfinsen deneyi, primer yapının katlanma bilgisini içerdiğini kanıtlamıştır.

Anahtar Kavram

Primer yapı, bir proteinin amino asit dizilimidir ve proteinin tüm yapısal hiyerarşisinin temelini oluşturur.

İpuçları

1
Bu yapı sadece kovalent (peptid) bağlar içerir.
2
Proteinin amino asit 'alfabesi' veya 'sözlüğü' gibi düşünülebilir.

Daha Fazla Pratik

Denatürasyon sırasında hangi yapısal düzeylerin korunduğunu ve hangilerinin bozulduğunu inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 65Soru →

Proteinlerin ve biyolojik aktif peptidlerin temel yapısal birimi olan peptid bağının (CONH\text{CONH}) fizikokimyasal özellikleri ile organizmadaki spesifik peptid modifikasyonları hakkında verilen aşağıdaki bilgilerden hangisi yanlıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Glutatyon (γ\gamma-glutamil-sisteinil-glisin) sentezi, hücre içerisinde ribozomal translasyon mekanizmasıyla gerçekleştirilir ve bu süreçte glutamatın γ\gamma-karboksil grubu ile sistein amino grubu arasında atipik bir bağ kurulur.

Cevap

Glutatyon sentezinin ribozomal translasyon mekanizmasıyla gerçekleştiğini belirten ifade yanlıştır; çünkü glutatyon non-ribozomal olarak, spesifik enzimler aracılığıyla sentezlenir.
Glutatyon sentezinin ribozomal yolla gerçekleştiğini iddia eden seçenek yanlıştır. Glutatyon (γ\gamma-L-Glutamil-L-Sisteinil-Glisin), ribozomal protein sentezi dışında, ardışık iki enzimatik basamakta (γ\gamma-glutamil sistein sentetaz ve glutatyon sentetaz) sentezlenen atipik bir tripeptiddir. Ayrıca yapısındaki γ\gamma-peptid bağı, glutamatın yan zincir karboksili ile kurulduğu için standart proteazlar tarafından yıkılamaz.

Adım Adım Çözüm

1
Peptid bağının rezonans özelliklerini değerlendir.
Peptid bağı rezonans nedeniyle kısmi çift bağ karakterindedir (C−NC-N bağı tek bağdan kısa, çift bağdan uzundur). Bu rijidite bağın düzlemsel olmasına ve ω\omega açısının 180∘180^{\circ} (trans) veya 0∘0^{\circ} (cis) olmasına neden olur.
Bağ yapısının kısıtlamalarını anlamak için rezonansın etkisini analiz etmek gerekir.
2
Amid azotunun asit-baz karakterini analiz et.
Azotun serbest elektron çifti karbonil grubu ile paylaşıldığı için proton tutma kapasitesi (bazisite) yok denecek kadar azdır. Bu yüzden peptid bağları fizyolojik pHpH seviyelerinde yüklü değildir.
Proteinlerin net yükünü hesaplarken peptid bağındaki atomların yüklenmediğini bilmek önemlidir.
3
Biyolojik aktif peptidlerin (Enkefalinler ve PAM sistemi) yapısını kontrol et.
Met/Lö-enkefalinler Tyr-Gly-Gly-Phe ortak dizisine sahiptir. PAM enzimi ise oksitosin gibi peptidlerin CC-terminalini amidler.
TUS sınavında sıkça sorulan spesifik aktif peptid detaylarını doğrulamak gerekir.
4
Glutatyonun sentez yolunu sorgula.
Glutatyon ribozomlarda değil, glutamil sistein sentetaz ve glutatyon sentetaz enzimleriyle sentezlenir. Ayrıca yapısındaki bağ α\alpha- değil, γ\gamma-karboksil üzerinden kurulur.
Atipik peptid sentez yollarını ayırt etmek konunun en ileri düzey bilgisidir.

Anahtar Kavram

Peptid bağının rezonans rijiditesi ve Glutatyonun non-ribozomal sentezi.
Soru 66Soru →

48 yaşında bir erkek hasta, mekanik mitral kapak replasmanı sonrası gelişen kronik intravasküler hemoliz nedeniyle takip edilmektedir. Laboratuvar incelemelerinde plazma haptoglobin düzeyinin saptanamayacak kadar düşük (<5< 5 mg/dL) olduğu, serbest hemoglobinüri ve belirgin LDHLDH yüksekliği görülmüştür. Bu klinik tabloda, haptoglobinin tükenmesiyle birlikte serbest kalan 'hem' grubunun toksik etkilerini sınırlamak ve demiri geri kazanmak amacıyla devreye giren en önemli süpürücü (scavenger) sistem ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Serbest hem ile oluşturduğu kompleks, karaciğer parankim hücrelerinde bulunan CD91CD91 (LRP1LRP1) reseptörleri aracılığıyla endositozla temizlenir.

Cevap

Hemopeksin-hem kompleksi, karaciğer hepatositlerinde yer alan CD91 (LRP1) reseptörü aracılığıyla temizlenir.
İntravasküler hemolizde haptoglobin kapasitesi dolduğunda, hemoglobin oksidasyona uğrayarak methemoglobine dönüşür ve serbest hem grupları açığa çıkar. Bu serbest hem grupları hemopeksin tarafından bağlanır. Oluşan hemopeksin-hem kompleksi, karaciğer parankim hücrelerinde (hepatositler) bulunan CD91CD91 (LRP1LRP1) reseptörü aracılığıyla tanınarak endositoz yoluyla dolaşımdan uzaklaştırılır ve içindeki demir geri kazanılır.

Adım Adım Çözüm

1
İntravasküler hemoliz sonrası ilk savunma hattını değerlendir.
Serbest hemoglobin (HbHb) haptoglobin tarafından bağlanır ve makrofajlardaki CD163CD163 reseptörü ile temizlenir.
Haptoglobin, serbest hemoglobinin böbrekten kaybını ve oksidatif hasarı önleyen primer proteindir.
2
Haptoglobinin tükendiği (kronik hemoliz) durumu analiz et.
Serbest HbHb, methemoglobine (Met−HbMet-Hb) okside olur ve ardından 'hem' ve 'globin' parçalarına ayrılır.
Haptoglobin kapasitesi aşıldığında hemoglobin stabil kalamaz ve ayrışır.
3
Serbest kalan hem grubunun kaderini belirle.
Hemopeksin (β\beta-globulin), serbest hem grubunu bağlayarak karaciğere taşır.
Hemopeksin, serbest hemin neden olduğu lipid peroksidasyonunu ve toksisiteyi önleyen yüksek affiniteli bir scavenger (süpürücü) proteindir.
4
Klerens reseptörünü tanımla.
Hemopeksin-hem kompleksi, hepatositlerdeki CD91CD91 (diğer adıyla LRP1LRP1) reseptörüne bağlanarak endositozla hücre içine alınır.
Bu mekanizma, haptoglobin sonrası devreye giren en önemli demir geri kazanım ve detoksifikasyon yoludur.

Anahtar Kavram

Hemopeksin ve Haptoglobin Hiyerarşisi
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 67Soru →

Akut bakteriyel pnömoni şüphesiyle acil servise başvuran 7070 yaşındaki bir hastada, inflamatuar sürecin takibinde kullanılan en duyarlı ve hızlı yanıt veren akut faz reaktanı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Beş özdeş alt birimden oluşan pentamerik bir yapıya sahiptir ve bakteriyel yüzeylerdeki fosfokolin gruplarına bağlanarak opsonizasyonu kolaylaştırır.

Cevap

Doğru yanıt, C-reaktif proteinin (CRP) pentamerik yapısını ve bakteriyel fosfokolin gruplarına bağlanarak opsonizasyon yapma özelliğini belirten ifadedir.
C-reaktif protein (CRP), ismini pnömokokların C-polisakkariti ile reaksiyona girmesinden alır. Yapısal olarak beş özdeş alt birimden oluşan bir pentamerdir. Bakteriyel yüzeylerdeki fosfokoline bağlanarak klasik kompleman yolağını aktive eder ve güçlü bir opsonin olarak görev yapar. Akut inflamasyonda (örneğin pnömoni) konsantrasyonu 1000 kata kadar artabilir.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik marker tespiti
C-Reaktif Protein (CRP)
Bakteriyel enfeksiyonlarda ve akut inflamasyonda en duyarlı, plazma konsantrasyonu en hızlı (ilk 6-12 saatte) artan protein CRP'dir.
2
Moleküler yapının incelenmesi
Pentamerik (Pentraksin) yapı
CRP, beş özdeş non-kovalent bağlı alt birimden oluşan simetrik bir halka yapısındadır.
3
Fonksiyonel mekanizmanın belirlenmesi
Fosfokolin bağlanması ve opsonizasyon
CRP, pnömokokların C-polisakkaritindeki fosfokolin gruplarına bağlanarak kompleman sistemini (klasik yolak) aktive eder ve fagositozu artırır.

Anahtar Kavram

C-reaktif protein (CRP), inflamasyonun en spesifik olmayan ancak en duyarlı göstergelerinden biridir ve pentraxin protein ailesine aittir.

Alternatif Yöntem

Elekroforez bandı üzerinden eleme yapılabilir; CRP çok yüksek seviyelere çıkmadıkça standart elektroforezde belirgin bir band oluşturmazken, AAT (Alpha-1) ve Haptoglobin (Alpha-2) ana bandların ana bileşenleridir.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 68Soru →

Bağ dokusunun temel bileşenlerinden olan fibröz proteinlerin sentez süreçleri ve yapısal organizasyonları incelendiğinde; elastin molekülünün kollajenden farklı olarak belirli modifikasyonları içermediği ve kendine has çapraz bağlara sahip olduğu görülür.

Buna göre, elastinin biyokimyasal özellikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tropoelastin birimlerinin ekstrasellüler ortamda lizil oksidaz aracılığıyla desmozin çapraz bağları kurmasıyla fonksiyonel hale gelir.

Cevap

Elastin, tropoelastin birimlerinin ekstrasellüler ortamda desmozin çapraz bağları ile stabilize edilmesi sayesinde fonksiyonel özellik kazanır.
Doğru seçenek, elastinin ekstrasellüler ortamda lizil oksidaz enzimi aracılığıyla kurulan desmozin çapraz bağları sayesinde stabilize olduğunu ifade eder. Elastin; kollajenden farklı olarak hidroksilizin içermez, glikozilasyona uğramaz (karbonhidrat içermez) ve hücre dışına tropoelastin olarak salgılanır. Desmozin ve izodesmozin halkaları elastine özgü olup dokunun gerildikten sonra eski formuna dönmesini sağlayan temel yapıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Kollajen ve elastin sentezini hücresel konum bazında karşılaştırın.
Her iki protein de ribozomlarda sentezlenir ancak kollajen hücre dışına 'prokollajen' (propeptidli) olarak, elastin ise 'tropoelastin' (propeptidsiz) olarak salgılanır.
Hücre dışı olgunlaşma basamakları bu iki protein için farklılık gösterir.
2
Post-translasyonel modifikasyonları analiz edin.
Kollajen; hidroksilizin, glikozilasyon ve üçlü sarmal yapı içerirken; elastin bu modifikasyonları içermez.
Elastinin esnek yapısı karbonhidrat ve hidroksilizin eksikliği ile ilişkilidir.
3
Çapraz bağ mekanizmasını belirleyin.
Lizil oksidaz enzimi, lizin kalıntılarını deamine ederek aldisin oluşturur. Elastinde dört lizin türevi birleşerek desmozin halkasını kurar.
Desmozin ve izodesmozin bağları elastine özgüdür ve dokuya elastikiyet sağlar.

Anahtar Kavram

Elastin ve Kollajen Arasındaki Biyokimyasal Farklar
Soru 69Soru →

Polipeptid zincirlerinin yapısal organizasyonunu belirleyen peptid birimlerinin (CONHCONH) fizikokimyasal karakteristikleri ve biyolojik sistemlerde sinyal iletimi veya antioksidan savunma gibi kritik görevler üstlenen aktif peptidler ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Arka hipofiz hormonları olan vazopressin ve oksitosin, yapılarında sistin (disülfid) köprüsü bulundurmayan, dokuz amino asitli lineer polipeptidlerdir.

Cevap

Arka hipofiz hormonları olan vazopressin ve oksitosin, yapılarında sistin (disülfid) köprüsü içeren halkasal (siklik) nonapeptidlerdir.
Vazopressin (ADH) ve oksitosin hormonları, 9 amino asit içeren nonapeptidlerdir. Bu peptidlerin yapısal özelliği, 1. ve 6. pozisyondaki sistein kalıntıları arasında bir disülfid (sistin) köprüsü barındırmalarıdır. Bu köprü molekülün bir kısmını halkasal hale getirir, dolayısıyla bu hormonlar lineer değil, halkasal (siklik) peptid sınıfına girer.

Adım Adım Çözüm

1
Peptid bağının rezonans ve bağ uzunluğu özelliklerini analiz et.
Peptid bağı kısmi çift bağ karakterindedir, düzlemseldir ve rotasyon engellenmiştir.
Elektronların O−C−NO-C-N sistemi üzerinde delokalize olması bağa rijitlik kazandırır.
2
Peptid birimindeki yük dağılımını ve dipol oluşumunu değerlendir.
Karbonil oksijeni ve amid azotu arasında kalıcı bir dipol momenti oluşur.
Elektronegatiflik farkı nedeniyle yüklerin asimetrik dağılması kalıcı polarite yaratır.
3
Biyolojik aktif peptidlerin (glutatyon, vazopressin) spesifik yapısal detaylarını kontrol et.
Glutatyon γ\gamma-bağı içerir; vazopressin ve oksitosin ise disülfid köprüsü ile halkasallaşmış nonapeptidlerdir.
Vazopressin ve oksitosin moleküllerinin lineer olduğunu varsaymak hatalıdır; sistin köprüsü yapısal stabilite ve reseptör bağlanması için kritiktir.

Anahtar Kavram

Peptid bağının rezonans kaynaklı rijitliği/dipolü ve biyoaktif peptidlerdeki (sistin köprüsü, γ\gamma-bağlanma) yapısal modifikasyonlar.
Soru 70Soru →

28 yaşında bir kadın hasta, ani gelişen halsizlik ve idrar renginde koyulaşma şikayetiyle acil servise başvuruyor. Fizik muayenesinde skleraların ikterik olduğu gözleniyor. Laboratuvar bulgularında hemoglobin düzeyi düşük, indirekt bilirubin seviyesi yüksek ve periferik yaymada şistositler izleniyor. Akut intravasküler hemoliz tanısı düşünülen bu hastada, serbest hemoglobini bağlayarak böbreklerden kaybını önleyen ve plazma konsantrasyonu hızla düşen protein aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Haptoglobin

Cevap

İntravasküler hemoliz sırasında serbest kalan hemoglobini bağlayarak böbrek hasarını önleyen ve seviyesi hızla azalan protein Haptoglobin'dir.
İntravasküler hemoliz sırasında eritrositlerden plazmaya salınan serbest hemoglobin, haptoglobin ile geri dönüşümsüz bir kompleks oluşturur. Bu büyük kompleks böbreklerden süzülemez, böylece hemoglobiniüri ve demir kaybı önlenmiş olur. Oluşan kompleks karaciğer tarafından hızla ortamdan uzaklaştırıldığı için plazma haptoglobin düzeyinin düşük saptanması hemoliz tanısı için çok değerlidir.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik verilerin analizi
İkter, düşük hemoglobin ve şistositlerin varlığı intravasküler hemolizi işaret eder.
Vaka analizinde ilk adım patolojiyi tanımlamaktır.
2
Hemoglobin bağlama mekanizmasının hatırlanması
Serbest hemoglobin toksiktir ve haptoglobin tarafından bağlanır.
Haptoglobinin temel fizyolojik görevi serbest hemoglobini bağlayarak oksidatif hasarı ve böbreklerden demir kaybını önlemektir.
3
Plazma düzeyi değişiminin yorumlanması
Haptoglobin-Hemoglobin kompleksi karaciğerdeki CD163 reseptörleri aracılığıyla hızla temizlenir.
Temizlenme hızı sentez hızını aştığı için plazma serbest haptoglobin seviyesi dramatik şekilde düşer.

Anahtar Kavram

Haptoglobin, intravasküler hemolizin en duyarlı plazma belirtecidir.

Daha Fazla Pratik

Karaciğer hastalıklarında ve akut inflamasyon durumlarında haptoglobin düzeylerinin nasıl değiştiğini incelemek konuyu pekiştirecektir.
Tahmini Süre:50s
Soru 71Soru →

Fibröz proteinlerin (kollajen, elastin ve keratin) yapısal stabilitesini sağlayan moleküler etkileşimler ve bu proteinlerin biyofiziksel özellikleri değerlendirildiğinde, aşağıdakilerden hangisi biyokimyasal açıdan en doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Elastin liflerinin karakteristik geri yaylanma (recoil) özelliği; gerilme sırasında açığa çıkan hidrofobik yan zincirlerin çevresindeki su moleküllerini daha düzenli (düşük entropili) bir yapıya zorlamasına ve gevşeme anında sistemin toplam entropiyi artırma eğilimine dayanır.

Cevap

Elastin liflerinin esnekliği ve geri yaylanma (recoil) özelliği, gerilme sırasında su moleküllerinin hidrofobik bölgeler etrafında oluşturduğu düşük entropili kafes yapısının, protein gevşediğinde bozularak sistemin toplam entropisinin artması prensibine dayanır.
Elastin liflerinin esnekliği 'entropik bir kuvvet' tarafından yönetilir. Protein gerildiğinde, normalde içte saklı olan hidrofobik yan zincirler suyla temas eder. Su molekülleri, bu hidrofobik bölgeleri çevrelemek için çok düzenli kafes yapıları oluşturur, bu da sistemin entropisini düşürür. Gevşeme sırasında proteinin hızla eski kaotik yapısına dönmesi, su moleküllerini serbest bırakarak entropiyi artırır. Bu termodinamik itici güç, elastik geri dönüşün temelidir.

Adım Adım Çözüm

1
Elastin'in birincil yapısını analiz et
Elastin, kollajen gibi yüksek oranda glisin ve prolin içerir ancak hidroksiprolin çok azdır ve hidroksilizin içermez; yapıdaki valin gibi hidrofobik amino asitler esneklik için kritiktir.
Proteinlerin mekanik özelliklerini belirleyen temel faktör amino asit dizilimidir.
2
Esneklik mekanizmasını termodinamik açıdan değerlendir
Elastin gerildiğinde hidrofobik bölgeler çözücüye (suya) maruz kalır. Su molekülleri bu bölgeler etrafında 'clathrate' benzeri düzenli yapılar oluşturarak entropiyi düşürür (ΔS<0 \Delta S < 0 ).
Hidrofobik etki, biyolojik sistemlerdeki en güçlü entropik itici güçlerden biridir.
3
Geri yaylanma (recoil) kuvvetinin kaynağını belirle
Tansiyon kalktığında protein, hidrofobik bölgeleri tekrar içeri gizleyen 'rastgele yumak' (random coil) formuna döner; bu durum su moleküllerini serbest bırakarak sistemin entropisini maksimize eder.
Doğadaki süreçler toplam entropiyi artırma (düzensizliğe gitme) eğilimindedir.
4
Diğer fibröz proteinlerle karşılaştır
Kollajen Gly−X−Y Gly-X-Y tekrarı ve hidrojen bağlarıyla rijitlik sağlarken, keratin disülfit bağlarıyla stabilite kazanır; her ikisi de elastin gibi termodinamik bir recoil göstermez.
Ayırıcı tanı için her proteinin kendine özgü stabilizasyon yöntemi bilinmelidir.

Anahtar Kavram

Fibröz Proteinlerin Termodinamik ve Yapısal Karşılaştırılması

İpuçları

1
Fibröz proteinlerin hangisinin 'esneklik' (recoil), hangisinin 'gerilme direnci' (tensile strength) sağladığını düşünün.
2
Elastin'deki hidrofobik etkileşimlerin solvent (su) üzerindeki termodinamik etkilerini (entropi değişimi) hatırlayın.
3
Tip IV kollajen ve keratindeki yapısal farklılıkları (ağ yapısı vs. coiled coil) gözden geçirin.

Daha Fazla Pratik

Kollajen ve elastin biyosentezindeki bakır ve C vitamini gerekliliklerini karşılaştırarak klinik korelasyonları (Latirizm vs. İskorbüt) inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 72Soru →

Proteinlerin sekonder yapısının belirlenmesinde kısıtlayıcı bir rol oynayan peptid bağının biyokimyasal karakteristikleri ile vücutta önemli fizyolojik görevleri bulunan aktif peptidler birlikte değerlendirildiğinde, aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Peptid bağı rezonans hibrit yapısı nedeniyle kısmi çift bağ karakteri taşır; bu durum C−NC-N bağı etrafındaki rotasyonu kısıtlarken, zincirin esnekliği sadece α\alpha-karbon atomuna komşu bağların ϕ\phi ve ψ\psi torsiyon açılarındaki dönmelerle sağlanır.

Cevap

Peptid bağı rezonans nedeniyle sert ve düzlemseldir; rotasyon kısıtlıdır ve zincir esnekliği α\alpha-karbon etrafındaki ϕ\phi (fı) ve ψ\psi (psi) açılarından kaynaklanır.
Peptid bağı, karbonil karbonu ile azot atomu arasındaki elektron paylaşımı (rezonans) nedeniyle kısmi çift bağ karakterine sahiptir. Bu özellik bağı sert ve düzlemsel kılar, C−NC-N ekseni etrafında dönmeyi imkansız hale getirir. Polipeptid zinciri üzerindeki esneklik, bu düzlemlerin birbirine bağlandığı α\alpha-karbon atomu etrafındaki N−CαN-C_{\alpha} (ϕ\phi) ve Cα−CC_{\alpha}-C (ψ\psi) bağlarının dönmesiyle sağlanır.

Adım Adım Çözüm

1
Peptid bağının atomik yapısını analiz et.
Peptid bağı (CONHCONH), karbonil karbonu üzerindeki elektronların azot atomuyla rezonansa girmesi sonucu oluşur.
Rezonans, C−NC-N bağına %40 oranında çift bağ karakteri kazandırır.
2
Bağın rotasyonel özelliklerini değerlendir.
C−NC-N bağı etrafındaki dönme engellenmiştir (rijit yapı).
Çift bağ karakteri atomların aynı düzlemde kalmasını zorunlu kılar.
3
Polipeptid zincirindeki hareketli noktaları belirle.
Rotasyon sadece N−CαN-C_{\alpha} (ϕϕ) ve Cα−CC_{\alpha}-C (ψψ) bağları etrafında gerçekleşebilir.
Bu bağlar saf tekli bağ karakterindedir ve protein katlanması bu açılar üzerinden yönetilir.
4
Biyolojik aktif peptidlerin (glutatyon, oksitosin) yapısal hatalarını ele.
Glutatyonun γγ bağı içermesi ve oksitosinin disülfid köprüsü taşıması gibi ayırt edici özellikleri doğrula.
Bu detaylar seçeneklerdeki yanlış ifadelerin elenmesini sağlar.

Anahtar Kavram

Peptid bağının rezonans hibrit karakteri ve polipeptid zinciri üzerindeki konformasyonel kısıtlamalar.

Daha Fazla Pratik

Ramachandran diyagramı üzerinde ϕ\phi ve ψ\psi açılarının hangi bölgelerinin sekonder yapılarla (alfa-heliks, beta-tabaka) eşleştiğini inceleyiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 73Soru →

Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen bir titrasyon deneyinde, üç iyonize gruba sahip bir amino asidin net elektriksel yükünün +0,5+0,5 olduğu pHpH değerinin, bu amino asidin α\alpha-amino grubuna ait pKa2pK_{a2} değerine sayısal olarak eşit olduğu saptanmıştır. Buna göre, söz konusu amino asit ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Protein yapısında yer aldığında, aspartat gibi negatif yüklü yan zincirlerle elektrostatik etkileşime (tuz köprüsü) girebilir.

Cevap

Söz konusu amino asit bazik bir amino asittir ve protein yapısında negatif yüklü yan zincirlerle elektrostatik etkileşime girebilir.
Verilen bilgilere göre pH=pKa2pH = pK_{a2} iken net yükün +0,5+0,5 olması, sadece yan zinciri bu pHpH değerinde tam protonlanmış (+1+1) olan bazik amino asitler (Lizin veya Arjinin) için mümkündür. Çünkü bu noktada α\alpha-karboksil −1-1, α\alpha-amino ise +0,5+0,5 yük katkısı sağlar (Toplam: −1+0,5+1=+0,5-1 + 0,5 + 1 = +0,5). Bazik amino asitler fizyolojik pHpH'da pozitif yüklü olduklarından, protein katlanmasında negatif yüklü gruplarla elektrostatik etkileşim kurarlar.

Adım Adım Çözüm

1
pH=pKa2pH = pK_{a2} noktasındaki iyonizasyon durumunu analiz et.
Bu noktada α\alpha-amino grubu yarı yarıya deprotonize olmuştur (+0,5+0,5 yük). α\alpha-karboksil grubu tamamen deprotonizedir (−1,0-1,0 yük).
Bir grubun pKapK_a değerinde, o grubun protonlanmış ve deprotonlanmış formları eşit konsantrasyondadır.
2
Net yük denklemini kurarak yan zincirin yükünü belirle.
Net Yük = (α−COO−)+(α−NH3+/NH2)+(Yan Zincir)(\alpha-COO^-) + (\alpha-NH_3^+/NH_2) + (Yan\ Zincir). +0,5=(−1,0)+(+0,5)+(Yan Zincir)⇒Yan Zincir=+1,0+0,5 = (-1,0) + (+0,5) + (Yan\ Zincir) \Rightarrow Yan\ Zincir = +1,0.
Toplam net yükün +0,5+0,5 olabilmesi için yan zincirin tam pozitif yüklü olması gerekir.
3
Yan zincirin pH=pKa2pH = pK_{a2} değerinde tam protonlanmış olduğu amino asit tipini tanımla.
Yan zincir pKaRpK_{aR} değeri, α\alpha-amino grubu pKa2pK_{a2} değerinden daha büyük olan amino asitler (Lizin veya Arjinin) bu kurala uyar.
Sadece bazik amino asitlerde yan zincir pKapK_a'sı α\alpha-amino pKapK_a'sından büyüktür ve bu noktada tam protonlanmış (pozitif) kalır.
4
Bazik amino asitlerin özelliklerini değerlendir.
Lizin ve Arjinin gibi bazik amino asitler fizyolojik pHpH'da pozitif yüklüdür ve negatif yüklü amino asitlerle (Aspartat, Glutamat) tuz köprüleri oluşturur.
Elektrostatik çekim kuvvetleri zıt yüklü gruplar arasında gerçekleşir.

Anahtar Kavram

Bazik amino asitlerin (Lizin, Arjinin) titrasyonunda, α\alpha-amino grubunun pKapK_a değerinde net yükün +0,5+0,5 olması.
Soru 74Soru →

Bir amino asidin titrasyonu sırasında, molekülün net elektriksel yükünün +0,5+0,5 olduğu pHpH değerinin 2,12,1 olduğu saptanmıştır. Bu amino asidin α\alpha-amino grubuna ait pKapK_a değeri 9,89,8 ve yan zincir karboksil grubuna ait pKapK_a değeri 3,93,9 olduğuna göre, bu amino asidin izoelektrik noktası (pIpI) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 3,03,0

Cevap

Amino asidin izoelektrik noktası (pIpI) 3,03,0 olarak hesaplanır.
Verilen bilgilere göre amino asidin üç iyonize grubu vardır ve net yükün +0,5+0,5 olduğu pHpH değeri (2,12,1), α\alpha-karboksil grubunun pKapK_a değerini ifade eder. Yan zincirinde bir karboksil grubu (pKa=3,9pK_a = 3,9) bulunduran bu asidik amino asit için pIpI değeri, iki karboksil grubunun pKapK_a değerlerinin ortalamasıdır (2,1+3,9/2=3,02,1 + 3,9 / 2 = 3,0).

Adım Adım Çözüm

1
Net yük verisinden pKa1pK_{a1} değerini belirlemek
pKa1=2,1pK_{a1} = 2,1
Net yükün +0,5+0,5 olduğu nokta, ilk iyonize grubun (α\alpha-karboksil) pKapK_a değeridir; çünkü bu noktada amino grubu tam protonlu (+1+1), yan zincir yüksüz (00) ve α\alpha-karboksil yarı iyonizedir (−0,5-0,5).
2
Amino asit tipini ve iyonize grupları tanımlamak
Asidik amino asit (Aspartat)
Yan zincirinde karboksil grubu (pKa=3,9pK_a = 3,9) bulunan amino asitler asidik karakterdedir.
3
pIpI hesaplaması için doğru pKapK_a çiftini seçmek
pKa1=2,1pK_{a1} = 2,1 ve pKaR=3,9pK_{aR} = 3,9
Asidik amino asitlerde pIpI, molekülün net yükünün sıfır olduğu aralığı sınırlayan iki asidik grubun pKapK_a değerlerinin ortalamasıdır.
4
Aritmetik ortalamayı hesaplamak
pI=(2,1+3,9)/2=3,0pI = (2,1 + 3,9) / 2 = 3,0
İzoelektrik nokta tanımı gereği iki iyonizasyon basamağının ortasındaki pHpH değeridir.

Anahtar Kavram

Asidik amino asitlerde izoelektrik nokta, α\alpha-karboksil ve yan zincir karboksil gruplarının pKapK_a değerlerinin ortalaması alınarak hesaplanır.

Daha Fazla Pratik

Farklı pHpH değerlerinde amino asitlerin elektroforetik göç yönlerini belirlemek için net yük hesaplamaları üzerine çalışın.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 75Soru →

İntravasküler hemoliz sürecinde, serbest kalan hemoglobinin (HbHb) oksidasyonu sonucu oluşan methemoglobinden ayrılan ferrihem (hemin) moleküllerinin toksik etkilerini önlemek amacıyla devreye giren yüksek afiniteli temizleme mekanizmasıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hemin molekülleri hemopeksine bağlandıktan sonra oluşan kompleks, karaciğerde CD91CD91 (LRP1LRP1) reseptörü aracılığıyla endositozla temizlenir.

Cevap

Hemin molekülleri hemopeksine bağlandıktan sonra oluşan kompleks, karaciğerde CD91CD91 (LRP1LRP1) reseptörü aracılığıyla temizlenir.
İntravasküler hemoliz sırasında haptoglobin kapasitesi dolduğunda, hemoglobin methemoglobine dönüşür ve 'hemin' (ferrihem) grupları açığa çıkar. Hemopeksin, bu hemin gruplarını yüksek afinite ile bağlayarak karaciğerdeki hepatositlerde bulunan CD91CD91 (diğer adıyla LRP1LRP1 - low-density lipoprotein receptor-related protein 1) reseptörü aracılığıyla hücre içine alınmasını sağlar. Bu mekanizma, serbest hemin kaynaklı oksidatif hasarın önlenmesinde ikinci basamak savunma hattıdır.

Adım Adım Çözüm

1
İntravasküler hemoliz sonrası hemoglobinin (HbHb) kaderini analiz et.
HbHb dimerleri önce haptoglobini bağlar; kapasite dolduğunda serbest HbHb methemoglobine okside olur.
Haptoglobin-hemoglobin kompleksi, makrofajlardaki CD163CD163 reseptörü ile temizlenir.
2
Hemin (ferrihem) oluşumunu ve taşıyıcısını belirle.
Methemoglobinden ayrılan hemin, plazmada hemopeksine bağlanır.
Serbest hem, lipofilik yapısı nedeniyle membranlara zarar verebilen bir pro-oksidandır; temizlenmesi kritiktir.
3
Hemopeksin-hemin kompleksinin hücresel reseptörünü doğrula.
Bu kompleks karaciğerde ve diğer dokularda CD91CD91 (LRP1LRP1) reseptörü üzerinden internalize edilir.
CD163CD163 ve CD91CD91 reseptörleri farklı ligandlar için özelleşmiştir.

Anahtar Kavram

Hemopeksin-Hemin-LRP1 (CD91CD91) temizleme aksı.

Daha Fazla Pratik

İntravasküler hemoliz sonrası idrarda demir birikimi (hemosiderinüri) ve bunun haptoglobin/hemopeksin kapasitesiyle ilişkisini inceleyin.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 76Soru →

Bir biyokimya uzmanı, saflaştırdığı bir proteinin moleküler ağırlığını ve alt birim kompozisyonunu incelemek için SDS-PAGE (Sodyum Dodesil Sülfat - Poliakrilamid Jel Elektroforezi) analizini kullanmaktadır. Yapılan deneyde şu bulgular elde edilmiştir:

- Sadece SDS içeren ortamda yapılan elektroforezde: 120 kDa120\,kDa ağırlığında tek bir bant.
- Hem SDS hem de β\beta-merkaptoetanol (β\beta-ME) içeren ortamda yapılan elektroforezde: 80 kDa80\,kDa ve 40 kDa40\,kDa ağırlığında iki farklı bant.

Bu deneysel verilere göre, incelenen proteinin yapısı ile ilgili aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Protein, disülfid bağları ile birbirine bağlanmış 80 kDa80\,kDa ve 40 kDa40\,kDa ağırlığında iki farklı alt birimden oluşan bir heterodimerdir.

Cevap

Proteinin disülfid bağları ile birbirine bağlanmış 80 kDa80\,kDa ve 40 kDa40\,kDa ağırlığında iki farklı alt birimden oluştuğu söylenebilir.
Deneysel verilerde, proteinin sadece SDS varlığında tek bir bütün (120 kDa120\,kDa) olarak hareket ettiği, ancak disülfid bağlarını koparan β\beta-merkaptoetanol eklendiğinde 80 kDa80\,kDa ve 40 kDa40\,kDa ağırlığında iki ayrı parçaya ayrıldığı görülmektedir. Bu durum, proteinin kovalent disülfid köprüleri ile birbirine tutunmuş iki farklı polipeptid zincirinden (heterodimer) oluştuğunu kesin olarak gösterir.

Adım Adım Çözüm

1
SDS'nin etkisini değerlendir
SDS kovalent olmayan bağları (hidrofobik, iyonik) koparır. Sadece SDS ile 120 kDa120\,kDa bandı alınması, bu proteinin ya tek zincir olduğunu ya da alt birimlerin kovalent bağlarla bağlı olduğunu gösterir.
SDS'nin protein denatürasyonundaki temel rolünü anlamak.
2
β\beta-merkaptoetanol (β\beta-ME) etkisini değerlendir
β\beta-ME disülfid bağlarını indirger. İndirgeyici eklendiğinde 120 kDa120\,kDa'lık yapının 8080 ve 40 kDa40\,kDa'lık iki parçaya ayrılması, bu parçaların disülfid köprüleri ile bağlı olduğunu kanıtlart.
İndirgeyici ajanların disülfid bağları üzerindeki etkisini analiz etmek.
3
Verileri birleştirerek yapıyı belirle
Toplam kütle (80+40=120 kDa80 + 40 = 120\,kDa) korunduğu ve iki farklı bant oluştuğu için protein bir heterodimerdir.
Elektroforez bulgularından kuaterner yapıyı türetmek.

Anahtar Kavram

SDS-PAGE tekniğinde SDS kovalent olmayan etkileşimleri bozarken, β\beta-merkaptoetanol gibi indirgeyiciler kovalent disülfid bağlarını koparır.
Soru 77Soru →

Kollajen sentezi sürecinde gerçekleşen aşağıdaki biyokimyasal olaylardan hangisi, molekülün hücreden salgılanmasından sonra (ekstraselüler ortamda) meydana gelir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Amino ve karboksi uçlardaki kayıt peptidlerinin (registrationpeptidesregistration peptides) ayrılması

Cevap

Amino ve karboksi uçlardaki kayıt peptidlerinin ayrılması
Kollajen sentezinde kayıt peptidlerinin (registrationpeptidesregistration peptides) ayrılması basamağı, prokollajen molekülü hücreden salgılandıktan sonra ekstraselüler ortamda prokollajen amino-peptidaz ve karboksi-peptidaz enzimleri tarafından gerçekleştirilir. Bu işlem sonucunda tropokollajen birimleri oluşur ve spontan olarak fibril yapısını kurar.

Adım Adım Çözüm

1
Kollajen sentezinin hücresel aşamalarını belirle.
Hücre içinde (GER ve Golgi); hidroksilasyon (Vit C bağımlı), glikozilasyon, disülfid bağı oluşumu ve üçlü sarmal (triplehelixtriple helix) yapımı gerçekleşir.
Bu modifikasyonlar proteinin katlanması ve çözünürlüğü için gereklidir.
2
Hücre dışı aşamaları tanımla.
Salgılandıktan sonra prokollajen peptidazlar kayıt peptidlerini keser, tropokollajen lifleri birleşir ve lizil oksidaz (Cu2+Cu^{2+} bağımlı) çapraz bağları kurar.
Molekülün lifli (fibriller) yapısını kazanması ve dayanıklılığının artması için bu basamaklar hücre dışında gerçekleşmelidir.

Anahtar Kavram

Kollajen sentezi, hücre içi (modifikasyon ve sarmal oluşumu) ve hücre dışı (peptidaz kesimi ve çapraz bağ oluşumu) basamaklardan oluşan karmaşık bir süreçtir.
Soru 78Soru →

Fetal hemoglobin (HbFHbF, α2γ2\alpha_2\gamma_2), maternal dolaşımdan fetus dolaşımına plasenta aracılığıyla oksijen transferini kolaylaştırmak için erişkin hemoglobinine (HbAHbA, α2β2\alpha_2\beta_2) kıyasla daha yüksek oksijen afinitesine sahiptir. Bu afinite farkı, fetal eritrositlerdeki hemoglobinin 2,32,3-bifosfogliserat (2,32,3-BPG) ile etkileşiminin daha zayıf olmasından kaynaklanır.

HbFHbF'nin 2,32,3-BPG'yi HbAHbA'ya göre daha düşük afinite ile bağlamasının temel yapısal nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: γ\gamma zincirinin merkezi boşluğunda, β\beta zincirindeki 143.143. pozisyonda bulunan pozitif yüklü histidin yerine nötral bir serin kalıntısının bulunması

Cevap

Gama zincirinin merkezi boşluğunda, beta zincirindeki pozitif yüklü histidin yerine nötral bir serin kalıntısının bulunması
Hemoglobin AA'da bulunan β\beta zincirlerinin 143.143. pozisyonundaki histidin kalıntısı, 2,32,3-BPG'nin negatif yükleriyle iyonik bağlar kurarak hemoglobinin TT (tense/gergin) formunu stabilize eder. Hemoglobin FF'de ise γ\gamma zincirleri bu pozisyonda nötral bir serin taşır. Bu durum merkezi boşluktaki pozitif yüklerin azalmasına, dolayısıyla 2,32,3-BPG'nin daha zayıf bağlanmasına yol açar. 2,32,3-BPG zayıf bağlandığında hemoglobinin oksijen afinitesi artar ve oksijen disosiasyon eğrisi sola kayar.

Adım Adım Çözüm

1
Hemoglobin tiplerinin yapısal birimlerini karşılaştır
HbAHbA (α2β2\alpha_2\beta_2) ve HbFHbF (α2γ2\alpha_2\gamma_2) arasındaki temel fark β\beta ve γ\gamma zincirleridir.
Fonksiyonel farkın kaynağını bulmak için globin zinciri farklılıklarına odaklanılmalıdır.
2
2,32,3-BPG bağlama bölgesindeki amino asit değişimini analiz et
β\beta zincirinin 143.143. amino asidi pozitif yüklü Histidin iken, γ\gamma zincirinde bu konumda nötral Serin bulunur.
2,3-BPG negatif yüklü bir moleküldür ve bağlanması için merkezi boşlukta pozitif yükler (Histidin, Lizin) gerekir.
3
Bağlanma afinitesinin oksijen eğrisi üzerindeki etkisini yorumla
HbFHbF, 2,32,3-BPG'yi daha zayıf bağladığı için TT formu daha az stabilize edilir, bu da oksijen afinitesinin artmasına (eğrinin sola kaymasına) neden olur.
2,3-BPG hemoglobinin oksijene ilgisini azaltan bir negatif allosterik efektördür.

Anahtar Kavram

Fetal Hemoglobinin (HbFHbF) Yüksek Oksijen Afinitesinin Moleküler Temeli

İpuçları

1
2,3-BPG negatif yüklü bir moleküldür ve hemoglobinin merkezi boşluğundaki pozitif yüklere bağlanır.
2
HbF'deki gama zincirleri, beta zincirlerine göre bu merkezi boşlukta daha az pozitif yüke sahiptir.

Daha Fazla Pratik

HbF'nin HbA'ya göre daha yüksek oksijen afinitesinin P50 değeri üzerindeki etkisini inceleyin.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 79Soru →

Amino asitlerin yapısal konfigürasyonları, stereokimyasal özellikleri ve metabolik akıbetleri dikkate alındığında; yan zinciri alifatik karakterde olup dallanma gösteren, molekül yapısında iki adet asimetrik (kiralkiral) karbon atomu barındıran ve karbon iskeletinin yıkımı sonucunda hem glukojenik hem de ketojenik ara ürünler açığa çıkaran esansiyel amino asit aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: İzolösin

Cevap

İzolösin hem dallı zincirli alifatik yapıda olması, hem iki asimetrik karbon atomu içermesi hem de hem glukojenik hem ketojenik özellik göstermesiyle tüm kriterleri karşılayan amino asittir.
İzolösin, hem dallı zincirli alifatik amino asitler (BCAABCAA) kategorisinde yer alması, hem yapısında iki adet asimetrik karbon atomu (C2C2 ve C3C3) bulundurması, hem de yıkımı sonucunda hem asetil-CoA hem de süksinil-CoA oluşturarak mikst (glukojenik ve ketojenik) karakter sergilemesi nedeniyle soruda belirtilen tüm koşulları sağlayan tek seçenektir.

Adım Adım Çözüm

1
Dallı zincirli alifatik amino asitleri (BCAA) belirle.
Valin, Lösin ve İzolösin bu gruptadır.
Soruda alifatik yan zincirde dallanma kriteri istenmiştir.
2
Bu amino asitlerin asimetrik (kiralkiral) karbon sayılarını değerlendir.
İzolösin, protein yapısına giren amino asitler arasında treonin ile birlikte iki asimetrik karbonu olan iki amino asitten biridir.
Çoğu amino asit sadece alfa karbonunda asimetri gösterirken, izolösin beta karbonunda da bir kiral merkeze sahiptir.
3
Seçilen amino asidin metabolik akıbetini kontrol et.
İzolösinin yıkımı sonucu asetil-CoA ve propiyonil-CoA (süksinil-CoA'ya dönüşür) açığa çıkar.
Asetil-CoA ketojenik, süksinil-CoA ise glukojenik bir ara üründür; bu da izolösini 'karma' (mikst) amino asit yapar.

Anahtar Kavram

Amino asitlerin yapısal (BCAA), stereokimyasal (kiral merkez sayısı) ve metabolik (glukojenik/ketojenik) sınıflamalarının entegrasyonu.

Daha Fazla Pratik

Diğer amino asitlerin asimetrik karbon sayılarını ve kiralite istisnalarını (örneğin glisin) gözden geçirmek konuyu pekiştirecektir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 80Soru →

Bir biyokimya laboratuvarında saflaştırılan ve özellikleri aşağıda verilen üç farklı protein içeren bir karışım bulunmaktadır:

Proteinİzoelektrik Nokta (pIpI)
Protein A5.25.2
Protein B7.07.0
Protein C8.88.8

Bu protein karışımı, pH 7.57.5 değerindeki bir tampon çözelti içerisinde DEAE-selüloz (anyon değiştirici) kolonuna uygulanmıştır.

Buna göre, bu proteinlerin kromatografi kolonundaki davranışları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: pH 7.57.5 ortamında Protein C net pozitif yüklü olduğu için kolona bağlanmaz ve en önce elüe olur.

Cevap

pH 7.57.5 ortamında Protein C net pozitif yüklü olduğu için kolona bağlanmaz ve en önce elüe olur.
Anyon değiştirici kromatografide (DEAE-selüloz gibi), matris pozitif yüklüdür ve negatif yüklü proteinleri tutar. Bir proteinin ortam pH'ı kendi izoelektrik noktasından (pIpI) düşükse (pH < pI), o protein net pozitif yük taşır. Sorumuzdaki Protein C'nin pI değeri (8.88.8), ortam pH'ından (7.57.5) yüksek olduğu için bu protein net pozitif yükle yüklenir. Aynı yüklü olan matris ve protein birbirini iteceği için Protein C kolona bağlanmaz ve en önce çıkar.

Adım Adım Çözüm

1
Kolon tipini analiz etme
DEAE-selüloz bir anyon değiştiricidir. Matrisi pozitif yüklüdür ve negatif yüklü (anyonik) proteinleri bağlar.
Proteinlerin ayrılma mekanizmasını anlamak için matrisin yükü bilinmelidir.
2
Proteinlerin ortam pH'ındaki net yüklerini belirleme
Protein A (pI=5.2<pH=7.5pI=5.2 < pH=7.5) →\rightarrow Negatif; Protein B (pI=7.0<pH=7.5pI=7.0 < pH=7.5) →\rightarrow Negatif; Protein C (pI=8.8>pH=7.5pI=8.8 > pH=7.5) →\rightarrow Pozitif.
Bir proteinin net yükü, ortam pH'ı ile kendi izoelektrik noktası (pIpI) arasındaki ilişkiye bağlıdır.
3
Bağlanma ve elüsyon sırasını belirleme
Negatif yüklü A ve B proteinleri kolona bağlanır. Pozitif yüklü C proteini ise matris tarafından itilir ve bağlanmadan ilk sırada elüe olur.
Aynı yüklü moleküller birbirini iter, zıt yüklü moleküller birbirini çeker.

Anahtar Kavram

İyon Değişim Kromatografisi ve pI İlişkisi
Tahmini Süre:1m 30s
ÖncekiSayfa 4 / 10Sonraki
Amino Asitler ve Proteinler Alıştırma Soruları — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı — Sayfa 4 | Examkin