Karbonhidrat Metabolizması

Karaciğerde kan glukoz düzeyinin regülasyonunda merkezi bir rol oynayan fruktoz 2,6-bifosfat ($F-2,6-BP$) molekülü, glikoliz ve glukoneogenez yolaklarını resiprokal (zıt) olarak düzenler.

Tokluk durumunda artan insülin etkisiyle karaciğerde $F-2,6-BP$ düzeylerinin artmasına ve buna bağlı olarak glikolizin uyarılmasına neden olan temel mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

Piruvat dehidrogenaz (PDH) kompleksinin düzenlenmesi, karbonhidrat metabolizmasında glikoliz ürünlerinin sitrik asit döngüsüne girişini kontrol eden en önemli basamaklardan biridir. Bu kompleksin kovalent modifikasyon ve allosterik regülasyonu düşünüldüğünde, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

İskemik kalp kası dokusunda oksijen yetersizliğine bağlı olarak anaerobik glikoliz başlangıçta hızlansa da, bir süre sonra laktat birikimi ve sitozolik $pH$ değerinin düşmesiyle ($pH < 7.0$) glikoliz hızı tekrar yavaşlar. Bu durum, dokuyu şiddetli asidozun yaratacağı hasardan koruyan kritik bir negatif feedback mekanizmasıdır. Bu adaptasyonda, $pH$ düşüşüne bağlı olarak glikolizin temel hız kısıtlayıcı enziminin regülasyonunda değişiklikler meydana gelir.

Buna göre, asidozun glikoliz hızı üzerindeki engelleyici etkisiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Laktasyon dönemindeki meme bezinde laktoz sentezi, normalde diğer dokularda glikoproteinlerin karbonhidrat zincirlerinin sentezinden sorumlu olan bir enzimin spesifisitesinin değiştirilmesiyle gerçekleşir.

Buna göre, galaktoziltransferaz enziminin glukoza olan affinitesini ($K_m$ değerini yaklaşık 1000 kat düşürerek) artıran ve laktoz sentezini mümkün kılan regülatör protein aşağıdakilerden hangisidir?

Galaktoz metabolizmasında, galaktozun şeker alkolü olan galaktitole (dulsitol) indirgenmesini katalizleyen ve özellikle galaktozemi durumlarında lens dokusunda birikerek katarakt oluşumuna yol açan enzim aşağıdakilerden hangisidir?

$24$ yaşında bir erkek hasta, yoğun egzersiz sırasında bacaklarında kramp ve ağrı şikayetiyle acil servise başvuruyor. Fizik muayenesinde kas güçsüzlüğü saptanan hastanın laboratuvar incelemesinde serum kreatin kinaz ($CK$) düzeyinin çok yüksek olduğu ve idrarın koyu renkli (miyoglobinüri) olduğu görülüyor. İskemi altında yapılan ön kol egzersiz testinde plazma laktat düzeylerinde artış gözlenmiyor. Bu klinik tabloya neden olan enzim eksikliği ve bu enzimin normal fizyolojideki iskelet kası regülasyonu hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Glikozaminoglikanların ve glikoproteinlerin biyosentezi sırasında, sitozolde aktive edilen şeker nükleotidlerinin (örneğin $UDP$-galaktoz) Golgi lümenine taşınması gerekir. Bu taşıma işlemi, lümende biriken bir reaksiyon yan ürününün sitozole çıkışıyla eşleşen bir nükleotid şeker taşıyıcısı ($NST$) antiport mekanizması ile gerçekleşir. Golgi lümeninde şeker transferi sonrasında oluşan $UDP$'nin bu antiport sisteminde bir "değişim molekülü" olarak kullanılabilmesi için öncelikle lümen içi bir enzim tarafından işlenmesi zorunludur.

Buna göre, nükleotid şeker antiport sisteminin sürekliliğini sağlamak amacıyla Golgi lümeninden sitozole geri gönderilen molekül aşağıdakilerden hangisidir?

Uzun süreli açlık sırasında kan glukoz düzeyinin idame ettirilmesi için karaciğerde gerçekleşen glukoneogenez yolağı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Uzun süreli açlık veya düşük karbonhidratlı diyet sırasında vücut, kan glukoz düzeyini korumak amacıyla glukojenik amino asitlerin karbon iskeletlerini kullanarak glukoneogenez yolağını aktive eder. Ancak, bazı amino asitlerin metabolizması sonucu oluşan ürünler net glukoz sentezine katılamaz. Buna göre, aşağıdaki amino asitlerden hangisi karaciğerde net glukoz sentezi için bir substrat olarak kullanılamaz?

Klasik galaktozemi ($Galaktoz-1-fosfat$ üridiltransferaz eksikliği) tanısıyla takip edilen; bebeklik döneminde sarılık, hepatomegali ve bilateral katarakt öyküsü bulunan bir hasta, yetişkinlik döneminde gebe kalmıştır. Galaktozdan fakir diyet uygulamasına rağmen, bu hastanın laktasyon döneminde sütünde laktaz enzimi ile parçalanabilen disakkaritlerin (laktoz) bulunduğu saptanmıştır.

Bu hastada, diyetle galaktoz alınmadığı halde laktoz sentezi için gerekli olan galaktoz birimlerinin ($UDP-galaktoz$ formunda) sentezlenmesini sağlayan enzim aşağıdakilerden hangisidir?

$1$ yaşındaki bir kız çocukta gelişme geriliği, belirgin hepatomegali ve hafif açlık hipoglisemisi saptanıyor. Laboratuvar tetkiklerinde kan laktat ve ürik asit düzeyleri normal sınırlarda izlenirken, kolesterol ve trigliserid düzeylerinde hafif yükseklik saptanıyor. Karaciğer biyopsisinde glikojen yapısının normal olduğu ancak miktarının belirgin arttığı belirleniyor.

Bu klinik tabloya yol açan enzim eksikliği (Karaciğer glikojen fosforilazı) ve glikojen metabolizmasının dokuya özgü kontrol mekanizmaları düşünüldüğünde; karaciğerde glikojen sentez ve yıkım hızlarının koordineli regülasyonunda görev yapan 'glukoz sensörü' mekanizmasıyla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Beş yaşındaki bir erkek çocuk; kaba yüz görünümü, hepatosplenomegali ve eklem hareketlerinde kısıtlılık şikayetleriyle pediatri polikliniğine getirilmiştir. Fizik muayenesinde kornea bulanıklığı (corneal clouding) saptanmamış, ancak ciddi işitme kaybı ve agresif davranışlar gözlenmiştir. Laboratuvar tetkiklerinde idrarda dermatan sülfat ve heparan sülfat atılımının arttığı belirlenmiştir. Bu hastada aşağıdaki enzimlerden hangisinin eksikliği en olasıdır?

Glukoneogenez sürecinde, mitokondriyal matrikste piruvattan sentezlenen oksaloasetatın sitozole taşınması gerekmektedir. Sitozolik gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz reaksiyonu için gerekli olan indirgeyici eşdeğerlerin ($NADH$) mitokondriden sitozole transferini de sağlamak amacıyla, oksaloasetatın hangi moleküle dönüşerek mitokondri dışına çıkması fizyolojik olarak tercih edilir?

Tıbbi biyokimyada enerji metabolizmasının kontrol noktalarını anlamak, metabolik yolakların entegrasyonunu kavramak için esastır. Piruvat dehidrogenaz (PDH) kompleksi ile $\alpha$-ketoglutarat dehidrogenaz ($\alpha$-KGDH) kompleksi arasındaki yapısal ve fonksiyonel özellikler karşılaştırıldığında, aşağıdakilerden hangisi bu iki enzim sistemi arasındaki temel farklardan biridir?

Glukagonoma tanısı alan bir hastada, pankreastaki tümörden kaynaklanan aşırı glukagon salınımı nedeniyle metabolik yolaklar sürekli olarak açlık durumuna adapte olmaktadır. Bu hastada, karaciğerde kan glukoz düzeyini artırmaya yönelik gerçekleşen moleküler mekanizmalar düşünüldüğünde, bifonksiyonel enzim (PFK-2/FBPaz-2) ve $fruktoz\ 2,6-bifosfat$ ($F-2,6-BP$) üzerinden yürütülen regülasyonla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Karaciğerde glukozun hücre içine alınmasından sonraki ilk basamak glukokinaz ($GK$) tarafından katalizlenir. Bu enzimin aktivitesi, glukokinaz regülatör proteini ($GKRP$) aracılığıyla sitoplazma ve çekirdek arasındaki yer değişimi ile regüle edilir. Karaciğerde glukokinazın hücresel lokalizasyonu ve glikoliz regülasyonu ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Piruvat dehidrogenaz (PDH) kompleksi, piruvatın oksidatif dekarboksilasyonu ile $asetil-CoA$ sentezini katalizleyen ve glikolizi sitrik asit döngüsüne bağlayan kritik bir enzimdir. Bu multienzim kompleksinin aktivitesi, reaksiyonun son ürünleri tarafından gerçekleştirilen doğrudan feedback (geri besleme) inhibisyonu ile de düzenlenmektedir.

Buna göre, reaksiyon ürünlerinden biri olan **$asetil-CoA$**, PDH kompleksinin hangi alt ünitesini doğrudan ve spesifik olarak inhibe eder?

Yüksek karbonhidratlı bir öğün sonrası ince bağırsak lümeninde glukoz konsantrasyonu çok yüksek seviyelere ulaştığında, enterositlerin şeker transport kapasitesi SGLT1'in teorik $V_{max}$ değerinin belirgin şekilde üzerine çıkar. Bu hızlı kapasite artışından sorumlu olan ve lümendeki şeker varlığını algılayan reseptörler aracılığıyla tetiklenen temel moleküler mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

Pentoz fosfat yolu, hücrenin anabolik ihtiyaçlarına (NADPH veya riboz 5-fosfat gereksinimi gibi) göre farklı modlarda çalışabilen dinamik bir metabolik yoldur. Özellikle nükleotid sentezi için yüksek miktarda sadece riboz 5-fosfata ihtiyaç duyan, ancak ek NADPH gereksinimi bulunmayan (oksidatif stres altında olmayan) hızlı bölünen bir hücrede, bu ara ürünün sentezi için izlenen en uygun metabolik strateji aşağıdakilerden hangisidir?

$8$ aylık bir kız bebek, sabah uyanmakta güçlük çekme ve generalize tonik-klonik nöbet geçirme şikayetiyle acil servise başvuruyor. Laboratuvar incelemesinde açlık kan şekeri $30$ mg/dL ve idrarda yoğun ketonüri saptanıyor. Fizik muayenesinde karaciğer kosta kenarında palpe edilmiyor ($1$ cm altında) ve dalak non-palpabl saptanıyor. Oral glukoz tolerans testi ($OGTT$) sırasında hastanın kan şekerinin hızla yükselerek hiperglisemik sınıra ulaştığı ve eş zamanlı olarak serum laktat düzeyinin bazal değerin $3$ katına çıktığı gözleniyor. Bu klinik ve laboratuvar bulguları temel alındığında, hastada eksikliği beklenen enzim aşağıdakilerden hangisidir?