Glikoliz

Karbonhidrat metabolizmasının temel süreçlerinden biri olan glikolizde, insülin hormonu tarafından aktive edilen ve yolun en önemli hız kısıtlayıcı (hız belirleyici) basamağını katalizleyen enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Epinefrin ve glukagon gibi hormonlar, hedef dokularda $cAMP$ artışı üzerinden farklı metabolik yanıtlar oluşturur. Karaciğerde glukagon etkisiyle glikoliz baskılanırken, akut stres veya miyokard iskemisi gibi durumlarda artan epinefrin etkisiyle kalp kasında glikoliz hızı belirgin şekilde artırılır.

Kalp kası hücrelerinde epinefrin aracılı artan $cAMP$ düzeylerinin, karaciğerdeki glukagon etkisinin aksine glikolizi aktive etmesini sağlayan temel moleküler mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

Yoğun egzersiz sırasında salınan epinefrin etkisiyle çizgili kaslarda glikoliz hızı maksimuma ulaşır. Oksijen sunumunun kısıtlı olduğu bu anaerobik koşullarda, gliseraldehit $3$-fosfat dehidrogenaz ($GAPDH$) reaksiyonunun kesintiye uğramadan devam edebilmesi için sitozolik $NADH$ moleküllerinin yeniden $NAD^+$'a yükseltgenmesi gerekir. Bu süreçte $NAD^+$ rejenerasyonunu sağlayan enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Karaciğerde glikoliz hızı hormonal ve allosterik mekanizmalarla sıkı bir şekilde kontrol edilir. Açlık durumunda artan glukagon, protein kinaz A aracılığıyla bir glikoliz enzimini fosforilleyerek inaktive ederken; tokluk durumunda artan fruktoz $1,6$-bifosfat aynı enzimi 'ileri beslemeli' (feed-forward) bir mekanizma ile aktive ederek yolun sürekliliğini sağlar.

Bu özelliklere sahip olan glikolitik enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Karaciğerde yüksek karbonhidratlı bir öğün sonrasında glukoz fluksunun artışı, sadece insülin/glukagon oranı üzerinden değil, aynı zamanda spesifik hücre içi metabolitler aracılığıyla da glikolizi hızlandırır. Bu süreçte, pentoz fosfat yolundan köken alan ve bir serin/treonin fosfataz olan protein fosfataz $2A$'yı ($PP2A$) allosterik olarak aktive ederek, bifonksiyonel enzimin ($PFK-2/FBPase-2$) defosforilasyonunu ve sonuç olarak fruktoz $2,6$-bifosfat ($F2,6-BP$) artışını sağlayan metabolit aşağıdakilerden hangisidir?

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?

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?

Olgun eritrositlerde glikoliz sırasında oluşan $1,3$-bifosfogliseratın ($1,3-BPG$), fosfogliserat kinaz basamağını atlayarak Rapoport-Luebering şantı üzerinden $2,3$-bifosfogliserata ($2,3-BPG$) ve ardından $3$-fosfogliserata dönüştüğü varsayıldığında; bir mol glukozun piruvata kadar yıkımı sonucu elde edilen **net $ATP$ kazancı** kaç moldür?

Karaciğerde açlık ve tokluk durumlarına göre karbonhidrat metabolizması dinamik bir şekilde düzenlenir. Glikoliz yolunun son basamağında yer alan L-tipi pirüvat kinaz enziminin regülasyonu ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

İnsülin/glukagon oranının yüksek olduğu tokluk durumunda, karaciğerde fruktoz 2,6-bifosfat ($F-2,6-BP$) düzeyi artar. Bu molekül, glikoliz ve glukoneogenez yolaklarının resiprokal (karşılıklı) düzenlenmesinde anahtar rol oynar. Buna göre fruktoz 2,6-bifosfatın, glikoliz ve glukoneogenez yolaklarında allosterik olarak etkilediği enzimler aşağıdakilerin hangisinde doğru eşleştirilmiştir?

Karaciğerde glikoliz ve glukoneogenez yollarının karşılıklı düzenlenmesi ($reciprocal$ $regulation$), kan glukoz düzeyinin korunması için kritiktir. Bu süreçte fruktoz 2,6-bifosfat ($F2,6-BP$), her iki yolak üzerinde zıt etkiler gösteren en güçlü allosterik düzenleyici olarak görev yapar.

Açlık durumunda artan glukagon etkisiyle hepatositlerde gerçekleşen moleküler değişimler ve bunların glikoliz/glukoneogenez dengesi üzerindeki etkisi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Açlık veya kontrolsüz diyabet gibi serbest yağ asidi oksidasyonunun hızlandığı metabolik durumlarda, mitokondride üretilen sitratın sitozole geçerek glikoliz hızını baskıladığı bilinmektedir. Bu durum, dokuların enerji ihtiyacını yağ asitlerinden karşılarken glukozu korumaya yönelik önemli bir düzenleme mekanizmasıdır.

Buna göre, sitozolde artan sitratın glikolizin hız kısıtlayıcı basamağını katalizleyen fosfofruktokinaz-1 ($PFK-1$) enzimi üzerindeki etkisi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Kronik hemolitik anemi nedeniyle takip edilen 15 yaşındaki bir hastanın eritrosit enzim analizinde, fosfoenolpiruvattan ($PEP$) fosfat transferi ile $ATP$ sentezini katalizleyen enzimin aktivitesinde belirgin azalma saptanmıştır. Bu metabolik defektin sonucunda, hastanın eritrositlerinde aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi beklenir?

Glikoliz yolunda, gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz ($GAPDH$) reaksiyonu sırasında ortamda yapısal olarak inorganik fosfata ($Pi$) benzeyen arsenat ($AsO_4^{3-}$) 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 $ATP$ kazancı ve $NADH$ üretimi nasıl etkilenir?

Eritrositlerde gerçekleştirilen bir in vitro çalışmada, anaerobik glikoliz ortamına arsenat ($AsO_4^{3-}$) eklenmiştir. Bu deneysel koşulda, glikozun laktata dönüşümü süreciyle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?