Examkin

Nükleotid Metabolizması

140 soru

Soru 61Soru →

Pediatri polikliniğine motor gelişim geriliği, hiperürisemi ve idrarında turuncu kristaller görülmesi şikayetiyle getirilen bir erkek çocukta, dudaklarda doku kaybına yol açan kendine zarar verme (self-mutilasyon) davranışları gözlenmiştir. Yapılan biyokimyasal analizlerde hipoksantin-guanin fosforiboziltransferaz (HGPRTHGPRT) enzimi eksikliği saptanmıştır. Bu hastada pürinlerin de novo sentezinin belirgin şekilde artışından sorumlu olan temel biyokimyasal değişiklik aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hücre içi 55-fosforibozil-11-pirofosfat (PRPPPRPP) miktarının artması

Cevap

Pürin kurtarılma yolunda görevli HGPRT enziminin eksikliği (Lesch-Nyhan sendromu), pürin bazlarının kurtarılamaması nedeniyle hücre içi 55-fosforibozil-11-pirofosfat (PRPPPRPP) miktarının artmasına ve pürinlerin de novo sentezinin aşırı uyarılmasına neden olur.
Lesch-Nyhan sendromunda HGPRT enzimi çalışmadığı için hipoksantin ve guanin pürin kurtarılma yoluna giremez. Bu durum, bu bazların kurtarılması için gerekli olan PRPPPRPP molekülünün tüketilmemesine ve hücre içinde birikmesine neden olur. Artan PRPPPRPP, pürin de novo sentezinin ilk ve hız kısıtlayıcı basamağı olan Glutamin-PRPP amidotransferaz enzimini güçlü bir şekilde aktive ederek pürin aşırı üretimine ve sonuçta şiddetli hiperürisemiye yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik tanıyı belirleme
Lesch-Nyhan sendromu
Hiperürisemi, self-mutilasyon ve motor gerilik HGPRT enzim eksikliğini işaret eder.
2
Biyokimyasal mekanizmayı analiz etme
PRPPPRPP birikimi
Kurtarılma yolunda hipoksantin ve guanin ile reaksiyona giremeyen PRPPPRPP hücre içinde artar.
3
Düzenleyici etkiyi saptama
De novo sentez aktivasyonu
Artan PRPPPRPP, de novo yolunun hız kısıtlayıcı enzimi olan Glutamin-PRPP amidotransferazı aktive eder.

Anahtar Kavram

Lesch-Nyhan sendromunda HGPRTHGPRT eksikliği, PRPPPRPP artışı ve pürin geri beslemeli inhibisyonunun kaybı nedeniyle pürin aşırı üretimine yol açar.
Soru 62Soru →

İnsan hücrelerinde pirimidin nükleotidlerinin de novo sentez yolağında, hız kısıtlayıcı basamağı katalizleyen Karbamoil Fosfat Sentetaz II (CPS II) enziminin azot kaynağı olarak kullandığı molekül aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Glutamin

Cevap

Pirimidin de novo sentezinin hız kısıtlayıcı enzimi olan Karbamoil Fosfat Sentetaz II (CPS II), azot kaynağı olarak glutamin amino asidini kullanır.
Karbamoil Fosfat Sentetaz II (CPS II), pirimidin de novo sentezinin ilk ve hız kısıtlayıcı basamağını katalizleyen sitozolik bir enzimdir. Bu enzim, karbamoil fosfat sentezi için azot kaynağı olarak glutamin amino asidini kullanır. Tepkime sonucunda glutamin, azotunu vererek glutamata dönüşür.

Adım Adım Çözüm

1
Pirimidin sentezinin ilk ve hız kısıtlayıcı basamağını belirle.
Basamak: CO2+2ATP+Glutamin→Karbamoil fosfat+2ADP+Pi+GlutamatCO_2 + 2\text{ATP} + \text{Glutamin} \rightarrow \text{Karbamoil fosfat} + 2\text{ADP} + \text{Pi} + \text{Glutamat}
Bu reaksiyon sitozolde Karbamoil Fosfat Sentetaz II (CPS II) tarafından katalizlenir.
2
Reaksiyonda kullanılan azot kaynağını analiz et.
Glutamin amino asidi azot grubunu verir ve glutamata dönüşür.
Sitozolik CPS II enzimi, mitokondriyal CPS I'den farklı olarak serbest amonyağı değil, glutamini azot kaynağı olarak kullanma eğilimindedir.

Anahtar Kavram

Pirimidin de novo sentezinin ilk basamağı sitozolde gerçekleşir ve azot kaynağı glutamindir.

İpuçları

1
Pirimidin sentezinin ilk basamağı sitozolde gerçekleşir.
2
Üre döngüsündeki CPS I mitokondride amonyak kullanırken, sitozoldeki pirimidin enzimi bir amino asidi azot kaynağı olarak tercih eder.
3
Bu amino asit, nükleotid sentezinde en yaygın azot vericisi olan glutamindir.

Daha Fazla Pratik

CPS I ve CPS II enzimlerini karşılaştıran bir tablo hazırlamak, TUS biyokimya sorularında sıklıkla test edilen farkları (lokalizasyon, regülasyon, azot kaynağı) pekiştirmenizi sağlar.
Tahmini Süre:45s
Soru 63Soru →

Pürin nükleotidlerinin de novo biyosentezinde, pürin halkasının inşası için ilk azot atomunun eklendiği ve pirofosfatın (PPiPP_i) yapıdan ayrıldığı basamak, yolun ana düzenleyici ve hız kısıtlayıcı basamağıdır. Bu basamağı katalizleyen enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Glutamin-PRPP amidotransferaz

Cevap

Pürin de novo sentezinin hız kısıtlayıcı enzimi Glutamin-PRPP amidotransferazdır.
Pürin de novo sentezi, pürin halkasının her bir atomunun PRPP üzerine sırayla eklenmesiyle gerçekleşir. Glutamin-PRPP amidotransferaz enzimi, glutaminin amid azotunu PRPP'ye aktararak 5-fosforibozilamin oluşturur. Bu basamak, pürin halka sentezine özgü (committed) ilk basamaktır ve ürünleri (AMP, GMP, IMP) tarafından allosterik olarak inhibe edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Yolağın başlangıç molekülünü belirle.
PRPPPRPP (5-fosforibozil 1-pirofosfat) pürin halkasının üzerine kurulacağı temel yapıdır.
Halka sentezi riboz şekerinin üzerinde başlar.
2
Hız kısıtlayıcı ve özgül basamağı tanımla.
PRPPPRPP + Glutamin →\rightarrow 5-Fosforibozilamin + Glutamat + PPiPP_i reaksiyonu.
Bu basamak pürin sentezine geri dönüşümsüz olarak karar verilen ilk adımdır.
3
Bu basamağı katalizleyen enzimi isimlendir.
Glutamin-PRPP amidotransferaz.
Glutaminin amid grubunu PRPPPRPP'ye aktardığı için bu ismi alır.

Anahtar Kavram

Pürin biyosentezinin hız kısıtlayıcı enzimi, geri beslemeli inhibisyon ile düzenlenen Glutamin-PRPP amidotransferazdır.

İpuçları

1
Bu enzim, pürin halkası için ilk azot kaynağı olan glutamini kullanır.
2
Reaksiyon sonucunda yapıdan inorganik pirofosfat (PPiPP_i) ayrılır.
3
Enzim ismi, hem substratını (PRPPPRPP) hem de azot kaynağını (Glutamin) içerir.

Daha Fazla Pratik

Pürin de novo sentezinde pürin halkasındaki diğer atomların (glisin, aspartat, folat vb.) kaynaklarını gözden geçirebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 64Soru →

Pirimidin nükleotid sentezinde görev alan bir enzimin "intihar inhibitörü" (suicide inhibitor) olarak bilinen 5−Florourasil5-Florourasil (5−FU5-FU), hücre içerisinde florodeoksiüridilat (FdUMPFdUMP) formuna dönüştükten sonra aşağıdaki tepkimelerden hangisini doğrudan bloke eder?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: dUMP→dTMPdUMP \rightarrow dTMP

Cevap

5-Florourasil, hücre içerisinde FdUMP'ye dönüşerek timidilat sentaz enzimini inhibe eder ve dUMP'nin dTMP'ye dönüşümünü engeller.
5-Florourasil, hücre içerisinde aktif formu olan florodeoksiüridilata (FdUMP) dönüşür. FdUMP, dUMP'ye yapısal olarak benzer ve timidilat sentaz enzimine, kofaktörü olan N5,N10N^5,N^{10}-metilen tetrahidrofolat ile birlikte kovalent olarak bağlanır. Bu tersinmez bağlanma (intihar inhibisyonu), dUMP'den dTMP sentezini bloke eder.

Adım Adım Çözüm

1
İlacın aktivasyonunun belirlenmesi
5-Florourasil hücre içinde FdUMP'ye dönüşür.
5-FU bir ön ilaçtır ve nükleotid düzeyinde aktifleşmesi gerekir.
2
Hedef enzimin tanımlanması
FdUMP, Timidilat Sentaz (TS) enzimini hedef alır.
FdUMP yapısı dUMP'ye benzer ve enzime kovalent olarak bağlanır.
3
İnhibisyon mekanizmasının ve sonucunun saptanması
dUMP'nin metillenerek dTMP'ye dönüşmesi durur.
Timidilat sentazın kovalent inhibisyonu (suicide inhibition) sonucu dTMP havuzu tükenir ve DNA sentezi engellenir.

Anahtar Kavram

5-Florourasil'in (FdUMP aracılığıyla) timidilat sentaz enzimi üzerindeki intihar inhibisyonu.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 65Soru →

Klinik pratikte orak hücreli anemi hastalarında fetal hemoglobin (HbFHbF) düzeyini artırmak ve miyeloproliferatif hastalıklarda hücre yükünü azaltmak amacıyla kullanılan; ribonükleotid redüktaz enziminin tirozin radikalini temizleyerek (scavengingscavenging) etki gösteren antimetabolit ilaç aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hidroksiüre

Cevap

Hidroksiüre, ribonükleotid redüktaz enzimini tirozin radikali üzerinden inhibe ederek etki gösterir.
Hidroksiüre, ribonükleotid redüktaz enziminin katalitik döngüsü için gerekli olan tirozin radikalini temizleyerek (scavenger etkisi) enzimi inhibe eder. Bu durum deoksiribonükleotid sentezini engelleyerek DNADNA replikasyonunu durdurur. Klinik olarak orak hücreli anemide fetal hemoglobin düzeylerini artırması karakteristiktir.

Adım Adım Çözüm

1
İlacın hedef enzimini ve mekanizmasını analiz et.
Ribonükleotid redüktaz (RRRR), ribonükleosit difosfatları (NDPNDP) deoksiribonükleosit difosfatlara (dNDPdNDP) dönüştüren kilit enzimdir.
Soruda belirtilen 'tirozin radikali temizleme' (scavenging) mekanizması bu enzime özgüdür.
2
Klinik kullanım alanlarını değerlendir.
Orak hücreli anemide HbFHbF artışı sağlaması ve miyeloproliferatif hastalıklarda kullanımı Hidroksiüre'yi tanımlar.
Hidroksiüre, HbFHbF sentezini indükleyerek oraklaşmayı azaltır ve SS fazında hücre döngüsünü durdurarak sitotoksik etki sağlar.

Anahtar Kavram

Hidroksiüre, Ribonükleotid Redüktaz (RR) enziminin aktif bölgesindeki serbest radikalleri (tirozin radikali) temizleyerek dNTP havuzunu tüketir ve hücreyi S fazında durdurur.
Tahmini Süre:50s
Soru 66Soru →

Pirimidin nükleotidlerinin katabolizması, pürin katabolizmasından farklı olarak halka yapısının tamamen açılması ve suda çözünürlüğü yüksek son ürünlerin oluşumu ile karakterizedir. Bu yıkım yolağı sonucunda oluşan ürünlerin karbon iskeletlerinin vücuttaki ileri metabolik akıbeti dikkate alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Timin yıkımı sonucunda oluşan β\beta-aminoizobütirat, transaminasyon ve oksidasyon basamaklarını takiben süksinil-KoA üzerinden trikarboksilik asit (TCA) döngüsüne katılır.

Cevap

Timin yıkımı sonucunda oluşan β\beta-aminoizobütiratın, transaminasyon ve oksidasyon basamakları ile metilmalonil-KoA üzerinden süksinil-KoA'ya dönüşerek TCA döngüsüne girmesi doğrudur.
Pirimidin nükleotidlerinin katabolizması sırasında timin, özgün bir ürün olan β\beta-aminoizobütirata kadar yıkılır. Bu molekül daha sonra transaminasyon reaksiyonu ile metilmalonil-semialdehite, o da oksidasyon ve aktivasyon adımlarıyla metilmalonil-KoA'ya dönüşür. Metilmalonil-KoA mutaz enzimi (B12 vitamini bağımlı) aracılığıyla süksinil-KoA oluşur ve bu ara ürün TCA döngüsüne girer. Bu durum, pirimidin yıkım ürünlerinin enerji metabolizmasında kullanılabildiğinin en spesifik göstergesidir.

Adım Adım Çözüm

1
Timin yıkım basamaklarının belirlenmesi
Timin → Dihidrotimin → β\beta-üreidoizobütirat → β\beta-aminoizobütirat + CO2CO_2 + NH3NH_3
Yıkım yolağının son basamağında pirimidin halkası tamamen açılır ve özgün ürün olan β\beta-aminoizobütirat oluşur.
2
β\beta-aminoizobütiratın ileri metabolizmasının analizi
β\beta-aminoizobütirat → Metilmalonil-semialdehit → Metilmalonil-KoA → Süksinil-KoA
Bu ürün bir amino asit olduğu için transaminasyonla amino grubunu kaybeder ve karbon iskeleti TCA döngüsü ara ürününe dönüşür.
3
Urasil/Sitozin yıkımı ile farkın ortaya konması
Urasil → β\beta-alanin → Malonil-semialdehit → Malonil-KoA/Asetil-KoA
Urasil ve timin yıkım ürünleri farklı karbon sayılarına sahip oldukları için farklı metabolik giriş noktalarına sahiptir.

Anahtar Kavram

Pirimidin yıkım ürünlerinin (β\beta-alanin ve β\beta-aminoizobütirat) suda çözünürlüğü yüksektir ve pürinlerin aksine karbon iskeletleri TCA döngüsüne girerek enerji metabolizmasına dahil edilebilir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 67Soru →

Pürin nükleotidlerinin de novo biyosentez süreci, halkayı oluşturan atomların kaynakları ve yolun regülasyonu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Pürin halkasındaki N1N_1 atomu karbamoil fosfat molekülünden köken alır.

Cevap

Pürin halkasındaki N1N_1 atomunun karbamoil fosfattan köken aldığını belirten ifade yanlıştır; bu atomun gerçek kaynağı aspartattır.
Pürin halkasının yapısındaki N1N_1 atomu aspartat amino asidinden sağlanır. Karbamoil fosfat ise pürin sentezinde yer almaz; pirimidin halkasının N3N_3 ve C2C_2 atomlarını sağlayan bir öncüldür.

Adım Adım Çözüm

1
Pürin halkasının atom kaynaklarını hatırla.
Glisin (C4,C5,N7C_4, C_5, N_7), Aspartat (N1N_1), Glutamin (N3,N9N_3, N_9), CO2CO_2 (C6C_6) ve N10N^{10}-formil-THF (C2,C8C_2, C_8).
Halkayı oluşturan her atomun spesifik bir metabolik kaynağı vardır.
2
Pirimidin sentezi öncülleri ile karşılaştır.
Karbamoil fosfat ve aspartat pirimidin halkasını oluşturur.
Karbamoil fosfat pürin sentezinde değil, pirimidin sentezinde (karbamoil fosfat sentetaz II aracılığıyla) kullanılır.
3
Regülasyon ve dallanma özelliklerini doğrula.
Glutamin-PRPP amidotransferaz ana düzenleyici enzimdir. AMPAMP sentezi için GTPGTP, GMPGMP sentezi için ATPATP harcanır.
Dengeli nükleotid sentezi için çapraz enerji kullanımı (resiprok regülasyon) gereklidir.

Anahtar Kavram

Pürin halkasının inşasında kullanılan atom kaynaklarının (aspartat, glisin, glutamin, CO2CO_2, folat) ve yolun resiprok enerji kontrolünün kavranması.

Daha Fazla Pratik

Pürin sentezinde hız kısıtlayıcı olan glutamin-PRPP amidotransferaz enziminin yanı sıra, PRPP sentetaz enziminin de pürin, pirimidin ve kurtarılma yolları için ortak bir ön basamak olduğunu unutmayın.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 68Soru →

Hücre içi deoksiribonükleotid (dNTPdNTP) havuzunun dengeli bir şekilde sürdürülmesi, ribonükleotid redüktaz (RNRRNR) enziminin allosterik bölgeleri aracılığıyla kontrol edilir. Bu süreçte enzimin 'özgüllük bölgesi' (specificity sitespecificity \ site), hangi ribonükleozid difosfatın (NDPNDP) indirgeneceğini belirleyen karmaşık bir geri bildirim mekanizması yürütür. Hücre içi dGTPdGTP konsantrasyonunun fizyolojik sınırların üzerine çıktığı bir senaryoda, bu artışın RNRRNR enziminin katalitik etkinliği üzerindeki net sonucu aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: ADPADP'nin dADPdADP'ye indirgenmesi stimüle edilirken; CDPCDP, UDPUDP ve GDPGDP'nin indirgenme hızları baskılanır.

Cevap

Hücrede artan dGTP, ribonükleotid redüktazın özgüllük bölgesine bağlanarak ADP'nin dADP'ye dönüşümünü stimüle ederken, pirimidinlerin (CDP, UDP) ve kendisinin öncülü olan GDP'nin indirgenmesini inhibe eder.
Ribonükleotid redüktazın özgüllük bölgesine dGTP bağlandığında, konformasyonel bir değişiklik meydana gelerek enzimin katalitik bölgesi ADP'ye özgü hale gelir. Bu durum dADP sentezini artırırken, pirimidin ribonükleotidlerinin (CDP ve UDP) indirgenmesini allosterik olarak engeller. Ayrıca dGTP, kendi öncülü olan GDP'nin indirgenmesini de geri bildirim yoluyla inhibe eder.

Adım Adım Çözüm

1
Efektör molekülü ve bağlanma bölgesini tanımla.
dGTPdGTP molekülü, RNRRNR enziminin 'özgüllük bölgesi'ne (specificity sitespecificity \ site) bağlanır.
Bu bölge, enzimin hangi substrata (ADP, GDP, CDP, UDP) ilgi göstereceğini belirleyen allosterik kontrol merkezidir.
2
dGTP'nin stimüle edici etkisini belirle.
dGTPdGTP bağlanması, purin olan ADPADP'nin dADPdADP'ye indirgenmesini aktive eder.
Havuzdaki dGTP fazlalığı, bir sonraki nükleotid olan dATP'nin sentezini teşvik ederek dengeli bir artış hedefler.
3
dGTP'nin inhibe edici etkilerini belirle.
Pirimidinlerin (CDP→dCDPCDP \rightarrow dCDP ve UDP→dUDPUDP \rightarrow dUDP) ve GDP→dGDPGDP \rightarrow dGDP dönüşümünü baskılar.
Hücrede bir nükleotidin aşırı artışı, diğerlerinin (özellikle pirimidinlerin) sentezini yavaşlatarak nükleotid havuzundaki asimetriyi kontrol altında tutmaya çalışır.

Anahtar Kavram

Ribonükleotid Redüktaz (RNR) Özgüllük Bölgesi Regülasyonu

İpuçları

1
RNR enziminde iki farklı allosterik bölge vardır: Biri toplam hızı (aktivite), diğeri hangi substratın seçileceğini (özgüllük) belirler.
2
dGTP, özgüllük bölgesine bağlanarak pirimidin sentezini kapatan ve purin (ADP) sentezini açan bir 'şalter' gibi davranır.

Daha Fazla Pratik

ADA (Adenozin Deaminaz) eksikliğinde dATP birikiminin RNR üzerindeki etkisini inceleyiniz.
Tahmini Süre:3m 0s
Soru 69Soru →

Pirimidin nükleotidlerinin katabolik yolakları incelendiğinde, timin bazının yıkımı sonucunda oluşan metabolitlerin özellikleri ve akıbeti hakkında pek çok biyokimyasal detay öne çıkmaktadır.

Buna göre, insan metabolizmasında timin yıkımı ile oluşan β\beta-aminoizobütirat molekülü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Timinden sentezlenen izomer RR-β\beta-aminoizobütirat olup, metilmalonil semialdehit üzerinden süksinil-CoA'ya dönüşür.

Cevap

Timinden sentezlenen izomer RR-β\beta-aminoizobütirat olup, metilmalonil semialdehit üzerinden süksinil-CoA'ya dönüşür.
Timin yıkımı sonucunda oluşan β\beta-aminoizobütirat, pürin yıkım ürünlerinden farklı olarak suda çok iyi çözünür. Bu yıkım yolunda üretilen spesifik izomer RR-β\beta-aminoizobütirat'tır. Bu molekül, metilmalonil semialdehit ara bileşiği üzerinden TCA döngüsü ara ürünü olan süksinil-CoA'ya çevrilerek metabolize edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Pirimidin halkasının timin bazından başlayarak yıkım aşamalarını belirle.
Timin →\rightarrow Dihidrotimin →\rightarrow β\beta-üreidoizobütirat →\rightarrow β\beta-aminoizobütirat.
Halka açılması pirimidin katabolizmasının temel özelliğidir.
2
Oluşan β\beta-aminoizobütirat'ın stereokimyasal yapısını analiz et.
Timin katabolizması RR izomerini üretir.
Valin katabolizmasının SS izomerini üretmesi ile ayırıcı bir detaydır.
3
Metabolik son ürünü ve giriş noktasını saptanması.
β\beta-aminoizobütirat →\rightarrow Metilmalonil semialdehit →\rightarrow Süksinil-CoA.
Bu yolak pirimidin karbon iskeletinin glukoneojenik/enerji amaçlı kullanımını sağlar.

Anahtar Kavram

Pirimidin yıkımı ürünleri suda çok çözünürdür; timin yıkımı sonucu oluşan RR-β\beta-aminoizobütirat, metilmalonil semialdehit üzerinden süksinil-CoA'ya dönüşerek TCA döngüsüne girer.

Daha Fazla Pratik

Dihidropirimidin dehidrogenaz eksikliğinin 5-florourasil toksisitesi üzerindeki etkilerini inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 70Soru →

Pürin nükleotidlerinin de novo biyosentez yolu; halkanın inşası için gereken prekürsörler, spesifik kofaktör gereksinimleri ve karmaşık geri besleme (feedback) mekanizmaları ile karakterize bir süreçtir. Bu metabolik yolak ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Karbamoil fosfat, pürin halkasının C2C_2 ve C8C_8 atomlarının sentezi için gereken karbon birimlerini sağlayan temel prekürsördür.

Cevap

Karbamoil fosfatın pürin halkasının C2C_2 ve C8C_8 atomlarını sağladığını belirten ifade yanlıştır; bu atomlar folat türevlerinden gelir.
Doğru yanıt olan seçenek yanlıştır çünkü karbamoil fosfat pürin biyosentezinde kullanılan bir molekül değildir. Karbamoil fosfat, pirimidin sentez yolunun bir parçasıdır ve sitozolde Karbamoil Fosfat Sentetaz II (CPS−IICPS-II) tarafından üretilir. Pürin halkasının C2C_2 ve C8C_8 pozisyonlarındaki karbon atomları, N10N^{10}-formil-tetrahidrofolat aracılığıyla taşınan tek karbonlu birimlerden (folat türevleri) sağlanır.

Adım Adım Çözüm

1
Pürin halkasını oluşturan atomların kaynaklarını analiz et.
N1N_1: Aspartat; C2,C8C_2, C_8: Formil-THF; N3,N9N_3, N_9: Glutamin; C4,C5,N7C_4, C_5, N_7: Glisin; C6C_6: CO2CO_2.
Halkanın yapısal öncüllerini bilmek, pürin ve pirimidin sentezi arasındaki farkı anlamak için temeldir.
2
Regülasyon mekanizmalarını ve enerji gereksinimlerini kontrol et.
Amidotransferaz ilk kararlı basamaktır (AMP/GMPAMP/GMP ile inhibe olur). AMPAMP için GTPGTP, GMPGMP için ATPATP harcanır.
Yolun kontrol noktaları ve enerji paylaşımı nükleotid dengesi için kritiktir.
3
Karbamoil fosfatın metabolik rolünü değerlendir.
Karbamoil fosfatın pürin senteziyle ilişkisi yoktur; pirimidin sentezinde (CPS-II aracılığıyla) kullanılır.
Pürin ve pirimidin öncüllerinin karıştırılması en yaygın hatadır.

Anahtar Kavram

Pürin de novo sentezinde halkanın yapısal öncülleri ve karşılıklı enerji gereksinimi.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 71Soru →

İnsan vücudunda nükleotid katabolizması sırasında urasil ve sitozin bazlarının yıkımı sonucunda oluşan ve idrarla atılabilen suda çözünürlüğü yüksek son ürün aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: β\beta-Alanin

Cevap

Urasil ve sitozin nükleotidlerinin katabolizması sonucunda oluşan nihai ürün β\beta-alanindir.
İnsan hücrelerinde urasil ve sitozin bazları yıkıldığında, pirimidin halkası tamamen açılır. Bu süreç sonunda ortaya çıkan ana karbon iskeleti β\beta-alanin molekülüdür. Bu ürün suda çok iyi çözünür ve idrarla kolayca atılabilir veya asetil-CoA sentezine katılabilir.

Adım Adım Çözüm

1
Pirimidin halkasının doyurulması ve açılması
Dihidropirimidinlerin oluşumu (Dihidrourasil/Dihidrotimin)
Yıkım süreci halkanın doyurulmasıyla başlar.
2
Halka yapısının hidrolitik olarak açılması
β\beta-ureidopropionat (urasil için) veya β\beta-ureidoizobütirat (timin için) oluşumu
Halka yapısı tamamen açılarak lineer moleküllere dönüşür.
3
Karbamoil grubunun ayrılması
Son ürünlerin (β\beta-alanin veya β\beta-aminoizobütirat) oluşumu
CO2CO_2 ve NH4+NH_4^+ salınımı ile suda çözünür amino asitler elde edilir.

Anahtar Kavram

Pirimidin halkası, pürinlerin aksine insan metabolizmasında tamamen yıkılır ve suda çözünürlüğü yüksek olan β\beta-amino asitlere (β\beta-alanin ve β\beta-aminoizobütirat) dönüşür.

İpuçları

1
Pirimidinlerin son ürünleri pürinlerin aksine suda çok iyi çözünür.
2
Urasil ve timin yıkımı benzer basamaklardan geçse de karbon sayıları farklı olduğu için farklı amino asitler oluştururlar.
3
Timin yıkımı sonucunda oluşan ürünün isminde 'izobütirat' (4 karbonlu yapıdan köken alan) ibaresi geçerken, urasil yıkımında 3 karbonlu bir yapı olan alanin türevi oluşur.

Daha Fazla Pratik

Timin yıkımı sonucu oluşan β\beta-aminoizobütiratın, DNA turnover hızı için nasıl bir marker olarak kullanıldığını inceleyiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 72Soru →

Orak hücreli anemi ve miyeloproliferatif hastalıkların tedavisinde kullanılan bir antimetabolit ajan, ribonükleotid redüktaz (RR) enzim kompleksinin R2R2 alt birimindeki tirozil serbest radikalini söndürerek enzimi inhibe eder.

Bu ilacın etkisiyle hücre içerisinde gerçekleşen metabolik değişiklik ve hücre döngüsü üzerindeki temel etki aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Deoksiribonükleotid havuzunun yetersizliğine bağlı olarak DNA sentezinin engellenmesi ve hücre döngüsünün SS fazında duraksama

Cevap

Deoksiribonükleotid havuzunun yetersizliğine bağlı olarak DNA sentezinin engellenmesi ve hücre döngüsünün S fazında duraksama
Hidroksiüre, ribonükleotid redüktaz enziminin R2 alt biriminde bulunan ve kataliz için zorunlu olan tirozil serbest radikalini söndürür. Bu durum, ribonükleotidlerin deoksiribonükleotidlere dönüşümünü durdurarak DNA sentezi için gereken hammadde (dNTP) havuzunu tüketir. Sonuç olarak, DNA replikasyonunun gerçekleştiği hücre döngüsü aşaması olan S fazında duraksama meydana gelir.

Adım Adım Çözüm

1
İlacın etki mekanizmasını ve hedef enzimini belirle.
Tirozil radikalini söndüren ilaç Hidroksiüre'dir ve hedefi Ribonükleotid Redüktaz (RR) enzimidir.
Hidroksiüre, RR enziminin R2 alt birimindeki serbest radikali bozarak ribonükleotidlerin (NDP) deoksiribonükleotidlere (dNDP) dönüşümünü engeller.
2
Enzim inhibisyonunun metabolik sonuçlarını değerlendir.
Hücre içi dATP, dGTP, dCTP ve dTTP (dNTP) havuzları hızla tükenir.
RR enzimi, DNA sentezi için gerekli olan dört temel deoksiribonükleotidin sentezindeki tek ve hız kısıtlayıcı basamaktır.
3
Hücre döngüsü üzerindeki etkiyi analiz et.
Hücreler DNA sentezini (replikasyon) tamamlayamadığı için S fazında takılı kalır.
dNTP eksikliği, S fazındaki DNA polimeraz aktivitesini durdurarak hücre döngüsünü bu aşamada bloke eder.

Anahtar Kavram

Hidroksiüre'nin Ribonükleotid Redüktaz (RR) İnhibisyon Mekanizması ve S Fazı Blokajı
Soru 73Soru →

Mikofenolat mofetil, organ transplantasyonu sonrası lenfositlerin proliferasyonunu baskılamak amacıyla kullanılan ve pürin de novode\ novo sentez yolunda inozin monofosfatın (IMPIMP) ksantozin monofosfata (XMPXMP) dönüşümünü katalizleyen enzimi "uncompetitive" (yarı-yarışmalı) bir mekanizma ile inhibe eden bir ilaçtır.

Buna göre, mikofenolatın etkisiyle hedef enzimin kinetik parametrelerinde (KmK_m ve VmaxV_{max}) gözlenen değişim aşağıdakilerin hangisinde doğru tanımlanmıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: KmK_m ve VmaxV_{max} değerlerinin her ikisi de azalır

Cevap

Mikofenolatın etkisiyle IMPIMP dehidrogenaz enziminin hem KmK_m hem de VmaxV_{max} değerleri azalır.
Mikofenolik asit (MPAMPA), lenfositlerin proliferasyonu için mutlak gerekli olan guanin nükleotidlerinin de novode\ novo sentezindeki hız kısıtlayıcı basamak olan IMPIMP dehidrogenazı uncompetitive olarak inhibe eder. Bu inhibisyon tipinde inhibitör sadece substratın bağlı olduğu enzim formuna (ESES) bağlanır. Bunun sonucunda VmaxV_{max} azalır ve denge ESES lehine kaydığı için KmK_m de azalır.

Adım Adım Çözüm

1
İlacın etki mekanizmasını tanımlayın.
Mikofenolat mofetil, IMPIMP dehidrogenaz enziminin güçlü ve uncompetitive bir inhibitörüdür.
Uncompetitive inhibitörler sadece enzim-substrat (ESES) kompleksine bağlanabilen ajanlardır.
2
VmaxV_{max} üzerindeki etkiyi analiz edin.
VmaxV_{max} azalır.
İnhibitörün ESES kompleksine bağlanması, aktif enzim miktarını azaltarak reaksiyonun ulaşabileceği maksimum hızı düşürür.
3
KmK_m üzerindeki etkiyi analiz edin.
KmK_m azalır.
İnhibitörün ESES kompleksini yakalaması, Le Chatelier ilkesine göre dengeyi ESES oluşumu yönüne kaydırır. Bu durum enzimin substrata ilgisi artmış gibi görünmesine (afinite artışı) ve dolayısıyla Michaelis sabitinin (KmK_m) düşmesine neden olur.

Anahtar Kavram

Uncompetitive inhibisyonda hem VmaxV_{max} hem de KmK_m değeri aynı oranda azaldığı için Lineweaver-Burk grafiğinde kontrol ve inhibisyon eğrileri birbirine paralel çizgiler oluşturur.

İpuçları

1
Mikofenolat, substrat olan IMPIMP bağlıyken enzime saldırır.
2
Uncompetitive inhibisyonda Lineweaver-Burk grafiğindeki doğrular birbirine paraleldir; bu durum hem eğimlerin sabit kaldığını hem de eksen kesişimlerinin değiştiğini gösterir.
3
Uncompetitive modelde ESES kompleksi sistemden çekildiği için enzimin substratına 'daha sıkı' sarıldığı (afinite artışı) varsayılır, bu da KmK_m değerini düşürür.

Daha Fazla Pratik

Leflunomidin pirimidin sentez yolu üzerindeki etkisini ve hücresel konumunu (mitokondri) inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 74Soru →

İki yaşındaki bir erkek çocuk, motor gelişim basamaklarında gerileme, bezinde turuncu renkli kum benzeri kristaller görülmesi ve parmak uçlarını ısırma (self-mutilasyon) şikayetleriyle getirilmiştir. Laboratuvar incelemesinde serum ürik asit düzeyinin belirgin olarak yüksek olduğu saptanmıştır. Bu klinik tabloya neden olan temel enzim defekti ve hücre içi PRPPPRPP (fosforibozil pirofosfat) düzeyindeki değişim aşağıdakilerin hangisinde birlikte verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hipoksantin-guanin fosforiboziltransferaz (HGPRT) eksikliği — PRPPPRPP düzeyinde artış

Cevap

Hipoksantin-guanin fosforiboziltransferaz (HGPRT) enzim eksikliği ve buna bağlı olarak hücre içi PRPPPRPP düzeyinin artması.
Verilen klinik vaka (self-mutilasyon, hiperürisemi, motor gerilik) klasik bir Lesch-Nyhan sendromu tablosudur. Bu hastalıkta HGPRT enzimi eksiktir. Bu enzim, hipoksantin ve guanini pürin nükleotidlerine dönüştürürken PRPPPRPP kullanır. Enzim eksikliğinde PRPPPRPP kurtarılma yolunda kullanılamaz ve hücre içi seviyeleri yükselir. Bu artış aynı zamanda pürin de novo sentezini (glutamin-PRPP amidotransferaz üzerinden) aktive ederek aşırı ürik asit üretimine katkıda bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik bulguları analiz et.
Self-mutilasyon (kendine zarar verme), hiperürisemi ve motor gerilik kombinasyonu Lesch-Nyhan sendromuna işaret eder.
Bu belirtiler pürin kurtarılma yolundaki spesifik bir defektin sonucudur.
2
Enzim defektini belirle.
Lesch-Nyhan sendromunda sorumlu enzim Hipoksantin-guanin fosforiboziltransferaz (HGPRT) enzimidir.
HGPRT; hipoksantin ve guanini sırasıyla IMP ve GMP'ye dönüştürerek kurtarılma (salvage) yolunu işletir.
3
Metabolik etkileri değerlendir.
Kurtarılma yolu çalışmadığı için PRPPPRPP tüketilemez ve hücre içinde birikir.
Artan PRPPPRPP aynı zamanda de novo pürin sentezini stimüle ederek ürik asit üretimini daha da artırır.

Anahtar Kavram

Lesch-Nyhan sendromu, HGPRT enziminin tam eksikliği ile karakterize, hiperürisemi ve nörolojik bulgularla seyreden bir pürin salvage yolu bozukluğudur.

Daha Fazla Pratik

Pürin de novo sentezini inhibe eden ilaçların (azatiyoprin, 6-merkaptopürin) etki mekanizmalarını gözden geçirin.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 75Soru →

Zeka geriliği, koreoatetoik hareketler ve özellikle kendi dudaklarını ve parmaklarını ısırma (self-mutilasyon) gibi karakteristik klinik bulgularla getirilen 3 yaşındaki bir erkek çocuğun laboratuvar incelemesinde serum ürik asit düzeyinin ileri derecede yüksek olduğu saptanmıştır. Bu hastada pürin kurtarılma (salvage) yolundaki defekte bağlı olarak gelişen metabolik süreçte aşağıdakilerden hangisinin görülmesi beklenir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hücre içi PRPP (fosforibozil pirofosfat) seviyelerinde artış

Cevap

Hücre içi PRPP (fosforibozil pirofosfat) seviyelerinde artış görülmesi beklenir.
Lesch-Nyhan sendromunda HGPRT enziminin eksikliği nedeniyle hipoksantin ve guanin bazları nükleotidlere (IMP ve GMP) dönüştürülemez. Bu süreçte ortak substrat olarak kullanılan PRPPPRPP (fosforibozil pirofosfat) tüketilemediği için hücre içinde birikir. Yüksek PRPPPRPP seviyeleri, de novo pürin sentezinin hız kısıtlayıcı enzimi olan Glutamin-PRPP amidotransferazı aktive ederek pürin üretimini ve dolayısıyla son ürün olan ürik asit miktarını artırır.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik tabloyu tanımla
Lesch-Nyhan Sendromu
Self-mutilasyon (kendine zarar verme), nörolojik bulgular ve hiperürisemi üçlüsü bu hastalık için klasiktir.
2
Enzimatik defekti belirle
HGPRT (Hipoksantin-Guanin Fosforiboziltransferaz) eksikliği
Lesch-Nyhan sendromunun temelindeki biyokimyasal bozukluk pürin salvage yolundaki bu enzimin eksikliğidir.
3
PRPP metabolizmasını değerlendir
PRPP birikimi ve de novo sentez aktivasyonu
HGPRT enzimi PRPP'yi kullanarak hipoksantin ve guanini nükleotidlere çevirir; enzim eksik olduğunda PRPP kullanılamaz ve miktarı artar. Bu artış de novo pürin sentezini de tetikler.

Anahtar Kavram

Lesch-Nyhan sendromunda HGPRT eksikliğine bağlı olarak kurtarılma yolunun durması, hücre içi PRPP seviyelerini artırarak de novo pürin sentezini hızlandırır ve sonuçta hiperürisemiye yol açar.

Daha Fazla Pratik

Allopurinol tedavisinin bu hastalardaki ksantin oksidaz inhibisyonu üzerinden nasıl etki gösterdiğini inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 76Soru →

Pürin nükleotidlerinin de novo biyosentezinde inozin monofosfat (IMPIMP) basamağından sonra yolak AMPAMP ve GMPGMP sentezi için ikiye ayrılır. Bu dallanma noktasındaki düzenleme mekanizmaları ve enerji gereksinimleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: AMPAMP sentezi için GTPGTP enerjisi ve amino grubu donörü olarak aspartat kullanılırken; oluşan AMPAMP kendi sentezini adenilosüksinat sentetaz enzimini inhibe ederek düzenler.

Cevap

AMPAMP sentezi için GTPGTP enerjisi ve aspartat kullanılırken, oluşan AMPAMP'nin adenilosüksinat sentetazı inhibe etmesi doğrudur.
Pürin de novo sentezinde IMPIMP oluştuktan sonra dallanma noktasında karşılıklı bir regülasyon vardır. AMPAMP sentezi için enerji kaynağı olarak GTPGTP ve amino grubu donörü olarak aspartat kullanılır. Bu yolun ilk özgül enzimi olan adenilosüksinat sentetaz, son ürün olan AMPAMP tarafından feedback ile inhibe edilir. Benzer şekilde GMPGMP sentezi için ATPATP ve glutamin gerekir.

Adım Adım Çözüm

1
IMPIMP'den sonraki dallanmayı analiz et.
IMPIMP ya AMPAMP yoluna (adenilosüksinat üzerinden) ya da GMPGMP yoluna (XMPXMP üzerinden) girer.
Bu nokta pürin dengesinin sağlandığı kritik bir kavşaktır.
2
AMPAMP sentez yolunun gereksinimlerini belirle.
IMPIMP + Aspartat + GTPGTP →\rightarrow Adenilosüksinat + GDPGDP + PiPi.
AMPAMP sentezi için spesifik olarak GTPGTP enerjisine ihtiyaç duyulur.
3
GMPGMP sentez yolunun gereksinimlerini belirle.
XMPXMP + Glutamin + ATPATP →\rightarrow GMPGMP + Glutamat + AMPAMP + PPiPPi.
GMPGMP sentezi için spesifik olarak ATPATP enerjisine ihtiyaç duyulur.
4
Geri bildirim (feedback) mekanizmasını kontrol et.
AMPAMP, adenilosüksinat sentetazı; GMPGMP ise IMPIMP dehidrogenazı inhibe eder.
Ürünlerin kendi özgül kollarını inhibe etmesi, hücrenin ihtiyacı olmayan nükleotidi fazla sentezlemesini önler.

Anahtar Kavram

Pürin de novo sentezinde karşılıklı (reciprocal) enerji kullanımı ve feedback regülasyonu.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 77Soru →

55 yaşında bir erkek hasta, sağ ayak başparmağında ani gelişen şiddetli ağrı, şişlik ve kızarıklık şikayetiyle acil servise başvuruyor. Fizik muayenede podagra saptanan hastanın laboratuvar incelemesinde serum ürik asit düzeyi 9.2 mg/dL9.2 \text{ mg/dL} olarak ölçülüyor. Hastaya tedavi amacıyla pürin yıkım yolağındaki son basamakları katalizleyen ksantin oksidaz enzimini inhibe eden allopurinol başlanıyor. Buna göre, ksantin oksidaz enzimi pürin yıkımında aşağıdaki dönüşümlerden hangisini doğrudan katalizler?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Ksantin →\rightarrow Ürik asit

Cevap

Ksantin oksidaz enzimi, pürin yıkım yolağında hem hipoksantinin ksantine hem de ksantinin ürik aside dönüşümünü katalizler.
Pürin katabolizmasında ksantinden ürik asit oluşumu ksantin oksidaz enzimi tarafından gerçekleştirilir. Allopurinol bu enzimi bloke ederek gut hastalığında ürik asit düzeyini düşürür.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik tabloyu değerlendir
Hastada podagra (gut artriti) ve hiperürisemi mevcuttur.
Gut hastalarında ürik asit üretimini azaltmak tedavinin temel hedeflerinden biridir.
2
Allopurinolün etki mekanizmasını hatırla
Allopurinol, ksantin oksidaz enziminin kompetitif inhibitörüdür.
Bu inhibisyon ile pürinlerin son yıkım ürünü olan ürik asit oluşumu engellenir.
3
Enzimatik basamağı belirle
Ksantin oksidaz enzimi, ksantini ürik aside oksitler.
Pürin metabolizmasının son basamağı ürik asit üretimidir ve bu basamak hedef enzime aittir.

Anahtar Kavram

Pürin yıkımının son ürününün (ürik asit) oluşumu ksantin oksidaz kontrolündedir ve allopurinol ile inhibe edilebilir.
Soru 78Soru →

Kendine zarar verme (self-mutilasyon), zeka geriliği ve eklemlerde tofüs oluşumu saptanan bir çocuk hastada yapılan biyokimyasal analizlerde hipoksantin-guanin fosforiboziltransferaz (HGPRTHGPRT) enziminin tam eksikliği saptanmıştır. Bu hastada pürin nükleotidlerinin de novo sentez yolunun aşırı uyarılmasından sorumlu olan temel metabolik değişiklik aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hücre içi 55-fosforibozil-11-pirofosfat (PRPPPRPP) düzeyinin artması

Cevap

Lesch-Nyhan sendromunda hiperürisemiye yol açan de novo pürin sentezi artışının temel nedeni, pürin kurtarılma yolunda harcanamayan PRPPPRPP (5-fosforibozil-1-pirofosfat) seviyelerinin hücre içinde artmasıdır.
Lesch-Nyhan sendromunda HGPRT enzimi çalışmadığı için hipoksantin ve guanin pürin bazları nükleotidlere dönüştürülemez. Bu süreçte kullanılmayan PRPPPRPP hücre içinde birikir. PRPPPRPP, de novo pürin sentez yolunun ilk ve hız kısıtlayıcı enzimi olan glutamin-PRPP amidotransferazın hem substratı hem de güçlü bir allosterik aktivatörüdür. Bu durum pürinlerin sıfırdan sentezini (de novo) aşırı uyararak hiperürisemiye zemin hazırlar.

Adım Adım Çözüm

1
HGPRT enziminin görevini tanımla
HGPRT; hipoksantin ve guanini, PRPPPRPP kullanarak IMPIMP ve GMPGMP'ye dönüştürür.
Kurtarılma (salvage) yolunun ana basamağını anlamak için gereklidir.
2
Enzim eksikliğinin PRPPPRPP üzerindeki etkisini analiz et
Enzim yokluğunda PRPPPRPP tüketilmez ve hücre içinde konsantrasyonu artar.
Substratın birikmesi bir sonraki metabolik basamağı etkiler.
3
Artan PRPPPRPP'nin de novo yoluna etkisini belirle
Biriken PRPPPRPP, de novo yolunun hız kısıtlayıcı enzimi olan glutamin-PRPP amidotransferazı allosterik olarak aktive eder.
De novo sentez hızının neden arttığını açıklar.
4
Sonucu hiperürisemi ile ilişkilendir
Aşırı üretilen pürinler yıkıma uğrar ve son ürün olan ürik asit (hiperürisemi) artar.
Klinik tablonun biyokimyasal temelini tamamlar.

Anahtar Kavram

Lesch-Nyhan sendromunda HGPRT eksikliği, PRPPPRPP birikimine yol açarak de novo pürin sentezini hızlandırır.

İpuçları

1
HGPRT enzimi çalışmadığında, bu enzimin kullanması gereken substratlardan hangisi hücrede birikir?
2
De novo pürin sentez yolunun başlangıç basamağındaki hız kısıtlayıcı enzimi ve onun aktivatörlerini hatırlayın.
3
Artan PRPPPRPP düzeyleri, glutamin-PRPP amidotransferaz enzimini uyararak pürin halkasının sıfırdan üretimini hızlandırır.

Daha Fazla Pratik

Lesch-Nyhan sendromunda görülen ürik asit artışını kontrol altına almak için kullanılan ilaçların etki mekanizmalarını inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 79Soru →

Hücrede pürin nükleotidlerinin de novo sentezi yerine kurtarılma (salvage) yolunun tercih edilmesinin metabolik sonuçlarıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Kurtarılma reaksiyonlarının hızı arttıkça, ortak substrat olarak kullanılan PRPPPRPP (5−fosforibozil−1−pirofosfat5-fosforibozil-1-pirofosfat) konsantrasyonu hücre içinde yükselir.

Cevap

Kurtarılma reaksiyonlarının artmasının hücre içi PRPPPRPP seviyesini yükselttiğini savunan ifade yanlıştır; aksine bu yol aktifken PRPPPRPP tüketildiği için seviyesi azalır.
Kurtarılma (salvage) yolu reaksiyonlarında HGPRTHGPRT ve APRTAPRT enzimleri, serbest pürin bazlarını nükleotidlere dönüştürürken PRPPPRPP'yi (5−fosforibozil−1−pirofosfat5-fosforibozil-1-pirofosfat) riboz-5-fosfat donörü olarak kullanırlar. Bu nedenle, kurtarılma yolu aktif olarak çalıştığında hücre içindeki serbest PRPPPRPP havuzu azalır. PRPPPRPP seviyelerindeki artış ise bu yolun enzimlerinin eksik olduğu (örneğin Lesch-Nyhan sendromu) durumlarda, tüketimin durması ve sentezin feedback kontrolünün kaybolması sonucu görülür.

Adım Adım Çözüm

1
Kurtarılma (salvage) yolunun substratlarını belirleyin.
PRPPPRPP ve serbest pürin bazları (adeninadenin, guaninguanin, hipoksantinhipoksantin).
Enzimlerin (HGPRTHGPRT, APRTAPRT) nükleotid sentezleyebilmesi için pürin halkasına riboz-5-fosfat eklemesi gerekir ve bu kaynak PRPPPRPP'dir.
2
Reaksiyonun hücre içi dengeler üzerindeki etkisini analiz edin.
Aktif bir kurtarılma yolunda PRPPPRPP sürekli olarak tüketilir.
Kurtarılma yolu aktifken PRPPPRPP kullanıldığı için hücre içi serbest PRPPPRPP düzeyi düşer. PRPPPRPP konsantrasyonunun artması, salvage enzimlerinin (örneğin Lesch-Nyhan sendromunda HGPRTHGPRT) eksikliğinde görülen bir durumdur.
3
De novo sentez ile olan regülasyon ilişkisini kurun.
Hem substrat rekabeti hem de feedback inhibisyonu ile de novo sentez yavaşlar.
Salvage yolu hem PRPPPRPP'yi tüketerek de novo sentezin ilk basamağına (GPAT) substrat bırakmaz, hem de oluşan nükleotidler GPAT enzimini doğrudan inhibe eder.

Anahtar Kavram

Pürin kurtarılma yolu PRPPPRPP tüketen ve enerji tasarrufu sağlayan bir mekanizmadır.

İpuçları

1
Salvage (kurtarılma) yolunun enzimlerinin reaksiyon denklemini hatırlayın: Baz + PRPPPRPP → Nükleotid + PPiPPi.
2
Bir reaksiyonun hızı arttığında, o reaksiyonda tüketilen substratların konsantrasyonuna ne olması beklenir?
3
Lesch-Nyhan sendromunda (salvage yolu kapalıyken) PRPPPRPP seviyelerinin neden arttığını düşünün ve bu durumu sağlıklı bir hücredeki aktif durumla kıyaslayın.

Daha Fazla Pratik

Lesch-Nyhan sendromunda görülen hiperürisemi mekanizması ile kurtarılma yolunun de novo sentez üzerindeki regülasyon ilişkisini inceleyin.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 80Soru →

İnsan metabolizmasında nükleotidlerin yıkımı sonucunda oluşan son ürünlerin özellikleri, pürin ve pirimidin yolakları arasında belirgin farklılıklar gösterir. Pürin yıkımı düşük çözünürlüklü ürünlerle sonuçlanırken, pirimidin yıkımı suda yüksek çözünürlüğe sahip ürünler üretir. Buna göre, timin bazının katabolizması sonucunda ortaya çıkan ve pirimidin yıkımına özgü olan son ürün aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: β\beta-aminoizobütirat

Cevap

Timin bazının yıkımı sonucu oluşan spesifik son ürün β\beta-aminoizobütirat bileşiğidir.
Timin bazının katabolizması sırasında pirimidin halkası açılır. Bu süreçte metil grubu içeren timinden, pirimidin yıkımına özgü olan ve suda yüksek çözünürlük gösteren β\beta-aminoizobütirat oluşur. Bu madde idrarla atılır ve vücuttaki DNA yıkım hızı hakkında fikir verebilir.

Adım Adım Çözüm

1
Pirimidin halkasının yıkım sürecini belirle.
Pirimidinler (sitozin, urasil, timin) yıkılırken halka yapıları açılır.
Pürinlerin aksine pirimidin halkası parçalanarak daha küçük lineer moleküllere dönüşür.
2
Timin bazına özgü yolu analiz et.
Timin →\rightarrow Dihidrotimin →\rightarrow β\beta-üreidoizobütirat →\rightarrow β\beta-aminoizobütirat dönüşümü gerçekleşir.
Timin yapısındaki metil grubu, son ürünün β\beta-alanin yerine β\beta-aminoizobütirat olmasını sağlar.
3
Diğer pirimidinlerin ürünlerini karşılaştır.
Sitozin ve urasil yıkımı β\beta-alanin, CO2CO_2 ve NH3NH_3 ile sonuçlanır.
Soru kökünde istenen 'timin' bazına özgü ayrımı yapmak için gereklidir.

Anahtar Kavram

Pirimidin nükleotidlerinin yıkımı sonucunda halka açılır ve suda çözünür son ürünler (β\beta-aminoizobütirat, β\beta-alanin, CO2CO_2, NH3NH_3) oluşur.

Daha Fazla Pratik

Pirimidin sentezinde hız kısıtlayıcı enzim olan CPS-II ile üre döngüsündeki CPS-I farklarını gözden geçirebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
ÖncekiSayfa 4 / 7Sonraki
Nükleotid Metabolizması Alıştırma Soruları — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı — Sayfa 4 | Examkin