Biyokimya Slaytlari

• Malonil KoA oluştuktan sonra yağ asidi 21.09.2017 sentezi bir çoklu enzim kompleksi olan • Yağ asidi sentaz enzim kompleksi: “Yağ asidi sentaz enzimi” ACP (açil taşımaktan sorumludur ve 4’- ile gerçekleşir. fosfopantotein şeklinde pantoteik asit içerir.) 1. Asetil transaçilaz (ATaz) 2. Malonil transaçilaz (MTaz) 3. β-ketoaçil sentaz (KSaz) 4. β-ketoaçil redüktaz (KRaz) 5. β-hidroksiaçil dehidraz (DHaz) 6. Δ2-trans-enoil redüktaz (ERaz) 7. Tiyoesteraz (TEaz) • Yağ asidi zincir oluşumu bir asetil-KoA ve bir malonil- Serin KoA’nın enzim sistemine bağlanmasıyla başlar ve ardı ardına gelen dört reaksiyon sonunda bu iki birim birleştirilir. • Daha sonra enzim sistemine eklenen bir diğer malonil-KoA, zinciri iki karbon daha uzatır ve sonuçta 16 karbonlu bir zincir sentezlenince (palmitat) yağ asidi enzim sisteminden ayrılır. • Asetil-KoA’nın karboksil ve metil karbonları yeni sentezlenen palmitatın 15. ve 16. karbonlarını oluşturur. Asetil-KoA Tiyoesteraz Yağ asidi sentaz CO2 Malonil-KoA aktivitesi oluşan enzim kompleksi palmitatı yapıdan 2 NADPH ayırır. 2 NADP 8

21.09.2017 • Sentez sırasında ATP hidrolizinden sağlanan enerjinin yanı sıra NADPH da gerekmektedir. • NADPH başlıca iki kaynaktan sentezlenir. Pentoz fosfat yolundan Malik enzim • Yağ asidi sentazın katalizlediği toplam yedi tepkime sonunda oluşan palmitat, açil-KoA sentetazın katalizlediği tepkimede KoA ile birleşerek palmitoil- KoA’yı oluşturur. • Böylece aktiflenen palmitat, çeşitli metabolik yollarda kullanılır. 16 O • Asetil-KoA’dan palmitat sentezi için toplam Palmitat C tepkime iki kısımda düşünülebilir. Palmitoil-KoA O • Birinci kısım yedi tane malonil-KoA oluşumudur. O C S KoA 7 Asetil-KoA + 7 CO2 + 7 ATP 7 Malonil-KoA + 7 ADP + 7 Pi 9

21.09.2017 • ikinci kısım ise yedi kondenzasyon ve • Sonuçta toplam reaksiyon şu şekilde ifade redüksiyon döngüsüdür. edilebilir: Asetil-KoA + 7 Malonil-KoA + 14 NADPH + 14 H+ 8 Asetil-KoA + 7 ATP + 14 NADPH + 14 H+ Palmitat + 7 CO2 + 8 KoA + 14 NADP+ + 6 H2O Palmitat + 8 KoA + 14 NADP+ + 6 H2O + 7 ADP + 7 Pi • Yağ asidi zincirleri, açil gruplarına iki karbonlu • Mikrozomal yağ asidi elongaz sistemi ile birimler eklenerek uzatılır. katalizlenen bir tepkimede NADPH’ı indirgen, malonil-KoA’yı da asetil vericisi olarak • Mitokondri ve ER (daha aktif çalışır) uzatıcı kullanarak iki karbon fazlasına sahip bir açil- sistemler içerir. KoA türevi sentezlenir. • Uzatma işlemi için iki karbonlu birimler • Bu sistemler kullanılarak 18-24 karbon taşıyan mitokondride asetil-KoA’dan, ER’da ise uzun zincirli doymuş yağ asitleri sentezlenebilir. malonil-KoA’dan sağlanır. • DER’de bulunan Yağ asidi açil-KoA desatüraz, Sitokrom b5 redüktaz Sitokrom b5 yağ asitlerine NADPH kullanarak çift bağ yerleştirir (monooksijenaz sistemi enzimleridir). • Hem desatürasyon hem de zincir uzatılması açlıkta, glukagon ve adrenalin hakimiyetinde ve tip I DM gibi insülin yokluğunda büyük ölçüde azalır. 10

21.09.2017 Memelilerde yağ asitlerinin 10. karbon atomu ile • Dolayısı ile DER’de bulunan Δ9 desatüraz karboksil ucu arasına desatürazlar aracılığı ile endojen sentezlenebilen doymuş yağ asitleri: çifte bağ sokulabilirken, 10. karbon ile metil ucu arasına çift bağ sokulamaz. Palmitoil-KoA (16:0) Stearoil-KoA’dan (18:0) Doymuş bir yağ asidine sokulan çift bağ hemen Palmitoleil-KoA (16:1, Δ9) Oleil-KoA (18:1, Δ9) daima Δ9 konumundadır. • Hayvanlar Δ9 desatüraza sahip oldukları için zincir uzatma ve doymamış hale getirmeyi eş zamanlı yaparak, yağ asitlerinin ω9 ailesini sentezleyebilir. • Öte yandan hayvanlar, gereken desatürazların yokluğu yüzünden ω6 (linoleik 18:2, Δ9,12) ve ω3 (linolenik 18:3, Δ9,12,15) asitleri sentezleyemediğinden dışardan almak zorundadır. • Araşidonik asit (eikozatetraenoik asit) zarlarda bulunur ve fosfolipidlerdeki yağ asitlerinin % 5-15’ini oluşturur. • Eikozanoitler, kendilerini oluşturan hücrelerin çevresindeki hücreleri etkileyen kısa mesafeli haberciler olarak davranan çok güçlü bir biyolojik sinyal ailesidir. 11

21.09.2017 • Memeli hücresinde bulunan; Fosfolipaz A2 • Bu araşidonat PGG2, TxA2, LT4 ve LX4 gibi hormonlara ve bileşiklerin sentezi için kullanılan bir substrattır. anjiotensin II, • Bu iki ayrı yol PGG2-TxA2 sentezleyen siklooksijenaz yolu ve LT4-LX4 sentezleyen bradikinin, lipooksijenaz yolu olarak bilinir. adrenalin, trombin gibi diğer uyaranlara yanıt olarak zar fosfolipitlerine saldırır ve gliserolün ortadaki karbon atomundan araşidonatı (20:4, Δ5,8,11,14) koparır. • Fosfolipaz A2 kortizol tarafından inhibe edilir. • SİKLOOKSİJENAZ YOLU: • Oluşan PGH2 (siklik endoperoksit) prostaglandin D, E, F ile tromboksan (TXA2) ve prostasikline (PGI2) çevrilir. • Her hücre tipi sadece bir tek tip prostanoid oluşturabilir. (DER) • serin amino Prostaglandin asidini H2 sentaz asetilleyerek, enzimin aktif bölgesini kapatır ve geri dönüşsüz olarak inaktifleştirirle r. 12

21.09.2017 • LİPOOKSİJENAZ YOLU: • Üç ayrı lipooksijenaz oksijeni araşidonik asidin 5., 12. ve 15. karbon atomlarına ekleyerek hidroperoksitleri (HPETE) yapar. • Sadece 5-lipooksijenaz lökotrienleri üretir. • Lipoksinler, lökositlerde lökotrienlere benzer şekilde üretilirler (LXA4’den LXE4’e kadar). • Bunların etkileri tam olarak bilinmemekle birlikte vazoaktif ve bağışıklık düzenleyici etkileri olduğu düşünülmektedir (şalonlar). TRİGLİSERİDLER • Diyetle alınan veya sentezlenen yağ asitlerinin (TRİAÇİLGLİSEROLLER) çoğu ya metabolik enerjinin depolanması için TAG’lere katılır yada zarın fosfolipid bileşenlerine katılır. • İnsan kas ve karaciğerinde ancak birkaç yüz gram glikojen depolayabilir. (12 saatlik enerji ihtiyacı) • 70 Kg’lık bir erkek ise ortalama 15 Kg kadar • Gliserolün üç alkol grubunun yağ asitleri ile TAG’e sahiptir ve bu yaklaşık bazal enerji esterleşmesi sonucu triaçilgliseroler oluşur ihtiyacını 12 hafta süreyle karşılayabilir. (trigliserid, yağ veya nötral yağ). • Karbonhidrat fazlası vücutta TAG’lere • Triaçilgliseroller indirgenmiş oldukları için çevrilerek depolanır. metabolik enerjinin yoğun depo şekilleridir. Gliserol + 1yağ asidi Monoaçilgliserol Gliserol + 2yağ asidi Diaçilgliserol 13

21.09.2017 • Yağ asitleri tam okside edildiklerinde (9 kcal/gr) TRİAÇİLGLİSEROLLERİN BİYOSENTEZİ karbonhidrat ve proteinlere (4 kcal/gr) göre daha fazla enerji verirler. • Diyet TAG’leri barsaklardan emildikten sonra şilomikronlar şeklinde önce intestinal lenf • Bunun sebebi yağ asitlerinin diğer enerji kanalcıkları yoluyla torasik kanala oradan da kaynaklarına göre daha fazla indirgenmiş sistemik dolaşıma katılırlar. olmasıdır. • İnce barsakta TAG’ler sentez edilmesine karşın endojen TAG’lerin ana sentez yeri karaciğerdir ve karaciğerden VLDL (çok düşük dansiteli lipoproteinler) şeklinde dolaşıma salınırlar. • Plazmaya salınan TAG’lerin yarı ömürleri çok kısadır. • Gliserol-3-P iki kaynaktan elde edilir: 1-Gliserol-3-fosfat hem karaciğerde hem de yağ • Lipolitik enzimlerin aracılığıyla TAG’ler, başta yağ dokusu olmak üzere çeşitli dokular tarafından alınırlar. dokusunda glikoliz sırasında sentezlenebilir. (gliserol- 3-fosfat dehidrogenaz) • TAG’ler karaciğer, barsak ve yağ dokusu hücrelerinde aktif olarak sentezlenebilirler. 2-Karaciğer ve böbrekte bulunan fakat yağ dokusunda bulunmayan ikinci yol, serbest gliserolün • TAG sentezi için iki substrat gerekir; fosforillenmesi (gliserol kinaz) gliserol-3-P, yağ açil-KoA • TAG’in diğer öncül Lizofosfatidat molekülü olan yağ asitleri, TAG sentezine girmeden önce aktif şekle dönüştürülmelidir (KoA ile birleşme). • Bu reaksiyon yağ asit KoA sentetazla (tiokinaz) katalizlenir. 14

YAĞ ASİTLERİNİN VE 21.09.2017 TRİAÇİLGLİSEROLLERİN • Diyetle alınan TAG’ler, yağ asitlerinin en YIKIMI önemli eksojen kaynağıdır. • TAG’lardan sağlanan enerjinin %95 kadarı TAG yapısındaki üç adet yağ asidinden, %5 kadarı ise gliserol molekülünden elde edilir. • Sitozolün osmolaritesini yükseltmeden büyük • Bununla beraber, suda çözünmedikleri için miktarlarda depo edilebilmeleri, su tutma TAG’ler hem diyetle alınımları sırasında hem özelliklerinin olmaması ve indirgenmiş uzun de kanda taşınımları sırasında sıkıntılara neden hidrokarbon zincirlerine sahip olmaları gibi olurlar. avantajları TAG’leri iyi birer depo yakıt haline getirir. Beyin ve diğer SSS’i dokuları, RBC, böbrek üstü bezi medullası FFA’ları yakıt olarak kullanamazlar. • Yağ asidi ikişer karbonlu asetil birimleri halinde yıkılır. • FFA’lar, her monomerine on yağ asidini kovalent olmayan bağlarla bağlayan serum • Yıkım sırasında oksidasyon yağ asidinin β-karbonunda albüminine bağlanarak taşınır. gerçekleştiği için bu olaya β-oksidasyon adı verilir. • Yağ asitleri koparılınca geriye kalan gliserol • Açlık sırasında glukagon ve epinefrin gibi hormonlar, iskeleti yağ hücrelerinde gliserol kinaz adiposit plazma zarındaki adenilat siklazı aktifleyerek, aktivitesi olmaması nedeni ile bu hücrelerde hücre içi cAMP konsantrasyonunu arttırır ve metabolize olamaz. hormona duyarlı lipazı aktifleyerek yağ asitlerini mobilize eder. • Gliserol, lipaz etkisiyle kana geçer ve KC’e gelerek fosforile olur. 15

21.09.2017 • Kullanılacağı hücrenin sitozolüne albüminden ayrılarak difüze olur ve “yağ asidi bağlayıcı protein” denen sitoplazmik bir proteine bağlanır. • Dolayısı ile bir FFA ne kanda ne de hücre içinde hiçbir zaman serbest halde bulunmaz. • Sitozoldeki yağ asidi oksidasyona uğrayabilmek için mitokondriye taşınmalıdır. • Mitokondri iç zarını geçebilmek için önce yağ asidinin açil-KoA sentetaz (tiyokinaz) enzimi ile yapısına KoA katılarak aktiflenmesi gerekir • Böylece yağ asiti aktifleştirilmiş olur. • Yağ açil-KoA’lar tıpkı asetil-KoA’lar gibi yüksek enerjili bileşiklerdir ve serbest yağ asidi ve KoA’ya hidrolizleri büyük, negatif standart serbest enerji değişimine sahiptir (ΔG0= -31 kJ/mol). • Yağ açil-KoA’lar iç mitokondri zarını geçemez. Sitozolik KoA • Bu yüzden yağ açil grupları karnitin ile bağlanarak yağ yağ asitlerinin sentezinde açil karnitini oluşturur. Mitokondrial KoA • Kısa ve orta zincirli yağ asitleri karnitinden bağımsız sistemle mitokondri matriksine taşınabilir. piruvat, yağ asitleri, • Karnitin aracılı taşıma yağ asidi oksidasyonunun hız bazı aminoasitlerin oksidatif yıkımında kısıtlayıcı aşamadır ve düzenlenme noktasıdır. 16

21.09.2017 Karnitin-açilkarnitin translokaz • Yetersiz biyosentez ve renal kaçağa bağlı karnitin yetmezliği; Kolaylaştırılmış difüzyon  Azalmış glukoneojeneze bağlı hipoglisemi Malonil-KoA başta olmak üzere,  Kas kramplarından,  Halsizliğe,  Ölüme kadar değişen klinik belirtiler ortaya çıkarır (yeni doğanda özellikle de preterm bebeklerde görülür). • Karnitin kayıpları hemodiyalizde de görülebilir, ayrıca • DM tedavisinde kullanılan sulfonilüre grubu organik asidürisi olan hastalarda karnitin, organik ilaçlar da karnitin-açil transferazı inhibe ederek asitlerle konjuge şekilde atılarak kaybedilir. yağ asidi oksidasyonunu azaltırlar. • Karnitin eksikliği olan hastalarda yağ asitleri mitokondriye girip oksitlenemediği için yüksek miktarda lipit kaslarda birikir. • Tedavide karnitin oral verilir ve mitokondriye girişinde karnitine ihtiyaç göstermeyen orta zincirli yağ asitleri içeren diyet uygulanır. β-OKSİDASYON: 2. Oluşan asetil-KoA’lar oksidasyonun ikinci kısmında TCA’ya girer CO2 ve H2O’ya kadar • Mitokondrial matrikse giren yağ asitlerinin oksidasyonu üç oksitlenir. aşamada gerçekleşir. 3. Üçüncü aşamada ise sitrik asit döngüsünde 1. İlk aşamada yağ asidinin karboksil ucundan başlayarak iki açığa çıkan elektronlar ETZ’de oksijene karbonlu birimler asetil-KoA olarak yağ asidinden oksidatif aktarılarak ATP üretilir. olarak uzaklaştırılır. 17

21.09.2017 Hipoglisin inhibe eder; • 4-6, 6-12 ve 12 karbondan uzun yağ asitlerinin ilk ATP sentezi ve glukoneogenez dehidrojenasyonu sırası ile kısa, orta ve uzun zincirli inhibe edilir. açil-KoA dehidrojenazlar tarafından yapılır ve (Jamayka kusma hastalığı) hepsinin prostetik grubu FAD’dır. Açil-KoA dehidrojenaz β-oksidasyondaki Açil KoA dehidrogenaz enzimi prostetik grup olarak FAD içerir. Analog reaks. -hidroksi açil KoA dehidrogenaz, elektron alıcısı TCA’daki süksinat dehidrogenaz olarak NAD+ kullanılır. Her iki enzim de mitokondrial iç zarda yer alır. Tiyoliz Asetil-KoA • Oksidasyonun her turunda, uzun zincirli yağ Sonuçta palmitoil-KoA için: 96 ATP asidinden bir molekül asetil-KoA, iki çift 8 Asetil KoA  TCA  21 ATP elektron ve dört proton (H+) uzaklaştırılır. 7 NADH  ETZ  14 ATP 7 FADH2  ETZ  • Yani her turda bu dört reaksiyonun tekrarlanması ile yağ asidinden; toplam 1 Asetil KoA 131 ATP 1 NADH Tiyokinaz reaksiyonu için -2 ATP 1 FADH2 sentezlenir. 129 ATP net kazanç • Oksijenin NADH ile indirgenmesi her bir NADH • Yukarıda anlatılan yağ asidi oksitlenmesi molekülü için H+ tüketir ve yağ asidi oksidasyonu doymuş yağ asitleri için tipiktir. sırasında su üretilir. NADH + H+  NAD+ + H2O • Ancak diyetle alınan yağ asitlerinin çoğu bir veya daha fazla doymamış bağ içerir. • Özellikle kış uykusuna yatan hayvanlar, depoladıkları yağı kullanarak hem enerji ihtiyaçlarını sağlarlar, hem • Bu çift bağlar cis konfigürasyonunda olduğu vücut ısılarını korurlar, hem de su gereksinimlerini için çift bağa su ekleyen enoil-KoA hidrataz karşılarlar. enzimi etkili olamaz. • Develer de çöl koşullarında kullanmak için hörgüçleri altında çok büyük miktarda TAG depolayarak, su ve enerji ihtiyaçlarını karşılarlar. 18

21.09.2017 • Bu sorun izomeraz ve redüktaz olmak üzere iki • Bazı bitki ve deniz organizmaları tek karbon sayılı lipitlere yardımcı enzimle aşılır. sahiptir. • Doymamış yağ asitlerinin oksidasyonu, • Dolayısı ile organizma bu tek karbon sayılı yağ asitlerini de doymuş yağ asitlerine göre daha az enerji oksitlemek zorundadır. sağlar. • Bu tek karbon sayılı lipitler de karboksil gruplarından • Çünkü çok daha az indirgenirler ve bu başlayarak 5 karbonlu bir yağ açil-KoA kalana kadar çift nedenle de çok daha az indirgeyici ekivalan karbonlu lipitler gibi oksitlenir. sağlarlar. • En son 5 karbonlu bir yağ lipit zinciri kaldığında bu asetil-KoA ve 3 karbonlu bir propiyonil-KoA’ya parçalanır. İzolösin Açil-KoA Propiyonil-KoA YAĞ ASİTLERİNİN PEROKSİZOMAL β- Metiyonin OKSİDASYONU: Treonin sentetaz Valin • Yağ asidi oksidasyonu büyük ölçüde Tek C zincirli y.a Propiyonat mitokondride olmasına rağmen, bazı hücrelerde peroksizomal oksidasyon da ATP AMP+PPi görülür. ATP Biyotin ADP+Pi • Peroksizomlarda da reaksiyon zinciri mitokondri ile benzerdir, oluşan ara bileşikler Propiyonil-KoA Metilmalonil-KoA KoA türevleridir ve oksidasyon işlemi dört basamakta gerçekleşir. Propiyonil-KoA Metilmalonil-KoA karboksilaz B12 mutaz Propiyonat ve metilmalonatın Süksinil-KoA idrarla atılımı B12 eksikliğinde artar. • Peroksizomlara yağ asidi girişi karnitine • Bu kuvvetli potansiyel hasar oluşturucu oksidan hızla gereksinim göstermez. katalaz tarafından H2O ve O2’ye parçalanır. • Peroksizom ve mitokondri döngüleri arasındaki • Peroksizomlarda bu reaksiyon sırasında ortaya çıkan tek fark birinci basamaktır. enerji ısı olarak ortama salınır. • Mitokondride, çift bağ oluşumuna yol açan ilk • Elde kısa zincirli yağ asitleri daha sonra büyük reaksiyonda elektronlar FAD’a taşınırken olasılıkla mitokondriye geçer ve oksitlenir. peroksizomlarda direk olarak O2’ye taşınır H2O2 üretilir. • Peroksizomlardaki enzimler kısa zincirli yağ asitlerine etki etmezler. 19

21.09.2017 2 H+ O2 • Peroksizomlar ayrıca; H2O2 safra asit oluşumunda kolesterol yan zincirinin kısaltılmasında, Katalaz plazmalojen oluşumunda, kolesterol sentezinde, 2 H2O + O2 dolikol sentezinde, pürinleri metabolizmasında, amino asitlerin metabolizmasında rol oynarlar. • Yağ asitlerinin yıkımında iki yol daha • Refsum hastalığı; gözlemlenmiştir. • Bitkisel kaynaklı besinlerde bulunan fitanik • Bunlardan birincisi α-oksidasyon olup, ATP asidin birikimi ile karekterizedir. üretmez. • Fitanik asit 3. karbonunda bulunan bir metil • Özellikle dallı zincirli yağ asitlerinin grubu yüzünden β-oksidasyona uğrayamaz ve oksidasyonunda önemlidir. α-oksidasyon ile metabolize edilir. • ω-oksidasyonda ise ER’da sitokromlardaki • Bu hastalarda α-oksidasyon defekti vardır ve P450’yi kapsayan hidroksilaz enzimleri ile fitanik asit birikir. gerçekleştirilir. • Zellweger sendromu (serebrohepatorenal) YAĞ ASİTİ OKSİDASYONUNUN DÜZENLENMESİ: • Peroksizomların bütün dokularda yokluğu ile • Karaciğerde sitozolde oluşan yağ açil-KoA iki karekterizedir. temel döngüye girebilir; • Uzun zincirli yağ asitleri (C26-C38) okside mitokondride β-oksidasyon, edilemez ve beyinde birikir. sitozolde TAG ve fosfolipitlere • Ayrıca, safra asidi sentezi ve plazmalojen sentezi dönüşüm. gibi genel peroksizom işlevlerinde genel bir kayıp görülür. 20

21.09.2017 Sitrat Asetil-KoA [NADH] / [NAD] • Yolun seçiminde başlıca etken uzun zincirli yağ (+) Asetil-KoA β-hidroksiaçil-KoA asitlerinin mitokondri içine taşınım hızına bağlıdır. dehidrojenazı karboksilaz • Yağ açili gruplarının mitokondrial matrikse taşınması inhibe eder yağ asitlerinin oksitlenmesinde hız kısıtlayıcı Malonil-KoA basamak ve en önemli düzenlenme noktasıdır. • Yağ açilleri mitokondriye bir kez girdi mi, asetil-KoA’ya oksitlenmeleri kaçınılmaz olur. (-) KETON CİSİMLERİ • Suda çözünebilen, lipid yapılı moleküller olup, karaciğerde yağ asitlerinin oksidasyonu sırasında oluşurlar. • Normalde asetoasetat ve β-hidroksibütirat gibi keton cisimlerinin kan seviyeleri çok düşüktür. • Karaciğer de az miktarda keton cismi üretilir (<0.2 mM) ve bunları kalp ve iskelet kası enerji kaynağı olarak kullanılır. • Açlık sırasında ise keton cismi değerleri • Uzun dönem açlıkta ise, asetoasetat ve β- yükselir (3.0-5.0 mM). hidroksibütiratın artan kan konsantrasyonları, beyinin de keton cisimlerini verimli olarak • Karbonhidrat azlığına yanıt olarak keton cismi kullanmasına olanak tanır. miktarı artar. • DM’de ise keton cisimlerinin kan • Açlığın erken dönemlerinde kalp ve iskelet kası konsantrasyonları 20 mM gibi düzeylere ulaşır. tarafından keton cisimleri kullanılarak glukozun daha çok santral sinir sistemi • Asetoasetat ve β-hidroksibütiratın pKa değerleri tarafından kullanılması sağlanır. yaklaşık 3.5 civarında olup kuvvetli asittir ve yüksek konsantrasyonları metabolik asidoza yol açar. 21

21.09.2017 • Ketozis tablosu vücudun kullanacağından daha İnsülin Hormona duyarlı lipazı baskılar fazla keton cisminin karaciğer tarafından Glukagon TAG sentezini uyarırken sentezlenmesi durumunda ortaya çıkar. Hormona duyarlı lipazı indükler • Keton cisimlerinin sentez hızı, hormona TAG yıkımını arttırır. duyarlı lipazın etkisiyle adipoz dokudan triaçilgliserollerin hidrolizi ile kana salınan yağ • Bu yüzden; asitlerinin konsantrasyonuna bağlıdır. insülin antiketojenik, glukagon ketojeniktir. • Açlık, etanol bağımlılığı ve egzersiz ketozise yol KETON CİSİMLERİNİN BİYOSENTEZİ açabilir. • Keton cimlerinin kaynağı asetil-KoA • Karaciğerde keton cismi oluşumu için gereken molekülleridir. enzimler fazla, yıkım enzimleri ise az miktardadır. • β-oksidasyon ile parçalanan yağ asitleri • Sonuç; karaciğerden perifer dokulara net bir keton karaciğerde asetil-KoA oluşturur ve bunlar cismi akışıyla vardır. açlıkta keton cismi yapımı için kulanılır. • Karaciğer dışı dokular ise keton cisimlerinin • Keton cisimlerinin biyosentezi karaciğerde tüketilmesinden sorumlu enzimler yönünden mitokondrial matrikste gerçekleşir. zengindir. • β-hidroksibütirat dehidrojenaz enzimi NADH/NAD+ intramitokondrial NADH/NAD+ oranına bağlı oranına bağlı olarak çalışır ve mitokondrial membrana sıkıca olarak çalışır bağlı bir enzimdir. • Kandaki β-hidroksibütiratın asetoasetata oranı, karaciğerin mitokondrial NADH/NAD+ oranını yansıtır. 22

21.09.2017 • Kolesterol sentezi sırasında aynı mekanizmayla KETON CİSİMLERİNİN oluşan HMG-KoA, HMG-KoA liyaz enziminin KULLANIMI sitozolde bulunmaması nedeniyle keton cismi oluşturamaz. • Karaciğerde yapılan keton cisimleri kana verilir ve ihtiyacı olan periferik dokular tarafından • Yani HMG-KoA eğer sitozelde oluşuyorsa alınırlar. kolesterol sentezine, mitokondride oluşuyorsa keton cismi sentezine gider. • Uzun süreli açlıkta, keton cisimleri SSS’de glukozun yerini alabilirler. Bu reaksiyonu süksinil-KoA: asetoasetat-KoA • Karaciğer dışı dokular HMG-KoA liyaz içermediği için transferaz (tiyoforaz) enzimi yapar. keton cismi sentezleyemezler. Oluşan asetoasetil-KoA tiyolaz enzimi ile iki asetil- • Bunun yanında karaciğer de tiyoforaz içermediği için KoA’ya dönüştürülür. keton cismi kullanamaz. • Mitokondrisi olan ve tiyoforaz enzimine sahip perifer dokular keton cismi kullanabilir. • Karaciğerde ketojenezin hammaddesi FFA’lardır. • Karaciğer gerek açlık gerekse toklukta kendine • Hem açlıkta hem de toklukta karaciğerde ulaşan yağ asitlerinin %30’unu keton sitozolik yağ açil-KoA miktarı artar. cisimlerine çevirir. • Dolayısı ile her iki durumda da ketojenezin • Dolayısı ile serbest yağ asitlerinin yağ artması beklenir. dokusundan mobilizasyonunu düzenleyen etkenler ketojenezi de düzenlerler. • Ketonlar neden sadece açlıkta artar? 23

21.09.2017 Tokluk Sitrat Açlık Palmitoil-KoA İnsülin Glukagon Asetil-KoA karboksilaz uyarılır A-KoA karboksilaz inhibisyonu Malonil-KoA artar Malonil-KoA azalır Karnitin-açil transferaz I Kc’de VLDL yapımı artar Karnitin-açil transferaz I üzerindeki inhibisyon kalkar Keton yapımı artar (%30) • Tip I DM’da ise hücre içine yeterli miktarda • Bu yüzden yağ dokusundan mobilize olan yağ asitleri glukoz giremediği için, hem glukozun enerji karaciğer mitokondrisine girer ve asetil-KoA’lara yıkılır. kaynağı olarak kullanımında problem vardır, hem de glukozdan yağ asiti sentezinde • Asetil-KoA’nın TCA’ya girişi de TCA ara ürünlerinin problem vardır. glukoneojenezde tüketilmesi nedeniyle problemlidir. • Bu koşullarda malonil-KoA oluşamaz ve • Dolayısı ile keton cismi yapımı çok artar ve ketonemi karnitin- açil transferaz I’i inhibe edemez. ve ketonüri görülür. • Ciddi ketozisli hastalarda keton cismi konsantrasyonları normalin 20-30 katına çıkar. • Artan keton cisimleri kan pH’sını düşürür. (her Karaciğer dışı dokular HMG-KoA Liyaz keton cismi kanda bir proton kaybeder ve enzimine sahip olmadığı için keton pH’yı düşürür). cismi üretemezler. • Bu arada hem glukozun hem de keton Karaciğer ise tiyoforaz enzimine sahip cisimlerinin idrarla atılımı vücudun su olmadığı için keton cismi tüketemez. kaybetmesine yol açar. Eritrosit gibi mitokondrisi olmayan • Bu yüzden azalmış plazma hacminde artmış H+ hücreler ise keton cisimleri konsantrasyonu ciddi asidoza yol açar. mitokondrial matrikste okside olduğu için, keton cisimlerini kullanamazlar. 24

21.09.2017 FOSFOLİPİTLER Fosfolipitlerde bir uç hidrofobikken bir uç hidrofiliktir. Gliserofosfolipitler ve sfingolipitler olarak iki gruba ayrılır. GLİSEROFOSFOLİPİTLER (FOSFOGLİSEROLLER) • En basit gliserofosfolipid olan fosfatidatlar yapılarında gliserol 3-fosfat ve esterleşmiş iki • Membran yapısında yaygın olarak yağ açil grubu taşırlar. gliserofosfolipidler bulunmaktadır. • Ökaryotik hücrelerde fosfolipit sentezi DER ve • Bunlar gliserolün birinci ve ikinci karbonuna mitokondri iç zarında gerçekleşir. ester bağıyla bağlanmış iki yağ asidi ve üçüncü karbonuna fosfodiester bağıyla bağlanmış güçlü polar veya yüklü bir grup içeren zar lipitleridir. Ester bağı Fosfatidat Gliserofosfolipidler Fosfodiester bağıyla 1.Cyağ asidi 1.Cyağ asidi 2.Cyağ asidi 2.Cyağ asidi 3.Cfosforik asit 3.Cfosfat + alkol 25

21.09.2017 • Gliserofosfolipidler arasında fosfatidilkolin, fosfatidilserin, fosfatidilinozitol, fosfatidiletanolamin, fosfatidilgliserol, difosfatidilgliserol (kardiolipin) bulunmaktadır. Fosfoliliplerle TAG’leri ayıran en önemli özellik fosfolipidlerin içerdikleri alkol grupları sayesinde amfipatik bileşikler olmalarıdır. • Merkezi sinir sistemindeki • Fosfatidilinizitol gliserofosfolipidlerin %23 kadarını oluşturan plazmalojenlerde fosfat grubu ile kolin veya etanolamin esterleşmiştir. • Fosfogliseritler en polar lipitlerdir ve amfipatiktirler . • Negatif ve pozitif yüklü grupları birlikte taşıdıkları için ise amfoteriktirler. • Fosfatidilinozitolün ATP kullanılarak ardışık • Vasopressin, plazma membranındaki reseptörlerine fosforlanması ile önce fosfatidilinozitol-4-P sonra da bağlandığı zaman hormona duyarlı fosfolipaz C’yi fosfatidilinozitol-4,5-bisfosfat oluşur. aktive eder ve fosfatidilinozitol-4,5-bisfosfat yapısındaki gliserol ve fosfat grupları arasındaki bağı • Fosfatidilinozitol difosfat uygun bir hormon ile yıkarak inozitol-1,4,5-trifosfat ve diaçilgliserol uyarıldığı zaman ikincil haberci olarak görev yapan oluşturur. diaçilgliserol (DAG) ve inozitoltrifosfata (IP3) yıkılır. • İnozitol-1,4,5-trifosfatın salınımı ER’dan Ca+2 salınımına yol açar ve Ca+2 bağımlı enzimler aktiflenir. 26

21.09.2017 • Fosfatidilkolin (lesitin), sinir uyarılarının iletilmesinde önemli rolü olan ve metil gruplarının vericisi olarak görev yapan kolinin vücuttaki depo şeklidir. • Dipalmitoil lesitin, akciğerlerin iç yüzeyinin yapışmasını önleyen, yüzey gerilimini azaltan etkin bir bileşendir. • Akciğerin Tip II epitel hücreleri tarafından salgılanır. • Fosfatidilgliserol ile birlikte akciğer sürfaktanını oluştururlar. • Fosfatidilgliserol: • Mitokondride bulunan bir fosfolipit olan kardiyolipin de fosfatidil gliserolden sentezlenir. • Kardiyolipin yapısında başlıca linoleik ve oleik asitler yer alır. • Bütün hayvansal doku hücrelerinin mitokondri membranlarının yaklaşık %20’sini oluşturan ve antijen etkisi ile tanınan tek lipit olan kardiyolipin, sifiliz tanı testi olarak kullanılmaktadır. • Plazmalojenler: • Trombosit aktive eden faktör (PAF) bir eter • Bu yol tümü ile peroksizomlar için özgüldür. lipitidir ve fosfatidilkolinden sentezlenir. • Beyin ve kasta %10 civarında olan eter • PAF, kuvvetli bir trombosit kümeleştiricisidir. fosfolipitleri yapı olarak fosfatidiletanolamine benzerler. • Ayrıca hipotansif ve ülserojen etkileri vardır. • DHAP’tan sentezlenirler ve 1. karbonunda eter • İnflamasyon ve kemotakside de rol oynar. bağı ile bağlanmış doymamış bir yağ asidi içerirler. 27

21.09.2017 • SFİNGOFOSFOLİPİTLER: • Gliserol yerine doymamış bir alkol olan 18 karbonlu sfingozin içerirler. • Serin ile palmitoil-KoA birleşir ve 3- ketosfinganin üzerinden dihidrosfingozin (sfinganin) oluşur. • Sentez sırasında piridoksal fosfat ve NADPH’ya ihtiyaç vardır. • Sfingozinin (veya sfinganine) C-2’deki NH2 grubuna bir yağ asidi daha eklenerek seramid elde edilir. • Seramid bütün sfingolipitlerin ana yapısıdır. • Seramid sentezi ER’da gerçekleşir. • Seramide fosfatidilkolinin kolin grubu aktarılır ve sfingomyelin oluşur. GLİKOLİPİTLER (GLİKOSFİNGOLİPİTLER) • Glikolipitler hücre membranın dış yüzünde bolca bulunurlar ve yapılarında fosfat grubu yerine bir veya daha fazla şeker içerirler. • Hücreler arası iletişim ve bağlantılarda önemlidirler. • Tüm glikolipitler seramidden türerler. • Şeker eklenmeleri glikozil transferazlar tarafından yapılır ve çoğu golgide (ER’da da olur) gerçekleşir. 28

• Serobrozidler: 21.09.2017 • En basit yüksüz glikosfingolipitler Galaktozilseramid myelinin ana lipidi iken, serobrozidlerdir. glukozilseramid ekstranöronal dokuların ana lipididir. • Seramid yapısındaki sfingozinin primer alkol grubuna bir galaktoz veya glikoz bağlanmasıyla; galaktozilseramid-galaktozilsfingolipit glukozilseramid-glikozilsfingolipit oluşur • 3-fosfoadenozin-5-fosfosülfat (PAPS, etkin sülfat) ile galaktozilseramid tepkimeye girerek sülfogalaktozilseramidi (sülfatid) oluşturur. • Sülfatidler sinir dokunun bileşenleridirler • Gangliozidler: • Seramide genellikle glikoz ve galaktoz içeren bir oligosakkarit zinciri ve N-asetil nöramik asit (sialik asit) bağlanmasıyla oluşur. • Karbonhidrat içerikleri fazla olduğu için suda çözünen tek lipit sınıfı olma özelliğini taşırlar. • Sinir dokusunda bol miktarda bulunurlar ve reseptör faaliyetlerinde görev alırlar. 29

21.09.2017 FOSFOLİPİTLERİN VE SFİNGOLİPİTLERİN YIKIMI • Hücreler zar lipitlerini devamlı olarak yıkar ve yeniden yapar. • Bir gliserofosfolipitteki her hidrolizlenebilir bağ için hücre lizozomunda özgül bir hidrolitik enzim vardır. • A tipi fosfolipazlar iki yağ asidinden birini uzaklaştırır ve lizofosfolipit oluşturur. Glukokortikoidler • Sfingomyelin ise lizozomal bir enzim olan İkinci haberci sfingomyelinaz ile yıkılır. • Sfingomyelinaz, sfingomyelini fosfatidilkolin ve seramide ayırır. • Seramid ise seramidaz ile sfingozin ile yağ asidine yıkılır. Sfingomyelinaz • Glikosfingolipitlerin yıkımı, lizozomlarda özgül Seramidaz enzimler tarafından gerçekleştirilir. • α- ve β-galaktozidazlar, β-glukozidaz, nöraminidaz (sialidaz), heksozaminidaz, sfingomyelinaz, sülfataz ve seramidaz enzimleri yıkımda rol oynar. 30

SFİNGOLİPİDOZLAR 21.09.2017 • Normalde sfingolipidlerin yapımı ve yıkımı dengededir. • Yıkım için gerekli özgül hidrolazın kısmen ya da tamamen eksikliği, sfingolipitlerin lizozomlarda birikimi ile sonuçlanır. • Bu hastalıklara sfingolipidozlar denir. • Her bir hastalıkta özgül bir lizozomal hidrolitik enzim • Niemann-Pick Hastalığı: eksikliği bulunur ve tek bir sfingolipit tutulan organda birikir. • OR geçer, sfingomyelinaz eksiktir ve sfingomyelin SSS ve RES hücrelerinde birikir. • Genellikle yaşamın ilk aylarında ölümle sonuçlanır (Gaucher ve Fabry hariç). • Hepatosplenomegali, mental gerilik, retinada kiraz kırmızısı benekler ve erken yaşta ölüm • X’e bağlı geçiş gösteren Fabry hastalığı dışında hepsi görülür. otozomal resesif geçer. • GM1 Gangliozidoz: • Tay-Sachs Hastalığı (GM2 Gangliozidoz): • OR geçer, β-galaktozidaz eksiktir ve GM1 gangliozid • OR geçer, heksozaminidaz A eksiktir ve birikir. gangliyozidler birikir. • Mental gerilik, hepatomegali, iskelet deformiteleri, • Hastalarda mental retardasyon, körlük, kiraz disostosis multipleks ve erken yaşta ölüm görülür. kırmızısı makula, gürültüye aşırı duyarlılık, kas zayıflığı ve ölüm görülür. • Hastalarda hem gangliyozidlerin hem de mukopolisakkaritlerin birikimi gözlenir. 31

21.09.2017 • Sandhoff Hastalığı: • Fabry Hastalığı: • OR geçer, heksozaminidaz A ve B eksiktir ve • X’e bağlı kalıtılır, α-galaktozidaz eksiktir ve semptomları Tay-Sachs hastalığına benzer. globozidler birikir. • Hastalarda kırmızı-mor deri döküntüleri, katarakt, ağrılı nöropati, hipertansiyon, angiokeratom, böbrek ve kalp yetmezliği ve alt ekstremitelerde ağrı görülür. • Gaucher Hastalığı: • Metakromatik Lökodistrofi: • OR geçer, arilsülfataz A eksiktir ve sülfatidler • OR geçer, β-glukozidaz eksiktir ve glukozilseramid (glukoserebrozid) birikir. birikir. • 3 farklı tipi vardır. • Hastalarda mental gerilik, demiyelinizasyon, ilerleyici paralizi, bunama ve ilk 10 yılda ölüm • Hastalarda hepatosplenomegali, kemikte litik görülür. lezyonlar ve osteoporoz, bebek tipinde mental gerilik, serum fosfat ve ACE yüksekliği görülür. • Ayrıca sinirler “cresyl violet” ile sarı- kahverengi boyanır (metakromazi). • Krabbe Hastalığı: • Farber Hastalığı: • OR geçer, β-galaktozidaz eksiktir ve • OR geçer, seramidaz eksiktir ve seramid birikir. galaktozilseramid (galaktoserebrozid) birikir. • Hastalarda psikomotor retardasyon, kaba ses, afoni, • Hastalarda körlük, sağırlık, mental gerilik, total kahverengi döküntülü dermatit, ağrılı ve ilerleyici demyelinizasyon, paralizi, konvülzyonlar, beyin beyaz eklem bozuklukları, deri altı nodülleri, dokularda cevherinde globoid cisimler ve erken yaşta ölüm granülomlar ve erken yaşta ölüm görülür. görülür. 32

KOLESTEROL 21.09.2017 • İnsanlarda serbest halde veya uzun zincirli yağ asitleri ile ester yapmış olarak bulunan kolesterol dört halka taşıyan çekirdeği ile bir hidroksil grubundan oluşur. • Kolesterol amfipatik bir lipittir ve bu nedenle zarların ve plazma lipoproteinlerinin dış katmanının vazgeçilmez yapı taşını oluşturur. • Kolesterolün serbest hali tüm hücre membranlarında bulunur. • Plazmadaki kolesterolün 2/3’ünden fazlası esteri şeklindedir ve kolesterolün 3. karbonundaki OH grubuna ester bağı ile 1 yağ asidi bağlanmıştır. • Esterleşen kolesterol daha hidrofobik hale gelir. • Adrenal korteks, plazma ve ateromatöz • Çekirdekli hücrelerin hemen hepsi kolesterol plaklarda kolesterol genellikle ester halde sentezleyebilir ve sentez ER ve sitozolde bulunmaktadır. gerçekleşir. • Kolesterol esterleri kolesterolün dokudaki • Sentezin yaklaşık %50’si karaciğerde olmak depo halidir. üzere, barsak ve deri kolesterol sentezleyen başlıca dokulardır. • Vücuttaki kolesterolün ortalama yarısı sentezle (500 mg/gün), diğer yarısı ise diyetten sağlanır. • Karaciğer vücudun kolesterol dengesinin düzenlenmesinde merkezi bir role sahiptir. 33

21.09.2017 • Safraya atılarak, dokulara giden plazma KOLESTEROL SENTEZİ: lipoproteinlerinin parçası olarak, barsak lümenine salgılanan safra tuzları olarak, • İzoprenoidlerin ve kolesterolün sentezindeki karaciğer kolesterolü elimine etmeye çalışır. öncül madde, aktive edilmiş olan asetik asit olan asetil-KoA’dır. • Kolesterol vücutta, kortikosteroidler, seks hormonları, safra asitleri, D vitamini gibi diğer • Kolesteroldeki tüm karbonlar asetattan gelir. steroidlerin ön maddesidir. • NADPH indirgeyici ekivalanları sağlar. DER enzimi • Sentez hem sitozol hem de ER’da bulunan Hız kısıtlayıcı enzimlerle beraber beş aşamada sitozolde basamak gerçekleşir. • Ayrıca ketojenez sırasında mitokondri içinde sentezlenen asetoasetatın sitozole geçmesiyle de asetoasetil-KoA sentezlenebilir. Mevalonattan izopentenil-pirofosfata giden yolda 3 ATP tüketilir ve bir CO2 çıkışı gözlenir. 34

21.09.2017 • Dolikol: • N-bağlı glikoproteinlerin sentezinde rol alır. • Oligosakkarit zinciri proteine aktarılmadan önce dolikolün yapısına katılır ve oligosakkarit- P-P-dolikol oluşur. • Daha sonra bu oligosakkarit N-glikozid bağı yapmak üzere asparagin amino asidinin yan zincirinin nitrojenine aktarılır. • HMG-KoA redüktaz enzimi karaciğer, ince • İnsülin uygulanması, HMG-KoA redüktaz aktivitesini barsak, adrenaller ve gonadlar başta olmak arttırırken, glukagon ve glikokortikoidlerle aktivite üzere kolesterol sentezleme yeteneği olan tüm azalır. hücrelerin ER’da bulunur. • İnsülin enzimi defosforile aktif, glukagon ise fosforile • Bu enzimin aktivitesi mevalonat ve son ürünü inaktif yapar. olan kolesterol tarafından inhibe edilir. • Kolesterolün yüksek hücre içi konsantrasyonları, • Eksojen kolesterolü taşıyan LDL, HMG-KoA depolama için kolesterolün esterleşmesini arttıran redüktazı inhibe ederek endojen kolesterol ACAT’ı (açil-KoA: kolesterol açil transferaz) indükler. sentezini azaltır. • Yüksek hücre kolesterolü, LDL reseptörlerini kodlayan genin transkripsiyonunu azaltır ve böylece hem reseptörün üretimi hem de kolesterolün hücreler tarafından alınmasını azalır. • HMG-KoA redüktazın yarışmalı inhibitörleri endojen kolesterolün sentezini azaltır. • Buna bağlı olarak LDL-reseptör aktivitesi artar ve plazmada LDL-kolesterol düzeyi azalır. 35

21.09.2017 • LDL (Apo B-100 ve E) reseptörleri hücre • Hücre içinde artan kolesterol miktarı HMG- yüzeyinde yer alır ve zarı boydan boya kat KoA redüktazı inhibe ederek endojen eden bir glikoproteindir. kolesterol sentezini baskılar. • Reseptöre bağlanan LDL bütünlüğü • Artan kolesterol miktarı ACAT aktivitesini bozulmadan hücre içine endositozla alınır ve uyarırken aynı zamanda LDL reseptör sentezini lizozomlar tarafından yıkılır. de azaltır (down-regülasyon). • Reseptörler ve klatrinler hücre yüzeyine geri döner. KOLESTEROLÜN ATILIMI • Safra organik ve inorganik bileşiklerin sulu bir karışımından oluşur. • Kolesterol halka yapısı insanlarda CO2 ve H2O’ya yıkılamaz. • Kolesterol safra içine atılmak için salgılanır. • Karaciğerde yapılan kolesterolün küçük bir • Barsaktaki safra kolesterolünün bir kısmı kısmı hepatosit membranına yerleşir, büyük atılmadan barsaktaki bakterilerce değiştirilir bir kısmı ise üç formdan biri ile karaciğerden ve kolesterolün indirgenmiş türevleri olan uzaklaştırılır: koprostanol ve kolestanol oluşur. safra kolesterolü, safra asitleri kolesterol esterleri. 36

21.09.2017 • Fosfatidil kolin ve safra tuzları nicelik olarak • Primer safra asitleri karaciğerde kolesterolden safranın en önemli bileşenleridir. sentezlenir. • Safra asitleri ve safra tuzları vücuttan • Bunlar kolik asit ve kenodeoksikolik asittir. kolesterol atılımı için en önemli mekanizmadır. • Safra asitleri hem polar hem de nonpolar bir • Safra asitleri steroid çekirdeğine bağlı hidroksil yüze sahiptir ve barsakta emülsifiye edici ve karboksil grupları içeren amfipatik ajanlar olarak işlev görürler. yapılardır. • Safra asitlerinin biyosentezinde ilk ve hız • Oluşan safra tuzları; kısıtlayıcı basamak mikrozomal bir enzim olan glikokolik asit 7α-hidroksilaz basamağıdır. glikokenodeoksikolik asit taurokolik asit • Oluşan safra asitleri glisin ve taurin ile taurokenodeoksikolik asit peroksizomlarda konjuge olur. • Safra tuzları fizyolojik pH’da daha iyi iyonize • Oluşan bu konjugatlar primer safra tuzları olurlar ve safra asitlerine göre daha etkili olarak adlandırılır. deterjanlardır. • Safra tuzları, aktif transport ile ileumdan emilir, • Safra tuzları lipidlerin kümeleşmesini engeller. barsak mukoza hücrelerinden portal dolaşıma • Safra tuzları kuvvetli deterjanlardır. aktif transport ile taşınır ve albümine bağlı • Yağlar dışında A, D, E ve K vitaminleri gibi yağda olarak karaciğer parankim hücrelerine gelirler (enterohepatik dolaşım). çözünen vitaminlerin emilimlerinde de safra tuzlarının önemi vardır. • Bu safra tuzlarının bir kısmı dışkı ile atılır. • Yağ emiliminin bozulması diğer gıdaların üzerlerini kapatarak sindirimlerini de bozar. • Bu miktar küçük olmasına rağmen • Tüm gıdaların emilimi bozulunca da barsak kolesterolün önemli bir atılım yoludur. bakterilerinin aktivitesi artar, gaz çıkışı ve kokuşma ortaya çıkar. 37

21.09.2017 • Barsaktaki bakteriler primer safra asitlerinden bir • Kolesterol karaciğerden safraya fosfolipit ve hidroksil grubu uzaklaştırarak sekonder safra safra tuzları ile birlikte atılır. asitlerini oluştururlar. • Lesitin ve safra tuzları (Safrada Kolik asit Kenodeoksikolik asit kolesterol/fosfolipid oranı 1/1’dir) ile çözünebilecekten fazla kolesterol safraya Deoksikolik asit Litokolik asit girerse, safra kesesinde çöküp taş oluşumunu başlatabilir (Kolelitiazis). LİPİDLERİN SİNDİRİMİ • Lipidlerin sindirimi midede başlar. • Yetişkin insan günde ortalama 60-150 gr yağ • Midede etkin olan enzim, dilin dorsal almaktadır. yüzündeki Ebner bezlerinden salgılanan aside dayanıklı “lingual lipaz” dır ve daha çok kısa • Bu yağların %90’dan fazlası TAG’dür. zincirli TAG’lere saldırır. • Geri kalanı kolesterol esterleri, fosfolipitler ve • Lipidler bu bölgede henüz emülsifiye FFA’lardır. olmadıkları için hidroliz hızları düşüktür. • Mide kısa ve orta zincirli TAG’leri hidrolize • Açığa çıkan kısa zincirli yağ asitleri mide edebilen “gastrik lipazı” salgılar. duvarından emilime uğrar ve portal vene geçerler. • Ancak bu enzim nötral pH’da iş yapabilir. • Geri kalan lipidler duodenuma geçerler ve • Bu yüzden erişkinde gastrik lipaz çok aktif emülsifiye edilirler. değilken yenidoğan da mide pH’sı nötrale daha yakın olduğu için süt lipitlerinin sindiriminde • TAG gibi lipidler suda hiç çözünmedikleri için, rol alır. bunların enzimatik sindirimi sadece lipid damlacığının yüzeyinde gerçekleşir. 38

21.09.2017 • Emülsifikasyon işlemi lipidlerin yüzey alanını • Diyetle alınan TAG, kolesterol esterleri ve artırır ve böylece sindirim enzimleri daha etkin fosfolipidler pankreatik enzimler ile parçalanır hale gelir. ve bu enzimlerin salgılanmaları hormonlar tarafından düzenlenir. • Emülsifikasyon işlemi, safra tuzlarının deterjan etkisi ve barsak hareketlerinin mekanik • Jejenum ve alt duodenum mukoza hücreleri karıştırıcı etkisi gibi birbirini tamamlayan iki peptid yapılı bir hormon olan kolesistokinin mekanizma ile olur. (pankreozimin) salgılar. • Kolesistokinin salgılanması yağ asitleri ve • Kolesistokinin kısmen sinidirilmiş olarak gelen proteinlerin • Tüm ince barsak boyunca bulunur. ince barsağa ulaşmasına yanıt olarak salgılanır. • Fakat en fazla duodenum mukozal I-cell’lerde • Kolesistokinin salgılanması safra kesesinden ve jejenumda yer alır. safranın salgılanmasına hem de pankreasın ekzokrin salgılarının salgılanmasına yol açar. • Ayrıca santral ve periferal sinir sisteminde de yaygın olarak saptanır. • Safra kesesinde kasılma ve salgılama yapar. • Oddi sfinkterini gevşemesine ve pankreas ekzokrin • Sekretin hücrelerinden sindirim enzimlerinin salgılanmasına • pH’sı düşük sindirim materyalinin duodenuma neden olur. ulaşması ile salgılanır. • Midenin hareketinin azalmasına ve mide içeriğinin ince barsağa geçişinin yavaşlamasına neden olur. • Duodenum ve jejenum S hücrelerinden salgılanır ve aynı zamanda beyinde de yer alır. • İnsülin sekresyonunu ve barsak motilitesini uyarır. • Sekretin bikarbonattan zengin pankreatik sıvının salgılanmasını sağlar. • Bu etki membrana bağlı adenilat siklaz ve cAMP ile oluşturulur. 39

21.09.2017 • TAG molekülleri barsak villus mukoza hücrelerine • Kolesterol esterleri pankreatik kolesterol ester alınamayacak kadar büyüktürler. hidrolaz (kolesterol esteraz) ile hidrolize edilir ve kolesterol ve FFA oluşur. Pankreatik lipaz • Pankreas sıvısı, fosfolipidleri yıkan fosfolipaz A2 enzimince zengindir ve bu enzim tripsin Pankreatik lipazla beraber salgılanan diğer tarafından barsakta aktifleştirilir. protein kolipazdır ve lipazın dayanıklılığını sağlar. Fosfolipaz A2 • Jejenumda diyetsel lipidlerin yıkılımının başlıca Lizofosfolipaz ürünleri; FFA serbest kolesterol 2-monoaçilgliseroldür. • Bunlar safra tuzları ile beraber miçelleri oluşturur ve miçeller halinde ince barsak fırçamsı kenarlarından emilirler. • Lipidlerin emilimi duodenum ve jejenumda Yağ asitleri Yağ açil-KoA pasif difüzyonla olur. Yağ açil-KoA sentetaz • Safra asitleri ileuma doğru ilerler ve aktif (tiokinaz) olarak emilerek portal dolaşıma katılırlar. 2-MAG Açil transferaz + 2 Yağ açil-KoA 40

21.09.2017 • Barsak mukoza hücrelerine giren uzun zincirli • Barsakta yeni sentezlenmiş TAG ve kolesterol esterleri yağ asidleri TAG yapısına girerken, kısa ve orta oldukça hidrofobik bileşiklerdir. zincirli yağ asidleri direk portal dolaşıma salınır ve albumin ile karaciğere taşınır. • Bunlar bu nedenle protein, fosfolipit ve esterleşmemiş koleterolden oluşan bir tabaka ile • Safra asidi problemleri, pankreas problemleri çevrelenmiş lipid damlacıkları olarak paketlenirler ve barsak mukoza hücre problemlerine bağlı (şilomikronlar). olarak yağ emilim bozuklukları görülür. • Apoprotein B48 barsak mukoza hücrelerinde sentezlenen bir proteindir. • Eğer bu ApoB48 sentezlenmesinde bir • Şilomikronlardaki TAG’ler lipoprotein lipazla problem olursa şilomikronlar barsak mukoza FFA ve gliserole yıkılır. hücrelerinde birikir ve konjenital abetalipoproteinemi hastalığı oluşur. • Lipoprotein lipaz başlıca yağ ve kas dokuda sentezlenir ve salınır. • Şilomikronlar daha sonra barsak mukoza hücrelerinden ekzositozla salınır, barsak • Salgılanan lipoprotein lipaz, periferik dokuların lenfatik kanallarından, duktus torasikus yolu kapiller yataklarında endotel hücrelerinde ile subklavyan vene ulaşır. yerleşir. • Hücrelere giren FFA’lar; LİPİTLERİN TAŞINMASI enerji amaçlı kullanılır yağ hücreleri tarafından tekrar TAG sentezinde kullanılır ve TAG olarak depolanır. • Geriye kalan gliserol ise karaciğerde gliserol 3 fosfata döner. • Gliserol 3 fosfatta dihidroksi aseton fosfat yolu ile glikoliz ve glukoneogeneze girebilir. 41

21.09.2017 • Diyetle alınan yağlar ve karaciğerle yağ • Makromoleküler kompleksler olan dokusunda sentezlenen lipitler kullanılmak ve lipoproteinler, iç kısımlarında kolesterol depolanmak üzere çeşitli dokulara taşınır. esterleri ve trigliseritlerden oluşan polar olmayan bir çekirdek ve bu çekirdeğin dış • Lipitlerin suda çözünürlükleri çok düşük yüzünde fosfolipit, serbest kolesterol ve olduğu için sulu bir ortamda taşınmaları bir apolipoproteinlerden oluşan polar bir grup sorun teşkil eder. taşırlar. • Bu yüzden lipitler plazmada lipoproteinler şeklinde bulunur ve taşınırlar. • Lipoproteinler, elektroforezdeki hareketlerine ve dansitelerine (ultrasantrifugasyon ile ayrılırlar) göre sınıflara ayrılırlar: Şilomikronlar (dansitesi <0.95) Çok düşük dansiteli LP (VLDL veya pre-β- lipoprotein, dansitesi 0.95-1.006) Düşük dansiteli LP (LDL veya β-lipoprotein, dansitesi 1.019-1.063) Yüksek dansiteli LP (HDL veya α- lipoproteinler, dansitesi 1.019-1.210) Şilomikron ve VLDL’de baskın lipit TAG HDL ve LDL’de baskın lipitler kolesterol ve fosfolipitler 42

21.09.2017 • Şilomikron veya VLDL gibi tipik bir lipoprotein, • Lipoproteinlerin protein bölümü, polar olmayan TAG ve kolesterol esterlerinden apolipoprotein veya apoprotein olarak oluşan lipit bir öz ve bunu çevreleyen, adlandırılır. amfipatik fosfolipit ve kolesterol moleküllerinin yaptığı tek katlı yüzeyel bir • En çok protein içeren HDL’de yaklaşık %70, en katmandan oluşur. az protein içeren şilomikronlarda ise yaklaşık %1 apoprotein bulunur. • Dış tabaka aynen hücre zarında olduğu gibi polar gruplar sulu ortama bakacak şekilde yerleşir. • Her lipoproteinde bir veya daha fazla apoprotein bulunur. HDL’deki ana apoprotein Apo A Şilomikron, VLDL ve LDL’de ana apoprotein Apo B • Şilomikronların Apo B’si (Apo B-48), LDL ve VLDL’lerin • Apoprotein CI, CII ve CIII ise lipoproteinler Apo B’sinden (Apo B-100) daha küçüktür. arasında rahatça aktarılabilen boyutça daha küçük apoproteinlerdir. • B-48 barsaklarda sentezlenirken, B-100 karaciğerde sentezlenir ve Apo B’ler %5 civarında karbonhidrat • Apo E sık ratlanan bir diğer apoprotein olup içerir. arginince zengindir (total amino asitinin %10’u arginindir). • Apo B-100 bilinen en uzun polipeptid zincirlerinden biri olup 4536 amino asit içerir. • Apoproteinler, hem enzim kofaktörleri olarak davranırlar, hem de hücreler üzerindeki lipoprotein reseptörleri için ligandlar olarak davranırlar 43

C-II Lipoprotein lipaz kofaktör 21.09.2017 A-I LCAT Lipoproteinlerin İçerikleri LDL reseptörleri Apo B-100 ve E İç e r ik le r i Şilomikron kalıt reseptörleri Apo E HDL reseptörleri Apo A-I Lipoprotein %Chol %TG %Prot %PL Şilomikron 9 81 1 9 VLDL 20 55 10 15 IDL 29 31 18 22 LDL 51 3 25 21 HDL 21 3 49 27 İnsan plazma lipoproteinlerindeki apolipoproteinler Apolipo- Lipoprotein Ek bilgi • Plazmadaki FFA’lar iki şekilde oluşur: Protein TAG’lerin yağ dokusunda lipolize Apo A-I HDL, ŞL LCAT aktivatörü, uğramasıyla, HDL reseptörünün ligandı Lipoproteinler içindeki TAG’lerin dokular Apo A-II HDL, ŞL Apo A-I ve LCAT inhibitörü? tarafından yakalanması sırasında oluşur. Apo A-IV ŞL’la salgılanır Barsakta sentezlenir, işlevi bilinmiyor • FFA’lar plazmada serbest kaldığında hemen fakat HDL’ye serum albümini tarafından yakalanır. aktarılır Apo B 100 LDL, VLDL, IDL KC’den VLDL salgılanması, LDL reseptörünün ligandı Apo B-48 ŞL, ŞL kalıntıları Barsakta şilomikronların salgılanması Apo C-I VLDL, HDL, ŞL LCAT’in olası aktivatörü Apo C-II VLDL, HDL, ŞL Lipoprotein lipaz aktivatörü Apo C-III VLDL, HDL, ŞL Apo C-II’yi inhibe eder Apo D HDL’nin alt tipleri Kolesterol ester transfer proteini Apo E VLDL, HDL, ŞL, ŞL Karaciğerde şilomikron kalıtlarının ve kalıntıları LDL reseptörünün ligandıdır. • FFA düzeyi yemekten hemen sonra düşer ve • Diyetle alınan lipoproteinler absorbe edildiklerinde bir sonraki öğünden önce tekrar yükselir ince barsaktan dolaşıma şilomikron adı verilen (kontrolsüz DM’da yükselme eğilimindedir). lipoproteinlerle geçerler. • Albümine bağlı olarak taşınan FFA’lar, ihtiyaç • Şilomikronlar diyetteki bütün lipitlerin dolaşıma olan hücreye Na+ ile birlikte kotransport ile aktarılmasından sorumludur. girer (yağ asit taşıyıcı protein). • VLDL ise karaciğerde sentezlenir (az miktarda barsaklar tarafından da sentezlenir) ve çoğu TAG’lerden oluşmuştur. 44

21.09.2017 • Eğer karaciğere diyet yolu ile veya endojen • Şilomikronların ve VLDL üretim mekanizmaları, sentezle enerji gereksiniminden fazla TAG ve birbirine benzer. karbonhidrat gelirse bu moleküller direkt VLDL olarak paketlenir. • Apo B-100 GER’de sentezlenir, TAG’lerin temel sentez yeri olan DER’e geçer ve lipoproteinlere yerleştirilir. • VLDL’nin fonksiyonu TAG’leri karaciğerden periferik dokulara taşımaktır. • Bu lipoproteinler golgiye geçer ve daha fazla lipit ve karbonhidrat eklemeleri yapıldıktan sonra ekzositoz ile hücreden salınırlar. • Sonra şilomikronlar barsak lenfatiklerine, VLDL’ler de hepatik sinüzoidlere salgılanır. • Kandan ayrıştırılan şilomikron ve VLDL’ler Apo • Apo B şilomikron ve VLDL üretiminin C ve E içermesine karşın, yeni salgılanmış veya vazgeçilmez apoproteinidir. ham (nascent) lipoproteinlerde bunlar ya hiç yoktur ya da çok azdır. • Abetalipoproteinemide, Apo B şilomikron ve VLDL’lere yüklenemez ve işlev yapamaz. • Şilomikronlar ve VLDL’ler Apo C ve E’lerini dolaşımda HDL’den alırlar. • Şilomikron ve VLDL yapımı bozulur, barsak ve karaciğerde lipit damlacıkları birikir. • Kapillerlerin endoteline heparan sülfatın • Lipoprotein lipaz etkinliği için hem fosfolipitler hem de Apo C- proteoglikan zincirleri ile kancalanan bir enzim II (lipoprotein lipaz aktivatörü) gerekir. olan lipoprotein lipaz, lipoproteinlerin yapısındaki TAG’lerden yağ asitlerini koparan • Böylece VLDL ve şilomikronlar lipoprotein lipaza hem substrat enzimdir. hem de etkinliği için koenzim sağlarlar. • Normalde kanda fazla miktarda bulunmayan • Hidroliz, lipoproteinler endoteldeki enzime bağlıyken oluşur. bu enzim, heparin verilmesinden sonra heparan sülfat bağından kurtularak dolaşıma • Lipoprotein lipaz TAG’leri gliserol ve yağ asitlerine parçalar. geçer. 45

21.09.2017 • Salınan yağ asitlerinin büyük bir kısmı hücre tarafından alınırken, küçük bir kısmı dolaşıma dökülür ve albumin tarafından bağlanır. • Kalp lipoprotein lipazının Km’si yağ dokusuna göre 10 kat daha düşüktür. • Böylece kalp her zaman yağ asitlerini kullanabilir. • Şilomikron kalıntıları karaciğer tarafından dolaşımdan alınır. • Karaciğer hücre membranı apo B48 ve apo E’nin kombinasyonunu tanıyan lipoprotein reseptörlerini içerir. • Şilomikron kalıntıları bu reseptörlere bağlanır ve endositozla hücreye alınır. • LDL partiküllerinin ana işlevi periferik • Bağlanma sonrası LDL endositozla hücre içine alınır. dokulara kolesterol sağlamaktır. • LDL’den hücre içine alınan kolesterol; 1. HMG KoA redüktaz aktivitesi inhibe edilir. • Bunu hem hücre yüzeyine temas ettiklerinde hücrenin membranları üzerine serbest kolesterol bırakarak hem de apo B100’ü tanıyan hücre membranlarındaki reseptörlere bağlanarak yapar. 46

21.09.2017 2. Eğer kolesterol yapısal ve sentezsel amaçlı olarak hemen gerekli değilse Açil KoA:kolesterol açil transferaz (ACAT) tarafından esterleştirilir.  ACAT bir yağ asidini, bir yağ açil KoA türevinden kolesterole transfer eder ve hücrede depolanabilir kolesterol oluşur. 3. Hücre içine daha fazla LDL kolesterol girmesini sınırlamak amacı ile LDL geninin transkripsiyonu azaltılarak, yeni LDL reseptör proteinin sentezi düşürülür. • HDL partikülleri karaciğer ve barsakta • HDL önemli işlevler gerçekleştirir: sentezlenir ve eksositoz yolu ile kana salınır. 1. Apo C ve E’nin dolaşımdaki deposudur. • Yeni sentezlenen HDL’nin %90’dan fazlası apo A’dır ve Apo A1/A2 oranı yaklaşık 3/1 dir. 2. Ekstrahepatik dokularda serbest kolesterolü uzaklaştırır ve esterleştirir. 3. Kolesterol esterlerinin VLDL ve LDL’ye yer değiştirme reaksiyonu ile transfer ederler. 4. Kolesterol esterlerini karaciğere taşır. • HDL partikülleri hücre membranının yüzeyinde • LCAT karaciğerde sentezlenir ve HDL’nin apo AI’ince aktiflenir ve dolaşımda bulunan diğer lipoproteinlerdeki (plazma Apo AI düzeyi orta derecede alkol alımı ile artırılır). esterleşmemiş kolesterolün mükemmel alıcısıdırlar. • Ester kolesterolün HDL’den uzaklaştırılmasını sağlayan tek mekanizma onun kolesterol ester transfer proteini tarafından • HDL dokulardan aldığı serbest kolesterolü VLDL’ye transfer edilmesidir. esterleştirmek için LCAT (lesitin:kolesterol açil transferazı) kullanır. • HDL partikülleri karaciğere reseptör aracılı endositozla alınır ve kolesterol esterleri yıkılır. • Serbest kolesterol HDL tarafından alındıktan sonra LCAT ile hızla esterleştirilir. 47

21.09.2017 • HDL3 dokulardan kolesterol topladıkça boyutu büyür ve HDL2 oluşur. • Daha sonra HDL2 karaciğer tarafından yakalanır ve “hepatik lipaz” ile fosfolipid ve triaçilgliserolleri hidrolize edilir ve tekrar HDL3’e dönüşür. • Bu sırada bir kısım Apo AI plazmaya serbestleşir. Bu Apo AI’ler az miktarda kolesterol ve fosfolipid bağlayarak preβ-HDL’ye dönüşür. • Preβ-HDL dokulardan kolesterol toplayan en potent HDL şeklidir. • Lp(a), plazmada yüksek miktarda bulunduğu • Yağlı karaciğer, karaciğerin TAG sentezi ile VLDL zaman koroner kalp hastalığı riskini salgılaması arasında bir dengesizlik olduğunda artırmaktadır. ortaya çıkar. • LDL ile hemen hemen aynıdır tek fark • Hepatit, tedavi edilmemiş şeker ve kronik apolipoprotein (a) bulunmasıdır. etanol alımı gibi hastalıklar yağlı karaciğere neden olur. • Lp(a)’daki aminoasitlerin %80’i plazminojen ile aynıdır. • Lp(a) trombolizisi yavaşlatır. • Hipo-Abetalipoproteinemiler: • Ailesel alfa-lipoprotein eksikliği Tangier • Apo B’nin lipidle yüklenmesini önleyen triaçilgliserol hastalığı, Balık gözü hastalığı, Apo-A-1 eksikliği: aktarma proteindeki (MTP) eksiklik nedeni ile hiç • Tümünde HDL düşük veya hemen hemen şilomikron, VLDL veya LDL oluşmaz. yoktur. • Barsaklar ve karaciğerde açilgliseroller birikir. • Şilomikron oluşumunda azalma yoktur. • Barsaklarda malabsorbsiyon vardır. Yüksek dozda • Agaroz elektroforezde geniş B-bandı bulunur. yağda çözünen vitaminler, özellikle E vitamini verilerek önlenebilen erken ölüm görülür. 48

21.09.2017 • Ailesel lipoprotein lipaz eksikliği (tip-1): • Ailesel hiperkolesterolemi (tip-II) • LPL eksikliği veya anormal LPL üretimi veya LPL’nin • Tip-IIa: Kusurlu LDL reseptörleri veya apo B-100 inaktif olmasına neden olan apo-C-II eksikliğine bağlı ligand bölgesinde mutasyon. hipertriaçilgliserolemi. • Tip-IIb: Ek olarak VLDL’de artmaya eğilim. • Şilomikronlar ve VLDL’nin klirensinin yavaştır. • LDL klirens hızında azalma, LDL düzeylerinde artışa ve • LDL ve HDL düzeylerinin düşüktür. hiperkolesterolemiye yol açar, bu da ateroskleroz ve koroner hastalığına yol açar. • Koroner hastalık riskinde artış yoktur. • Wolman hastalığı (kolestteril esteri depo • Ailesel tip III hiperlipoproteinemi (geniş beta hastalığı, hastalığı): artık uzaklaştırma hastalığı, ailesel disbetalipoproteinemi): • Normalde LDL’yi metabolize eden fibroblastlar gibi hücrelerin lizozomlarındaki kolesteril • Apo E’deki anormalliğe bağlı olarak karaciğerin artık ester hidrolaz eksikliği. klirensinde eksiklik. • LDL klirens hızı azalmıştır ve bunun sonuçları • Şilomikronlarda ve VLDL artıklarında artış, yukarıda anlatıldığı gibidir. elekroforezde geniş bir B-bantı olarak görülür (B- VLDL). • Hiperkolesterolemi, ksantoma ve periferik ve koroner arterlerde ateroskleroza neden olur. • Ailesel hipertriaçilgliserolemi (tip IV): • Ailesel tip V hiperlipoproteinemi: • VLDL’nin aşırı üretilmesi sıklıkla glukoz • Şilomikronlar ve VLDL’de artmıştır. intoleransı ve hiperinsülinemiye eşlik eder,. • Nedeni bilinmemekte, ancak LPL veya apo C-II’nin • Kolesterol düzeyi, VLDL derişimine paralel kusuru olması olasıdır. olarak artar. • LDL ve HDL düşük ancak hipertriaçilgliserolemi ve • LDL ve HDL normalden az olma eğilimindedir. hiperkolesterolemi bulunur. • Bu kalıp tipine sıklıkla, koroner kalp hastalığı, • Bazı olgularda koroner kalp hastalığı riski artmıştır. tip II insüline bağımlı diabetes mellitus, şişmanlık, alkolizm eşlik eder. 49

21.09.2017 • Hepatik lipaz eksikliği: • Ailesel lesitin; kolesterol açiltransferaz (LCAT) eksikliği: • Enzimdeki eksiklik triaçilgliserolden zengin büyük HDL ve VLDL artıklarının birikmesine yol • Ters kolesterol taşınmasının engellenmesine açar. yol açar. • Hastalarda ksantoma ve koroner kalp hastalığı • HDL, olgunlaşmamış disk yığınları halinde veya bulunur. kolesterol tutamayan ve esterleyemeyen rulolar halinde bulunur. • Plazma kolesteril esterleri ve lizolesitin derişimleri düşüktür. • Kolestazlı olgularda da bulunan anormal bir LDL payı, lipoprotein X vardır. • VLDL anormaldir (B-VLDL) • Ailesel lipoprotein (a) fazlalığı: • Lp (a), 1 mol apo (a)’ya bağlı 1 mol LDL’den oluşur. • Apo (a) plazminojene yapısal benzerlik gösterir. • Ateroskleroza bağlı prematür koroner kalp hastalığı ve fibrinolizin inhibisyonuna bağlı tromboz görülür. 50

HORMONLAR 21.09.2017 • Ligand ve reseptör arasındaki etkileşim enzim-substrat ve antijen-antikor etkileşimlerinde görülen nonkovalent, zayıf bağlarla sağlanır. • Hormon-reseptör etkileşiminin özellikleri: 1. Özgüllük 2. Amplifikasyon 3. Duyarsızlaşma 4. Uyum • Bir hormon veya transmitter gibi kimyasal sinyallerin intrasellüler alanda biyolojik bir etki oluşturması için 2 temel mekanizma vardır: 1. İntrasellüler reseptörler 2. Hücre yüzey reseptörleri. • İntrasellüler reseptörler: • Hücre yüzey reseptörleri: • Bunlar gen ekspresyonunu direkt olarak • Bu reseptörlere etki eden moleküller sitoplazmik membranı geçebilmek için yağda erime özelliği etkilemezler fakat dolaylı etkileri vardır. gösterirler. • 3 temel mekanizma vardır. • Vitamin D, retinoik asit, tiroksin gibi moleküller 1. İyon kanallarına bağlı nörotransmitter sitozol veya nukleusta yerleşmiş reseptörleri ile reseptörleri, etkileşir. 2. Katalitik aktiviteye sahip reseptörler, • Steroid reseptör kompleksi DNA’da spesifik bölgelere yerleşerek spesifik genlerin ekspresyonunun 3. İntrasellüler mesajcı sistemler. artmasına neden olur (gen transkripsiyonu ve bunu takiben mRNA translasyonu olur). • Bu yüzden steroid hormon sentezide, etkilerinin ortadan kalkmasıda zaman gerektirir. 1

21.09.2017 1-İyon kanallarına bağlı nörotransmitter Na-K ATPaz 2 K+ içeri reseptörleri: 3 Na+ dışarı • İyon kanalı ve reseptör aynı kompleksin Zar polarize olur. (Hücre içi, parçasıdır. hücre dışına göre daha negatif hale gelir.) • Spesifik nörotransmitterin bağlanması ile iyon kanalı hızla açılır ve iyonlar konsantrasyon Dolayısı ile polarize zarda hücre içi hücre farkına göre hızla içeri veya dışarı yer dışına göre daha negatif hale gelir. değiştirirler. Vm negatif bir değer alır (Vm= -60,-70mV). • Postsinaptik membran da ve kasın Vm=transmembran elektiriksel potansiyel nöromuskuler kavşağında yer alırlar. Na+ girişi • Nikotinik Ach reseptörü en iyi anlaşılmış ligant- Cl- çıkışı kapılı iyon kanallarıdır. Depolarizasyon • İşlem pozitif kooperatiftir. K+ çıkışı • Presinaptik hücreden Ach salgılanır ve 3.0 nm uzaklıktaki postsinaptik olarak bulunan yüksek Hiperpolarizasyon ilgili Ach bağlanma yerlerine doğru hareketlenir. Sinaptik yarıktaki Ach, asetilkolinesteraz ile Voltaj kapılı iyon kanalları yıkılır ve uzaklaştırılır. nöronal aksiyon potansiyeli oluşturur. 2

21.09.2017 • Serotonin (5-HT), glutamat ve glisin de Ach’ya 2-Katalitik aktiviteye sahip reseptörler: benzer şekilde etki gösterir. • Bu reseptörler yapılarının bir bölümünde Serotonin Na+ doğal olarak enzimatik aktivite taşırlar. Glutamat K+ Ca+2 • Bir çok durumda bu enzim aktivitesi “tirozin Glisin spesifik protein kinaz”dır. Cl- • Bu grubun en önemli üyesi ise insülin reseptörleridir. • İnsülin gibi bir ligandın reseptöre bağlanması MAPK ailesi (mitojenle intrensek tirozin kinaz aktivitesini uyarır. aktifleştirilen protein kinaz ailesi) • Bu da ATP’deki terminal fosfat grubunu hedef proteinlerdeki ve reseptörün kendisindeki İnsülinle düzenlenen spesifik tirozinlerin hidroksil grubuna transfer belirli genlerin eder. transkripsiyonunu • Diğer tüm growth faktörlerde aynı modifiye eder. mekanizmayı kullanır. 3-İntrasellüler mesajcı sistemler: Adenilat siklaz sistemi • Bir çok reseptör, bağlanan ligandı tanıma • Kimyasal sinyaller sıklıkla hormonlar ve sinyalini bir seri intrasellüler reaksiyon nörotransmitterlerdir ve her biri tek bir tip başlatarak verir. membran reseptörüne bağlanır. • En yaygın olarak bilinen ikinci mesajcı • Bu nedenle birden fazla kimyasal sinyale sistemleri adenilat siklaz sistemi ve Ca cevap veren dokularda, her biri adenilat fosfatidil inozitol sistemidir. siklaza bağlı birkaç tip reseptör bulunabilir. • Adenilat siklaz ATP’yi 3’5’ AMP’ye (cAMP) çeviren membrana bağlı bir enzimdir. 3

21.09.2017 • Bu reseptörler: • GTP bağımlı düzenleyici proteinler: Uyarılmış olan reseptörün ikinci mesajcı Ekstrasellüler ligand bağlayıcı bölge 7 transmembraner heliks (serpentin üzerine olan etkisi direkt değildir. reseptörleri) Daha çok hücre membranındaki özelleşmiş G proteinleri ile etkileşime giren intrasellüler proteinler aracılığı ile etki eder. bölgeden oluşmuştur. Guanosin nükleotidlerini bağladıkları için G proteini (GDP-GTP) olarak adlandırılan proteinler, reseptörler ile adenilat siklaz arasında bir bağ oluşturur. G proteinin inaktif şekli GDP’ye bağlıdır. G proteini yapısal olarak GTPaz aktivitesine sahip olmasından ötürü G proteini-GTP Uyarılmış reseptör G proteini ile etkileşir ve kompleksinin etkileri kısa sürelidir. GDP’nin GTP’ye dönüşümünü katalizler. GTP hızla GDP + Pi’ye hidrolize olur. Daha sonra G proteininin  alt birimi ayrılarak adenilat siklaza doğru hareket ederek adenilat siklazı uyarır. Adenilat siklaz ATP’yi cAMP ve PPi’ye parçalar. cAMP ise hücre içinde cAMP bağımlı protein kinazı (protein kinaz A) aktifler. Protein kinaz molekülü 2 düzenleyici alt birim ve 2 katalitik alt birim olmak üzere 4 alt birimden oluşur. cAMP, protein kinazı, 2 düzenleyici alt biriminden bağlayıp aktif katalitik alt birimlerini serbest bırakmaktadır. Katalitik alt birimler fosfatın ATP’den proteinlerdeki serin ve treoninlere transferini katalize eder. Protein kinaz A, DNA’nın bağlayıcı bölgelerine bağlanan spesifik proteinleri fosforilleyerek spesifik genlerin daha fazla ekspresyonuna neden olabilir. 4

21.09.2017 G proteini-GTP cAMP Fosforile GTPaz protein Siklik nükleotid Protein fosfodiesteraz fosfatazlar G proteini-GDP 5’-cAMP Defosforile protein Fosfodiesteraz: kafein ve teofilin gibi metil ksantin türevleri ile inhibe olur. Kalsiyum / fosfatidil inozitol sistemi: İnozitol 1,4,5 trifosfat (IP3): Bu madde ER’daki reseptörlere bağlanıp İCL Bir çok reseptör, nörotransmitter veya hormonlar fosfolipaz C olarak bilinen alana hızla Ca salınımını sağlar. membrana bağlı fosfodiesterazı aktive ederek İntrasellüler Ca artışı Ca-kalmodulin kompleksi yanıt verirler. oluşumuna neden olur. Bu sinyal yolu G proteinlerini kullanır. Bu kompleks kısa süreli kimyasal sinyaldir. Uyarılmış fosfolipaz C membrana bağlı Hızla ikinci haberci olarak inaktif olan 1,4 fosfatidil inozitol 4,5 bifosfatı parçalar ve 1,4,5 bifosfat ve inozitol 1-fosfata defosforile olur. trifosfat ve DAG (diaçil gliserol) meydana gelir. Diaçilgliserol: DAG proteinleri fosforilleyen enzim olan protein kinaz C’yi uyarır. Protein kinaz C maksimum aktivite için Ca’a gereksinim gösterir. DAG’ün protein kinaz C’nin Ca’a olan afinitesini artırarak etki gösterdiği düşünülmektedir. 5

21.09.2017 • Kalmodulin: • 4 adet Ca kalmodulin ile bağlanınca yapısal değişiklik ortaya çıkar ve uyarılmış Ca- • İntracellüler Ca ile ekstrasellüler Ca arasındaki kalmodulin kompleksi, büyük bir kısmı enzim fark, Ca’a geçirgen olmayan ve ATP bağımlı Ca olan proteinleri uyarır. pompası ile Ca girişini düzenleyen hücre membranınca sağlanır. • Ca tüm intrasellüler etkilerini Ca bağlayıcı protein olan kalmodulin ile sağlar. • Kalmodulin, iskelet ve kalp kasında kasılma işleminde Ca etkisine aracılık eden troponin C ile yapısal ve fonksiyonel benzerlik gösterir. • DİĞER SİSTEMLER: • Çok gelişmiş etki yelpazesi olan cAMP’ye zıt olarak cGMP daha özelleşmiş bir mesajcıdır. • cGMP: Bazı dokularda cGMP guanilat siklazın membrana bağlı formu tarafından GTP’den • Düz kas gevşemesi, PLT agregasyonu ve sentezlenir (cAMP benzeri). görmede etkilidir. • cGMP özel bir protein kinaz formu olan ve cGMP • cGMP böbrekte ANF ile aktive edilir (ANF bağımlı protein kinaz veya protein kinaz G olarak atriumlardan plazma volüm artışına cevap isimlendirilen protein kinazı uyarabilir ve cGMP etkisi, olarak salınmaktadır). fosfodiesterazla sonlandırılır (cAMP benzeri). • Toplayıcı kanallarda guanilat siklazı ve cGMP’yi • Bir çok doku guanilat siklazın, hücre yüzey uyarır. reseptörüne bağlı olmayan sitozolik şeklini içerir. • cGMP artışıda Na ve su atılmasına neden olur. • Bu enzim Hem taşır ve NO ile stimüle olur. • Damar düz kasıda ANF reseptörü/guanilat siklaz • NİTRİK OKSİD: NO sentezi için gerekli sistemi içermektedir ve vazodilatasyon oluşur. substratlar arginin, oksijen ve NADPH’dır. • İntestinal epitel hücrelerinde de, intestinal peptid • FMN, FAD, hem ve tetrahidrobiopterin olan guanilin tarafından uyarılan bir reseptörün enzimin (NO sentaz) koenzimleri, NO ve bileşeni olarak yer alır. sitrülin ürünleridir. • Bu reseptörün uyarımı ile barsaktan Cl salınır. • İki tip NO sentaz enzim bulunmaktadır: • Bu reseptör E.Coli’nin ısıya dayanıklı endotoksiniyle • Yapısal (sabit hızda sentez): Endotel, sinir doku ve diğer gram (-) bakterilerce de uyarılır. ve PLT’lerde bulunan Ca-kalmodulin bağımlı enzim. • Artmış cGMP barsakta Cl sekresyonunu artırır, su geri emilimi azalır ve diare oluşur. • Uyarılabilen: Hepatosit, makrofaj ve nötrofillerde yer alan Ca’dan bağımsız enzim. 6

21.09.2017 • NO sentez uyarıcıları hücre tipine göre değişir. • Nitrogliserin, nitroprussid gibi nitratlar NO’e • TNF ve İL 1 enzim sentezini artırır. dönerek etki yaparlar. • İleri derecede toksiktir ve gülme gazı olarak • Makrofaj NO sentaz aktivitesi genelde kullanılır. düşüktür. • NO cGMP aracılığı ile vazodilatasyon yapar. • NO endotel hücrelerinde sentezlenir. • Sentezi bakteriyal lipopolisakkarit ve - interferon ile artar. • Uyarılmış makrofajlar serbest oksijen radikalleri oluşturur. • Bunlar NO ile birleşip daha fazla bakterisidal etki oluşturur. Asetilkolin Fosfatidil inizitol Ca+2 NO sentaz aktiflenir • Hormonlar yapılarına göre üç sınıfta incelenebilir. 1. Peptid-protein yapılı hormonlar (Glikoprotein): Hipothalamus, hipofiz ve pankreastan salgılanan hormonlar. 2. Steroid yapılı olanlar: Adrenal korteks ve gonadlardan salgılanan hormonlar. 3. Amino asit türevi olanlar: Tiroid ve adrenal medulladan salınan hormonlar. 7