Biyokimya Slaytlari

21.09.2017 İnsanda her gün total vücut proteinlerinin %1-2’si • Amino asitlerin yıkımından türeyen amonyak yıkılır. bütün hayvanlar için toksiktir. Protein yıkımı ile açığa çıkan amino asitlerin • Normal bir insanda protein yapım ve yıkım hızı yaklaşık ¾’ü yeni protein sentezinde kullanılırken birbirine eşittir. geri kalanı parçalanır ve üre ara ürünlere yıkılırlar. • Turnover hızı proteinin cinsine göre değişir. Alınan azot Atılan azot Pozitif azot dengesi Alınan azot = Atılan azot (büyüme çağı ve gebelerde) Alınan azot Atılan azot Negatif azot dengesi (cerrahiden sonra ilerlemiş kanserlerde yetersiz protein alımında) • Sindirim enzimleri ve plazma proteinleri gibi • Ayrıca prolin, glutamat, serin, treonin dizesi ekstrasellüler alanda görev yapan proteinler (PEST dizesi) bakımından zengin proteinler çabuk yıkılırken (t ½ = saat, gün), kollajen gibi daha çabuk yıkılırlar. yapısal proteinler dayanıklıdır (t ½ = ay, yıl). • Hücre içi proteazlar iç peptid bağlarını • Kimyasal yapısı okside olmuş olan veya hidrolize ederler. (Endopeptidazlar, ubikitin (ısıya dirençli küçük protein) ile ektopeptidazlar) birleşmiş olan bazı proteinler daha önce yıkılırlar. • Ökaryotik hücrelerde protein yıkılımı için iki ana yol vardır. • Proteinler; • Ubikitinle hücre içinde bir proteinin 1- Lizozomlarda ATP harcamadan yıkılırlar işaretlenmesi, o proteinin kaderinin yıkım olacağını gösterir. (bunlar genelde uzun ömürlü proteinlerdir). • Bir proteinin ubikitinle işaretlenip 2- Ubikitin gerektiren, sitozolde işaretlenmeyeceği amino ucundaki amino asit gerçekleşen ve ATP gerektiren bir diğer yolla tarafından belirlenir. yıkılırlar (bunlar genellikle kısa ömürlü proteinlerdir). • Ubikitinle olan işaretlenme ve yıkım metiyonin ve serin kalıtları tarafından geciktirilirken, arginin ve aspartil grupları tarafından hızlandırılır. 7

21.09.2017 • Dolaşımda bulunan glikoprotein yapıdaki AMİNO ASİTLERDEN AZOTUN moleküller için asiyaloglikoprotein UZAKLAŞTIRILMASI: reseptörleri vardır. • Öncelikle amino grupları uzaklaştırılır ve • Glikoproteinler, yapılarındaki siyalik asitlerini sonrasında kalan karbon iskeletleri diğer yitirdiklerinde karaciğerdeki yapım veya yıkım reaksiyonlarını iştirak eder. asiyaloglikoprotein reseptörleri tarafından dolaşımdan alınır ve lizozomlarda katepsinler • Amino asitlerden azotun uzaklaştırılması denen proteazlar ile yıkılırlar. başlıca iki yolla gerçekleşir: transaminasyon ve dezaminasyon. • Transaminasyon: • Transaminasyon tepkimeleri iki yönlü olduğu • Bu tepkimeye katalizleyen enzimlere için hem biyosentez hem de katabolizmada kullanılabilirler. aminotransferazlar (transaminazlar) denir ve koenzim olarak piridoksal fosfat kullanırlar. • İsonikotinik asit ve hidralazin gibi ilaçlar, piridoksal fosfata bağlı enzimleri, piridoksal • Glutamat/ α-ketoglutarat çifti genel amino molekülünün aldehit grubu ile etkileşip alıcı ve vericisi olarak bütün transaminasyon piridoksal-hidrazonları oluşturarak inhibe tepkimelerine katılabilir. edebilir. • Amino asitlerin büyük bir kısmı amino gruplarını, glutamat oluşturmak üzere α-ketoglutarata aktarır. • Daha sonra, bunun serbest amonyak olarak salınmasını, glutamat dehidrojenaz enzimi (GDE) katalizler. • Böylece çeşitli amino asitlerden glutamata taşınan amino grupları daha sonra karaciğerde glutamat dehidrojenaz enzimi sayesinde serbest amonyak haline geçmektedir. 8

21.09.2017 GDE enziminin karaciğerdeki etkinliği; • Lizin, treonin, prolin ve hidroksiprolin gibi bazı α-amino asitler transaminasyona yüksek enerji durumunda (ATP; GTP ve NADH uğramazlar. yüksek ise) inhibe, • Histidin, serin, fenilalanin ve metionin aa’leri düşük enerji durumunda (ADP yüksek ise) aktive transaminasyona uğrasa da edilir. metabolizmalarındaki temel yollarda transaminasyon reaksiyonları yer almaz. • Deaminasyon: • L-amino asit oksidazlar, çift karboksilli ve hidroksilli • Bir amino asitin, amino grubunun amonyak olarak (serin, treonin) amino asitlerle, glisine etki etmez. ayrılması sonucunda α-ketoasite dönüşmesi • Koenzimleri NAD+ veya NADP+ olan dehidrojenazlar deanimasyon olarak adlandırılır. arasında en yaygın olarak L-glutamat dehidrojenaz kullanılmaktadır. • Başlıca karaciğer ve böbrekte deaminasyon gerçekleşir. • Böylece çeşitli amino asitlerden glutamata taşınan amino grupları daha sonra karaciğerde glutamat • Enzim olarak L-amino asit oksidaz içeren dehidrojenaz enzimi sayesinde serbest amonyak deaminasyon tepkimeleri, koenzim olarak FAD ve haline geçmektedir. FMN kullanırlar ve oksijen bulunan ortamda oksidasyon gerçekleştirirler. • Serin ve treonin gibi hidroksil grubu içeren amino asitlerde koenzim olarak piridoksal fosfat içeren ve karaciğerde bulunan serin dehidrataz ve treonin dehidrataz enzimleri ile deamine olurlar. 9

• Glutamin amonyağın nontoksik transport 21.09.2017 formudur ve normalde kanda diğer aa’lerden yüksek oranlarda bulunur. • Beyin, önemli miktarda valin alır ve belki de dallı-zincirli amino asitlerin major yıkılım • Glutamin ayrıca biyosentez reaksiyonlarında yeridir. amino grubu vericisi olarak da rol oynar. • Açlıkta dallı zincirli amino asitler beyinde enerji kaynağı olarak da kullanılırlar. • Amonyak dokularda sabit şekilde üretilirken, • Amonyağın az miktarı bile SSS için toksik karaciğer tarafından kandan uzaklaştırılır ve olduğu için karaciğerin amonyağı uzaklaştırma kan amonyak düzeyi çok düşük miktarlarda vazgeçilmez bir önem taşır. tutulur. • Karaciğer işlevi siroz gibi durumlarda İleri • Enterik bakterilerin ürettiği amonyak portal derecede bozulduğunda, portal ve sistemik ven tarafından emilir ve karaciğere gelir. venler arasında kollateral iletişimi genişler. • Kaslar başta olmak üzere bir çok dokuda Amino asitler amino azotu serbest amonyaktan çok glutamin ve alanin şeklinde serbest kalmaktadır. + • Üre amonyağın en önemli atılım şeklidir ve α-Ketoglutarat böbrekler tarafından uzaklaştırılır. Transaminazlar • Glutamin ise toksik amonyağın nontoksik α-Ketoasit + Glutamat taşıma ve depolama şeklidir. Glutamin sentaz Glutamin 10

21.09.2017 • Hiperamonyemi: • Herediter form ise üre siklusu enzim defektleri ile oluşur. • Tremor, konuşmanın peltekleşmesi ve bulanık görme • Yüksek amonyağın oluşturduğu toksisite kısmen, glutamat gibi semptomları vardır. dehidrogenaz reaksiyonundaki dengenin glutamat yönünde • bozulması ile oluşur. • Kazanılmış veya herediter olabilir. • Bu durumda TCA’nın önemli elemanı olan -ketoglutarat azalır. • Alkolizm, hepatit ve bilier obstrüksiyon sonucu oluşmuş siroz karaciğer çevresinde kollaterallere yol • Buna bağlı olarak hücresel oksidasyon ve ATP üretimi azalır. açar. • Özellikle beyin gibi yüksek enerji gereksinimi olan dokular zarar • Portal kan şantlar aracılığı ile karaciğere uğramadan görür. sistemik dolaşıma katılır ve kan amonyak konsantrasyonları artar. ÜRE SENTEZİ • İki mol amonyaktan bir mol üre yapımı karaciğerde beş aşamalı bir döngü ile gerçekleşir. • Üre sentezi mitokondride başlar ve sitozolde sonlanır. • Döngüdeki fumarat dışındaki tüm ara maddeler amino asit yapısındadır. • Döngü sırasında toplam dört yüksek enerjili fosfat bağına eşdeğer enerji harcanmaktadır. • Döngünün ilk basamağında kaynağı ne olursa • Karbamoil fosfat sentetaz I enzimi aktivitesi için N- olsun karaciğer mitokondrilerine ulaşan NH3 asetilglutamata (kendiside bir amino asittir) hızla, HCO3 (CO2 kaynağı olarak kullanılır) ve 2 gereksinim vardır. mol ATP varlığında karbamoil fosfata çevrilir. • Karbamoil fosfat sentetaz I enzimi için N- • Bu ATP bağımlı reaksiyon karbamoil fosfat asetilglutamat allosterik aktivatördür ve enzimin sentetaz I enzimi ile katalizlenir. aktivite gösterebilmesi için mutlaka ortamda bulunmalıdır. 11

21.09.2017 İkinci basamakta oluşan sitrüllin mitokondriyi terk ederek sitozole geçer. Ornitin her döngüde tekrar rejenere olur. • Argininosüksinat yapısındaki dört amino grubundan; 1 karbamoilfosfattan, 2 ornitinden 1 aspartat amino asitinden gelmiştir. • Fumarat sitozolde, malata döner. • Malat TCA döngüsüne girerek oksaloasetata ve ardından aspartat amino asidine döner. • Bu olay döngüde aspartatın devamlılığını sağlar. • Döngünün beşinci ve son basamağında arjinin, arginaz enzimi ile üre ve ornitin oluşturmak üzere parçalanır. • Oluşan üre argininin guanido grubu ve bu basamakta giren suyun oksijeninin birleşimidir. • Ornitin ve lizin arginaz enzimine bağlanmak için arginin ile yarıştıkları için, enzimin güçlü inhibitörleridir. 12

21.09.2017 ÜRE SENTEZİNİN KONTROLÜ: • N-asetil glutamat, karbomoilfosfat sentetaz I’in temel aktivatörüdür ve üre döngüsünde • Proteinden zengin diyet alındığı zaman da, hız kısıtlayıcı basamaktır. uzun süreli açlıkta da üre sentezi artar. • N-asetilglutamat, gereksinim halinde N- • Uzun süreli düzenleme ile tüm üre siklusu asetilglutamat sentaz enzimi sayesinde asetil- enzimleri ve karbomoilfosfat sentetaz I üretimi KoA ve glutamattan sentezlenir. arttırılarak siklus aktive edilir. • N-asetilglutamat sentezi arjinin ile de aktive • Proteinsiz diyet ise üre siklusu enzimlerinin olmaktadır. miktarını azaltır. ÜRE DÖNGÜSÜ İLE İLGİLİ METABOLİK HASTALIKLAR: • Üre sentez kusurlarının hepsi son derece nadir görülür ve ortak klinik özellikler gösterirler. • Kusma, proteinden zengin gıdalardan kaçınma, intermitant ataksi, huzursuzluk, letarji ve zeka geriliği hepsinde görülen ortak semptomlardır. • Enzim eksikliği olanlarda diyetle alınan amino Hiperamonyemi Hiperargininemi asitlerin yıkımı ile oluşan yüksek miktardaki amonyak Tip I: üreye çevrilemez ve toksisite oluşur. Hiperamonyemi 13 Tip II: • Hastalıkların hepsinde düşük proteinli diyetle bir düzelme sağlanır ve beyin harabiyetinin büyük bir Argininosüksinik bölümü önlenebilir. asidüri • Kan amonyak düzeyinde ani artışlar olmaması için Sitrüllinemi gıda alımı sık ve küçük öğünler şeklindedir.

21.09.2017 AMİNOASİTLERİN KARBON • Amino asit yıkımında kullanılan tek karbon transferi için Biotin, İSKELETLERİNİN KATABOLİZMASI Tetrahidrofolat ve S-adenozilmetiiyonin gibi koenzimler gereklidir. • Biyotin CO2 taşır. • Tetrahidrofolat bakterilerde sentezlenebilir. Memeliler ise folatı diyetle alır ve dihidrofolat redüktaz enzimi kullanarak tetrahidrofolata çevirirler. • Tek C’lu birimler metan, metanol, formaldehit, formikasit ve karbonik asittir. • S-adenozil metiyonin ise metil grubu transferi için tercih edilen koenzimdir. • Yaklaşık olarak 20 katabolik yol vardır fakat sadece hepsi TCA’ya katılan 5 ürün oluşur. • Karbon iskeletleri glukoneogenez ve ketogenezde kullanılır veya tamamen CO2 ve H2O’ya kadar parçalanır. • Amino asitler parçalanma yollarına göre glukojenik ve ketojenik olmak üzere ikiye ayrılır. • Katabolizması sonucunda asetoasetat veya asetoasetat prokürsörleri olan asetoasetil KoA veya asetil KoA oluşturan aminoasitler ketojeniktir. (Lösin ve lizin) • Glukojenik amino asitler pirüvat veya TCA’nın diğer başka metabolitlerine dönüşürler. • Bu maddeler glukoneogenez için substrattır. 14

21.09.2017 • Histidin katabolizmasında oluşan FİGLU, forminino grubunu tetrahidrofolata aktararak glutamat oluşturmaktadır. • Folat eksikliğinde histidin katabolizmasındaki bu basamak kısmen veya tamamen engellendiği için idrarla FİGLU atılır. • Dolayısı ile histidin yüklemesinden sonra idrarda FİGLU ölçümü folat eksikliği için tanısal bir testtir. • Histidinemi: • Glisin: Glisinin yıkılımı başlıca iki yolla olur. Kan ve idrarda histidin artışı ile seyreden hastalık genelde selim seyirlidir. Kusurlu enzim histidaz olup, histidinin ürokonata çevirimi bozulmuştur. • Ürokanik Asidüri: Ürokonaz enzimi defektlidir ve OR kalıtılır. İdrarda ürokonat atılımının artışı hastalığın tek bulgusudur. Glisinin biyokimyasal fonksiyonları: • Glikojenik bir amino asittir, glikolitik ara maddeler üzerinden karbonhidrat, lipit ve diğer amino asitlerin yapılarına katılır. • Çeşitli proteinlerin yapısına katılır. • Glisin, argininin guanido grubunu alarak SAM’ın da katıldığı • Pürin iskeletinin 4, 5 ve 7 nolu atomları bir reaksiyonla kreatin oluşturur. glisinden sağlanır. • Safra asitlerinin yapısına katılır. • Süksinil-KoA ile birlikte porfirinlerin ve hemin başlıca ön maddesidir. • Çok önemli fonksiyonları olan glutatyonun yapısına iştirak eder. 15

21.09.2017 • Glisin metabolizması bozuklukları: • Primer hiperoksalüri tip I: Glioksalatı • Non-ketotik hiperglisinemi: Glisinin yıkılımında katabolize eden enzim defektine bağlı glioksalat yüksek miktarda birikir ve oksalatın problem vardır. renal atılımı artar. • Glisinüri: Renal bir kusura bağlı olarak glisinin • İlerleyici bilateral kalsiyum oksalat taşları, atılımı artar. nefrokalsinozis ve idrar yollarının tekrarlayan enfeksiyonları görülür. Aynı zaman da prolin ve hidroksiprolinin de renal absorbsiyonları bozulmuştur. • Böbrek yetmezliği ve hipertansiyondan erken ölüm görülür. Böbrekte kalsiyum oksalat taşlarının bulunması en önemli klinik bulgusudur. • Sistein: • Sistinüri (Sistin-Lizinüri): Sistinin idrarla atılımı • Piruvata çevrilerek yıkılır. çok artar. • İki sistein amino asidinin birleşmesiyle oluşan • Ayrıca lizin, arjinin ve ornitin amino asitlerinin sistin ise sistin redüktaz enzimi ile de atılımları çok artar. parçalanarak sisteine çevrilerek yıkılır. • Bu dört amino aside ait bir renal bir geri • Sistinozis (Sistin depo hastalığı): Ender emilim kusuru olduğu düşünülmektedir. görülen lizozomal bir bozukluktur. Doku ve organlarda özelliklede RES de sistin kristalleri • Sistin suda çözünmediğinden renal sistin birikir. taşları oluşumuna yol açar. • Homosistinüriler: • Piruvat yapan amino asitlerin tümü; • Metiyonin metabolizmasının kalıtımsal bir alanin, sistein, kusurudur. sistin, glisin, • Plazma metiyonin düzeyleri artmıştır. hidroksiprolin, serin • En az 4 farklı tipi bulunmaktadır. treonin • Tip I homosistinüride, trombozlar, osteoporoz, piruvat dehidrojenaz enzimi sayesinde asetil-KoA’ya lens dislokasyonu ve sıklıkla zeka geriliği dönüşebilirler. görülür. • Bunlara ek olarak fenilalanin, tirozin, triptofan, lizin ve lösin direk olarak asetil-KoA’ya dönüşürler. 16

21.09.2017 Fenilalanin • Bu kusur üç genel gruba ayrılabilir. • Fenilalanin hidroksilaz kusuru • Fenilalanin, fenilalanin hidroksilaz enzimi ile önce tirozine çevrilir ve tirozin (hiperfenilalninemi tip I veya klasik katabolizmasına katılır. fenilketonüri) • Fenilalaninin tirozine çevrilmesindeki kusurlar • Dihidrobiopterin redüktaz kusuru fenilketonüriyle sonuçlanır. (hiperfenilalninemi tip II ve III) • Dihidrobiopterin sentezinde kusurlar (hiperfenilalninemi tip IV ve V) • PKU’de normalde inaktif olan fenilalaninden fenilpirüvat oluştuğu aminotransferaz yolu aktif hale geçer. • Fenilalanin ve fenilpirüvat kanda birikir ve idrarla atılır. • Fenilpirüvatın fazlası ise; fenilasetat (idrarla fenasetilglutamin şeklinde atılır), fenilasetilglutamat fenillaktata çevrilir. • Fenilasetat ter ve idrarın karakteristik • Fenilalanin hidroksilaz kofaktör olarak kokusunu (fare kokusu) verir. tetrahidrobiopterin gerektirir. • Fenilalanin ve metabolitlerinin birikimi normal • Tetrahidrobiopterin NADH’ın kullanıldığı ve beyin gelişimini bozar ve mental retardasyon dihidrobiopterin redüktaz tarafından meydana gelir. katalizlenen bir reaksiyonla indirgenir. • Hastalarda hiperaktivite, konvülsiyonlar ve • Bu tipin tedavisi daha karmaşıktır çünkü hipopigmentasyon (fenilalanin tirozinden tetrahidrobiopterin aynı zamanda L-Dopa ve melanin oluşturan tirozinaz enziminin 5-hidroksitriptofan oluşumu içinde gereklidir. inhibitörüdür) görülür. 17

21.09.2017 • PKU tedavi izlemi için ferik klorid (FeCl3) testi • Tirozin kullanılır (fenilpiruvik asidi saptar). • Tirozinin, ise beş basamaklı bir reaksiyonla • Testin pozitifleşmesi için fenilalanin düzeyinin fumarat ve asetoasetata parçalanır. 12-15 mg/dL’den yüksek olması ve metabolitlerinin idrara çıkması gerekir. • Bu yoldaki enzim kusurlarından tirozinemi tip I,II, III ve alkaptoüri ortaya çıkar. • Tarama testi olarak Guthrie testi kullanılır. • Tirozin aynı zamanda dopaminin ve melaninin • Guthrie testi bacillus subtilisin kullanıldığı prekürsörüdür. mikrobiyolojik bir tanı testidir. • Tirozinemi Tip I (Tirozinoz): • Enzim kusuru fumarilasetoasetat hidrolaz’dır. • Akut tirozinoz da bebeklerde ishal, kusma, gelişme geriliği ve vücut sıvılarında lahana kokusu vardır. • Tedavi edilmeyen olgular ilk 6 ayda karaciğer yetmezliğinden ölürler. • Kronik tirozinoz da ise daha ılımlı bir tablo vardır ve ilk 10 yıl yaşamaya müsaade eder. • Tedavide, fenilalanin, tirozin ve bazı olgularda metiyoninden fakir diyet verilir. • Alkaptonüri: • Lizin: • Metabolik kusur homojentisat oksidaz • Lizinin azotlarından hiçbirisi transaminasyon enzimindedir. reaksiyonuna katılmaz. • Hastalarda en çarpıcı klinik bulgu, açıkta bekleyen idrar renginin siyahlaşmasıdır. • Hastalığın ileri evrelerinde bağ dokusunda genel bir pigmentasyon (okronoz) ve artrit gelişir. • Bağ dokuda biriken homojentisik asit kollajen sentezinde görev alan lizil oksidaz enzimini inhibe eder. 18

21.09.2017 • Triptofan: • Hartnup Hastalığı: • İndol halkası içeren esansiyel aminoasittir. • Triptofan dahil nötral amino asitlerin barsak ve • Vücutta seratonin, melatonin ve nikotinamidin böbrekte transport kusuru vardır. öncülü olarak rol oynar. • Genel bir nötral amino asidüri ve idrarda indol • Indol grubu 280 nm’de tipik absorbsiyon piki verir. türevlerinde (emilemeyen Trp barsak bakterileri tarafından parçalanır) artış vardır. • Triptofanın indol halkasının triptofan oksijenaz (veya triptofan pirolaz) ile kırılması ilk basamaktır. • Triptofanın hem barsak emilimi hem de renal geri emilimi bozulduğu için triptofandan endojen olarak sentezlenen niasinin seviyeleri düşer ve tabloya pellagra semptomlarıda iştirak eder. İzolösin Açil-KoA Propiyonil-KoA • Lösin, izolösin ve valin katabolizması, aynı Metiyonin tepkimelerle başlar, daha sonra her amino asidin Treonin sentetaz karbon iskeleti kendi özgün amfibolik ara Valin maddelerine gider. Tek C zincirli y.a Propiyonat • Geniş hacim kaplayan R grupları nedeniyle de suda ATP AMP+PPi çözünen globüler proteinlerin iç kısmında bulunma eğilimindedirler. ATP Biyotin ADP+Pi • Bu hidrofobik amino asit kalıntıları da peptidin üç Propiyonil-KoA Metilmalonil-KoA boyutlu yapısının stabilizasyonunu sağlar. Propiyonil-KoA Metilmalonil-KoA karboksilaz B12 mutaz Propiyonat ve metilmalonatın Süksinil-KoA idrarla atılımı B12 eksikliğinde artar. • Akça Ağaç Şurubu Hastalığı (Dallı Zincirli • α-keto asit dekarboksilaz enzimi kusurludur. Ketonüri-MSUD): • Tedavide dallı zincirli amino asitlerden yoksun • OR kalıtılır ve idrar aça ağacı şerbeti veya diyet verilir. karamela gibi kokar. • Dinitrofenilhidrazin testi ile idrardaki keto • Dallı zincirli üç amino asit ve bunların α-keto asitler saptanabilir (allo-isolösin vb). asitlerinin idrar ve plazma düzeyleri yüksektir. • İlk bir yaş içinde ölümle sonlanır. 19

21.09.2017 • Propiyonik asidemi: Piruvat Süksinil KoA Oksaloasetat • Propiyonil-KoA karboksilaz enzim eksikliği Alanin İzolösin* Asparajin vardır. Sistein Metiyonin Aspartat • Artmış serum propiyonat düzeyleri vardır ve Glisin Treonin Serin Valin tedavide düşük proteinli diyet verilir. Treonin Triptofan* • Metilmalonil asidüri: • Metilmalonil-KoA mutaz enziminde veya α-ketoglutarat Fumarat Saf ketojenik Lösin koenzimi olan vitamin B12’de eksiklik vardır. Arjinin Fenilalanin* Lizin Glutamat Tirozin* Glutamin Histidin Prolin AMİNO ASİTLERİN ÖZGÜL • Glisin: ÜRÜNLERE ÇEVRİLMESİ • Glisin konjugatları: Birçok metabolit ve farmasötik madde suda çözünene glisin konjugatları halinde atılır (konjuge safra asidi olan glikolik asit, benzoattan türeyen hippürik asit). • Kreatin: Glisin ve S-adenozilmetioninden türetilir. • Bir insanda 24 saatte idrarla atılan kreatinin miktarı günler arasında oldukça sabittir. • Hem: Glisin ve süksinil-KoA’dan türer. • Alanin • Pürinler: Glisin molekülünün tamamı • Memelilerde β-alanin çoğu koenzim A ve pürinlerin 4,5 ve 7. karbon atomlarını yapar. karnozin şeklinde bulunur. • Glutatyon: Glisin, glutamat ve sisteinden • Memeli dokularında β-alanin sitozin, karnozin oluşur. ve anserinin bir kataboliti olarak türer. • Karnozin ve anserin insan iskelet kasında bulunur. • Her iki dipeptidde bakırla şelat yapar, bakır yakalanmasını arttırır ve miyozinin ATPaz etkinliğini arttırır. 20

21.09.2017 • Metiyonin ve Sistein: • Arginin ve Ornitin: • S-adenozilmetiyonin vücuttaki başlıca metil • Ornitin yoluyla pütressin, spermin ve grubu kaynağıdır. spermidine çevrilir ve omurgasız kasında enerjinin depo şekli olan arginin fosfatı • Spermin ve spermidin gibi poliaminlerin oluşturur. sentezine katılır. • Arginin nitrik oksidin (NO) öncüsüdür. • Sistein ise safra asitlerini konjuge eden taurin ve koenzim A’nın yapısına katılır. • NO, nörotransimiter, düz kas gevşeticisi ve vazodilatör olarak işlev görür. NO sentaz sitokrom P450 ilişkili bir enzimdir. Asetilkolin Fosfatidil inizitol Ca+2 NO sentaz aktiflenir • Ornitin ve metiyonin ile birlikte, poliaminler olan • Poliaminler çok sayıda artı yük taşıdıkları için, spermin ve spermidinin öncülüdür. DNA ve RNA gibi polianyonlarla kolayca bağlanır ve DNA sentezini, DNA’nın karalı hale • Spermin ve spermidin, hücre üremesi ve gelişmesiyle getirilmesini uyarabilir. yakından ilişkilidirler ve organellerin ve zarların karalı hale getirilmesinde işlev görürler. • Poliaminler, karaciğer peroksizomlarında poliamin oksidaz ile yıkılırlar. • Poliaminlerin fizyolojik dozları hipotermik ve hipotansiftir. • Spermin önce spermidine sonrada pütressine yıkılır ve idrarla atılır. 21

21.09.2017 • Histidin: • Histidinin aromatik L-amino asit dekarboksilaz ile dekarboksilasyonu histamini verir. • Histamin kuvvetli bir vasodilatördür ve allerjiye cevap olarak salgılanır. • Aynı zamanda midede asit salgılanmasını da uyarır. • Triptofan: • Karın boşluğundaki argentaffin köken alan • Triptofanın 5-hidroksitriptofana hidroksilasyonu karsinoidler aşırı miktarda serotonin üretir. karaciğer triptofan hidroksilazı tarafından • Triptofanın serotonine dönüşümündeki artış, katalizlenir. triptofandan endojen sentezlenen nikotinik asit sentezini azalttığı için pellegra benzeri • Daha sonra dekarboksilasyonla düz kas kasılmasını semptomlar görülür. uyaran ve vazokonstriktör bir madde olan serotonin (5-hidroksitriptamin) oluşur. • Oksaidatif bir deaminasyonla idrarla atılan 5- hidroksiindolasetata yıkılır. • Serotoninin hipofizde önce N-metilasyonu ardından • Tirozin: O-metilasyonu melatonini oluşturur. • Tirozin pigment hücrelerinin (melanositler) • Memelilerde karaciğer ve böbrek ile barsak öncülüdür. bakterileri triptofanı triptamine dekarboksile eder ve indol bileşiklerini oluşturur. • Bu sentezdeki kusur sonucu albinizm oluşur. • Triptofanın başlıca idrarla atılan metabolitleri 5- • Tirozin aynı zamanda dopamin, noradrenalin ve hidroksiindolasetat ve indol-3-asetattır. adrenalinin de öncülüdür. • Tirozin ayrıca tiroid hormonları olan triiyodotironin ve tiroksinin de öncülüdür. 22

21.09.2017 • Glutamat: • GABA (γ-aminobütirik asit) glutamatın karboksilasyonuyla oluşur ve bu reaksiyonu SSS’de başlıca gri cevherde bulunan glutamat dekarboksilaz katalizler. • Sinir sisteminde transmembran potansiyel farkını değiştirerek inhibitör bir nörotransmiter olarak görev yapar. PORFİRİNLER VE SAFRA • Porfirinler, dört pirol halkasının metilen PİGMENTLERİ köprüleriyle (-HC=) birbirlerine bağlanmasıyla oluşan halkalı birleşiklerdir. • Porfirinlerin karekteristlik bir özelliği, pirol halkalarının azot atomuna bağlı metal grupları bulundurmasıdır. • Hem biyosentezinin yapıldığı başlıca yerler ALA sentaz enzimi mitokondrialdir. karaciğerde sitokrom P450 ve Hb sentezininde aktif olduğu kemik iliğindeki eritrosit üreten ALA sentaz porfirin biyosentezinin hız kısıtlayıcı hücrelerdir. basamağıdır. • Porfirin sentezinde başlangıç aşaması ve son ALA ouştuktan sonra sitozole geçer. üç aşama mitokondride, ara aşamalar ise sitozolde gerçekleşir. 23

21.09.2017 ALA dehidraz çinko içeren bir enzimdir ve ağır metal iyonlarının yaptığı inhibisyona çok duyarlıdır. Kurşun bu enzimi inhibe eder anemiye yol açar. • Üroporfirinojen dekarboksilaz enzimi, asetat • Hem sentezinde son basamak, ferro demirin, yan zincirlerin hepsini metil yan zincirlerine mitokondrial bir enzim olan hem sentaz veya çevirerek koproporfirinojen III’ü sentezler. ferroşelataz enzimi yardımıyla protoporfirin halka yapısı içine sokulmasıdır. • Oluşan koproporfirinojen III tekrar mitokondriye girer ve önce protoporfirinojen • Ferroşelataz kurşunla inhibe olan porfirin III daha sonra da protoporfirin IX’a çevrilir. sentezindeki diğer enzimdir. • Hem sentezinde hız kısıtlayıcı basamak ALA sentaz basamağıdır. • ALA sentaz aktivitesi Hemin konsantrasyonu artışı ile beraber baskılanır. • Hemin molekülü, hem molekülünün içerdiği Fe+2 nin Fe+3’e okside olması ile oluşur. • Porfirin üretimi sırasında üretilen hem miktarı globin ve diğer apoproteinlerle birleşecek miktarın üzerine çıktığı zaman hem birikir ve hemine okside olur. 24

21.09.2017 • Karaciğerde sitokrom p450 tarafından • Bu ilaçların kullanımına bağlı olarak sitokrom p450 metabolize olan birçok ilaç (fenobarbital gibi) sentezi artar ve sitokrom p450 bileşeni olan “hem” ALA sentaz miktarında ve aktivitesinde belirgin tüketimi artmış olur ve böylece karaciğer hücresinde artışa neden olabilir. “hem” miktarı düşer. • Bu ilaçlar, karaciğerde bulunan ve bir “hem” • Buna bağlı olarak karaciğerde ALA sentaz yapımı ve protein oksidaz sistemi olan mikrozomal aktivitesi karaciğerde artar. sitokrom p450 monooksijenaz sistemi ile metabolize olurlar. • Porfirinler 400 nm’de keskin absorbsiyon piki veririler PORFİRİYALAR: (soret bandı). • OR geçişli olan konjenital eritropoetik porfiria • Ayrıca porfirinler UV ışıkla aydınlatıldıklarında güçlü hariç hepsi OD’dır. kırmızı fluoresans veririler. • Porfirialarda en sık karşılaşılan bulgu ALA • Tümör hücreleri porfirinleri diğer hücrelerden daha sentaz aktivitesinde artışıdır. fazla tutarlar. • Normalde hem ALA sentazı baskılar. • Tümörlü dokulara porfirinler verilir ve daha sonra argon laserine maruz bırakılarak sitotoksik etki ortaya çıkarılır. • Hem azalınca ALA sentaz aktivitesi artar. • Dolayısı ile karaciğer sitokrom p450 sistemini indükleyen bütün ilaçlar ALA sentaz aktivitesinin artmasına yol açarak porfiri nöbetlerini tetiklerler. • Porfirialarda İV hemin uygulaması semptomları düzeltir. 25

HEM KATABOLİZMASI 21.09.2017 • Yani 70 kg’lık bir erişkinde günde yaklaşık olarak 6 gr hb dönüşüme uğratılır. • Hem molekülünün katabolizması hücrelerin mikrozomlarında hem oksijenaz denilen karma bir enzim sistemi ile gerçekleşmektedir. • Hem molekülü hem oksijenaz enzim sistemi ile NADPH varlığında biliverdin IX-α oluşturur. • Biliverdin yeşil renkli bir pigmenttir. • Karaciğerde bilirubinin ileri metabolizması üç safhaya ayrılabilir. • Biliverdin daha sonra biliverdin redüktaz enzimi ile redüklenerek sarı-kırmızı renkteki 1. Bilirubinin karaciğer parankim hücrelerince bilirubini oluşturur. tutulması • Bilirubin ve türevlerine safra pigmentleri denir. 2. Bilirubinin DER’de konjugasyonu • Periferik dokularda oluşan bilirubin plazma 3. Konjuge bilirubinin safraya atılması albuminine bağlanarak karaciğere taşınır. • Bilirubin normalde suda çok az çözünür ve • 100 ml plazmada yaklaşık olarak 25 mg plazmadaki çözünürlüğü albumine bilirubin albuminin yüksek afiniteli bölgesiyle nonkovalent bağlanarak arttırılır. sıkıca bağlanabilir. • Her albümin molekülü bilirubin bağlamak için • Bunun üzerindeki miktarlarda bilirubin iki bölge içerir (biri yüksek, diğeri düşük albuminle gevşek olarak bağlanır ve kolayca afiniteli). albüminden ayrılıp dokulara sızabilir. 26

21.09.2017 • Antibiyotikler ve diğer bazı ilaçlar albuminin • Bilirubin karaciğerde albuminden ayrılır ve bağlanma bölgesi için bilirubinle yarışabilir ve hepatositlerin sinüzoidal yüzünde taşıyıcı bilirubini albuminden söküp çeşitli klinik aracılı bir sistemle yakalanır. semptomlar oluşturabilir. • Bu kolaylaştırılmış taşımanın kapasitesi çok fazladır ve patolojik koşullarda bile bilirubin metabolizmasında hız kısıtlayıcı basamaklardan birini oluşturmaz. • İndirekt bilirubin (ankonjuge) polar bir madde • Karaciğerde glukronil transferaz enzimi DER’da yer değildir. alır ve glukronil vericisi olarak UDP-glukronik asit kullanlır. • Hepatositler bilirubine glukronik asit molekülleri ekleyip bunu safrarada kolayca atılan polar bir bileşik • Önce bilirubin monoglukronid daha sonra da haline getirirler. bilirubin diglukronid (direkt) oluşur. • Bu işleme konjügasyon adı verilir ve glukronik asid • UDP-glukronil transferaz etkinliği fenobarbital gibi bir dışında kalan diğer polar moleküller (örn. sülfat) de grup ilaçla artırılabilir. kullanılabilir. • Konjuge bilirubinin safraya salgılanması etkin • Konjuge bilirubin kalın barsağın terminal bir taşıma sistemince sağlanır ve olasılıkla ileumuna ulaşınca, glukronidler özgül bakteri hepatik bilirubin metabolizmasında hız enzimlerince (-glukronidaz) uzaklaştırılır ve kısıtlayıcı basamaktır. pigment daha sonra kalın barsak florası ile ürobilinojenler denilen bir grup renksiz bileşiği • Bu taşınma bilirubin konjugasyonunu uyaran indirgenir. fenobarbital gibi ilaçlarla uyarılabilir. • Fizyolojik koşullarda safraya atılan bilirubinin tamamı konjuge haldedir. 27

21.09.2017 • Terminal ileum ve kalın barsakta ürobilinojenin Hiperbilirubinemiler küçük kısmı emilir ve karaciğer tarafından tekrar alınır (enterohepatik ürobilinojen • Kanda bilirubin miktarı 1 mg/dl’yi aştığı zaman döngüsü). hiperbilirubinemiden bahsedilir. • Bir kısmıda idrarla atılır. • Hiperbilirubinemi normal karaciğerin atabileceğinden fazla üretime, normal • Normalde barsak florasınca üretilen renksiz bilirubini karaciğerin yeter kadar atamamasına ürobilinojenlerin çoğu burada renkli veya karaciğerin atım kanallarının tıkanmasına ürobilinlere çevrilir. bağlıdır. • Bütün bu durumlarda bilirubin kanda birikir ve Ankonjuge Hiperbilirubinemiler yaklaşık 2-2.5 mg/dL’ye eriştiğinde dokulara sızarak bunları sarıya boyar. • Hemolitik anemiler: • Hiperbilirubinemiler • Hemolitik anemiler unkonjuge Konjuge: Diazo reaktifi ile direk renk hiperbilirubineminin önemli nedenlerindendir. reaksiyonu verir-direkt bilirubin Ankonjuge: Diazo reaktifi ile metanol mumelesinden sonra renk reaksiyonu verir- indirekt bilirubin olarak ayrılabilir. • Yeni doğanın fizyolojik sarılığı: • Ankonjuge hiperbilirubinemi tablosu oluştuğu için • Bu geçici tablo unkonjuge hiperbilirubineminin en sık albuminle sıkıca bağlanabilecek miktarın üzerine çıkıldığında (20-25 mg/dL) ensefalopati oluşabilir. rastlanan nedenidir. • Hastalara indüksiyon amaçlı olarak fenobarbital • Olay hızlanmış bir hemoliz ve bilirubin yakalanma, verilebilir. konjuge edilme ve salgılanma için gerekli olan sistemlerin tam olgunlaşmaması ile oluşmaktadır. • Buna ek olarak fototerapi uygulaması ile ankonjuge bilirubin safrayla atılan maleimid fragmanları ve geometrik izomerlere çevrilerek karaciğer tarafından uzaklaştırılır. 28

21.09.2017 • Crigler-Najjar sendr Tip 1 (Doğumsal • Crigler-Najjar sendr Tip II: hemolitik olamayan sarılık): • Serum bilirubin konsantrasyonu 20 mg/dL’yi • Hastalarda karaciğerde bilirubin UDP- aşmaz ve biriken bilirubin ankonjuge tiptedir. glukroniltransferaz etkinliği yoktur ve şiddetli sarılık tablosu oluşur. • Bu olgularda kusurun bilirubin- monoglukronide ikinci glukronid grubunu • Bu hastlarda fenobarbitalin etkinliği yoktur. ekleyen enzimde olduğu sanılmaktadır. • Bu hastalar yüksek doz fenobarbitale yanıt verirler. • Gilbert hastalığı: • Toksik hiperbilirubinemi: • Bilirubinin hepatik klirensinde bir hata • Bu edinsel tabloların çoğu konjugasyonu bozan bulunmakta olup, bu olay olasılıkla parankimal hücre harabiyetine bağlıdır. bilirubinin hepatik hücrelerince yakalanmasındaki bir kusura bağlıdır. • Bazılarında safra yolları obstruksiyonuna bağlı konjuge bilirubin artışıda tabloya eklenbilir. • Ayrıca hastalarda karaciğerde UDP- glukroniltransferaz aktiviteside azalmış olarak bulunmuştur. Konjuge Hiperbilirubinemiler: • Safra yolları tıkanması: • Konjuge hiperbilirubinemilerin en sık nedeni hepatik safra yolları veya koledok kanalı tıkanmasıdır. • Tıkanıklık sonucu konjuge bilirubin atılamaz, hepatik venler ve lenfatiklere geri itilir. • Kan ve idrarda konjuge bilirubin düzeyleri artar. 29

21.09.2017 • Dubin-Johnson sendromu (Kronik idiopatik • Rotor sendromu: sarılık): • Rotor sendromu kronik konjuge hiperbilirubinemi • Hiperbilirubineminin nedeni konjuge ve normal karaciğer histolojisi ile karakterize nadir bilirubinin karaciğerden safraya atılmasındaki bir hastalıktır. problemdir. • Nedeni tam olarak bilinmemesine rağmen • Hastalarda sentrilobüler bölgedeki hastalarda bilirubin dahil organik anyonların hepatositlerde anormal pigmentasyon izlenir. hepatositlerce taşınmasında bir problem vardır. • Plazma konjuge bilirubin yüksek kalmaya • Normalde idrarda çok az miktarda devam edecek olursa, konjuge bilirubinin bir ürobilinojen bulunur. kısmı albuminle kovalent olarak birleşerek • Safra kanalı tam tıkanmalarında bilirubinin delta bilirubini ürobilinojene çevrileceği barsağa ulaşamamasına bağlı olarak idrarda oluşturur. ürobilinojen hiç bulunmaz. • İdrarda hiç ürobilinojen olmaması intra veya post hepatik tıkanma sarılığını işaret eder. Normal kişiler ve sarılıklı olgularda laboratuvar sonuçları Hastalık Serum bil. Idrar Idrar Dışkı Normal ürobilinojen bilirubini ürobilinojen 40-280 mg/24 Direk: 0.1-0.4 mg/dl 0-4 mg/24 st Yok i.direk: 0.2-0.7 mg/dl st Hemolitik İndirekt bilirubin   Yok  anemi Hepatit Direk, indirek bil.   Var  Tıkanma Direk bilirubin  Yok Var Çok az veya sarılığı yok 30

ENZĠMLER 21.09.2017 Enzim nedir? Bir kimyasal reaksiyonun hızını artıran ve katalizledikleri reaksiyon sırasında tüketilmeyen protein katalizörleridir.  Enzimler; 1. Protein yapıdadır 2. Substratları için yüksek özgüllüğe sahiptirler 3. Kimyasal tepkimeleri müthiş derecede hızlandırırlar. 4. Optimum pH ve sıcaklıkta işlev görürler.  Bir çok enzim spesifik organellerde lokalizedir. Enzim moleküllerinde aktif bölge denilen Kofaktör Koenzim Prostetik grup özel bir yuva bulunur ve substrat enzimin Fe+2, Mg+2, aktif bölgesine bağlanır. Mn+2, Zn+2 Kompleks organik veya Enzime kovalent metalloorganik moleküller bağlı bir Bütün enzimler protein yapıdadır koenzim/kofaktör (ribozimler hariç) olup genellikle vitamin türevleridir Enzimin çalışabilmesi için temel şart; doğal protein konformasyonunun apoenzim sağlamlığıdır. kofaktör/koenzimi koparılmış, sadece protein kısmından ibaret enzim Enzimlerin birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapısı katalitik aktivite için holoenzim esastır. apoenzim + kofaktör/koenzim zimojen Sentez edildiklerinde aktif olmayıp, fonksiyon gösterecekleri bölgeye gidince aktif hale geçen enzimler (kimotripsonojen, tripsinojen, pepsinojen) Cu+2 Sitokrom oksidaz Enzim sınıfı Katalizlediği tepkime türü Fe+2 ve Fe+3 Sitokrom oksidaz, katalaz, peroksidaz 1.Oksidoredüktazlar K+ Piruvat kinaz Elektron taşınması ve oksido-redüksiyon Mg+ Hekzokinaz, glukoz-6-fosfataz, piruvat kinaz 2.Transferazlar tepkimeleri, hidrojen ve hidrid iyonu taşınması Mn+2 Arginaz, ribonükleotit redüktaz Mo Dinitrogenaz 3.Hidrolazlar Grup taşınması (karbon, fosforil, glikozil, açil ve Ni+2 Üreaz amino grupları) Se Glutatyon peroksidaz Zn+2 Karbonik anhidraz, alkol dehidrogenaz, Su eklenerek kimyasal bağların koparılması (üreaz) Ca+2 karboksipeptidaz A ve B 4.Liyazlar Çifte bağlara katılma tepkimeleri, C-C, C-S ve belli Mn+2 Amilaz 5.İzomerazlar C-N bağlarının yıkımını katalizlerler (pirüvat Cu+2 ve Zn+2 SOD mitokondriyal izoenzim 6.Ligazlar dekarboksilaz) SOD sitoplazmik izoenzim optik veya geometrik izomerlerin birbirine dönüşümünü katalizlerler (rasemazlar, epimerazlar, intramoleküler oksidoredüktazlar ve transferazlar) ATP kullanılarak kimyasal bağların oluşması 1

21.09.2017 Enzimlerin genel özellikleri: Tepkimeyi aktivasyon enerjisini azaltarak hızlandırırlar. Bir kimyasal reaksiyonun hızını artırırlar (105-1017 kat) Enzimler bir veya bir kaç substrat ile etkileşir fakat sadece tek tip kimyasal Reaksiyon sırasında tüketilmeyen protein reaksiyonu katalizlerler. Bu en önemli yapılı katalizörleridir. özellikleridir. Substrat ile enzim arasında kovalent Enzimler optik özgüllük gösterirler. bağlar bulunmaz. IU (internasyonel ünite): 1 dakikada, 1 Enzimle substrat arasındaki nonkovalent μmol substratı ürüne çeviren enzim bağlar, H bağları, hidrofobik bağlar, iyonik miktarına 1IU denir. ve Van der Waals bağlarıdır. Konzimlerle ilgili genel kavramlar: Glikoz  Koenzime gereksinim gösteren reaksiyonlar, (sınıf I, II, NAD Gliseraldehit V, VI). NADH+H 3-fosfat Gliseraldehit 3- oksidoredüksiyon, fosfat grup transferi, dehidrogenaz izomerizasyon, kovalent bağların oluştuğu reaksiyonlardır. 1,3 bifosfogliserat  Bir koenzimi iki temel nedenden dolayı ikinci bir substrat ADP gibi kabul etmekte yarar vardır: ATP  Koenzimde olan değişiklikler substrattaki değişiklikleri 3 fosfogliserat birebir karşılar. 2 fosfogliserat  Koenzimde reaksiyon sonucunda oluşan değişikliğin çok temel bir fizyolojik anlam taşıyabileceğidir. NAD NADH+H Laktat Pirüvat  B vitaminleri bir çok koenzimin yapılarının bir NADH ve NADPH 340 nm’deki ıĢığı bölümünü oluşturur. absorbe eder. nikotinamid Bu özellik NAD+ ve NADP+’de yer almaz. tiyamin (B1) Bu özellikden dolayı NAD+ ve NADP+’ye bağımlı herhangi bir dehidrogenazın nicel riboflavin (B2) analizinde bu özellik kullanılır. pantotenik asit biyolojik oksidasyon ve redüksiyonlarda görev alan koenzimlerin vazgeçilmez yapıtaşı iken, folik asit kobalamid koenzimleri tek karbon metabolizmasında görev alır. 2

21.09.2017 ENZĠM KĠNETĠĞĠ • Tepkime hızı aktivasyon enerjisinin • Tepkime hızı üç yolla arttırılabilir: yansımasıdır. 1.Sıcaklığın arttırılması, • Yüksek bir aktivasyon enerjisi yavaş bir 2.Katalizör varlığı, (katalizörler tepkime tepkimeyi gösterirken, düşük bir aktivasyon enerjisi hızlı bir tepkimeyi hızını aktivasyon enerjisini düşürerek gösterecektir. arttırırlar.) 3.Substrat konsantrasyonunun artırılması • Reaksiyon hızı aktivasyon enerjisi en yüksek basamak (veya basamaklar) tarafından saptanır. • Buna hız sınırlayıcı basamak denir. • Enzimin substrata bağlanması 2 şekilde olur: 1. Anahtar kilit modeli 2. UyarılmıĢ uyum modeli. • Enzimler etkilerini katalitik noktaları ile gösterirler (Etkin nokta, katalitik nokta). 3

21.09.2017 REAKSĠYON HIZINI ETKĠLEYEN 2-pH: İnsan vücudunda etkili enzimler FAKTÖRLER genelde en uygun etkinliği pH 5-9 arasında gösterirler. (pepsin gibi bazı 1-Isı: enzimler hariç).  Reaksiyon hızı maksimum hıza gelinceye kadar pH iki yolla enzim aktivitesini değiştirir. ısı ile artar. pH enzimin ve substratların yüklü  Isı artışı reaktanların kinetik enerjilerini artırarak hallerinde değişiklik yaparak enzim serbest aktivasyon enerjisini kolay aşmalarını aktivitesini değiştirir. sağlar. Enzimin aktif bölge iyonizasyonuna da etki  Yüksek ısı enzimlerin ikinci ve üçüncü eder. yapısını bozarak denatüre eder ve katalitik etkilerinin sonlanmasına neden olur.  Genellikle 100C’lik ısı artışı ile enzim aktivitesi başlangıç hızının iki katına çıkar. 3-Substrat konsantrasyonu: • Enzimlerin çoğu Michaelis-Menten kinetiği Enzimle katalizlenen bir reaksiyonun hızı, gösterir. substrat konsantrasyonu artışı ile artar ve • Reaksiyon hızının (Vo) substrat bir süre sonra doygunluğa ulaşır. konsantrasyonuna S karşı grafiğe çizilince hiperbolik bir şekil elde edilir. Reaksiyonun dengeye ulaşması enzimin bütün bölgelerinin substratla doyduğunu • Allosterik enzimler sigmoidal eğri gösterir ve ifade eder ve bu noktadaki hıza Michaelis-Menten kinetiğine uymazlar. maksimum hız, yani Vmax denir. • Michaelis-Menten Denklemi, reaksiyon hızının substrat konsantrasyonu ile nasıl değiştiğini gösterir. Vmax . [S] Vo= ---------------------- Km + [S] Michaelis-Menten Kinetiği Km, Michaelis-Menten sabiti olup şu özelliklere sahiptir. Bir enzime ve belirli bir substrata özeldir ve o enzimin substrata olan ilgisini yansıtır. Km sayısal olarak, reaksiyon hızının ½ Vmax’a eĢit olduğu noktadaki substrat konsantrasyonudur. Km enzim konsantrasyonu ile değişmez ve enzimin substratına karşı gösterdiği afiniteyi ifade eder. 4

21.09.2017 Sayısal olarak küçük Km, enzimin substratına karşı ilgisinin yüksek olduğunu gösterir. Çünkü ½ Vmax hızına erişmek, yani enzimi yarı yarıya doyurmak için düşük konsantrasyonda substrat yeterli olacaktır. Sayısal olarak yüksek Km, enzimin substratına karşı olan ilginin düĢük olduğunu gösterir. Çünkü ½ Vmax hızına erişmek, yani enzimi yarı yarıya doyurmak için yüksek konsantrasyonda substrat gerekecektir ENZĠM AKTĠVĠTESĠNĠN ĠNHĠBĠSYONU YarıĢmalı inhibisyon İnhibitör madde enzimin aktif bölgesi için • Enzimle katalizlenen bir reaksiyonun hızını azaltan maddeye inhibitör denir. substratla yarıĢır. • Geri dönüşümsüz inhibitörlerin çoğu Yarışmalı inhibitörlerin etkisi ortamdaki enzimin spesifik grupları ile kovalent bağ substrat konsantrasyonu artırılarak oluştururlar. ortadan kaldırılabilir. • İnhibisyon tipleri: Yeterli konsantrasyonda substrat ortama Geri dönüşümlü eklenirse, reaksiyon hızı inhibitör olmadan gözlenen Vmax değerine ulaşır. Yarışmalı (kompetetif) Yarışmasız (nonkompetetif) Geri dönüşümsüz Ancak yarışmalı inhibitörler enzime ait Km değerini yükseltirler. Bu ½ Vmax’a ulaşmak için daha fazla substrat gerekeceği anlamına gelir.  SONUÇTA YARIġMALI ĠNHĠBĠSYONDA; VMAX DEĞĠġMEZKEN, Km DEĞERĠ BÜYÜR. Örnek: malonat, metil alkol 5

YarıĢmasız inhibisyon 21.09.2017 Substrat ve inhibitör enzimin farklı Yarışmasız inhibisyon da Km değiĢmez bölgelerine bağlanırlar. çünkü inhibitörler substratın enzime bağlanmasını engellemez. Hem serbest enzim, hem de enzim substrat kompleksi inhibitörün hedefidir. Bu nedenle enzim, yarışmasız inhibitörün varlığından bağımsız olarak daima aynı Bu tip inhibisyon Vmax’a tipik etkisi ile Km’i gösterir. dikkat çeker.  SONUÇTA YARIġMASIZ ĠNHĠBĠSYONDA; Vmax azalır ve bu substrat VMAX AZALIRKEN, Km DEĞERĠ DEĞĠġMEZ. konsantrasyonu arttırılarak yenilemez. Geri dönüĢümsüz (Ġrreversible) inhibisyon Burada inhibitörler, genellikle enzime kovalent olarak bağlanır ve enzim substrat arasındaki ilişkiyi bozarak ürün oluşumunu engellerler. İnhibitör enzim aktivitesi için gerekli olan fonksiyonel grupları bağlar veya bunların yapısını bozar. İnhibitörün yapısı substrata benzemediği gibi substrat konsantrasyonu artışı ile inhibisyon geri döndürülemez. ENZĠM AKTĠVĠTESĠNĠN KONTROLÜ • Üç tip enzim kontrolu vardır. • Bir çok substratın intrasellüler düzeyi Km 1.Allosterik etkileĢimler civarında olduğu için, çoğu enzimin hızı substrat konsantrasyonundaki 2.Enzimlerin kovalent modifikasyonla değişikliklere ayarlanır. düzenlenmesi • Bu nedenle substrat 3.Enzim sentezinin indüklenmesi ve konsantrasyonundaki artış enzim hızında baskılanması ve dolayısıyla reaksiyon hızında artışa neden olur. 6

21.09.2017 Allosterik etkileĢimler  Allosterik enzimlerin modülatörleri inhibitör yada stimülatör olabilirler. (negatif efektörler ve pozitif  Allosterik enzimler genel olarak daha büyük ve efektörler ) komplekstir.  Bir enzimin aktivatörü çoğu zaman kendi  Birden fazla polipeptid zincirinden oluşan alt- substratı olabilir. birimler içerirler.  Substrat ve modülatörü aynı olan enzimlere  Substrat bağlayan aktif bölgelerine ek olarak, “homotropik enzimler” denir. (genellikle pozitif modülatörün bağlanması için bir veya daha fazla efektörlerdir) allosterik bölgelere sahiptirler.  Buradaki etki Hb’nin oksijene bağlanmasındaki  Aynı enzimin aktif bölgesinin substratına özgül etkinin aynısıdır ve substratın enzime olması gibi, her bir düzenleyici bölge de bağlanması, enzimdeki diğer bölgeleri modülatörüne özgüdür. etkileyerek enzimde konformasyonel değişikliğe neden olur. Modülatör substrattan farklı bir molekül  Çoklu enzim sistemlerinde bir enzimin substratı olduğu zaman ise bu enzim “heterotropik bir önceki enzimin ürünüdür. enzim” olarak adlandırılır.  Düzenleyici enzim, son ürün konsantrasyonu Bu modulatörler genellikle inhibitör hücre gereksinimini aştığında, son ürün efektörlerdir. tarafından inhibe edilir.  Düzenleyici enzim tepkimesi yavaşladığında diğer enzimler için de substrat miktarları azalacak ve enzim substrat çarpışmalarının olasılığı azalacaktır. (Böylece reaksiyonun hızı yavaşlar.)  Bu tip düzenlemelere feedback (geri-beslemeli) inhibisyon denir Allosterik enzimler Michaelis-Menten Sonuçta allosterik efektörler kinetiğinden farklı ilişki gösterirler ve eğrileri sigmoidaldir. • Enzimin substrata olan ilgisini, yani diğer bir deyişle enzimin Km’i değişir. Sigmoid kinetik davranış genellikle çoklu protein altbirimleri arasındaki etkileşimi • Enzimin maksimal katalitik aktivitesini değiştirebilir veya gösterir (Hb’de olduğu gibi). her ikisini beraber yapar. 7

21.09.2017 Enzimlerin kovalent modifikasyonla Enzim sentezinin indüklenmesi ve düzenlenmesi baskılanması • Bir çok düzenleyici enzimin aktivitesi kovalent Hücreler genellikle var olan enzim modifikasyonla düzenlenir. miktarını, enzim sentez hızlarını değiĢtirerek de düzenleyebilirler. • En sık kovalent modifikasyona katılan kalıtlar Enzim sentezdeki artma veya azalma, – serin, enzim sayısını ve buna bağlı olarak da enzimin iş yapabilen aktif bölge sayısını – treonin, değiştirir. – tirozin, Fosforilasyon Defosforilayon – histidin protein kinazlar protein fosfatazlar özgül aa kalıtlarına fosforil gruplarının fosforil gruplarının koparılması bağlanması Enzim aktivitesinin düzenlenme mekanizmaları Düzenleyici Tipik Sonuçlar Süre olay efektör Substrat Substrat Hız değişir Hemen varlığı Allosterik Son ürün Vm ve/veya Hemen kontrol Km değişir KLĠNĠK ENZĠMOLOJĠ Kovalent Başka bir Vm ve/veya Hemen veya Km değişir dakikalar modifikasyon enzim içinde Enzim sentezi Hormon Enzim miktarı Saatler veya ve yıkımı veya değişir günler içinde metabolit • Plazma enzimleri iki ana grup olarak Tanıda kullanılacak enzimler: sınıflanabilir. • Dokuya özgü olmalı 1. Başta Kc olmak üzere organlar tarafından • Yarı ömrü çok kısa olmamalı yapılıp plazmaya salınan enzimler t ½ > 6 saat 2. Normal hücre turn-over’ı sırasında hücrelerden • Ölçüm yöntemi pratik olmalı plazmaya salgılanan enzimlerdir.  Sağlıklı kişilerde bu enzimlerin plazmaya salınma ve plazmadan temizlenme hızları sabit olduğu için, bu enzimlerin plazma seviyeleri bir denge halindedir.  Hücre harabiyeti sırasında bu intrasellüler enzimlerin plazma seviyesinde artışlar meydana gelir. 8

Transferazlar (Transaminazlar): 21.09.2017 • Bunlar bir aa ile bir α-ketoasit arasında amin AST / ALT grubu alışverişi yaparlar. Her iki enzimde kofaktör olarak piridoksal AST (Aspartat amino transferaz) fosfat kullanır ve aa sentez ve yıkımında SGOT (glutamik oksaloasetik transferaz) önemli enzimlerdir. ALT (Alanin amino transferaz) AST, Kc’de mitokondriyal SGPT (glutamik pirüvik transferaz) diğer dokularda sitozolik yerleĢir. ALT ise sadece sitoplazmik yerleşimli bir enzimdir.  MI’da, KC hastalıklarında ve kan hastalıklarında • AST hem kalp hem de Kc hastalıklarında serumdaki AST seviyeleri artar. artarken, ALT sadece Kc hastalıklarında artar, bu yüzden ALT Kc için daha  AST, MI’da 4-8 satte artmaya başlar, 18-24 spesifiktir. saatte pik yapar ve 3-4 günde normale gelir. • Normalde SGPT/SGOT <1’dir. Bu orana • Transaminazların arttığı durumlar; De-ritis oranı denir ve bu oranın tersine dönmesi (SGPT/SGOT > 1) hepatit – akut ve kronik hepatitler, düşündürür. – Kc yağlanması, – safra yolu obstriksiyonu, • SGOT/SGPT > 2 olması alkolik hepatit – Ģok veya Kc iskemisi, düşündürür. – sağ kalp yetmezliğine bağlı akut konjesyon, – metabolik Kc hastalıkları, – toksik hepatitler – sistemik hastalıklar ALP Kc izoenzimi: Isıya kemik Kemik izoenzimi: Isı ile izoenziminden daha tamamen yok olmaktadır. • Hücre membranında lokalizedir ve membran dayanıklıdır. Lektinle presipite olur. transportunda rol oynar. Kemikte osteoblastik aktivite akut ve kronik pankreatit, sırasında artar. • KC, kemik, plasenta, ib ve lökositlerde yer alır. siroz, hepatik konjesyonlu KY, hiperparatiroidi, – Paget, kolestaz, Paget hastalığı, – osteomalazi, Kc tm kemik Tm’leri, – kemik metastazları, osteomalazi, – Kc patolojileri, Plasenta izoenzimi raĢitizm, – gebelik, Barsak izoenzimi kemik kırıklarında – büyüme çağı – yaşlılıkta Regan izoenzimi: hipoparatiroidi, Kardiyoplasental izoenzimde skorbüt, denir. Malign dokuda ektopik hipofosfatemi, üretimi gösterir (AC, over, kretenizm meme). anemide 9

21.09.2017 GGT GGT mikrozomal bir enzim olup hepatik mikrozomal indiksiyon durumlarında  Böbrek, beyin, Kc, pankreas ve barsakta yer alır. artar. (alkolikler de hemen daima yüksektir)  Çoğu Kc kökenlidir. Mikrozomal enzim sistemini stimüle eden  GGT özellikle hepatobilier hastalıkların tanı ve ilaçlarda da indüklenebilir (fenobarbital, ayırıcı tanısında önemlidir. (En fazla artıĢı antidepresanlar, antikonvülzanlar ve kolestazda gösterir ve Kc enzimlerinden kontraseptifler). daha önce yükselir.)  Kemik ve plasenta da olmadığı için ALP yüksekliğiyle beraber değerlendirildiğinde, ALP yükselmesinin Kc kökenli olup olmadığını destekler. 5’ nükleotidaz ve Kc enzimleri ve klinik karĢılıkları: Lösinaminopeptidaz (LAP):  ALT ve AST Kc’in parankimal enzimleridir. Özellikle Kc’e ALP yüksekliğinin Kc kökenli olup ait patolojilerde yükselirler. olmadığını ayırt etmede kullanılır çünkü bu enzimler Kc dışı patolojilerde artmazlar.  AST ve ALT yükselmesinin en sık nedeni Kc yağlanmasıdır. Özellikle kolestaz da yükselirler.  SGPT/SGOT > 1 hepatit, SGOT/SGPT > 2 alkolik hepatit düşündürür.  ALP, GGT, 5’NT ve LAP kolestaz enzimleridir.  ALP’nin yüksek olduğu hastalarda bunun Kc kökenli olup olmadığını araştırmak için GGT başta olmak üzere diğer kolestaz enzimleri bakılır.  Albumin de Kc hastalıklarının bir göstergesi olabilir. Hipoalbüminemi kronik Kc hastalığının bir göstergesidir.  Protrombin zamanı Kc hasarını yansıtan diğer bir parametredir. LDH LDH1 kalp kası ve eritrosit için özgül LDH2 • Dört polipeptid zincirden oluşmuş sitoplazmik bir enzimdir. LDH4 Kc (özellikle LDH5) ve iskelet kasına LDH5 • LDH beş farklı izoenzimi olan bir tetramerdir ve bu izoenzimler dördüncü yapı düzeyinde Elektroforezde en hızlıdan en farklılaşır. yavaşa doğru yürüme sıraları, – LDH1HHHH veya H4 LDH1>LDH2>LDH3>LDH4>LDH5 – LDH2HHHM veya H3M – LDH3HHMM veya H2M2 – LDH4HMMM veya HM3 – LDH5MMMM veya M4 10

21.09.2017 • Plazmada en fazla bulunan LDH2’dir. • LDH, AMI’da 2-10 kat, obstruktif Kc hastalıklarında 2-3 kat artar. • Viral hepatit, siroz, sarılıkta LD5 artar. • AMI’de 12-18 saatte artmaya başlar, 48-72 • LDH toksik hepatitte ve hepatomada 10 kat, saatte pik yapar ve 6-10 günde normale viral hepatitlerde 2-5 kat, sirozda 2-3 kat gelir. artar. • Akut MI’da LDH1/LDH2 oranı artar • En fazla LDH artışı pernisyöz anemilerde (flipped LDH paterni). oluşur ve normalin 10-50 kat artışı ile karekterizedir. CK (Kreatin fosfokinaz)  M ve B olmak üzere iki farklı subünitten meyadana gelir:  İskelet kası başta olmak üzere, beyin, rektum, mide, kolon, ince barsak, uterus, mesane ve CKBB (CK1): Başlıca beyin, prostat, akciğer, böbrekte yer alır. mesane, plasenta, uterus ve tiroid kökenlidir.  Sitoplazmik ve mitokondriyal yerleşim gösterir. CKMB(CK2): Başta kalp kası olmak üzere, çizgili kaslarda bulunmaktadır. CKMM(CK3): İskelet kası, kalp kası. Total CK’nın CK-MM CKMM CKMB CKBB CK-MB %94-100 CK-BB MI, MI, SSS patolojileri, %6’dan azı isk. kası hastalıkları, duschene tipi MD, karsinomlar %1’den azı malign hipertermi, polimyelit, malign hipertermi aşırı fiziksel aktivite, Reye sendromu im enjeksiyon CO zehirlenmesi CK-MB / Total CK CKBB prostat, mesane, testis, meme, over, uterus MI %6 tm’lerinde de artacağı için tümör markırı olarak da kullanılabilir. CKMB MI’da 4-6 saatte yükselmeye başlar, 18-24 saatte pik yapar ve 48-72 saatte normale döner. 11

21.09.2017 • 1-Makro CK: CKBB’nin IgG’ler ile yaptığı Kardiak troponin T ve I (cTnT ve cTnI) kompleksdir. GİS hastalıklarında, adenom ve İskelet ve kardiak kas kökenlidir. karsinomlarda, kalp ve damar hastalıklarında görülebilir. Kardiak spesifik troponin T (cTnT) ve kardiak spesifik troponin I (cTnI) ise kalbe • 2-Mitokondrial CK(CK Mi): Kas, beyin ve spesifiktir. KC’de iç mitokondriyal membranda yerleşir. Normalde serumda yer almayan CK-Mi yoğun CK-MB gibi ilk 4-8 saatte yükselmeye doku hasarı sonucu ortaya çıkabilir. başlar. • Elektroforezde yürüme sıraları en hızlıdan, en yavaşa doğru, BB > MB > Makro CK > MM > CK Mi ArtmıĢ kardiak Tn myokardial nekrozu • Gögüs ağrısı olan hastada normal EKG, gösterir. normal CK-MB ve yükselmiĢ cTn saptanması geliĢecek bir koroner arter Özellikle CK-MB ile birlikte yüksekliği hastalığı için yüksek riski gösterir. kardiak dışı patolojilerde ki CK-MB yükselmelerini ekarte ettirir. • cTnT iskelet kası hasarında, miyotonik distrofide ve KBY’de artarken, cTnI kalp AMI olmadan unstabil anginaya bağlı kasına yüksek spesifiklik gösterir ve iskelet miyokardial hasarın duyarlı bir kası hasarlarında artış göstermez. göstergesidir. • Özellikle cTnI’nın AMI tanısında CK-MB’den Myoglobin daha sensitif olduğunu gösteren çalışmalar vardır. • AMI’da en erken yükselen markırdır. • Perioperatif AMI’da CK-MB’nin kas • En önemli dez avantajları hem normal referans zedelenmesine bağlı olarak arttığı aralığı çok geniştir, hem de AMI için düşük durumlarda, cTnI daha iyi bir göstergedir. spesifite gösterir. • Komplikasyonsuz koroner anjioplasti ve • Renal yetmezlikte, şokta, açık kalp kardiyoverisyonda artmaz. ameliyatlarında, iskelet kası hasarında, şiddetli egzersizde, muskuler distrofide ve kardiyoversiyon, kalp kateterizasyonu, konjestif kalp yetmezliği gibi kardiak patolojilerde de artar. 12

21.09.2017 Kardiak enzimler ve klinik karĢılıkları • Pulmoner embolide LDH2 ve LDH3 artışı olur. Total CK etkilenmez. • CKMB > Total CK %6’sı ve LDH1>LDH2 ise MI lehinedir. • Total CK, AMI tanısında yerini Troponin, CK-MB ve myoglobine bırakmıştır. Total CK’nın • CKMB < Total CK %6’sı ise MI yoktur. sensitivitesi %98 olmasına rağmen %15 gibi yüksek bir yalancı pozitiflik oranı vardır. • Konjestif kalp yetmezliğinde AST, ALT ve LDH5 artar. • CK-MB günümüzde AMI erken tanısının altın standartıdır. • 72 saatin üzerindeki AMI’de düĢmeyen CKMB ASĠT FOSFATAZ (ACP) re-infarktı veya myokard nekrozunun yaygınlaĢmasını gösterir. • Prostat, osteoklastlar, KC, böbrek ve trombositlerde vardır. • MI tanısı için tek CKMB ölçümü yeterli değildir. 4 saat aralıklarla ölçüm yapılmalıdır. Bu • ACP’nin fizyolojik olarak artıĢı, büyüme ölçümlerde MI tanısı için en az bir ölçüm çağındaki çocuklarda görülür. referans değeri geçmeli ve bir birini takip eden örneklerde %50’lik bir artış olmalıdır. • Patolojik olarak yükselmesi artmış osteoliz, kemik remodelingi, prostat hastalıkları, • Myoglobin AMI’da en erken yükselen markırdır. prostat tm’leri, kemik tm’lerinde görülür. Fakat spesifitesi düĢüktür. Bu yüzden CK-MB ve cTn ile birlikte değerlendirilir. • Ayrıca osteoklastik aktivitenin yüksek Amilaz olduğu hiperparatiroidi, paget hastalığı ve Multiple myelomda da artmaktadır. • Tükrük bezi ve pankreastan salgılanan, Ca+2 gerektiren bir metallo enzimdir. • Prostatik asit fosfataz (PAP), tartarik asitle inhibe edilirken, kemik izoformu • 1-4 glikozid bağlarını parçalar ve başlıca işlevi tartarik aside dirençlidir. diyetle alınan nişastanın yıkılımıdır. • 2 izoenzimi vardır. Pankreatik tip Salivary tip • Akut pankretit tanısında yararlıdır. 13

21.09.2017 • Ayrıca barsak tıkanıklıkları, rüptüre ektopik Lipaz gebelik, tükrük bezi hastalıkları, AC, over ve pankreas adenokarsinomlarında serum amilaz • Trigliseritlerin hidrolizinde görev alır. düzeyleri artar. • Lipaz da amilaz gibi glumeruler filtrata geçer • İdrara geçen tek enzimdir ve akut pankratit fakat tamamı renal tubullerden reabsorbe olur. tanısında amilaz klirensi önemli bir tanı parametresidir. • Lipaz sadece pankreatit de değil akut batın tablolarında da artar. • Akut pankreatitte 2.saatte yükselmeye başlar ve 12-72 saatte pik yapar. • Akut pankreatitte serum lipaz seviyeleri 4-8 saatte yükselir, 24 saatte pik yapar ve 8-14 günde düşer. Pankreatik enzimler ve klinik karĢılıkları: Aldolaz • Üç farklı izoenzimi vardır: • Amilaz ve lipaz yüksekliği akut pankreatit için tanı koydurucudur. 1. Aldolaz A: Kasta bulunur. • Amilazın serum seviyeleriyle pankreatitin şiddeti 2. Aldolaz B: Kc’de bulunur ve akut kronik arasında korelasyon yoktur. hepatit, siroz, KC kanserinde artar. • Amilaz klirensi/kreatinin klirensi oranı tanıda 3. Aldolaz C: Beyinde bulunur ve SSS yararlıdır. patolojilerinde yükselir. • Akut pankreatit tanısında lipaz amilaza göre daha spesifik fakat daha az sensitif bir markırdır. Kolinesteraz • Ġzositrat dehidrogenaz:  Asetilkolin + H2O  kolin + asetik asit İzositrat dehidrogenaz (İSD) parankimal  İki farklı tipi mevcuttur. karaciğer hastalığının duyarlı bir  Gerçek kolinesteraz, sadece asetilkolini hidrolize göstergesidir. eder. Miyokardiyum ISD’ce zengin olmasına  Pseudokolinesteraz ise tüm kolinli bileşikleri rağmen, MI’da ISD artıĢı olmamaktadır. hidrolize eder. Yarı ömrü kısadır ve hızla elimine edilir.  Organofosfat zehirlenmelerinde düzeyi azalır ve tanı koydurucudur.  En yaygın kullanımı, anestezide kullanılan bir kas gevşetici olan süksinil kolini hidrolize edemeyen anormal kolinesteraz enziminin varlığını belirlemektir. 14

21.09.2017 • Karbonik anhidraz: Kas enzimleri ve klinik karĢılıkları: Böbrek tübülüs lümeninde yer alır. • İskelet kası, CK, AST, ALT, aldolaz, karbonik anhidraz ve LDH’dan zengindir. CO2 + H2O  H2CO3 tepkimesini katalizler ve asit baz dengesini sağlar. • Kas harabiyetini en iyi gösteren ve en çok kullanılan markır, total CK ölçümüdür. H2CO3 (karbonik asit) H+ + HCO3- (bikarbonat)’a dönüşür, bu da vücudun en • Müsküler distrofiler, polimyozit ve rabdomyoliz önemli tampon sistemidir. gibi hastalıklarda total CK en yüksek düzeylerine çıkar. • Duchene tipi müsküler distrofiler, X’e bağlı • Becker tipi müsküler distrofiler, daha geç resesif geçer, anormal bir distrofin geninin yaşlarda başlar ve CK Duchene’deki gibi varlığı tabloya yol açar ve 5 yaşından sonra yükselir. kaslarda ilerleyici zayıflama ile karekterizedir. • Malign hipertermi, ciddi seyirli toksik bir • Semptomlar başlamadan önce CK seviyeleri myopatidir ve total CK seviyeleri yüksek yükselmeye başlar ve sıklıkla normalin 10 bulunur. katından fazladır. • Total CK seviyeleri, travma, ameliyat, İM enjeksiyon ve ağır egzersiz gibi durumlarda da yükselebilir. • Hipotiroidilerde total CK seviyeleri artabilir. Kemik enzimleri ve klinik karĢılıkları: • Osteoporozda osteoblastik aktivite artmadığı için ALP genelde normaldir. • Osteoblastik aktiviteye bağlı olarak ALP artmaktadır. • • Osteomalazi ve raĢitizmde orta dereceli ALP artışları • Osteolitik aktivitenin arttığı meme Ca, olur. osteolitik sarkomlar ve MM’un kemik • Kırık kemikler iyileşirken ALP de artış olur. metastazlarında ALP normal sınırlar içindeyken ACP artmıştır. • Paget hastalığı ALP’nin en çok yükseldiği durumdur ve normalin 10 katından fazlasına çıkabilir. • ACP prostat kanserinin tanısında değerli değildir, kemik metastazları sırasında yükselir. • Hem primer hem de sekonder kemik tümörlerinde ALP Hastalığın ve tedavinin takibinde değerlidir. normalin 5 katına kadar yükselebilir. • Over ve pankreas Ca’larda ALP’nin ısıya dayanıklı Regan İzoenzimi yükselir. 15

21.09.2017 Kemik yapım markırları: Osteokalsin: kemikte en fazla bulunan nonkollajen protein Kemik ALP Kemik yıkım markırları: idrar Ca idrar ACP idrar OH prolin idrar OH lizin: Glikozil OH lizin, glukozil-galaktozil OH lizin sadece matür kollajende yer alırlar. N-terminal telopeptid (Ntx) (idrar) C-terminal telopeptid (Crosslaps) (idrar-serum) 16

21.09.2017 FİZYOLOJİK ÖNEME SAHİP • Pek çok canlının diyetindeki başlıca enerji KARBONHİDRATLAR kaynağıdır. Hücreler arası iletişimi sağlayan hücre zarı bileşenleridir. • (CH2O)n formülü nedeni ile ‘’hidratlanmış karbon’’ olarak adlandırılırlar. (C+H2O) • Bütün karbonhidratlar glukozdan sentezlenebilir veya glukoza çevrilebilirler. • Monosakkaritler, disakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler. • Monosakkaridler: trioz, tetroz,…..,oktozlar şeklinde MONOSAKKARİTLER: adlandırılırlar. ALDOZ KETOZ • Disakkaritler: İki monosakkarit biriminin glikozidik 3 C’lu triozlar Gliseraldehit-3-P bağ ile birleşmesiyle oluşurlar. Glikozidik bağ dihidroksi kovalent bir bağdır. 4 C’lu tetrozlar Eritroz-4-P aseton-P 5 C’lu pentoz riboz • Oligosakkaridler: eritruloz • Polisakkaridler: 10’dan fazla monosakkarit birimi 6 C’lu heksoz glukoz, mannoz heptoz galaktoz ribuloz, içerirler ve düz veya dallanmış yapıda olabilirler. 7 C’lu Sedoheptiloz-7-P ksiloz 9 C’lu fruktoz Maltoz glukoz + glukoz , α-1,4 glikozidik bağ Sukroz glukoz + fruktoz , α-1,2 glikozidik bağ Laktoz glukoz + galaktoz , β-1,4 glikozidik bağ nonoz nöraminik asid • Tüm şekerler düz zincir formunda bir C=O içerirler. Oksijen terminal C atomuna bağlı ise kombinasyon aldehit grubu, eğer terminal olmayan bir C atomuna bağlı ise kombinasyon keton grubu olarak adlandırılır. 1

21.09.2017 • Kapalı formülleri aynı, uzaysal konfigürasyonları farklı • D ve L izomer kavramında 3 C’lu bir şeker olan olan bileşiklere izomer denir. gliseraldehit (gliseroz) referans alınır. • Örneğin, fruktoz, galaktoz, glukoz ve mannoz • Memelilerdeki şekerlerin tamamına yakını D- birbirinin izomeri olup hepsi C6H12O6 formülü ile izomerken bunları metabolize eden enzimler de D- gösterilirler. şekerlere özgüdür. • Asimetrik C atomu taşıyan kh’lar “sterioizomerizm” gösterir ve asimetrik C atomu sayısına n dersek 2n kadar izomerleri bulunur. • Dolayısı ile 4 adet asimetrik C atomu bulunan glukozon 24=16 izomeri bulunur. • Bir bileşikte, asimetrik C atomunun varlığı o • 5 veya daha fazla C içeren monosakkaridlerin bileşiğe optik aktivite kazandırır. %99’u hemiasetal veya hemiketal halkasını oluşturur. • dekstrorotator (+), levorotator (-) • Eğer halkanın 6 üyesi varsa piranoz halkası, • Bir monosakkaritin D veya L gliserozla çatısal eğer 5 üyesi varsa furanoz halkası adı verilir. ilişkisini göstermek üzere D(-), D(+), L(-) ve L(+) şeklinde bulunabilir. • Bu durumda önceden asimetrik özellik taşımayan C atomu asimetrik özellik kazanır. • Glukozun çözeltilerdeki optik rotasyonu dekstrorotatuardır bu nedenle çoğunlukla klinikte dekstroz olarak adlandırılır. • Bu C atomuna anomer C atomu denir. • Anomer C atomuna bağlı OH grubu düzlemin üstünde ise , altında ise  şekli söz konusudur. • Bunlar sulu çözeltilerde birbirlerine dönüşebilirler. • Bu dönüşme olayına mutorotasyon denilir. 2

anomer mutarotasyon 21.09.2017 αβ • Epimer: Birbirinin izomeri olan iki monosakkarid sadece bir C atomunda H ve OH dizilimi açısından bir konfigürasyon değişikliği taşıyorsa birbirinin epimeridir denir. • Glukozun önemli iki epimeri vardır. glukoz-galaktoz  C4 epimeri glukoz-mannoz  C2 epimeri AMİNO ŞEKERLER • Glukoz, galaktoz ve mannozda ana C zincirindeki 2. hidroksil grubunu yerine bir amino grubu gelirse glukozamin, galaktozamin ve mannozamin oluşur. • Bu amino gruplarının hemen hepsi asetik asitle • Glukozun aldehit grubundaki karbonu karboksile kondanse olur. (N-asetilglukozamin) oksitlendiğinde glukronik asit oluşur. • Bu glukozamin türevleri özellikle bakterilerde hücre • Galaktoz ve mannozun 6. karbonunun oksitlenmesiyle duvarının yapısal polimerlerini oluştururlar. galaktronik ve mannuronik asitler gibi üronik asitler meydana gelir. • N-asetilglukozaminin 3. C’undaki oksijene laktik asit bağlanırsa N-asetilmuramik asit oluşur. (bakteri hücre duvarı) 3

21.09.2017 • Ayrıca 9 karbonlu bir N-asetilmannozamin türevi olan • Monosakkaritler demir ve bakır gibi hafif oksitleyici N-asetilnörominik asit (sialik asit), hayvanlarda birçok ajanlarla oksitlenebilirler. glikolipid ve glikoproteinin bileşeni olarak görev alır. • Karbonil karbonu bir karboksil grubuna oksitlenir ve bu şekilde demir ve bakır gibi iyonları indirgeyebilen glukoz gibi şekerlere indirgeyici şekerler adı verilir. • İndirgenme esasına dayanan Fehling testi uzun yıllar DM’lu hastalarda kan ve idrar şeker miktarının tayini için kullanılmıştır. • Glukoz ve galaktozda indirgen özellikteki monosakkaritlerken fruktoz indirgen değildir. • Deoksi şekerler: Halka yapısına bağlı 1 OH DİSAKKARİTLER grubu yerine bir H atomunun geçtiği şekerlerdir. (deoksiriboz) • Maltoz, sükroz ve laktoz gibi disakkaritler O- glikozidik bağ denen bir bağla birbirlerine • Polialkoller (polioller):Aldehit veya keto bağlanırlar. gruplarının indirgenmesi ile oluşur. • Bu bağ bir monosakkaridin hidroksil grubu ile glukozdan sorbitol, diğer bir monosakkaridin anomerik karbon galaktozdan galaktitol atomunun tepkimesiyle meydana gelir. fruktozdan  sorbitol, mannitol • Disakkaridlerin ve polisakkaridlerin tamamına yakını bir uçlarında anomerik karbon atomu bulundururlar ve indirgen özelliğe sahiptirler. • Maltoz ve laktoz indirgen özellik taşırlarken, sükroz indirgen değildir. • Glikozidik bağlar asitlerle kolayca parçalanabilirken, bazlara dirençlidirler. • O-glikozidik bağ monosakkaridlerin kendi aralarında yaptığı bağken, glikoproteinlerde N-glikozidik bağ da görülür. 4

21.09.2017 POLİSAKKARİTLER • Bitkilerde nişasta, hayvanlarda glikojen en önemli depo karbonhidratlardır ve hücre • Polisakkarid tek bir monosakkarid ünitesinden içinde büyük granüller halinde bulunurlar. oluşmuşsa homopolisakkarid (nişasta, glukojen, inülin, dekstrinler, selüloz) adı verilir. • Nişasta 2 temel glukoz polimeri içerir. Amiloz (%15-20), α-1,4 • Polisakkarid bir kaç çeşit monosakkarid ünitesinden Amilopektin (%80-85), her 24-30 glukoz oluşmuşsa heteropolisakkarid (kh’ların lipidler ve proteinlerle oluşturdukları komplekslerdir, biriminde α-1,6 ile dallanır. glikozaminoglikanlar, glikolipidler ve glikoproteinler) denir. • Parçalandıklarında, nişasta veya glikojen gibi sadece glukoz veren bileşiklere glükozan veya glukan denilir. • Glikojen amilopektine benzer dallı bir yapıya sahiptir. • Glikojende her bir dal indirgen olmayan bir uçla sonlandığı için glikojen molekülünün dalları kadar indirgen olmayan ucu varken sadece bir tane indirgen ucu vardır. • Glikojen parçalanırken etkili enzimler her seferinde bir tane olmak üzere indirgen olmayan uçtan glukoz koparırlar. • İnülin, fruktoz birimlerinden oluşur ve fruktoza Karbonhidratların sindirilmesi hidrolize edilebildiği için bir fruktozandır. • Kh’lar başlıca ağız ve ince barsakta sindirilir. • Selüloz, bitki iskeletinin temel yapı taşıdır ve glikozlar birbirlerine β-1,4 glikozidik bağlarla bağlanırlar. • Çiğneme ile tükrükteki -amilaz (pityalin) İnsanda β-1,4 glikozidaz bulunmaz bu yüzden de nişastayı ve glikojeni etkileyerek bazı -1,4 selüloz sindirilemez. bağlarını yıkar ve meydana getirir. sınır dekstrinler, isomaltoz ve maltoz • Kitin, omurgasızlarda görülen önemli bir yapısal polisakkarittir ve yine β-1,4 glikozidik bağlarla • Tükrük amilazı pH 4 ve altında çalışmadığı için bağlanmış N-asetilglukozaminlerden oluşur. karbonhidrat sindirimi midede yüksek asidite nedeni ile durur. 5

21.09.2017 • Asidik mide içeriği ince barsağa ulaşınca pankreatik • α-glikozidaz (maltaz) maltozu parçalarken, bikarbonatla nötralize edilir ve pankreatik -amilaz oligosakkaritlerin ucundan α-1,4 bağlarını ile karbonhidrat sindirimi sürdürülür. yıkarak serbest glukoz açığa çıkarır. • Pankreatik amilaz nişasta ve glukojeni; maltoz, • Sukraz-izomaltaz kompleksi hem sukrozu glukoz maltotriyoz (α-1,4 bağı ile bağlı üç glukoz birimi), ve fruktoza parçalar hem de sınır dallanmış oligosakkaritler (α-sınır dekstrinler), dekstrinlerindeki α-1,6 bağını koparır. dallanmamış oligosakkaritler ve bir miktar glukozdan oluşan karışıma hidroliz eder. • β-glikozidaz (laktaz), laktozdan galaktozu koparırken, ek olarak ayrıca glikozilseramidleri • Kh’lar ince barsakta aşağı doğru ilerlerken pek çok de parçalar. disakkaridaz ve oligosakkaridaz bu oligosakkarit zincirlerine etki eder. Sınır dekstrinler Isomaltoz Maltoz • Emilen karbonhidratlar portal ven yoluyla Kc’e Nişasta Isomaltoz Laktoz gelirler. Laktoz sukroz Sukroz Maltoz • İnsanlar -1,4 glikozidaz enzimine sahip Selluloz olmadıkları için kh’lardaki -1,4 glikozid Laktoz bağlarını yıkamazlar. -amilaz Sukroz Pankreatik • Disakkaridazlar, barsak epitel hücrelerinin ile ağızda selluloz -amilaz fırçamsı kenarları üzerinde bulunurlar ve mukoza hücrelerinin mikrovilluslarından Mukozal hücre salgılanırlar. membranına bağlı enzimler (disakkaridazlar) İsomaltaz Sükraz Maltaz Laktaz Portal dolaşım Glukoz, fruktoz, galaktoz • Besinlerle alınan disakkaridler arttıkça • LAKTOZ emiliminin hız kısıtlayıcı basamağı enterositlerce sentezlenen disakkaridazların LAKTAZ ile parçalanma miktarı da buna paralel olarak artar. • Diğer disakkaritlerin emilimindeki hız kısıtlayıcı • Bu nedenle hidroliz reaksiyonları emilimde hız basamak kısıtlayıcı değildir. TRANSPORT kusuru • Diğer disakkaridazlardan farklı olarak laktaz indüklenmeyen bir enzimdir. 6

21.09.2017 • Glukoz mukoza hücrelerine aktif transportla alınır ve bu işlem insülinden bağımsızdır. • Bu işlemi özgün bir protein sağlar (SGLT1) ve beraberinde Na iyonları da taşınır. • Glukozun aktif transportu Ouabain (Na-K ATPaz inhibitörü) ve filorhizin (glukozun renal tübüler reabsorbsiyonunu inhibe eder) ile engellenir. • İnce barsakta disakkaridaz aktivitesindeki bir • 3 tip laktaz eksikliği vardır: bozukluk sindirilmemiş kh’ların kalın barsağa geçmesine neden olur.  Kalıtsal laktaz eksikliği: Tahammülsüzlük semptomları doğumdan hemen sonra ortaya çıkar. • Bu karbonhidratların oluşturduğu osmotik basınç Laktozsuz diyetle semptomlar kaybolur. - mukozadan su çekilmesine neden olur ve osmotik galaktozidaz ticari preparatları da vardır. diare görülür.  Sekonder düşük laktaz etkinliği: Barsak • Kalıtsal bozukluklar, ince barsak hastalıkları, hastalıkları ile ortaya çıkar. Tropikal, nontropikal malnutrisyon veya ince barsak hasarı, laktoz sprue, kwashiorkor, kolit, gastroenterit ve peptik intoleransı ve sükraz-izomaltaz eksikliği osmotik ülser cerrahisi sonrası oluşabilir. daireye sebep olur.  Primer düşük laktaz etkinliği: Semptomlar doğumdan sonra ileri dönemlerde ortaya çıkar. Daha çok beyaz ırk dışında izlenir. GLİKOZAMİNOGLİKANLAR • Çok hücreli hayvanların dokularında hücre dışı alanlar, veya ekstrasellüler matriks (ECM) denen bir yapıyla doludur. MUKOPOLİSAKKARİTLER • Ekstrasellüler matriks, hücreleri bir arada tutan, hücrelere oksijen ve besin difüzyonu için gözenekli bir yol sağlayan jel yapısında bir oluşumdur. • Ekstrasellüler matriks, heteropolisakkaritlerin ve elastin, kollajen, fibrinojen, fibronektin ve laminin gibi fibröz proteinlerin bir araya gelmesi ve ağ şeklinde bir yapı kazanmasıyla meydana gelir. 7

• En az yedi farklı GAG tanımlanmıştır: 21.09.2017 hyaluronik asit, • Glikozaminoglikanlar heteropolisakkarit olup; amino keratan sülfat I ve II, şekerler dermatan sülfat, N-asetilglukozamin kondroitin sülfat, N-asetilgalaktozamindir) heparin ve üronik asitten heparan sülfat. D-glukronik L-iduronik asittir oluşan tekrarlayan disakkarit birimleridir ve lineer yapıdadır. • Bir asit şeker ile bir amino şeker yan yana gelerek disakkarit oluşturur ve bu disakkaritler dallanmadan lineer bir şekilde zincir yaparlar. • Glikozaminoglikanlar bir ekstrasellüler matriks • Peptidoglikanlar, kıkırdak gibi bağ dokusunun proteinine kovalent bağlanınca esas bileşenleridir ve dokuya sağlamlık ve proteoglikanları oluşturur. esneklik verirler. • Proteoglikanların kütlece büyük kısmı • GAG’lar negatif yüklü yapılardır. glikozaminoglikanlar tarafından oluşturulur ve genellikle biyolojik etkinliği bunlar sağlar. • GAG’lar negatif yükleri sayesinde birbirlerini iterler ve aralarındaki boşluğa su moleküllerini • Bu iki kompleks de büyük miktarda su bağlama alırlar. yeteneğine sahiptir ve bu özellik sayesinde “ground substance” denen jel bir matriks • Böylece jel yapıları oluşur. oluştururlar. • GAG ile proteinler arasındaki bağlanma kovalenttir ve üç amino asit rol alır. serin treonin, O-glikozidik asparagin N-glikozidik • Proteinler GER’a ait ribozomlarda sentezlenir. 8

Glikozaminoglikanların sınıflandırılması: 21.09.2017 • Hiyalüronik asit: • Hyluronat şeffaf ve yüksek ölçüde visköz • D-glukuronik asit ve N-asetilglukozamin çözeltiler oluşturur. disakkarit ünitelerinden oluşmuş bir GAG’dır. • Kayganlık sağlar ve darbelerin etkisini azaltır. • Aynı zamanda hyluronat kıkırdak ve • Diğer GAG’lardan farkı sülfatlanmamıştır ve proteine kovalent olarak bağlı değildir. tendonların ekstrasellüler matriksinin temel bileşenidir. • Hyaluronik asidin 50 binden fazla • Bazı mikroorganizmaların salgıladığı tekrarlamasıyla hyluronat oluşur. hyaluronidaz enzimi, hyluronatın glikozidik bağlarını hidrolize eder ve bakterinin doku içinde yayılımını sağlar. • Kondroitin 4 ve 6 sülfat: • Keratan sülfat: • Tekrarlayan disakkarid ünitesi N- • Tekrarlayan disakkarid ünitesi N- asetilgalaktozamin ve glukronik asittir. asetilglukozamin ve galaktozdur (uronik asit yoktur). • Vücutta en fazla bulunan GAG’dır. • Kondroitin sülfatla beraber kartilajda yer alır. • Kıkırdağın, tendonların, ligamentlerin ve aort duvarının sağlamlığına katkıda bulunur. • Kornea, kıkırdak, kemik ve ölü hücrelerden oluşan saç, tırnak gibi yapılarda bulunur. • Dermatan sülfat: • Heparin: • Tekrarlayan disakkarid ünitesi N- • Tekrarlayan disakkarid ünitesi glukozamin ve asetilgalaktozamin ve L-iduronik asittir. glukronik asid veya iduronik asittir. • Derinin esneklik ve yumuşaklığına katkıda • Mast hücrelerinde üretilen ve kana salınan, bulunurken kan damarlarında ve kalp kanda antitrombin-III’ü stimüle ederek kanın kapakçıklarında da bulunur. pıhtılaşmasını inhibe eden doğal bir antikoagulandır. • Heparan sülfat ise disakkarit ünitesi heparin ile aynı olan ve tüm hücre yüzeylerinde yer alan ekstrasellüler GAG’dır. 9

21.09.2017 • Hyalüronik asit hariç tüm GAG’lar, kovalent • Amino şekerler olarak bir proteine bağlanıp proteoglikan birimlerini oluşturur. • Asidik şeker sentezi: Glukronik asid besinlerle, GAG’ların lizozomal yıkılmasıyla ve üronik asid • GAG sentezi glikojen sentezine benzer. yolu ile de az miktarlarda üretilebilir. • GAG’lar ekstrasellüler alana verilmek üzere • Glukozun, glukronik asit ve askorbik aside sentezlenir. çevrildiği yola üronik asit yolu denir. • GAG’lar iki farklı şeker ünitesinden oluşmuşlardır. GLİKOZAMİNOGLİKANLARIN YIKIMI MUKOPOLİSAKKARİDOZLAR • GAG’lar lizozomlarda yıkılır. • Etkin tedavisi olmayan ancak prenatal tanı konabilen kalıtsal bozukluklardır. • Yarı ömrü 120 gün olan keratan sülfat hariç GAG’ların yarılanma ömrü kısadır. • Hunter X’e bağlı, diğerleri OR geçer. • GAG yıkımı ile ilgili problemler sonucu • GAG yıkımında rol alan enzimlerin glikolipid ve mukopolisakkaridiozlar ortaya çıkar. glikoprotein yıkımında da rol alması nedeniyle mukopolisakkaridoz vakalarında aynı zamanda lipidozis ve oligosakkaridozis de görülür. Hurler sendromu (MPS IH): • Scheie Sendromu (MPS IS): α-L-iduronidaz eksiktir. Mukopolisakkaridozlar içinde en hafif • Mukopolisakkaridozların en ağır klinik formudur. formdur. Zeka düzeyleri ve yaşam süreleri • Dermatan sülfat ve heparan sülfat yıkımında görevli normaldir. olan α-L-iduronidaz enzim eksikliği vardır. • Hunter Sendromu (MPS II): X-linked kalıtım • Doğumda normal olan bebekte gelişme geriliği, zeka gösterir. İduronat sülfataz enzimi eksiktir. Bu hastalarda korneal değişiklikler olmaz. İşitme geriliği, belirgin kaba yüz görünümü oluşmaya başlar, kaybı ise oldukça sık görülür. Kaba yüz makroglossi, makrosefali, hidrosefali, kemik görünümü, hepatosplenomegali, eklem sertliği, değişiklikleri (disostosis multipleks), kornea boy kısalığı görülen diğer bulgulardır. Zeka bulanıklığı, optik atrofi, ileti ve nörosensoriyal işitme geriliği mevcut olup yavaş ilerler. kaybı, boy kısalığı, karın şişliği, sık solunum yolları enfeksiyonları, valvüler kapak hastalıkları görülür. 10