HEKSOZMONOFOSFAT YOLU UZM DR OKHAN AKIN Dolu GLUKOJEN

HEKSOZMONOFOSFAT YOLU UZM. DR. OKHAN AKIN

Dolu GLUKOJEN ATP Glukoz ATP ATP ATP Glukoz 6 -P PFK-1 Fruktoz 1, 6 -Bi. P Sitrat Pirüvat AKo. A OAA Sitrat

Dolu GLUKOJEN ATP ATP ATP ATP Glukoz 6 -P PFK-1 ATP HMY NADPH Fruktoz 1, 6 -Bi. P Sitrat Pirüvat Sitrat AKo. A OAA Sitrat

1 Glukoz-6 -fosfat (C 6) 2 6 -fosfoglukonolakton (C 6) NADP+ NADPH+H+ - 3 CO 2 Ribuloz-5 fosfat (C 5) NADP+ NADPH+H+ 6 -fosfoglukonat (C 6) 4 1. Glukoz-6 -fosfat dehidrogenaz 2. Laktonaz 3. 6 -fosfoglukonat dehidrogenaz 4. Fosfopentoz izomeraz 5. Fosfopentoz izomeraz 6. Transketolaz 7. Transaldolaz Ksilüloz-5 fosfat (C 5) Gliseraldehit-3 -fosfat (C 3) 6 7 Fruktoz-6 fosfat (C 6) 6 Gliseraldehit-3 -fosfat (C 3) 5 Riboz-5 fosfat (C 5) Sedoheptüloz-7 -fosfat (C 7) Eritroz-4 fosfat (C 4) Ksilüloz-5 fosfat (C 5)

NADP (nikotinadenin dinükleotid fosfat): • NADP, NAD’den farklıdır. • NADPH hücre içinde spesifik önemi olan, NADP spesifik enzimler ile ilişkilidir. • NADPH: – – Indirgeyici biyosentez reaksiyonlarında H 2 O 2 indirgenmesinde Sit P 450 sisteminde Lökositler ve fagositozda gereklidir.

COOCH 2 GLİSİN HN C=O HS-CH 2 -CH G-SH SİSTEİN HN C=O CH CH 2 2 CH 2 GLUTAMAT HCNH 3+ COO( -glutamilsisteinilglisin)

SORU: Aşağıdakilerden hangisinin peptid bağının oluşumunda ribozomlar görev yapmaz? a. b. c. d. e. Glutatyon ADH İnsülin Anjiotensin II Renin

• Glutatyon, kreatin, karnitin gibi 2 -3 aminoasitten oluşan di-, tripeptidlerin sentezi için ribozomlara gereksinim yoktur. Enzmatik olarak sentez yapılabilir.

Glukoz Eritrosit Glukoz 6 -fosfat Glukoz 6 fosfat 2 ADP Glukoz 6 -fosfat NADP+ Glukoz 6 -fosfat dehidrogenaz 2 ATP Glikoliz Laktat 6 -fosfo glukonat HMY NADPH 2 GSH Glutatyon redüktaz GS-SG H 2 O 2 Glutatyon peroksidaz H 2 O

Sitokrom P-450: • Oksijenin bir substrat molekülüne doğrudan aktarılmasını ve buna katılmasını katalize eder. Amacı hücreye enerji sağlamak olan tepkimelerde yer alma yerine, bir çok farklı metabolitin yapımı ve yıkımı ile ilgilidir. • Monooksijenazlar substrata moleküler O 2’nin sadece bir atomunu yerleştirir. • Hemoglobin türü hemoproteinlerdir. • Karaciğer ve ince barsaklarda en fazla oranda yer almaktadırlar fakat ihtimalen her hücrede bulunurlar.

• Dokularda çoğunlukla düz endoplazmik retikulum zarlarında yer alırlar. • Adrenal bezde mitokondri ve DER’da yer alıp steroid hormon sentezine katılırlar. • Lipidler Sitokrom P 450 sisteminin bileşenleridir. Tercih edilen lipid ER zarlarında bulunan ana lipid olan fosfatidilkolin’dir. • Sitokrom P 450 izoformlarının çoğu indüklenebilir türdür. Örneğin fenobarbital veya diğer bir çok ilaç kullanımı, 4 -5 gün içinde DER’da hipertrofi ve sit P 450 düzeyinde 3 -4 kat artışa neden olur.

• Bir çok ilacın detoksifikasyonunda mikrozomal sit P-450 monooksijenaz sistemleri önemlidir. Bu monooksijenazlar, karaciğer mikrozomlarında sit P-450 ve sit b-5 ile beraber bulunurlar. Hem NADH hem de NADPH bu sitokromların indirgenmesi için gerekli indirgenmiş ekivalanları sağlar. Bu sistemle metabolize olan ilaçlar arasında benzpren, aminopirin, anilin, morfin ve benzfetamin yer alır. • Sistem için NADPH varlığı önemlidir. Fakat sistem tamamen NADPH’a bağımlı değildir. NADH’larıda rahatlıkla kullanabilir.

Glukoz 6 fosfat NADP+ Glukoz 6 -fosfat dehidrogenaz redükte Sitokrom P-450 redüktaz (Fe -S) RH O 2 Sitokrom P-450 H 2 O 6 -fosfo glukonat NADPH Okside ROH

Lökositler ve fagositoz: Nötrofiller ve monositler fagosite ettikleri mikroorganizmaları yok etmek için temel olarak iki sistem kullanırlar: • Oksijen bağımlı sistem: Myeloperoksidaz sistemi (MPO) ve serbest radikal sisteminden oluşur. • Oksijenden bağımsız sistem: Fagolizozomdaki p. H değişiklikleri ve lizozomal enzimleri içerir. Bu sistemin çok önemli bakterisidal etkileri olduğunu söylemek çok olası değildir. Tek başına p. H değişiklikleri ve lizozomal enzimlerle bakterisidal etki oluşturulamaz.

Nötrofillerde özellikle lizozomlarda bulunan proteinazlar ve antiproteinazlar Elastaz 1 -antitripsin Kollagenaz 2 -makroglobulin Gelatinaz Sekretuar lökoproteinaz inhibitörü Katepsin G 1 -antikimotripsin Plazminojen aktivatörü Plazminojen inhibitör-1 aktivatör

• Fagositoz ile beraber lökosit hücre membranına yerleşmiş NADPH oksidaz enzimi çevre dokulardaki moleküler oksijeni süperoksite çevirir. NADPH oksidaz bir kaç elemandan oluşur: – Sitokrom b 558: İki polipeptid içeren bir heterodimerdir. – Sistem aktive olduğunda 47 ve 67 kda’luk iki polipeptid sit b 558’le birleşir ve sistem aktive olur. • NADPH oksidaz dinlenim halindeki fagositik hücrelerde aktif değildir. C 5 a kompleman parçası veya kemotaktik peptidler gibi çeşitli ligandların plazma zarındaki reseptöre bağlanması ile aktiflenir. • NADPH oksidaz, hormonal olarak düzenlenebilen ve alt birimlerinde koenzim olarak sitokrom ile flavin gruplarını taşıyan bir enzimdir. Doğumsal eksikliğinde ağır, persistan kronik piyojenik enfeksiyonlarla karakterize Kronik Granülomatöz hastalık oluşur.

O 2 NADPH oksidaz Vit. E O 2 - Vit. E H 2 O 2 Cl- Vit. E NADP+ O 2 O 2 SOD HOCl Vit. E O 2 - Vit. E H 2 O 2 Myeloperoksidaz Vit. E NADPH Fe+2 Vit. E Fenton rxn OH- Vit. E Vit. E

Glukoz 6 -fosfat Sitoplazma Yağ asidi Asetil Ko. A Fosfofruktokinaz-1 Sitrat liyaz NADPH Malik enzim Pirüvat Malat OAA Sitrat Malat dahidrogenaz Pirüvat Asetil Ko. A OAA Sitrat TCA Mitokondri Trikarboksilat taşıyıcı

Dolu Yağ asidi sentezi GLUKOJEN ATP NADPH Glukoz ATP PFK-1 ATP ATP NADPHNADP ATP ATP NADPH Fruktoz 1, 6 -Bi. P ATP HMY Glukoz 6 -P Malat ATP Pirüvat ATP Malik enzim AKo. A OAA Sitrat AKo. A Sitrat liyaz Ko. A OAA Malat dehidrogenaz Sitrat

Reaktif oksijen bileşikleri (ROS), serbest radikaller ve Antioksidanlar: • Serbest radikal bir veya daha fazla eşleşmemiş elektron içeren atom veya moleküllerdir. • Bu maddelerin başka maddelerden elektron kazanma eğilimi göstermesi, maddeyi ileri derecede reaktif hale getirir. • Bununla beraber singlet oksijen, H 2 O 2 ve NO gibi maddeler serbest radikal değildir. • “Reactive Oxygen Species” terimi (ROS) hem O 2. – (süperoksid) ve OH. (hidroksil) gibi serbest radikalleri hem de H 2 O 2 (hidrojen peroksid) ve HOCl (hipklorözasid) gibi nonradikal oksijen derivelerini tanımlar

Atak sonucu protein kinaz benzeri enzimlerin aktiflenmesi Protein yıkımı DNA’ya atak sonucu çift zincir helikal yapının cözülmesi ve bazların hatalı okunması Okside LDL birikimi ve köpük hücrelerinin oluşumu Hasar olmayan intakt hücre Lipid peroksidasyonu sonucu hücre zarı yapısı ve hücre bütünlüğünün bozulması Serbest radikal hasarı

Başlıca ROS’lar Süperoksid Hidrojen peroksid Hidroksil radikali Peroksil radikali Nitrik oksid Hipokloröz asid Peroksidler Peroksinitrit Heme proteinleri Singlet oksijen

• Çoğunluğu normal metabolizma sırasında, oksijenin kullanıldığı “Biyokimyasal redoks tepkimelerinde” sentezlenir (O 2. -, NO. , H O ). 2 2 • Fagositoz sırasında kontrollü olarak HOCl, OH. ve O 2. – üretilir • Radyasyon, UV ışık, çevresel kirleticiler, sigara, şiddetli egzersiz ve iskemiye bağlı olarak da O 2. -, OH. , ROO. gibi radikaller üretilmektedir.

Kan hücreleri ve çeşitli dokularda oksidatif stresle ilişkili önemli tepkimeler Süperoksit üretilmesi O 2 + e- O 24 NADPH-oksidaz 2 O 2 + NADPH 2 O 24 + NADP + H+ Süperoksit dismutaz O 2 + 2 H+ H 2 O 2 + O 2 Katalaz H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 Myeloperoksidaz H 2 O 2 + X- + H+ HOX (X= Cl-, Br- v. b. ) Glutatyon peroksidaz (Se) 2 GSH + R-O-OH GS-SG + H 2 O + ROH Fenton reaksiyonu Fe+2+ H 2 O 2 Fe+3 + OH- Haber-Weiss tepkimesi O 24+ H 2 O 2 + OH- Glukoz-6 -fosfat dehidrogenaz G 6 P + NADP 6 -fosfoglukonat + NADPH+H Glutatyon redüktaz GS-SG + NADPH+H 2 GSH + NADP

• İnsanda metabolizmada süperoksit radikali üreten reaksiyonlar: – Ksantin oksidaz, – NADPH oksidaz, – Sitokrom P 450 redüktaz

Dokuların, serbest radikal zincir tepkimelerinin başlamasını engellemek ve bunları sonlandırmak için kullandığı kişisel savunma mekanizmaları, antioksidanlardır.

Vücutta kullanılan başlıca antioksidanlar: • Koruyucu antioksidanlar: Yeni ROS oluşumunu engellerler. – – – Serüloplazmin Metallotinoin Albumin Transferrin Ferritin Myoglobin

Yokedici antioksidanlar: Oluşmuş ROS’ları yok ederler. Enzimler: • Süperoksid dismutaz • Glutatyon peroksidaz • Glutatyon redüktaz • Katalaz • Metionin sülfoksid redüktaz • Metalloenzimler Küçük moleküller • Glutatyon • Askorbat (vitamin C) • Tokoferoller (Vitamin E) • Ürik asid • Karotenoidler • Selenyum • Flavonoidler