Biyoenerjetik ve Oksidatif Fosforilasyon — TUS — Temel Tıp Bilimleri soruları

Kısaca — Adenilat kinaz iki ADP arasındaki fosforil aktarımıyla bir ATP üretirken enerji yükünü yansıtan AMP’yi de oluşturur.

Adenilat kinaz, bir ADP’nin terminal fosforil grubunu diğer ADP’ye aktararak ATP ve AMP oluşturur. Hızlı enerji gereksiniminde ATP’yi geçici olarak destekleyen bu denge, AMP düzeyini enerji azalmasının duyarlı göstergesi hâline getirir.

Neden diğerleri değil

• Nükleozid difosfat kinaz — ATP ile başka nükleozid difosfatlar arasında fosfat aktarır; iki ADP’yi orantısızlaştırmaz.
• AMP deaminaz — AMP’yi IMP’ye dönüştürerek pürin nükleotid döngüsüne sokar; ATP oluşturmaz.
• Kreatin kinaz — Fosfokreatinden ADP’ye fosfat aktararak ATP üretir; fosfat vericisi ikinci bir ADP değildir.
• Timidilat kinaz — dTMP’yi dTDP’ye fosforile eder; adenil nükleotidlerinin enerji dengesinde görev almaz.

Aklında kalsın

ATP’deki küçük azalma adenilat kinaz dengesi nedeniyle AMP’de daha büyük artış oluşturur; yükselen AMP, AMPK’yi etkinleştirerek enerji yetersizliğini bildirir.

Kısaca — Mn-SOD, matrikste oluşan süperoksidi $H_2O_2$’ye dönüştürerek mitokondriyal oksidatif hasara karşı ilk enzimatik basamağı oluşturur.

Manganez süperoksit dismutaz matrikste yerleşiktir ve iki süperoksit radikalini $H_2O_2$ ile oksijene dönüştürür. Oluşan peroksit daha sonra glutatyon peroksidaz ve peroksiredoksinlerce uzaklaştırılabilir.

Neden diğerleri değil

• Katalaz — $H_2O_2$’yi parçalar; süperoksitin ilk dönüşümünü gerçekleştirmez ve başlıca peroksizomlarda bulunur.
• Glutatyon redüktaz — Oksitlenmiş glutatyonu NADPH kullanarak indirger; süperoksiti doğrudan substrat olarak kullanmaz.
• Miyeloperoksidaz — Nötrofil granüllerinde $H_2O_2$ ve klorürden hipokloröz asit üretir; matriks antioksidanı değildir.
• Ksantin oksidaz — Pürin yıkımında reaktif oksijen türü üretebilir; süperoksiti uzaklaştıran bir enzim değildir.

Aklında kalsın

Sitozoldeki süperoksit dismutaz bakır-çinko, mitokondri matriksindeki izoenzim ise manganez içerir.

Kısaca — Siyanür kompleks IV’ün oksijen indirgeme merkezini bloke ederek elektronların son alıcıya aktarılmasını durdurur.

Kompleks IV, sitokrom c’den aldığı elektronları hem $a_3$ ve $Cu_B$ içeren merkezde oksijene aktarır. Siyanür bu merkeze bağlandığında oksijen suya indirgenemez; zincir ve oksidatif fosforilasyon durur.

Neden diğerleri değil

• Siyanür – Kompleks I — Siyanürün hedefi NADH dehidrogenaz değil sitokrom c oksidazdır.
• Rotenon – Kompleks IV — Rotenon kompleks I’de elektronların demir-kükürt merkezlerinden koenzim Q’ya aktarılmasını engeller.
• Antimisin A – Kompleks I — Antimisin A kompleks III’ün $Q_i$ bölgesini bloke ederek koenzim Q döngüsünü durdurur.
• Karbonmonoksit – Kompleks II — Karbonmonoksit indirgenmiş kompleks IV’e bağlanır; süksinat dehidrogenazı inhibe etmez.

Aklında kalsın

Malonat, süksinata yapısal benzerliği nedeniyle kompleks II’nin yarışmalı inhibitörüdür.