TUS TUS Temel Tıp Bilimleri Karbonhidrat & Lipid Metabolizması Testi #1

1 mol glukozun aerobik yıkımı basamak basamak incelendiğinde: 1. Glikoliz: 2 ATP (net substrat düzeyinde fosforilasyon) + 2 sitozolik NADH üretilir. Malat-aspartat mekiği ile mitokondriye aktarılan 2 NADH matrikste $2 \times 2{,}5 = 5\ \text{ATP}$ sağlar. Glikoliz toplamı: $2 + 5 = 7\ \text{ATP}$. 2. Pirüvat Dehidrogenaz: 2 pirüvattan 2 asetil-KoA oluşurken 2 matriks NADH üretilir: $2 \times 2{,}5 = 5\ \text{ATP}$. 3. TCA Döngüsü (2 tur): 2 GTP ($= 2\ \text{ATP}$) + 6 matriks NADH ($6 \times 2{,}5 = 15\ \text{ATP}$) + 2 $\text{FADH}_2$ ($2 \times 1{,}5 = 3\ \text{ATP}$) = $20\ \text{ATP}$. Toplam Net ATP = $7 + 5 + 20 = 32\ \text{mol}$ ATP sentezlenir. Doğru cevap D şıkkıdır.

Glukoneogenezde 2 mol pirüvattan 1 mol glukoz oluşurken harcanan nükleozit trifosfatlar: 1. Pirüvat karboksilaz basamağında: $2\ \text{pirüvat} \to 2\ \text{oksaloasetat}$ için 2 ATP harcanır. 2. Fosfoenolpirüvat karboksikinaz (PEPCK) basamağında: $2\ \text{oksaloasetat} \to 2\ \text{PEP}$ için 2 GTP harcanır. 3. Fosfogliserat kinaz basamağında: $2\ \text{(3-fosfogliserat)} \to 2\ \text{(1,3-bisfosfogliserat)}$ için 2 ATP harcanır. Toplam yüksek enerjili fosfat harcaması: $2\ \text{ATP} + 2\ \text{GTP} + 2\ \text{ATP} = 6\ \text{mol}$ yüksek enerjili bağdır. (Ayrıca 2 mol NADH harcanır). Doğru cevap D şıkkıdır.

16 karbonlu palmitatın tam oksidasyonu: 1. $\beta$-oksidasyon döngü sayısı: $\frac{16}{2} - 1 = 7$ tur gerçekleşir. Ürünler: $7\ \text{FADH}_2$, $7\ \text{NADH}$ ve $8\ \text{Asetil-KoA}$. - $7\ \text{FADH}_2 \times 1{,}5 = 10{,}5\ \text{ATP}$ - $7\ \text{NADH} \times 2{,}5 = 17{,}5\ \text{ATP}$ - $8\ \text{Asetil-KoA} \times 10 = 80\ \text{ATP}$ Brüt üretim = $10{,}5 + 17{,}5 + 80 = 108\ \text{ATP}$. 2. Yağ asidinin sitoplazmada açil-KoA sentetaz ile aktivasyonu sırasında $\text{ATP} \to \text{AMP} + \text{PPi}$ hidrolizi gerçekleştiğinden 2 yüksek enerjili fosfat bağı harcanır. Net ATP = $108 - 2 = 106\ \text{ATP}$ elde edilir. Doğru cevap C şıkkıdır.

Hepatik glikolizde PFK-1 enziminin en güçlü pozitif allosterik aktivatörü Fruktoz-2,6-bisfosfattır ($F\text{-}2,6\text{-}BP$). İnsülin etkisiyle defosforile olarak aktifleşen bifonksiyonel PFK-2 enzimi tarafından üretilir ve ATP'nin inhibitör etkisini kırarak glikolizi hızlandırır. Doğru cevap B şıkkıdır.

Palmitat sentezinin genel reaksiyon eşitliği: $8\ \text{Asetil-KoA} + 7\ \text{ATP} + 14\ \text{NADPH} + 14\ \text{H}^+ \to \text{Palmitat} + 8\ \text{KoA} + 7\ \text{ADP} + 7\ \text{Pi} + 14\ \text{NADP}^+ + 6\ \text{H}_2\text{O}$. Buna göre 1 mol palmitat sentezlemek için 8 mol Asetil-KoA (1'i başlangıç primer birimi, 7'si malonil-KoA'ya dönüştürülerek eklenir) ve 14 mol NADPH kullanılır. Doğru cevap E şıkkıdır.

Karaciğer dokusunda asetoasetatın metabolize edilebilmesi için gerekli olan 'tiyoforaz' (süksinil-KoA:3-ketoasit KoA transferaz / SCOT) enzimi bulunmaz. Bu nedenle karaciğer keton cisimlerini sentezleyip kana verir ancak kendisi enerji elde etmek amacıyla kullanamaz. Doğru cevap A şıkkıdır.

Asetil-KoA Karboksilaz (ACC) enzimi, sitrat tarafından allosterik olarak aktive edilir (inaktif dimerleri aktif polimerlere dönüştürür). Uzun zincirli açil-KoA (palmitoil-KoA) ise enzimi allosterik olarak inhibe eder. Hormonal olarak insülin enzimi defosforile ederek aktive ederken, glukagon ve AMPK fosforilasyon ile enzimi inaktive eder. Doğru cevap C şıkkıdır.

Yağ asidi sentezinin ilk basamağında üretilen 'malonil-KoA', mitokondri dış zarında bulunan Karnitin Palmitoiltransferaz-1 (CPT-1) enzimini allosterik olarak güçlü şekilde inhibe eder. Bu sayede yağ asitleri matrikse giremez ve sentez sırasında gereksiz yere yıkılmaları (futil döngü) engellenir. Doğru cevap B şıkkıdır.

Aldolaz B eksikliğinde fruktoz-1-fosfat dokularda birikir ve hücre içi inorganik fosfatı ($P_i$) hapseder (fosfat tuzağı). Hücre içi serbest fosfatın tükenmesi sonucunda glikojen fosforilaz (glikojenoliz) çalışamaz; ayrıca glukoneogenezin kritik enzimleri inhibe olur. Böylece hem glikojen yıkımı hem de glukoz sentezi durarak ağır hipoglisemi gelişir. Doğru cevap E şıkkıdır.

Eritrositlerde NADPH, indirgenmiş glutatyon (GSH) seviyesini korumak için elzemdir. Okside glutatyonu (GSSG) tekrar indirgenmiş glutatyona (GSH) dönüştüren enzim 'Glutatyon redüktaz'dır ve bu reaksiyonda indirgeyici eşdeğer olarak doğrudan NADPH kullanır. Doğru cevap A şıkkıdır.

Glukoz-6-fosfataz eksikliği GSD Tip I (von Gierke hastalığı) olarak tanımlanır. Glukoz-6-fosfat karaciğerde serbest glukoza dönüştürülemediği için ağır açlık hipoglisemisi, aşırı glukoz-6-fosfatın laktata dönüşmesiyle laktik asidoz, pentoz fosfat yoluna kayma ve pürin yıkımıyla hiperürisemi, lipogenezin artışıyla hiperlipidemi görülür. Doğru cevap A şıkkıdır.

Lipoprotein Lipaz (LPL) enziminin aktivasyonu için şilomikron ve VLDL yüzeyinde taşınan ve HDL'den transfer edilen 'Apo C-II' proteini zorunlu kofaktördür. Apo C-II eksikliği Tip 1 hiperlipoproteinemiye yol açar. Doğru cevap C şıkkıdır.

Yağ dokusunda 'Gliserol kinaz' enzimi bulunmaz (bu enzim başlıca karaciğer ve böbrekte bulunur). Bu nedenle adipositler lipolizle salınan serbest gliserolü kullanamazlar; TAG sentezi için gereken gliserol-3-fosfatı glikoliz ara ürünü olan dihidroksiaseton fosfattan (DHAP) sentezlemek zorundadırlar. Doğru cevap B şıkkıdır.

HMG-KoA redüktaz enzimi, 3-hidroksi-3-metilglutaril-KoA (HMG-KoA) molekülünü 2 mol NADPH kullanarak 'Mevalonat'a indirger ve serbest KoA açığa çıkarır. Bu reaksiyon geri dönüşümsüzdür ve kolesterol sentezinin ana düzenleme basamağıdır. Doğru cevap D şıkkıdır.

Glikojen yıkımında: - Glikojen fosforilaz, $\alpha(1\to4)$ bağlarını fosforolitik olarak yıkarak glukoz-1-fosfat üretir. - Dallanma yıkıcı enzimin amilo-$\alpha(1\to6)$-glukozidaz aktivitesi ise dallanma noktasındaki tek glukozu hidroliz ile 'serbest glukoz' olarak serbestleştirir. Her 10 glukozda 1 dallanma noktası varsa, glikojenin yaklaşık %10'u serbest glukoz (10 mol), %90'ı ise glukoz-1-fosfat (90 mol) olarak açığa çıkar. Doğru cevap A şıkkıdır.

Hekzozaminidaz A enzim eksikliği Tip A Tay-Sachs hastalığına neden olur. GM2 gangliyozid birikir, makulada kiraz kırmızısı leke görülür ve en ayırt edici özelliği Niemann-Pick'ten farklı olarak organomegalinin (hepatosplenomegali) olmamasıdır. Doğru cevap B şıkkıdır.

Klasik galaktozemi, 'Galaktoz-1-fosfat üridiltransferaz' (GALT) enzim eksikliği sonucu gelişir. Galaktoz-1-fosfat dokularda birikerek karaciğer, beyin ve böbrek hasarına yol açar. Yalnızca kataraktla giden hafif form ise galaktokinaz eksikliğidir. Doğru cevap C şıkkıdır.

Termogenin (Uncoupling Protein-1 / UCP-1), mitokondri iç zarında protonların ATP sentaz kompleksini bypass ederek doğrudan matrikse geri sızmasını sağlar. Böylece elektron taşıma zincirinin oluşturduğu elektrokimyasal proton gradyanı ATP sentezine dönüştürülmeden doğrudan ısı enerjisi olarak serbestleşir. Doğru cevap D şıkkıdır.

PDH kompleksi kovalent modifikasyonla düzenlenir. PDH kinaz enzimi kompleksi fosforilleyerek 'inaktive' eder; PDH fosfataz ise defosforilasyon ile 'aktive' eder. Yüksek ATP, asetil-KoA ve NADH seviyeleri PDH kinazı uyararak enzimi inaktive ederken; yüksek $Ca^{2+}$ seviyeleri PDH fosfatazı uyararak kompleksi aktive eder. Doğru cevap B şıkkıdır.

Lesitin:Kolesterol Açiltransferaz (LCAT) enzimi, HDL yüzeyinde fosfatidilkolinden (lesitin) aldığı yağ asidini serbest kolesterole aktararak kolesterol esteri oluşturur. Bu enzimin en temel ve zorunlu fizyolojik aktivatörü HDL'nin ana apolipoproteini olan 'Apo A-I'dir. Doğru cevap A şıkkıdır.