Karbonhidrat Metabolizması

5 yaşında bir erkek çocuk, büyüme geriliği ve karın şişliği şikayetiyle pediatri polikliniğine getiriliyor. Yapılan fizik muayenede masif hepatomegali saptanıyor ancak splenomegali izlenmiyor. Laboratuvar incelemelerinde belirgin açlık hipoglisemisi ve hiperlipidemi saptanırken; kan laktat ve ürik asit düzeylerinin normal sınırlarda olduğu görülüyor. Ayrıca hastanın öyküsünden hafif derecede kas güçsüzlüğü olduğu öğreniliyor. Bu hastadaki klinik tabloya aşağıdaki enzimlerden hangisinin eksikliği yol açar?

Açlık durumunda tek karbon sayılı yağ asitlerinin oksidasyonu veya valin, izolösin gibi dallı zincirli amino asitlerin katabolizması sonucu oluşan propiyonil-$KoA$'nın karaciğerde glukoneogenez yolağına katılımı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Uzamış açlık durumunda (yaklaşık 36 saat), karaciğer hepatositlerinde glukoz üretimi ve tüketimi arasındaki dengeyi sağlamak için çeşitli hormonal ve enzimatik düzenlemeler gerçekleşir. Bu süreçte fruktoz $2,6$-bifosfat konsantrasyonu ve buna bağlı metabolik yolların düzenlenmesi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

$3$ yaşındaki bir erkek çocuk, karın şişliği ve hafif gelişme geriliği nedeniyle polikliniğe getiriliyor. Fizik muayenede karaciğerin kosta kenarını $4$ cm geçtiği (hepatomegali) saptanıyor. Laboratuvar tetkiklerinde açlık hipoglisemisi, hiperlipidemi ve ketozis saptanırken; laktat ve ürik asit düzeylerinin normal olduğu görülüyor. Karaciğer biyopsisinde glikojen miktarının arttığı ancak yapısının normal olduğu belirleniyor. Bu çocuk için en olası tanı aşağıdakilerden hangisidir?

İnsülin, kan glukoz düzeyini düşürmek amacıyla karaciğerde hem mevcut enzim aktivitelerini post-translasyonel modifikasyonlarla düzenler hem de uzun vadede gen ekspresyon düzeyinde önemli değişiklikler yapar. Özellikle glukoneogenez hızının kontrolünde, bu yolun hız kısıtlayıcı enzimlerinin sentez miktarının baskılanması kritik bir rol oynar. Buna göre; sağlıklı bir bireyde tokluk durumunda insülinin, karaciğerde Fosfoenolpirüvat Karboksikinaz ($PEPCK$) ve Glukoz 6-Fosfataz ($G6Pase$) genlerinin transkripsiyonunu baskılamasında görev alan temel moleküler mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

Glikoliz yolunda, gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz ($GAPDH$) reaksiyonu sırasında ortamda yapısal olarak inorganik fosfata ($Pi$) benzeyen arsenat ($AsO_4^{3-}$) bulunması, normalde üretilen 1,3-bifosfogliserat yerine kararsız bir ara bileşik olan 1-arseno-3-fosfogliserat oluşumuna neden olur. Bu bileşik, enzim gerektirmeksizin spontan olarak 3-fosfogliserata hidroliz olur.

Bu biyokimyasal süreç dikkate alındığında, bir molekül glukozun piruvata kadar olan glikolitik yıkımında net $ATP$ kazancı ve $NADH$ üretimi nasıl etkilenir?

Diabetes mellitus ve insülin direnci tablolarında, postabsorptif dönemde dahi karaciğerde glukoneogenez yolağının baskılanamaması patolojik hipergliseminin temel nedenlerinden biridir. İnsülinin normal fizyolojik şartlarda glukoneogenez hızını transkripsiyonel düzeyde sınırlama mekanizmasıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Pentoz fosfat yolu (hekzoz monofosfat şantı), hücrenin indirgeyici güç ve nükleotid öncülleri ihtiyacını karşılayan dinamik bir metabolik süreçtir. Bu yolak ve düzenlenmesi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Glikozaminoglikanların ($GAG$) ve proteoglikanların biyosentezi; prekürsör sentezi, protein çekirdeğinin modifikasyonu, zincir uzaması ve polimer düzeyindeki değişimleri içeren son derece organize bir süreçtir. Bu süreçte görev alan enzimlerin özellikleri ve hücresel kontrol mekanizmaları göz önüne alındığında, aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Alkolizm öyküsü olan ve konfüzyon, ataksi ile oftalmopleji (Wernicke-Korsakoff sendromu) belirtileriyle başvuran bir hastada, altta yatan vitamin eksikliğini doğrulamak amacıyla eritrositlerde aktivitesi ölçülen ve pentoz fosfat yolunun non-oksidatif (geri dönüşümlü) fazında görev alan enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Karaciğer ve böbrekte, açlık sırasında kan glukoz düzeyini korumak amacıyla gerçekleştirilen glikojenoliz ve glukoneogenez yollarının son ortak basamağı glukoz-6-fosfatın hidrolizidir. Bu işlem, endoplazmik retikulum lümeninde yerleşmiş olan glukoz-6-fosfataz enzim sistemi tarafından gerçekleştirilir. Bu enzim sisteminin organizasyonu ve kan glukoz regülasyonundaki rolü düşünüldüğünde, aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Piruvat dehidrogenaz (PDH) kompleksi, hem alosterik regülasyon hem de kovalent modifikasyon aracılığıyla hücrenin enerji ihtiyacına göre titizlikle kontrol edilir. Hücre içerisinde $[Asetil-KoA]/[KoA]$ ve $[NADH]/[NAD^+]$ oranlarının yükselmesi, kompleksin aktivitesini sadece doğrudan ürün inhibisyonu ile değil, aynı zamanda kovalent bir değişim üzerinden de baskılar. Bu metabolik sinyallerin (yüksek ürün oranları) PDH kompleksini inaktif formda tutmak için tetiklediği temel regülatör mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

45 yaşında tip 2 diyabetli bir hastada, insülin direnci ve yetersizliği nedeniyle karaciğerde glukoneogenez hızı artmış ve bu durum açlık hiperglisemisinin temel nedenlerinden biri haline gelmiştir. Sağlıklı bir bireyde tokluk durumunda (yüksek insülin/glukagon oranı) seviyesi artarak glukoneogenezin hıza sınırlayıcı enzimi olan fruktoz 1,6-bifosfatazı doğrudan inhibe eden ve böylece glukoz üretimini baskılayan temel allosterik modülatör aşağıdakilerden hangisidir?

Eritrositlerde gerçekleştirilen bir in vitro çalışmada, anaerobik glikoliz ortamına arsenat ($AsO_4^{3-}$) eklenmiştir. Bu deneysel koşulda, glikozun laktata dönüşümü süreciyle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Piruvat dehidrogenaz (PDH) kompleksinin regülasyonunda, PDH kinaz (PDK) enziminin aktivitesi; ürün inhibisyonu, alosterik regülasyon ve kovalent modifikasyonun entegrasyonu ile belirlenir. PDK'nın, kompleksin E1 alt ünitesini fosforilleyerek inaktive etme hızı, sadece matriksteki metabolit konsantrasyonlarına değil, aynı zamanda bu metabolitlerin kompleksin yapısal çekirdeği ile olan etkileşimine de bağlıdır.

Buna göre, PDK'nın aktivasyonu ve buna bağlı olarak PDH kompleksinin inaktivasyonu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Açlık durumunda karaciğerde glukoneogenez hızı artarken, glikoliz yolunun son basamağında bir "kısır döngü" ($futile$ $cycle$) oluşmasını engellemek amacıyla bazı enzimlerin aktivitesi hormonal olarak düzenlenir. Glukagon etkisiyle aktive olan $cAMP$ bağımlı protein kinaz $A$ ($PKA$) tarafından doğrudan fosforillenerek inhibe edilen ve bu sayede fosfoenolpiruvatın ($PEP$) piruvata dönüşümünü engelleyerek glukoneogenez akışını destekleyen enzim aşağıdakilerden hangisidir?

22 yaşında bir erkek hasta, halı saha maçı sonrası gelişen şiddetli kas ağrıları ve kramplar nedeniyle acil servise başvuruyor. Hastanın idrar renginin koyu kahverengi (çay rengi) olduğu ve dinlenme ile şikayetlerinin gerilediği öğreniliyor. Fizik muayenesinde patolojik bulgu saptanmayan hastaya uygulanan iskemik ön kol egzersiz testinde; kan laktat düzeyinde beklenen artışın gerçekleşmediği, buna karşın amonyak düzeylerinin belirgin şekilde yükseldiği gözleniyor. Bu klinik tabloya neden olan en olası enzim eksikliği aşağıdakilerden hangisidir?

Açlık süresince kan glukoz düzeyinin idame ettirilmesi için karaciğerde glukoneogenez hızı artırılırken, aynı zamanda glikolizin son basamağında yer alan piruvat kinaz enzimi glukagon aracılı $cAMP$ artışı ve Protein Kinaz A ($PKA$) aktivasyonu üzerinden fosforillenerek inhibe edilir. Ancak iskelet kasında, stres veya egzersiz altında adrenalin uyarısıyla $cAMP$ düzeyi artsa dahi piruvat kinaz enziminin aktivitesinde benzer bir fosforilasyona bağlı inhibisyonun görülmemesinin temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

$15$ aylık bir erkek çocuk, ilerleyici karın şişliği ve büyüme geriliği nedeniyle pediatri polikliniğine getiriliyor. Fizik muayenesinde masif hepatosplenomegali ve batında asit saptanıyor. Karaciğer fonksiyon testlerinde transaminaz yüksekliği ve hipoalbüminemi görülüyor. Karaciğer biyopsisinin histopatolojik incelemesinde, hepatositlerde biriken glikojenin anormal yapıda, amilopektine benzer şekilde çok uzun dış zincirlere sahip olduğu ve dallanma noktalarının normalden çok daha az olduğu tespit ediliyor. Bu bulgular ışığında, söz konusu hastada işlevsel bozukluk beklenen enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Sağlıklı bir bireyde bol karbonhidratlı bir yemek sonrası portal dolaşımda glukoz konsantrasyonunun artması, karaciğerde glikojen sentezini hızlandırır. Karaciğerin bir 'glukoz sensörü' gibi davranmasını sağlayan ve glukozun hepatik glikojen metabolizması üzerindeki bu doğrudan düzenleyici etkisi aşağıdakilerin hangisiyle gerçekleşir?