Bilgi

Neden (neredeyse) tüm enerji taşıyıcıları adenin içerir?

Neden (neredeyse) tüm enerji taşıyıcıları adenin içerir?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Sadece ATP'ye özgü olan bu sorunun aksine, bu soru tüm enerji taşıyıcılarını içerir.


Ortak enerji taşıyan molekülleri düşündüğümde, şunu düşünebilirim: adenosin trifosfat (ATP), Nikotinamid Adenin Dinükleotid (Fosfat) (NADH/NADPH), Flavin Adenin Dinükleotid (FADH2), S-adenosilmetiyonin, koenzim-A (sistein, pantotenik asit ve ATP), vb. İstisnaları hatırlayarak, aklıma sadece biotin (karboksilatlı) ve üridin difosfat glikoz geliyor. Sadece ATP'den bahsederken, diğerlerine göre tercihini sadece bir şans meselesi olarak adlandırabilirdik. Ancak bu kadar çok taşıyıcı adenin içerdiğinde, diğer enerji taşıyıcılarına karşı bir seçim yapılması gerekir (ya da adenin çok şanslı mıydı?). 'Ortak enerji taşıyıcıları' derken, GTP, CTP, TTP ve UTP'yi çok yaygın olarak kullanılmadıkları için (veya en azından kullanımları, ATP'nin hemen hemen tüm metabolik enerji gerektiren reaksiyonlar).

Neden enerji taşıyıcı moleküllerin çoğu başka herhangi bir nükleobaz yerine adenin (veya türevi) içerir?


Bu soru tartışmaya açıktır, yani herkes (bilimsel olarak desteklenmiş) görüşlerini bir cevap olarak gönderebilir, ancak bu cevapların hiçbiri, sonsuza kadar anlaşılması çok zor olan kesin kanıtların eksikliği nedeniyle seçilmeyecektir.


@canadianer'ın yorumladığı gibi, bu soru cevapsız ve 'fikir temelli' olarak sınıflandırılmaya yaklaşıyor. Ancak, OP'den gelen cevabı çekici bulmadığım için kendi kendime birkaç nokta belirledim. Neredeyse bir cevap - daha fazla düşünce için yiyecek olarak alternatiflerin bir listesi.

Adenin'in aşağıdaki nedenlerden biri için seçildiğini hayal edebiliyorum (diğerleri eklemeler önerebilir):

  • İşlevsel olarak en uygun
  • ilk orada mıydı
  • Orijinal olarak sentezlenmesi en kolay veya en ucuz (eğer durum buysa, neden önce orada olduğunu açıklar)
  • rastgele seçim

Onlara sırayla bakalım.

Adenin işlevsel olarak en uygun

NAD'nin işlevinde, adenin halkasının başka bir bazla değiştirilemeyeceğine dair hiçbir şey yok gibi görünüyor ve GTP, CTP ve UTP'nin beta-gama fosfodiester bağlarının hidrolizinin serbest enerjisinin, aşağıdaki durumlarda kullanılabileceğini biliyoruz. ATP'ninkine benzer bir yol, bu yüzden bu pek olası görünmüyor.

Bununla birlikte, bir pürin halkasının (bir pirimidin yerine) diğer pürin bazlı trifosfatın, GTP'nin (eski ve temel) protein biyosentezinde çok yaygın olarak kullanılması nedeniyle bir tür avantaj sağlayıp sağlamadığını merak ediyor. Belki de pürin halkasının daha geniş temas alanı, proteinlerle etkileşimi destekledi (bunların daha sonra geldiğini iddia etmiyorsanız).

Adenin ilk oradaydı

Yaşamın erken evriminde bazların (veya nükleositler ve nükleotidlerin) birer birer ortaya çıktığı düşünülebilir, bu durumda ilki NAD vb. için kullanılmış ve sıkışmış olabilir. İki tabanlı bir dünyanın dört tabanlı bir dünyadan önce gelip gelmediği de düşünülebilir. A ve U (ancak G ve C değil) ilk RNA'daysa (ki bu tek sarmallı olabilir, bu yüzden çağdaş termofillerin GC içeriğinin alakalı olduğunu görmüyorum), o zaman A arasında bir seçim olabilirdi. ve U, kendiliğinden deaminasyona (veya yukarıda bahsedilen protein etkileşimi argümanı için) tabi olduğu için A kazanmış olabilir.

Adenin, orijinal olarak sentezlenmesi en kolay veya enerji açısından en ucuz olarak

Açıkçası, ilk baz, kimyanın senteziyle ilgili olarak tercih ettiği bir baz olabilirdi. Çağdaş biyosentezin ilkel biyosentezi yansıtması olası değildir, ancak adenosin biyosentezinin NAD'ye bağlı oksidasyonu içermeyen tek biyosentez olduğunu gözlemlemek eğlencelidir. Elbette tüm çağdaş biyosentezler, riboz fosfattan sentezinde ATP gerektiren ribozil pirofosfat kullanır. (Tavuk ve yumurta hakkında konuşun!)

Sıkışmış rastgele seçim

Daha karmaşık bir açıklamanın yokluğunda, o zaman sadece bu olabilir. Bir seçim yapıldıktan ve enzimler NAD vb. kullanmak üzere evrimleştikten sonra adenin seçimi değiştirilemezdi (veya bunu yapmanın yeterince güçlü bir işlevsel avantajı yoktu).

Not: NAD ne zaman ve nasıl sahneye çıktı?

OP'nin cevabını tercih etmememin sebeplerinden biri, DNA genomlarından sonra ve ayrı bir varlık olarak ortaya çıkan NAD'yi öngörmesidir. RNA'nın DNA'dan önce geldiğini ve erken oksido-indirgemelerin bazılarından katalitik RNA'nın sorumlu olduğunu ileri sürüyorum. (İlki, muhtemelen, ya inorganik ya da basit proteinlerle ilişkili demir-kükürt merkezleri tarafından katalize edildi.) Nikotinamid halkasının, nihayetinde neredeyse tamamen protein ile değiştirilen bir ribozimin detaylandırılması olması mümkün görünüyor. Adenozin, protein ile daha iyi etkileşime girebildiği için fonksiyonel nikotinamid ile tutuldu. Büyük spekülasyon ve bu, adeninin neden seçilen baz olduğunu açıklamıyor, ancak NAD'nin bugün gördüğümüz tamamen gelişmiş biçimde evrimleştiğini düşünmenin bir panzehiri.


Adenin'in enerji taşıyıcılarında açık ara en yaygın bileşen olmasının nedenlerinden biri, DNA'da daha az faydası olabilir. Naitoh (2008) da bu görüşü açıklamaktadır. İlk yaşamın evrilmiş olacağı dünyadaki koşulları akılda tutarak, bunu kavramsallaştırmak kolaylaşır. Naitoh (2008), birçok farklı hipertermofil türünün RNA'larını karşılaştırdı ve adenin ve urasil yerine daha yüksek oranda guanin ve sitozin içerdiğini buldu. Bunun, guanin ve sitozinin adenin ve urasilden daha güçlü baz çiftleri oluşturmasından kaynaklanabileceğini öne sürdüler. Böylece, DNA ve/veya RNA'nın bileşenleri olarak guanin ve sitozin tercih edilirken, diğer işlemlerde adenin ve urasil yer buldu. Urasil, polisakkarit üretim reaksiyonlarında kullanılabilir hale gelirken, adenin, enerji taşıyıcı moleküller için tercih edilen bir seçim olurdu. Not: Aynı hipotezi, GC açısından zengin RNA'yı geliştirmiş ve konakçısında daha fazla AU içeriği bırakmış olabilecek bir dsRNA virüsü için de uygulayabiliriz. Bu şekilde, bu işlemin ana bilgisayarda AU birikmesine neden olması daha olası görünüyor.

Neler olabileceğine dair daha iyi bir fikir vermek için, aşağıdaki DNA dizisine sahip tek hücreli bir organizma olduğunu varsayalım:

5'-GCATGCATGCATGCAT-3'
3'-CGTACGTACGTACGTA-5'

ve bazı serbest nükleotidler, diyelim ki 5 GTP + 5 CTP + 5 ATP + 5 TTP. Şimdi, DNA'ya sağladıkları daha yüksek stabilite nedeniyle G ve C tercih edildiğinden, sonunda DNA'daki A ve T'nin bir kısmının yerini alacaklar ve bu daha sonra:

5'-GCGCGCATGCGCGCAT-3'
3'-CGCGCGTACGCGCGTA-5'

1 GTP + 1 CTP + 9 ATP + 9 TTP olarak bazı serbest nükleotidlerin verilmesi. Bu ekstra ATP ve TTP, daha yüksek kullanılabilirlik nedeniyle diğer reaksiyonlarda GTP ve CTP'ye göre tercih edilebilir. Şimdi, timin (veya urasil) yerine seçilmesi nedeniyle (başka bir cevabın dediği gibi) adenin'in sadece şansı veya daha iyi işlevselliği olabilir.

Diğer birçok enerji taşıyıcısının neden adenin içerdiği konusunda, aşağıdakiler sadece bir spekülasyondur. Nükleotid trifosfatların ilk enerji taşıyıcı moleküller olduğu varsayımıyla başlayarak (genetik materyallerin öncüleri olduklarından), başka birçok süreç için türetilmiş olmaları gerekirdi. Ve bu tür bazı işlemlerde, başka bir moleküle, oluşan yeni molekülün de bir enerji taşıyıcı molekül gibi davranacağı şekilde dahil edilirlerdi. Örneğin, NAD+ (Nikotinamid adenin dinükleotid, teknik olarak bir hidrit iyonu, yani H olmasına rağmen- taşıyıcı) biyosentez, öncü olarak ADP riboz gerektirir (Wikipedia). Biyosentez yolu için aşağıdaki şemaya bakın (PNAS'tan):

Flavin adenin dinükleotidi (FAD) de benzer şekilde sentezlenir. Bu şemaya bakın (Wikipedia'dan):

Bundan, ATP'nin bir zamanlar ürünü (veya ara ürünü) NAD olan bir reaksiyonda bir substrat olarak hareket ettiğini söyleyebiliriz.+/HEVES. Bu molekül, faydalı bir enerji taşıyan molekül olduğu ortaya çıktı. Diğer enerji taşıyıcılarında adenin oluşumunu da bu hipotezle açıklayabiliriz.


Adenin tercihinde önemli bir rol oynamış olabilecek bir başka neden, diğer nükleobazlara göre daha fazla kararlılığı olabilir.

Nükleobazları pürinler (A, G) ve pirimidinler (C, T, U) olarak ayırarak, önce pirimidinlere bakalım. Pirimidinlerin hasara, özellikle UV radyasyonunun neden olduğu hasara daha yatkın olduğu iyi bilinen bir gerçektir. UV radyasyonu nedeniyle pirimidinlerin sitozin dimer, timin dimer ve urasil dimer gibi dimerler oluşturduğu bilinmektedir (bkz. Wikipedia). Ayrıca araştırmalar, bir pirimidinin aromatikliği bir kez kaybolduğunda, onun C4 pozisyonunun, bozunması DNA iplikçik kırılmaları da dahil olmak üzere büyük sorunlara neden olabilen bir tetrahedral ara madde için bir sıcak nokta haline geldiği sonucuna varmıştır (Lin). ve diğerleri, 2014).

Pürinlere gelince, guaninin adenine göre kovalent saldırıya daha yatkın olduğu gösterilmiştir. Bunun nedeni, iki bazdaki farklı elektronik yük dağılımları olabilir. O6, N7 (ana olukta), N1, N2 ve N3 (küçük olukta) bölgeleri, kovalent saldırılar için tercih edilen bölgelerdir (Neidle, 2002). Bu nokta aynı zamanda en yaygın modifiye edilmiş pürinlerin, ksantin ve 7-metilguaninin, aslında guaninin değiştirilmiş formları olduğu gerçeğiyle desteklenir (Wikipedia'ya bakın), yine adenin guanin üzerinde daha fazla stabilite anlamına gelir (her ne kadar hipoksantin adeninden yapılır, ancak reaksiyon çok aşamalıdır ve birçok enzim gerektirir).

Neden istikrardan bahsediyorsun?

Şimdi ortaya çıkan en bariz soru şudur: neden istikrardan bahsediyoruz? Bir nükleobaz daha kararlıysa, nükleik asidin tercih edilen bir bileşeni olmalıdır (bu, başka bir cevapta kendi iddiamla çelişir). Bu kısmı cevaplamak için, farklı bağlamlarda, farklı cevaplarda istikrardan bahsediyoruz. Bu cevapta, nükleobazın kendisinin stabilitesinden bahsediyoruz, diğer cevapta ise nükleobazın nükleik aside sağladığı genel stabiliteden bahsediyoruz. Bir nükleobaz, bir nükleik asitte modifiye edilirse, farklı onarım mekanizmalarıyla kolayca onarılabilir (iplik kopması ve dimerlerin onarım mekanizmalarını düşünün). Öte yandan, serbest bir nükleobaz (NTP veya dNTP şeklinde) değiştirilirse hücrenin diğer bileşenlerinde ciddi hasara neden olabilir. Bir başka nokta da, bir nükleobaz modifiye edildiğinde yapısının değişmesidir. Bu değiştirilmiş yapı, diğer proteinlerin bu molekülü tanımasını engelleyebilir. Örneğin, guanin NADH'nin bir bileşeni olsaydı (ki biz buna NGDH derdik), ksantine dönüşebilir (NXDH'yi oluşturur…?). Şimdi farklı proteinlerin NGDH bağlanma yerleri bu molekülü tanıyamayacak ve bu molekül DNA'nın bir parçası olmadığı için onarım mekanizmaları da burada pek yardımcı olmayacaktı. Bu nedenle, en kararlı nükleobaz (adenin), kararlılığı nedeniyle de farklı enerji taşıyıcılarının bileşeni olarak tercih edilir.

Not: Stabilite noktası, guanin, adenin'den sonra en kararlı nükleobaz olduğundan, GTP'nin neden protein sentezi ve TCA döngüsü gibi bazı önemli metabolik reaksiyonlarda kullanıldığını da açıklayabilir.


Adenin ve Guanin Arasındaki Fark

Adenin ve guanin, nükleik asitlerde iki tip azotlu bazdır. DNA ve RNA, hücrenin içinde bulunan nükleik asitlerdir. Nükleik asitler üç ana bileşenden oluşur: bir pentoz şekeri, azotlu baz ve bir fosfat grubu. Nükleik asitlerde beş tip azotlu baz bulunabilir. Bunlar adenin, guanin, sitozin, timin ve urasildir. Hem adenin hem de guanin pürinlerdir. Sitozin, timin ve urasil pirimidinlerdir. NS asıl fark adenin ve guanin arasındaki adenin, C-6 üzerinde bir amin grubu ve pirimidin halkasında N-1 ve C-6 arasında ek bir çift bağ içerir. buna karşılık guanin, pirimidin halkasında C-2 üzerinde bir amin grubu ve C-6 üzerinde bir karbonil grubu içerir.

1. Adenin Nedir?
– Tanım, Yapı, özellikleri
2. Guanin Nedir?
– Tanım, Yapı, özellikleri
3. Adenin ve Guanin arasındaki fark nedir


Metabolizmada Önemli Yüksek Enerjili Moleküller

Metabolizmanın karmaşık süreçleri, belirli yüksek enerjili moleküllerin yardımı olmadan mümkün olmazdı. Bu moleküllerin temel amacı, inorganik fosfat gruplarını (Pi) veya hidrit (H - ) iyonlarını aktarmaktır. İnorganik fosfat grupları, metabolizmanın birçok ara ürünü ile yüksek enerjili bağlar yapmak için kullanılır. Bu bağlar daha sonra enerji üretmek için kırılabilir, böylece yaşamın metabolik süreçlerini yönlendirir. Hidrür iyonları, bir ara üründen diğerine transfer edilebilir ve bu da ara ürünün net oksidasyonu veya indirgenmesi ile sonuçlanır. Oksidasyon, hidrit kaybına ve hidrit kazanımına indirgenmeye karşılık gelir. NADH ve [FADH gibi yüksek enerjili moleküllerin belirli indirgenmiş formları2] elektronlarını elektron taşıma zincirinin (ETC) elektron taşıyıcılarına bağışlayabilir ve bu da ATP üretimiyle sonuçlanır (sadece aerobik koşullar altında).

ATP (Adenozin Trifosfat), her bir fosfat grubu arasında yer alan yüksek enerjili bağları içerir. Bu bağlara fosforik anhidrit bağları denir.

Bu bağların yüksek enerjili olmasının üç nedeni vardır:

  1. Pozitif yüklü fosfatların ve negatif yüklü oksijenin elektrostatik itmesi ürünleri stabilize eder (ADP + Pben) bu bağları kırmak.
  2. Ürünlerin iyonizasyon ve rezonans ile stabilizasyonu. Bağlar kırıldıkça, o ürünün yapısının rezonansı nedeniyle artan bir stabilite vardır.
  3. Entropi artar. Ürünlerde daha fazla kararlılık vardır çünkü daha büyük bir entropi, yani daha fazla rastgelelik vardır. 1 mol reaktan, 2 mol üründen daha yüksek enerjiye sahiptir. Termodinamiğin 2. yasasına göre düzensizlik düzene tercih edilir.

ADP (Adenozin Difosfat) ayrıca her fosfat grubu arasında yer alan yüksek enerjili bağlar içerir. Bir fosfat grubu daha az olan ATP ile aynı yapıya sahiptir. ATP bağlarının yüksek enerjili olmasının aynı üç nedeni, ADP bağları için de geçerlidir.

NAD + (Nikotinamid adenin dinükleotidi (oksitlenmiş form)) katabolik reaksiyonlar için ana elektron alıcısıdır. Alkol gruplarını karbonil gruplarına oksitleyecek kadar güçlüyken, diğer elektron alıcıları ([FAD] gibi) yalnızca doymuş karbon zincirlerini alkanlardan alkenlere oksitleyebilir. Beta oksidasyon, glikoliz ve TCA döngüsü gibi birçok metabolik süreçte önemli bir moleküldür. NAD + olmadan yukarıda belirtilen işlemler gerçekleşemezdi.

NADH (indirgenmiş form), elektronları hidrit iyonları şeklinde kabul eden bir NAD+'dır. NADH ayrıca oksidatif fosforolasyonu yönlendirmek için ETC'ye elektron bağışlamaktan ve ayrıca fermantasyon süreçleri sırasında piruvattan sorumlu moleküllerden biridir.

NADP + (Nikotinamid adenin dinükleotit fosfat (oksitlenmiş form)) anabolik reaksiyonlar için ana elektron vericidir.


NAD+'ın Tarihçesi Nedir?

NAD+ ilk olarak 1906'da mayanın şekeri metabolize ettiği ve alkol ve CO2 oluşturduğu fermantasyonu daha iyi anlamayı amaçladıklarında Sir Arthur Harden ve William John Young olarak tanımlandı. Harden, 1929 Nobel Kimya Ödülü'nü fermantasyon çalışmaları için Hans von Euler-Chelpin ile paylaştığında, NAD+'ın daha fazla tanınması yaklaşık 20 yıl sürdü. Euler-Chelpin, NAD+'ın yapısının, DNA'yı oluşturan nükleik asitlerin yapı taşları olan iki nükleotitten oluştuğunu belirledi. Metabolik bir süreç olan fermantasyonun NAD+'ya dayandığı bulgusu, insanlarda metabolik süreçlerde kritik bir rol oynayan NAD+ hakkında şu anda bildiklerimizin habercisiydi.

Euler-Chelpin, 1930 Nobel Ödülü konuşmasında, NAD+'dan, bir zamanlar onun canlılığını öne sürerek, rahat mafya olarak adlandırdı. "Bu maddenin saflaştırılması ve yapısının belirlenmesi üzerinde bu kadar çok çalışmamızın nedeni, rahatmazın bitki ve hayvan dünyasındaki en yaygın ve biyolojik olarak en önemli aktivatörlerden biri olmasıdır" dedi.

“Warburg etkisi” ile tanınan Otto Heinrich Warburg, 1930'larda bilimi ileri taşıdı ve NAD+'ın metabolik reaksiyonlarda rol oynadığını daha da açıklayan araştırmalar yaptı. 1931 yılında kimyagerler Conrad A. Elvehjem ve C.K. Koehn, NAD+'nın bir öncüsü olan nikotinik asidin pellagra'da hafifletici faktör olduğunu belirledi. Amerika Birleşik Devletleri Halk Sağlığı Servisi Doktoru Joseph Goldberger daha önce ölümcül hastalığın diyette eksik olan bir şeyle bağlantılı olduğunu tespit etmişti ve daha sonra “pellagra önleyici faktör” için PPF adını verdi. Goldberger, nikotinik asit olduğu nihai keşfinden önce öldü, ancak katkıları, aynı zamanda, un ve pirincin uluslararası ölçekte güçlendirilmesini zorunlu kılan nihai mevzuatı da bilgilendiren keşfe yol açtı.

Sonraki on yılda, daha sonra DNA ve RNA'nın nasıl oluştuğunu gösterdiği için Nobel Ödülü'nü kazanan Arthur Kornberg, NAD+ yapan enzim olan NAD sentetazını keşfetti. Bu araştırma, NAD+'ın yapı taşlarını anlamanın başlangıcı oldu. 1958'de bilim adamları Jack Preiss ve Philip Handler, şimdi Preiss-Handler yolu olarak bilinen yolu tanımladılar. Bu yol, pellagrayı iyileştirmeye yardımcı olan B3 vitamininin aynı formu olan nikotinik asidin nasıl NAD+ haline geldiğini gösteriyor. Bu, bilim insanlarının NAD+'ın beslenmedeki rolünü daha iyi anlamalarına yardımcı oldu. Handler daha sonra, Handler'ın “biyomedikal araştırmalara olağanüstü katkılarından” bahseden Başkan Ronald Reagan'dan Ulusal Bilim Madalyası kazandı. Amerikan biliminin durumunu ilerletmek.”

Bilim adamları NAD+'ın önemini şimdi fark etmiş olsalar da, hücresel düzeydeki karmaşık etkisini henüz keşfetmemişlerdi. Bilimsel araştırmalarda gelecek teknolojiler, koenzimin öneminin kapsamlı bir şekilde tanınmasıyla birleştiğinde, nihayetinde bilim adamlarını molekülü incelemeye devam etmeye teşvik etti.


İçindekiler

Adenin, hızla birbirine dönüştürülebilen ve genellikle eşdeğer kabul edilen bileşikler olan birkaç totomer oluşturur. Bununla birlikte, izole koşullarda, yani bir soy gaz matrisinde ve gaz fazında, esas olarak 9H-adenin tautomeri bulunur. [3] [4]

Purin metabolizması, adenin ve guanin oluşumunu içerir. Hem adenin hem de guanin, daha önceden var olan bir riboz fosfattan, glisin, glutamin ve aspartik asit amino asitlerinin yanı sıra koenzim atomlarını kullanan karmaşık bir yol yoluyla sentezlenen nükleotid inozin monofosfattan (IMP) türetilir. tetrahidrofolat.

20 Ağustos 1968'de patentli, adenin endüstriyel ölçekte üretiminin şu anda tanınan yöntemi, formamid yönteminin değiştirilmiş bir şeklidir. Bu yöntem, adenin oluşturmak için formamidi 120 santigrat derece koşullar altında kapalı bir şişe içinde 5 saat ısıtır.Reaksiyon, asit katalizörü olarak fosfor oksiklorür (fosforil klorür) veya fosfor pentaklorür ve güneş ışığı veya ultraviyole koşulları kullanılarak miktar olarak büyük ölçüde arttırılır. 5 saat geçtikten ve formamid-fosfor oksiklorür-adenin çözeltisi soğuduktan sonra, formamid ve şimdi oluşan adenin içeren şişeye su konur. Su-formamid-adenin solüsyonu daha sonra aktif kömürden oluşan bir filtre kolonundan dökülür. Küçük moleküller olan su ve formamid molekülleri, kömürden geçecek ve büyük adenin molekülleri atık şişesine geçecek, ancak, adenin ve adenin arasında etkileşime giren van der waals kuvvetleri nedeniyle kömüre bağlanacak veya "adsorbe edilecektir". kömürdeki karbon. Kömürün geniş bir yüzey alanı olduğundan, belirli bir boyuttan (su ve formamidden daha büyük) geçen moleküllerin çoğunu yakalayabilir. Adenini kömürle adsorbe edilen adeninden çıkarmak için suda çözünen amonyak gazı (su amonyak), adenini amonyak-su çözeltisine serbest bırakmak için aktif kömür-adenin yapısına dökülür. Su, amonyak ve adenin içeren çözelti daha sonra havada kurumaya bırakılır, adenin, daha önce çözeltiyi bazik yapan ve adenini çözebilen amonyak gazı kaybı nedeniyle çözünürlüğünü kaybeder ve böylece saf beyaz bir toz halinde kristalleşmesine neden olur. bu saklanabilir. [5]

Adenin, nükleik asitlerin nükleotidlerinin oluşturulmasında kullanılan iki pürin nükleobazından (diğeri guanindir) biridir. DNA'da adenin, nükleik asit yapılarının stabilize edilmesine yardımcı olmak için iki hidrojen bağı yoluyla timine bağlanır. Protein sentezi için kullanılan RNA'da adenin, urasile bağlanır.

A-T-Baz-çifti (DNA) A-U-Baz-çifti (RNA) A-D-Baz çifti (RNA) A-Ψ-Baz çifti (RNA)

Adenin, riboza bağlandığında bir nükleozid olan adenosin ve deoksiriboza bağlandığında deoksiadenozin oluşturur. Adenozine üç fosfat grubu eklendiğinde, bir nükleosit trifosfat olan adenozin trifosfat (ATP) oluşturur. Adenozin trifosfat, kimyasal reaksiyonlar arasında kimyasal enerji transferinin temel yöntemlerinden biri olarak hücresel metabolizmada kullanılır.

adenosin, bir Deoksiadenozin, dA

Daha eski literatürde, adenin bazen denirdi B vitamini4. [6] Vücut tarafından sentezlendiği ve diyetle alınması zorunlu olmadığı için vitamin tanımını karşılamaz ve artık B vitamini kompleksinin bir parçası değildir. Bununla birlikte, iki B vitamini, niasin ve riboflavin, sırasıyla temel kofaktörler olan nikotinamid adenin dinükleotidi (NAD) ve flavin adenin dinükleotidi (FAD) oluşturmak üzere adenin ile bağlanır. Hermann Emil Fischer, adenin üzerine çalışan ilk bilim adamlarından biriydi.

1885 yılında Albrecht Kossel tarafından pankreasa (belirli bir bez - Yunanca, ἀδήν "aden"), Kossel'in örneğinin çıkarıldığı. [7] [8]

1961'de Joan Oró tarafından gerçekleştirilen deneyler, amonyağın sulu çözelti içinde beş hidrojen siyanür (HCN) molekülü ile polimerizasyonundan büyük miktarda adenin sentezlenebileceğini göstermiştir. çekişme. [10]

8 Ağustos 2011'de, NASA'nın Dünya'da bulunan meteorlarla yaptığı çalışmalara dayanan bir rapor, DNA ve RNA'nın yapı taşlarının (adenin, guanin ve ilgili organik moleküller) uzayda dünya dışı olarak oluşmuş olabileceğini öne süren bir rapor yayınlandı. [11] [12] [13] 2011'de fizikçiler, adeninin "reaksiyon yolları boyunca beklenmedik şekilde değişken bir iyonlaşma enerjileri aralığına sahip olduğunu" bildirdiler ve bu da "adeninin UV ışığına maruz kalmaktan nasıl kurtulduğuna dair deneysel verileri anlamak, adeninin UV ışığına maruz kalmaktan çok daha karmaşık olduğunu" öne sürdü. Bir rapora göre, bu bulguların heterosiklik bileşiklerin spektroskopik ölçümleri için çıkarımları olduğu daha önce düşünülmüştü. [14]


8.3: Elektron Taşıyıcılar

Bir molekülün oksidasyonu veya bir elektronun çıkarılması (birlikte bulunan bir protonun çıkarılmasıyla birlikte olsun ya da olmasın), o molekül için serbest enerjinin değişmesiyle sonuçlanır; bu süreçte madde, iç enerji ve entropi tamamen değişmiştir. Benzer şekilde, bir molekülün indirgenmesi (elektron kazanımı) da serbest enerjisini değiştirir. Bir red/ox reaksiyonu için serbest enerjideki değişimin büyüklüğü ve yönü (pozitif veya negatif), reaksiyonun kendiliğindenliğini ve ne kadar enerji transfer edildiğini belirler. Büyük miktarda enerji transferinin kırmızı/öküz reaksiyonları yoluyla gerçekleştiği biyolojik sistemlerde, bu reaksiyonlara nasıl aracılık edildiğini anlamak ve bu reaksiyonlara neden birçok durumda küçük bir aile tarafından aracılık edildiğine dair fikir veya hipotezler düşünmeye başlamak önemlidir. elektron taşıyıcıları.

Sakızlı bir ayının yanmasını (şekerin tam oksidasyonunu) yukarıdaki son paragrafla ilişkilendirin. Bu gösterinin, kırmızı/öküz taşıyıcıları hakkındaki yaklaşan tartışmamızla ne ilgisi var? Yukarıda zaten bir söz var&mdash onu bulabilir misin?

Önceki tartışma sorusunda değinilen sorun, tasarım zorluğu değerlendirme listesini getirmeye başlamak için harika bir yerdir. Hatırlarsanız, dereceli puanlama anahtarının ilk adımında bir problem veya soru tanımlamanız istenmektedir. Bu durumda, aşağıdaki hareketli elektron taşıyıcıların Doğa'nın çözmesine yardımcı olduğu tanımlanacak bir problem olduğunu hayal edelim.

***Unutmayın, evrim sorunlara çözümler üretmez, ancak geriye dönüp baktığımızda, doğal seçilim tarafından korunduğunu gördüğümüz şeyin seçici bir avantaj sağladığı sonucuna varmak için hayal gücümüzü ve mantığımızı kullanabiliriz, çünkü doğal inovasyon sınırlı bir sorunu "çözmüştür". başarı.***

Red/ox taşıyıcılar için tasarım zorluğu

  • Mobil elektron/kırmızı/öküz taşıyıcılarının evriminin çözülmesine yardımcı olduğu bir problem(ler) neydi?
  • Tasarım zorluğunun bir sonraki adımı, başarılı çözümler için kriterleri belirlemenizi ister. Belirlediğiniz problemde başarı kriterleri nelerdir?
  • Tasarım zorluğundaki 3. Adım, olası çözümleri belirlemenizi ister. Pekala, burada Doğa bizim için bazılarını belirledi ve aşağıdaki okumada üçünü ele alıyoruz. Görünüşe göre Doğa, soruna birden fazla çözüm bulmaktan mutlu.
  • Tasarım zorluğu değerlendirme listesinin sondan bir önceki adımı, önerilen çözümleri başarı kriterlerine göre değerlendirmenizi ister. Bu, neden birden fazla farklı elektron taşıyıcısı olduğu hakkında düşünmenizi/tartışmanızı sağlamalıdır. Başarı için farklı kriterler var mı? Her biri biraz farklı problemleri mi çözüyor? Ne düşünüyorsun? İpuçları için metabolizmadan geçerken tetikte olun.

NAD+/H ve FADH/H2

Canlı sistemlerde, küçük bir bileşik sınıfı elektron mekikleri olarak işlev görür: farklı metabolik yollardaki bileşikler arasında elektronları bağlar ve taşırlar. Ele alacağımız başlıca elektron taşıyıcıları, B vitamini grubundan türetilmiştir ve nükleotidlerin türevleridir. Bu bileşikler, elektronları transfer edebilecekleri potansiyel bir elektron donörünün veya alıcısının indirgeme potansiyeline bağlı olarak hem indirgenebilir (yani elektronları kabul ederler) hem de oksitlenebilir (elektron kaybederler). Nikotinamid adenin dinükleotidi (NAD + ) (yapısı aşağıda gösterilmiştir) B vitamininden türetilmiştir.3, niasin. NAD+ molekülün oksitlenmiş halidir NADH, molekülün iki elektron ve bir protonu (birlikte fazladan bir elektrona sahip bir hidrojen atomunun eşdeğeri olan) kabul ettikten sonra indirgenmiş halidir.

Sizden NAD + /NADH'nin iki formunu ezberlemenizi, hangi formun oksitlendiğini ve hangisinin indirgendiğini bilmenizi ve bir kimyasal reaksiyon bağlamında her iki formu da anında tanıyabilmenizi bekliyoruz.

NAD +, genel denkleme göre bir organik molekülden elektronları kabul edebilir:

İşte bazı kelime incelemesi: elektronlar bir bileşiğe eklendiğinde, bileşiğin olduğu söylenir. azaltışmış. Bir diğerini azaltan (elektron veren) bir bileşiğe denir. indirgen madde. Yukarıdaki denklemde, RH bir indirgeyici ajandır ve NAD+, NADH'ye indirgenir. Elektronlar bir bileşikten çıkarıldığında oksitlenir. Bir başkasını oksitleyen bileşiğe denir oksitleyici ajan. Yukarıdaki denklemde, NAD+ bir oksitleyici ajandır ve RH, R'ye oksitlenir. Başka bir deyişle, indirgeyici ajan oksitlenir ve oksitleyici ajan indirgenir.

Bunu indirmen gerek! (a) Özel olarak bunu yapabilme yeteneğinizi test edeceğiz ("kolay" sorular olarak) ve (b) terimleri, ne anlama geldiklerini bildiğiniz ve bunları biyokimyasal reaksiyonlarla doğru bir şekilde ilişkilendirebileceğiniz beklentisiyle kullanacağız (sınıfta ve derste). testler).

Ayrıca ikinci bir NAD+, NADP+ varyasyonuyla karşılaşacaksınız. Yapısal olarak NAD+'a çok benzer ancak fazladan bir fosfat grubu içerir ve fotosentez gibi anabolik reaksiyonlarda önemli rol oynar. Bu kursta ve sonrasında da karşılaşacağınız bir diğer nükleotit bazlı elektron taşıyıcısı olan flavin adenin dinükleotit (FAD + ), B vitamininden elde edilir.2, riboflavin olarak da adlandırılır. İndirgenmiş formu FADH'dir.2. Bu molekülleri elektron taşıyıcıları olarak da tanımayı öğrenin.

Şekil 1. Elektron taşıyıcının (NAD+) oksitlenmiş formu solda, indirgenmiş formu (NADH) sağda gösterilmiştir. NADH'deki azotlu baz, NAD+'dakinden bir fazla hidrojen iyonuna ve iki elektrona sahiptir.

NAD +, hücre tarafından bileşiklerden elektronları "çekmek" ve onları hücre içindeki diğer konumlara "taşımak" için kullanılır, bu nedenle buna bir denir. elektron taşıyıcı. NAD + /H bileşikleri, bu sınıfta tartışacağımız metabolik süreçlerin çoğunda kullanılmaktadır. Örneğin, oksitlenmiş formunda NAD+, glikoliz ve TCA döngüsünde bir reaktan olarak kullanılırken, indirgenmiş formunda (NADH), fermentasyon reaksiyonlarında ve elektron taşıma zincirinde (ETC) bir reaktandır. Bu süreçlerin her biri sonraki modüllerde tartışılacaktır.

Bir kırmızı/öküz reaksiyonu için enerji hikayesi

***Genel bir kural olarak, NAD+/H'yi bir reaktan veya ürün olarak gördüğümüzde, bir kırmızı/oks reaksiyonuna baktığımızı biliriz.***

NADH bir ürün ve NAD + bir reaktan olduğunda, NAD +'nın indirgendiğini (NADH'yi oluşturduğunu) biliyoruz, bu nedenle diğer reaktan elektron donörü olmalı ve oksitlenmelidir. Tersi de doğrudur. NADH NAD+ olduysa, diğer reaktant NADH'den elektron kazanmış ve indirgenmiş olmalıdır.

Şekil 2. Bu reaksiyon, NADH'nin NAD+'a dönüşümü ile birlikte piruvatın laktik aside dönüşümünü gösterir. Kaynak: https://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Enzyme/sequential_reactions

Yukarıdaki şekilde, piruvatın, NADH'nin NAD+'a dönüşümü ile birleştiğinde laktik asit haline geldiğini görüyoruz. Bu reaksiyon LDH tarafından katalize edilir. Yukarıdaki "başparmak kuralımızı" kullanarak, bu reaksiyonu kırmızı/öküz reaksiyonu olarak sınıflandırıyoruz. NADH, elektron taşıyıcının indirgenmiş halidir ve NADH, NAD+'a dönüştürülür. Reaksiyonun bu yarısı elektron taşıyıcının oksidasyonu ile sonuçlanır. Bu reaksiyonda piruvat laktik aside dönüştürülür. Bu şekerlerin her ikisi de negatif yüklüdür, bu nedenle bileşiklerin yüklerini kullanarak hangi bileşiğin daha fazla indirgendiğini görmek zor olacaktır. Bununla birlikte, piruvatın laktik asit oluşturmak üzere indirgendiğini biliyoruz, çünkü bu dönüşüm NADH'nin NAD+'a oksidasyonu ile bağlantılıdır. Fakat laktik asidin piruvattan daha indirgendiğini nasıl söyleyebiliriz? Cevap, her iki bileşikteki karbon-hidrojen bağlarına bakmaktır. Elektronlar aktarılırken, genellikle bir hidrojen atomu eşlik eder. Piruvatta toplam üç C-H bağı vardır ve laktik asitte toplam dört C-H bağı vardır. Bu iki bileşiği önceki ve sonraki hallerde karşılaştırdığımızda, laktik asidin bir C-H bağı daha olduğunu, dolayısıyla laktik asidin piruvattan daha fazla indirgendiğini görüyoruz. Bu, birden fazla bileşik için geçerlidir. Örneğin, aşağıdaki şekilde, kılavuz olarak C-H bağlarını kullanarak bileşikleri en çok azalandan en aza doğru sıralayabilmeniz gerekir.

Figür 3. Yukarıda sıralanabilecek veya en aza indirgenecek şekilde yeniden düzenlenebilecek bir dizi bileşik bulunmaktadır. Her bileşikteki C-H bağlarının sayısını karşılaştırın. Karbondioksitin C-H bağı yoktur ve bu sınıfta tartışacağımız en oksitlenmiş karbon şeklidir. Cevap: En çok indirgenen metan (bileşik 3), ardından metanol (4), formaldehit (1), karboksilik asit (2) ve son olarak karbondioksittir (5).

Şekil 4. Bu reaksiyon, G3P, NAD+ ve P'nin dönüşümünü gösterir.ben NADH ve 1,3-BPG'ye dönüştürülür. Bu reaksiyon, gliseraldehit-3-fosfat dehidrojenaz tarafından katalize edilir.

Tarafından katalize edilen reaksiyon için enerji hikayesi gliseraldehit-3-fosfat dehidrojenaz:

Yukarıdaki reaksiyon için bir enerji hikayesi yapalım.

İlk olarak, reaktanları ve ürünleri karakterize edelim. Reaktanlar gliseraldehit-3-fosfat (bir karbon bileşiği), Pben (inorganik fosfat) ve NAD+. Bu üç reaktan, iki ürün, NADH ve 1,3-bifosfogliserat üretmek için kimyasal bir reaksiyona girer. Yakından bakarsanız 1,3-BPG'nin iki fosfat içerdiğini görebilirsiniz. Bu, hiçbir kütlenin kaybolmadığını iki kez kontrol ettiğimizde önemlidir. Reaktanlarda iki fosfat vardır, bu nedenle ürünlerde iki fosfat olmalıdır (kütle korunumu!). Diğer tüm atomların da hesaba katıldığını iki kez kontrol edebilirsiniz. Bu reaksiyonu katalize eden enzime gliseraldehit-3-fosfat dehidrojenaz denir. Bu reaksiyonun standart serbest enerji değişimi,

6.3 kJ/mol, yani standart şartlar altında ürünlerin serbest enerjisinin reaktanlarınkinden daha yüksek olduğunu ve bu reaksiyonun standart şartlar altında kendiliğinden olmadığını söyleyebiliriz.

Gliseraldehit-3-fosfat dehidrojenaz tarafından katalize edildiğinde bu reaksiyon hakkında ne söyleyebiliriz?

Bu bir kırmızı/öküz reaksiyonudur. Ürün olarak indirgenmiş bir elektron taşıyıcısı (NADH) ürettiğimiz ve NAD+'ın bir reaktan olduğunu biliyoruz. Elektron NADH yapmak için nereden geldi? Elektron, diğer reaktandan (karbon bileşiği) gelmiş olmalıdır.

Not: önerilen tartışma

Derslerde ve metinlerde ilerlerken gliseraldehit-3-fosfat dehidrojenaz tarafından katalize edilen reaksiyonu daha detaylı incelemek için biraz zaman harcayacağız. Burada tartışılması gereken ilk şey, yukarıdaki şeklin gerçekleşen adımların oldukça basitleştirilmiş veya yoğunlaştırılmış bir versiyonu olduğudur ve aslında yukarıdaki reaksiyonu İKİ kavramsal reaksiyona bölebilir. Bu iki "alt tepkinin" ne olabileceğini hayal edebiliyor musunuz? Kendi aranızda tartışın.

Not: önerilen tartışma

Yukarıdaki metin, bu karmaşık reaksiyon için serbest enerjideki standart değişimin

+6.3 kJ/mol. Standart koşullar altında bu reaksiyon kendiliğinden DEĞİLDİR. Bununla birlikte, bu, glikozun oksidasyonundaki anahtar reaksiyonlardan biridir. Hücreye gitmesi gerekiyor. Sorular şu şekildedir: "DeltaG&dereceyi bildirirken "serbest enerjinin standart değişimi" veya "standart koşullar altında" gibi şeyleri not etmek neden önemlidir? Standart koşullar altında bir endergonik reaksiyon "go" yapmak için hücrede neler oluyor olabilir?


Neden (neredeyse) tüm enerji taşıyıcıları adenin içerir? - Biyoloji

Düzlemsel, aromatik, heterosiklik

Pürin veya pirimidin yapısal türevleri

Atomlardaki sayıların "asalsız" olduğuna dikkat edin.

Ana bileşikler aşağıda gösterilmiştir:

En yaygın iki pürinin yapıları şunlardır:

En yaygın üç pirimidinin yapıları şunlardır:

* Not: Yakında diğer önemli pürin ve pirimidinleri de göreceğiz.

(2) Şekerler: D-riboz ve 2'-deoksiriboz

"Asallar", riboz atomlarının numaralandırılmasını ifade eder.

"2'-deoksi-" notasyonu, 2' karbon atomunda -OH grubu olmadığı anlamına gelir.

Pürinler, N9 atomlarında şekerin C1' kısmına bağlanır.

Pirimidinler, N1 atomlarında şeker C1' atomuna bağlanır

Bir "nükleosit", bu 2 şekerden birinin pürinlerden biriyle bağlanmasından kaynaklanır. veya bir N-glikosidik bağlantı yoluyla pirimidin türevli bazlar.

Bunları birbirine bağlayan kimyasal bağ bir "N-glikosidik bağ"dır.

Mono-, di- ve trifosfatlar

Fosfat, şekerin C3' veya C5' atomlarına bağlanabilir.

Bir "nükleotid", bir nükleosidin 5'-fosfat esteridir.

RNA (ribonükleik asit), ribonükleotitlerin bir polimeridir

DNA (deoksiribonükleik asit), deoksinükleotitlerin bir polimeridir.

Deoksi ve ribonükleotitler adenin, guanin ve sitozin içerir

Ribonükleotitler ayrıca urasil içerir

Deoksinükleotitler ayrıca timin içerir

Adlandırma Kuralları

Birkaç kuralı hatırlarsanız, nükleositlerin ve nükleotitlerin isimlendirilmesinin bir mantığı vardır.

Purin NS'leri "sinüs" ile biter: adenosine ve guanosben

Pirimidin NS'leri "dinle" ile biter: sitidin, uriNSin, deoksitimidine

NT'leri adlandırmak için, NS adını ve ardından "mono-", "di-" veya "trifosfat" kullanın:

adenozin monofosfat, guanozin trifosfat, deoksitimidin monofosfat

Nükleotidlerin bir takım görevleri vardır. En önemlisi, bunlar nükleik asit polimerleri için monomerlerdir. ATP ve GTP gibi nükleosit trifosfatlar, metabolik yollarda enerji taşıyıcılarıdır. Nükleotitler ayrıca FAD, NAD + ve Koenzim A gibi bazı önemli koenzimlerin bileşenleridir.

Alıştırma: Çeşitli nükleotid yapılarını görün

Nükleotidlerin Metabolizması

Nükleik asit yapısına bakmadan önce, pürin ve pirimidin ribonükleotitlerinin sentezini ve ardından deoksiribonükleotitlerin sentezini, ardından bunların katabolik ve geri dönüşüm yollarını incelememiz gerekir. Sentetik yollar özellikle ayrıntılıdır ve bilgileri yönetilebilir parçalara ayırabilmeniz için biyokimyasal yollar çalışmasına girişimi gözden geçirmenizi öneririm. Yol boyunca, uygun olduğunda bilgileri hastalık durumlarıyla ilişkilendireceğiz. Bu gibi durumlarda, " başlığını kullanacağım. klinik korelasyon ".

Purin Ribonükleotid Sentezi

Şaşırtıcı bir şekilde, pürin ribonükleotitleri şu şekilde oluşur: yeni, ve bazların kendileri onlardan türetilmiştir. Bir organizmada sentezlenecek ilk purin ribonükleotidi, inozin monofosfattır (IMP) ve daha sonra AMP ve GMP bunlardan türetilir. IMP'nin pürin bazı hipoksantindir:

Tüm pürin nükleotitlerinin nihayetinde kendisi de bir pürin olan ürik aside parçalandığını göreceğiz. 1900'lerin ortalarında Buchanan'ın çalışmaları, ürik asitteki tek tek atomların kökenini belirledi ve yakında bunların moleküle nasıl dahil edildiğini göreceğimiz için bunlardan şimdi bahsetmek faydalı olacaktır. Açıklandığı gibi numaralandırma kuralını kullanarak aşağıdakileri göreceğiz:

IMP'nin biyosentezi üzerine yapılan bir araştırma, 11 ayrı adımın ve 7 tip enzimin dahil olduğunu göstermektedir:

sentezler (4) (Sentez arasındaki farkı hatırlayın.etaslar ve sentezler)

Adımların 6'sında ATP yer alır, ancak yoldaki ilk molekül olan bir -D-Ribose-5-fosfat oluşturmak için ek bir ATP'nin gerekli olduğunu göreceğiz.Bu çok fazla ATP'dir ve bu nedenle, israf etmemek için doğa, geri dönüşüm yollarında pürin türevlerini çok etkili bir şekilde kurtarır. Riboz-5-fosfat, daha önce incelemiş olduğunuz pentoz fosfat yolunda üretilir.

İlk aşamada oluşan 5-Fosforibosil-a-pirofosfat (PRPP) aynı zamanda pirimidin sentezinin öncüsüdür ve aynı zamanda Trp ve His sentezinin öncüsüdür. Pek çok önemli yolun parçası olduğu için, son derece düzenlidir. ATP'nin bu basamaktaki rolü, bulunduğu bu yoldaki diğer basamaklardakinden farklıdır. ATP, bir pirofosfat grubu (PP) ekleyerek riboz-5-fosfatı aktive eder.ben) C'ye1 (yani, bir grup transferi vardır). Takip eden diğer ATP içeren adımların tümü, bir endergonik reaksiyonu sürdürmek için ATP'nin (ekzergonik) bir fosfat bağının hidroliz enerjisinden yararlanır. Bu adımlarda, iki reaksiyonun "bağlanması" hakkında konuşulabilir, öyle ki ekzergonik olan, endergonik olanı tahrik eder ve sonuç olarak toplam D G' negatif olur.

Arasöz: Reaksiyonların "Kupling"

ATP'nin hücrenin "evrensel enerji para birimi" olarak anıldığını sık sık duymuşsunuzdur ve bu tüm organizmalar için geçerlidir. ATP'nin neden GTP, UTP vb. değil de bu kadar önemli bir koenzim haline geldiği muhtemelen sadece bir şans meselesidir. Biyolojik oksidasyon reaksiyonlarının serbest enerjisi ATP (kimyasal enerji) bağlarında depolanabilir. ATP'deki pirofosfat bağlarını hidrolize etmek nispeten kolaydır, bunun sonucunda önemli miktarda serbest enerji açığa çıkar (ATP'nin ADP ve P'ye hidrolizi için D G o' = -30,5 kJ/molben ).Bu, hücreye ısı olarak salınırsa, hücrenin ısı enerjisini işe dönüştürmesinin bir yolu olmadığından, bir endergonik kimyasal reaksiyonun ilerlemesi açısından hiçbir yararlı amaca hizmet etmeyecektir. Ancak, eğer iki reaksiyon, bir endergonik reaksiyonun ürünü, bir ekzergonik reaksiyonun reaktanı olacak şekilde "bağlanırsa" (ve ekzergonik olanın serbest enerji değişiminin büyüklüğü, endergonik olanınkinden daha büyükse), o zaman ekzergonik reaksiyon, endergonik reaksiyonu çeker. bir ara yoluyla. Başka bir deyişle, kimyasal enerjinin böyle birleşmesi için, kümede her iki reaksiyon için ortak bir ara madde bulunmalıdır.

ATP bir reaktan olarak göründüğünde, genellikle iki şekilde katılabilir: ATP molekülünün bir kısmı bir alıcı moleküle aktarılabilir veya ATP hidrolizi, aksi takdirde olumsuz bir reaksiyona neden olabilir. Pben, PPben, adenil veya adenosinil grupları, pürin biyosentetik yolundaki ilk adımda olduğu gibi transfer edilebilir. Bu gibi durumlarda, substratın transfer tarafından "aktive edildiği" söylenir. ATP hidrolizinin serbest enerjisi bir endergonik reaksiyonu tetiklediğinde, genel mekanizma bir P transferini içermelidir.ben grup, yol boyunca bir yerde, son analizde P olarak görünse deben ATP + H reaksiyonunda20 --> ADP + Pben. Aksi takdirde, tepkileri birleştirmenin bir yolu olmazdı.

Hücrede ısı enerjisini veya elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürme olasılığını düşünmek isteyebilirsiniz.

Pürin Biyosentetik Yoluna Geri Dönelim:

Dikkat edin, ikinci adımda, C üzerindeki gösterim1 a'dan b'ye değişir. Bu iki form "kotanomerler"dir ve -OH grubunun C üzerindeki konumunu belirtirler.1 -CH'ye göre karbon2C üzerindeki OH grubu4 . 3. adımdan yolun sonuna kadar anomerik form b'dir. Ayrıca bu adımda üretilen pirofosfat 2P'ye hidrolize edilir.ben , IMP üretimine doğru giden yolu taahhüt eden geri dönüşü olmayan bir adım. O halde bu, akı kontrol eden adımdır.

Liyazları içeren iki adımda, fumaratın ürünlerden biri olduğuna dikkat edin. Fumarat yapıya sahiptir:

ve şimdi çift bağın nerede olduğunu görebilirsiniz.

Transformilaz adımlarında grup transferleri vardır, yani THF'nin tetrahidrofolatı temsil ettiği kofaktör N10-formil-THF tarafından bağışlanan "kformil" grubu (-CH=O) vardır. Sülfonamidler, THF'nin PABA bileşeninin yapısal analogları oldukları için THF'yi içeren adımları inhibe edebilirler.

Son olarak, bu yolda, enzimlerin çoğu, tekli polipeptit zincirleri üzerinde birlikte gruplanır. Bu, bir alt tabakanın işlenmesini bir adımdan diğerine düzenlemeye ve kontrol etmeye yarar. Böyle bir "kanallanma", bir yolun genel hızını arttırır ve ara ürünleri bozulmadan korur. Hayvanlarda, IMP sentez yolunun enzimleri aşağıdaki gibi gruplandırılmıştır:

Sınıf içi Egzersiz: IMP'yi sentezlemek için kaç ATP eşdeğerinin gerekli olduğunu hesaplayın.

IMP, aşağıdaki iki aşamalı reaksiyon setinde hızla AMP ve GMP'ye dönüştürülür:

GTP hidrolizinin ilk adımı yönlendirdiğine ve ikinci adımdaki liyazın, IMP sentez yolunda reaksiyon 9'da gördüğümüzle aynı liyaz olduğuna dikkat edin.

AMP yolunda bir guanin nükleotidinin (GTP) yer aldığına ve GMP yolunda bir adenin nükleotidinin (ATP) yer aldığına dikkat edin. Bu karşılıklılık, hem AMP hem de GMP'nin ve bunların di- ve trifosfatlarının üretiminin kontrolü için esastır.

Nükleosit monofosfatların, AMP ve GMP'nin müteakip fosforilasyonu, nükleozid di- ve trifosfatların oluşumuna yol açar:

Purin Nükleotid Biyosentezinin Düzenleyici Kontrolü

Buradaki temel fikir, nükleik asitlerin sentezi için mevcut olan pürin nükleotitlerinin miktarlarının mükemmel bir kontrolünün olduğu ve yolların hücresel düzeyde bireysel olarak düzenlendiğidir. Ayrıca, ATP ve GTP'nin nispi miktarları da hücresel düzeyde kontrol edilir.

PRPP'nin sentezlendiği ilk adımın, pirimidin nükleotidleri de dahil olmak üzere diğer biyosentetik reaksiyonlarda PRPP'nin öne çıkması nedeniyle düzenlemeye tabi olacağını umduk. Artan ADP ve GDP seviyeleri, Riboz fosfat pirofosfokinaz enzimi üzerinde olumsuz bir geri besleme etkisine sahiptir. Yolun ikinci adımını katalize eden enzim olan Amidofosforibosil transferaz, adenin ve guanin nükleotitlerinin tümü tarafından inhibe edilir, adenin nükleotitleri enzim üzerindeki bir inhibitör bölgeye bağlanır ve guanin nükleotitleri başka bir ayrı bölgeye bağlanır. Bu enzim aynı zamanda PRPP seviyesindeki artışla "aktive edilir" ve buna "ileri besleme aktivasyonu" denir.

IMP, üretiminden sonraki noktalarda da düzenlemeye tabidir. AMP ve GMP'nin her biri kendi üretimlerini rekabetçi bir şekilde engeller. Ayrıca sentezlenen her AMP, bir GTP gerektirir ve sentezlenen her GMP, yukarıda belirtildiği gibi karşılıklı bir şekilde bir ATP gerektirir. Nükleik asit sentezinde yaklaşık olarak eşit miktarlarda AMP ve GMP'ye ihtiyaç duyulduğundan, bu karşılıklılık bunu sağlar. NS oran Artan GTP konsantrasyonları ile AMP üretimi ve artan ATP konsantrasyonları ile GMP üretimi artar.

Pürin Katabolizması ve Kurtarma

Tüm hayvanlarda pürin nükleotit ve deoksinükleotit bozunmasının tüm yolları, ürik asit.

Hem hücresel hem de sindirilmiş nükleik asitler bozulur, ürünleri ters çevrilir, kurtarılır veya vücuttan atılır. Bir organizma, ihtiyaç duyduğu nükleotidlerin çoğunu kendi vücudunda üretebilir. yeni Bu nedenle, sindirilen nükleik asitlerin katabolik ürünleri olan nükleotidlerin, bazların vb. çoğu, daha fazla bozunmadan sonra atılır.

Yutulan nükleik asitler, bağırsakta şu yollarla nükleotitlere parçalanır:

Spesifik nükleotidazlar ve spesifik olmayan fosfatazlar ayrıca nükleotitleri nükleositlere indirger. Bunlar ya bağırsak mukozasına emilebilir ya da bağırsakta nükleositazlar ve nükleozid fosforilazlar tarafından parçalanabilir.

Nükleozit + H2O --> baz + riboz

Nükleozit + Pben --> baz + riboz-1-fosfat

Henüz ribonükleotitlerden deoksiribonükleotitlerin nasıl elde edileceğini göstermemiş olsak da, purin ribonükleotit bozunma yolları hakkında ne söylersek söyleyelim, purin deoksiribonükleotitleri için geçerli olacaktır.

İncelediğimiz 4 pürin nükleotidi AMP, IMP, XMP ve GMP'dir ve bunların her biri 5' C'den fosfat grubunun ayrılmasını katalize eden 5'-nükleotidazın etkisi ile karşılık gelen nükleozidlerine indirgenebilir. riboz. Bunların hidroliz reaksiyonları olduğuna dikkat edin. Nükleozidler, ksantin, hipoksantin ve guanin bazlarına indirgenir. pürin nükleosit fosforilaz (PNP) ve nihayetinde üçü de ortak ara ürün olan ksantin yoluyla ürik aside indirgenir. Baz adeninin bu yollarda bir ara madde olmadığına dikkat edin. Bunun nedeni, PNP'nin etkisiyle adenosinin adenine bozunması yerine, IMP'nin bozunmasındaki ilk ürün olan adenosinden inozine doğru bir sapma olmasıdır. Ayrıca, AMP deamine edilebilir (bir NH kaybı4 + grubu) AMP deaminaz ile IMP'ye:

Nükleozidler inosin, ksantosin ve guanozin sırasıyla hipoksantin, ksantin ve guanine ve bu süreçte C ile bağlanan riboz şekerine indirgenir.1 baza fosforile edilir:

Burada gerçekten ilginç olan şey, riboz şekerinin riboz-1-fosfat formunda geri dönüştürülmesidir; bu, şimdi bildiğimiz gibi, pürinler, pirimidinler, histidin ve triptofanın biyosentezinin ayrılmaz bir parçası olan PRPP'ye dahil edilebilir. Bu, bir hücreyi çalıştırmanın gerçekten etkili bir yolu!

Hipoksantin ve guaninin her biri, sırasıyla ksantin oksidaz ve guanin deaminazın eylemleriyle ksantine dönüştürülür. Ksantin, yine ksantin oksidaz tarafından katalize edilen bir reaksiyonda ürik aside dönüştürülür.

Ksantin oksidaz, elektronların nihai olarak dioksijene taşınmasında yer alan bir dizi ajan içerir. FAD, dönüşümlü olarak +4 ve +6 oksidasyon durumlarında bir molibden kompleksi ve iki Fe-S kümesi içeren dimerik bir proteindir. O2 H'ye dönüştürülür2Ö2 süreçte ve bu da H'ye tepki veriyor2O ve O2 katalaz tarafından, H olarak2Ö2 diğer zararlı oksitleyici türlerini oluşturmak için reaksiyona girebilir.

AMP'nin bir reaksiyonda IMP'ye deamine edildiğini, IMP'nin ise daha önce incelenen iki aşamalı bir reaksiyon serisinde AMP'nin öncüsü olduğunu fark etmiş olabilirsiniz. Bu reaksiyonlara ayrı ayrı bakın:

AMP + H2O --> IMP + NH4 + (AMP deaminaz)

IMP + Aspartat + GTP --> AMP + fumarat + GDP + Pben (adenilosüksinat sentetaz adenilosüksinat liyaz)

Aspartat + H2O + GTP --> Fumarat + GDP + Pben + NH4 +

Bunun gösterdiği şey, bu iki reaksiyonu birleştirmenin genel etkisinin, bir GTP molekülü pahasına bir aspartatın bir fumarata deaminasyonunun net bir sonucu olmasıdır. Bu reaksiyon döngüsü olarak bilinir "pürin nükleotid döngüsü " ve kas metabolizmasında fizyolojik öneme sahiptir. Kas dokusu, sitrik asit döngüsü ara ürünlerini, en önemlisi piruvat karboksilaz tarafından katalize edilen piruvattan oksaloasetatın üretilmesi olan olağan "yenileme reaksiyonları" yoluyla değil, pürin nükleotid döngüsü yoluyla yeniler. Purin nükleotid döngüsünde üretilen fumarat, malat, oksaloasetat ve benzerlerini yeniden oluşturmak için sitrik asit döngüsüne beslenir.

Adenozin deaminaz (1ADA - aşağıdaki Zil'e bakın), adenosinin inozine deaminasyonunu katalize eden enzim, en sık karşılaşılan ve en düzenli alan yapısı olan a/b alan yapısını içeren bir enzim örneğidir. Burada küçük bir dolambaçlı yoldan gideceğiz ve genel olarak a/b varillerinin ve özel olarak adenosin deaminazın yapısını inceleyeceğiz.

İki tür a/b yapısı vardır:

(1) "merkezi paralel" yapı ve (2) a sarmalları ile çevrelenmiş karışık bir b-tabaka.

Bu yapılar, tüm glikolitik enzimlerde ve metabolitleri bağlayan ve taşıyan proteinlerde bulunur. ADA, sekiz adet bükülmüş, paralel b-şeritinin (namlunun "çıtaları") sekiz a-sarmal halka ile bağlandığı merkezi namlu yapısına sahiptir. Her bir ilmek, ab-ipliğinin karboksil ucunu bir a-sarmalının amino ucu ile birleştirir, helisler "varilin" dışında bulunur ve a-helislerinin hidrofobik yan zincirleri ile hidrofobik yan zincirleri arasındaki hidrofobik etkileşimlerle stabilize edilir. b -sayfa. Bu yapı ilk olarak triozfosfat izomerazda (TIM) tanımlandığı için "TIM varil" olarak da bilinir.

Çift namlulu yapıların tümünde aktif bölge, yukarıda açıklanan sekiz ilmekten oluşan huni şeklindeki bir cebin altındadır. Bağlanma ve katalitik aktivitede yer alan kalıntılar ilmek bölgelerindedir.

İnsanlar ürik asidi çözünmeyen kristaller olarak idrara atarlar. Kuşlar, kara sürüngenleri ve bazı böcekler de öyle, ama onu ürik asit kristallerinden oluşan bir macun olarak salgılarlar ve böylece su tasarrufu sağlarlar. Diğer organizmalarda, ürik asit atılımdan önce aşağıdaki şekilde değiştirilir:

Ürik asit --> Allantoin --> Allantoik asit --> Üre --> Amonyak

Ksantin oksidaz inhibitörleri ürik asit üretimini engelleyebilir ve böylece gut tedavisinde kullanılabilir. Hipoksantinin bir analoğu olan allopurinol, alloksantine hidroksile edildiği ksantin oksidaza bağlanır. Böylece enzim, alloksantinin kendisine sıkı bağlanması nedeniyle inaktive olur. Sonuç olarak ürik asit üretimi azalır ve buna bağlı olarak hipoksantin ve ksantin seviyeleri yükselir. Neyse ki, bunlar ürik asitten daha fazla çözünür. Ne kadar benzer olduklarını görmek için aşağıda gösterilen allopurinol molekülünü bir hipoksantin molekülüyle karşılaştırın:

Hücresel mekanizmaların etkinliğinin başka bir örneğinde, nükleik asitlerin bozunmasından kaynaklanan adenin, guanin ve hipoksantinin devrine veya kurtarılmasına bakacağız. Bu pürinler, memelilerde iki enzim tarafından kurtarılır:

Adenin fosforibosil transferaz (APRT): Adenin + PRPP == AMP + PPben

Hipoksantin-guanin fosforibosil transferaz: Hipoksantin + PRPP == IMP + PPben

(HGPRT) Guanin + PRPP == GMP + PPben

AMP ve GMP'yi (ve IMP'yi) sıfırdan yeniden sentezlemek yerine, bu bazlar basit tek adımlı reaksiyonlarla nükleotidlerine geri dönüştürülür.

Pirimidin Ribonükleotid Sentezi

Pirimidin halkasının çeşitli atomları aşağıdaki gibi türetilir:

N1,C4,C5,C6 : tamamı Aspartattan türetilmiştir

N3 : Glutamin amid azotundan

Pirimidin ribonükleotitlerinin sentezindeki anahtar molekül, altı aşamalı sentez yolunun son ürünü olduğu ve ardından CTP'nin türetildiği üridin monofosfattır (UMP). Dihidroorotat formundaki pirimidin halkası, riboz-5-fosfata bağlanmanın ardından ilk önce oluşur (bunun pirimidin bazları için geçerli olmadığına dikkat edin).

UMP sentezinde yer alan reaksiyonların bazı önemli noktaları şunlardır:

(1) Üretilen her UMP molekülü için iki ATP molekülü gereklidir ve bunların ikisi de glutamin, bikarbonat ve ATP'lerden birinden bir fosfattan karbamoil fosfatın üretildiği ilk adımda kullanılır. Diğer ATP, ADP ve P'ye hidrolize edilir.ben , reaksiyonu yürütmek için serbest enerji sağlar. Enzim, karbamoil fosfat sentetaz II, sitozolde bulunur karbamoil fosfat da üre döngüsünde üretilir, ancak orada yer alan enzim, intramitokondriyal karbamoil fosfat sentetaz I'dir.

(2) Bu yolda iki yoğuşma reaksiyonu vardır, birincisi karbamoil aspartat oluşumuyla sonuçlanır ve ikincisi dihidroorotatta. Sonuncusu bir moleküliçi yoğunlaşma reaksiyonu.

(3) Dihidroorotat dehidrojenaz, bu yoldaki (ökaryotlarda) tek intramitokondriyal enzimdir ve oksitleyici güç, kinonların indirgenmesiyle sağlanır.

(4) Pirimidin bazının riboz fosfat halkasına bağlanması, orotat fosforibosil transferaz (OPRT) tarafından katalize edilir ve PRPP, riboz-5-fosfat parçasını sağlar. PP'nin hidroliziben PRPP'den ayrılan bu reaksiyonu geri döndürülemez hale getirir.

(5) Aynı "kanallaşma" fenomeni, pürin yolunda gördüğümüz pirimidin yolunda da görülür. 1,2 ve 3 adımlarındaki enzimler aynı polipeptit zinciri üzerindeyken son ikisi (reaksiyon 5 ve 6) başka bir tek zincir üzerindedir.

Alıştırma: UMP'yi sentezlemek için gereken ATP eşdeğerlerinin sayısını hesaplayın.

UMP'den UTP ve CTP'ye geçiş:

Bir nükleosit monofosfat kinaz, bir P'nin transferini katalize eder.ben UDP'yi oluşturmak için ATP'den UMP'ye. Bir nükleosit difosfat, aynı tür reaksiyonu katalize ederek bir P transfer eder.ben UTP'yi oluşturmak için ATP'den UDP'ye.

CTP, CTP sentetaz tarafından katalize edilen bir aminasyon reaksiyonu yoluyla UTP'den sentezlenir. Burada, ATP'nin hidrolizi reaksiyonu yönlendirir ve glutamin, amid nitrojenini (hayvanlarda) C4 pozisyonunda pirimidin bazına sağlar.

Pirimidin Nükleotid Biyosentezinin Düzenleyici Kontrolü

Düzenleyici kontrol bakterilerde ve hayvanlarda farklılık gösterir. Bakterilerde düzenleme ATCase düzeyinde gerçekleşir. Hayvanlarda, düzenleme karbamoil fosfat sentetaz II seviyesinde gerçekleşir. Hayvanlarda düzenleyici kontrole odaklanacağız.

UDP ve UTP, karbamoil fosfat sentetaz II'yi inhibe ederken, ATP ve PRPP onu aktive eder.

UMP (ve CMP), OMP dekarboksilazı rekabetçi bir şekilde inhibe eder.

Purin sentez yolunun, riboz fosfat pirofosfokinaz basamağı düzeyinde ADP ve GDP tarafından inhibe edildiğini ve böylece PRPP düzeyini kontrol ettiğini gördük. Orotat üretim hızı PRPP miktarına bağlı olduğundan, bu da pirimidinlerin üretimi için çıkarımlara sahiptir.

Pirimidinlerin Bozunması

CMP ve UMP, pürinlerin bozunmasında gördüğümüze benzer bir dizi reaksiyonda ilgili bazlarına indirgenir. Spesifik olarak, bunlar fosforilasyon, deaminaz ve fosforilasyon reaksiyonlarıdır, ikincisi bir glikosidik bağın bölünmesiyle sonuçlanır. Karaciğerde urasil (ve DNA'da meydana gelen urasil'in bir metil türevi olan timin) azalması meydana gelir ve b -alanin ( b -aminoizobutirat) sonucu oluşur. Bunlar malonil-CoA'ya (ve metilmalonil-CoA) dönüştürülür. Malonil-CoA, yağ asidi sentezinin bir öncüsüdür, bu nedenle pirimidin nükleotitlerinin parçalanması, hücresel enerji metabolizmasına küçük bir şekilde katkıda bulunur. Metilmalonil-CoA, süksinil-CoA'ya dönüştürüldükten sonra sitrik asit döngüsüne girer.

Deoksiribonükleotit Oluşumu

Ribonükleotitlere ve deoksiribonükleotitlere genelleştirilmiş olan pürin ve pirimidin nükleotit bozunması tartışmaları dışında, incelediğimiz biyosentetik yollar, ribonükleotitlere ve dolayısıyla RNA'ya özgüydü. Şimdi, DNA'nın bileşenlerini, deoksiribonükleotidleri tartışmak için bunun üzerine inşa etmek istiyoruz.

(1) Deoksiribonükleotitlerden oluşur

(2) Bir deoksiribonükleotitteki riboz şekeri, 2' karbon pozisyonunda bir hidroksil grubuna sahip değildir.

(3) Urasil (normalde) DNA'da baz olarak görünmez, bunun yerine timin (5-metilurasil) görünür.

Bir ribonükleotitten bir deoksiribonükleotite geçiş, 2' karbon atomundaki -OH grubunu bir hidrojen atomu ile değiştirmek için yeterince basit görünüyor.Bu kesinlikle deoksiribonükleotitlerin sentezlenmesinden daha etkilidir. yeni. 2' karbonunun indirgenmesi, ribonükleaz redüktazlar tarafından katalize edilen bir serbest radikal mekanizması vasıtasıyla gerçekleştirilir. Bu tür birkaç farklı redüktaz vardır ve biz bunları inceleyeceğiz. E.coli temsilci olarak ribonükleotid redüktaz. Ribonükleotid redüktazlar, ribonükleosit difosfatları (NDP'ler) deoksiribonükleosit difosfatlarına (dNDP'ler) indirger

Bu enzimin, yapısının, etki mekanizmasının ve düzenlenmesinin incelenmesi, doğanın işleyişinin güzelliğine bir bakıştır. İlk olarak, tüm enzim, belirtilen iki alt birimden oluşur. r1 ve r2 , her biri bir homodimerdir. R1 alt birim olarak temsil edilebilir 2 ve R2 b olarak 2 . Yani tüm enzim bir tetramerdir, bir2B2 . a alt birimi, yaklaşık beş tiyol (-SH) grubu ve iki farklı efektör bağlanma yeri, "özgüllük bölgesi" ve katalitik "aktivite bölgesi" içeren bir substrat bağlanma bölgesine sahiptir. b alt biriminin yapısı xray kristalografisi ile belirlenmiştir.

Demir protez grubu özellikle ilginçtir, çünkü her biri oktahedral olarak çeşitli gruplara koordine edilmiş çift çekirdeklidir (iki demir iyonu vardır). İki iyon, bir tarafta bir 02 ve Glu 115'in karboksil grubu tarafından köprülenir. Demir iyonlarından birinin çok yakınında Tyr 122 bulunur ve bunlar etkileşime girerek bir tirozil serbest radikali oluşturur. Bir elektronun substrattan (substratın oksidasyonu) tirozil radikaline transferine, R'de bulunan Cys 439'un tiil radikali (-S ) aracılık eder.1 .

NDP'lerin indirgenmesi sırasında, R'deki 2 Cys kalıntısından bir sülfhidril çifti1 ribozun 2'-C'sini azaltır ve bu çiftin iki sülfürü arasında bir disülfit bağı oluşur. Bu da R'deki Cys tortularının diğer iki sülfhidril grubu tarafından indirgenir.1 ve bunlar nihai olarak harici indirgeme ajanları tarafından indirgenir.

Tioredoksin, ribonükleotid redüktazın fizyolojik bir indirgeme maddesidir ve onun Cys kalıntısı çifti, oluşan disülfid ile H atomlarını değiştirebilir, böylece orijinal enzimi yeniden üretebilir. Bu süreçte, tioredoksin bir disülfide oksitlenir:

Oksitlenmiş tioredoksin, tioredoksin redüktaz tarafından katalize edilen ve NDP'lerin dNDP'lere indirgenmesinin genel sürecinde son elektron alıcısı olan NADPH'nin aracılık ettiği bir reaksiyonda indirgenir. Bir başka disülfid içeren protein olan glutaredoksin de ribonükleotit redüktazı azaltabilir.

dNDP'lerin dNTP'lere fosforilasyonu, fosfat grubunu bağışlayan herhangi bir NTP veya dNTP ile nükleosit difosfat kinaz tarafından katalize edilir.

Pirimidin nükleotid biyosentezi bölümünde pirimidin nükleotid timinin oluşumunu tartışmadık çünkü önce deoksiribonükleotitlerin üretiminden bahsetmek gerekiyordu. Timin, TDP'ye karşılık gelen bir nükleozid difosfatın C2' pozisyonundaki indirgenmesi yerine deoksiüridin monofosfatın (dUMP) metillenmesiyle oluşturulur. RNA üretimi için UTP'ye ihtiyaç duyulmasına rağmen, DNA üretimi için dUTP gerekli değildir ve aslında, hücrede kayda değer miktarda dUTP olsaydı, dUTTP için dUTP'nin birçok ikame hatası olurdu. Timinin üretildiği aşağıdaki dolambaçlı yolun nedeni budur.

dUTP, dUTP difosfohidrolaz varlığında dUMP ve pirofosfata hidrolize edilir. dUMP daha sonra dTTP'ye yeniden fosforile edilen dTMP'yi üretmek için pirimidin halkası üzerinde C5'te metillenir.

dUMP'nin enzimatik metilasyonu, timidilat sentaz tarafından katalize edilir ve reaksiyonda kofaktör,N5,N10-metilen tetrahidrofolat, dihidrofolata oksitlenir. Bu, THF'nin net oksidasyon durumunun değiştiği bilinen tek biyokimyasal reaksiyondur.

Koenzim, tetrahidrofolat, DHF'nin aşağıdaki şekilde geri dönüştürülmesiyle yeniden üretilir:

DHF + NADPH + H + --> THF + NADP + (enzim: dihidrofolat redüktaz, DHFR)

THF + serin --> N 5 ,N 10 - Metilen-THF + glisin (enzim: serin hidroksimetil transferaz)

DNA Sentezi İçin Gerekli dNTP Miktarlarının Düzenlenmesi:

dNTP'lerin yüksek düzeyde düzenlenmesi ve bu düzenlemenin ribonükleotid redüktaz düzeyinde geri besleme kontrollü olması organizma için son derece önemlidir. Bu yönetmelikte öne çıkan bazı hususlar şu şekildedir:

R üzerindeki "aktivite sahasında" ATP bağlanması1 alt birim, dATP inhibitör iken, "özgüllük sahasında" bağlı olan efektör ne olursa olsun ribonükleotid redüktazı aktive eder.

ATP veya dATP, aktivite bölgesinde bağlanırken özgüllük bölgesinde bağlanırsa, CDP ve UDP azalması uyarılır.

dTTP özgüllük bölgesine bağlanırsa ve ATP aktivite bölgesine bağlanırsa, GDP azalması uyarılırken CDP ve UDP azalması inhibe edilir.

ATP aktivite bölgesine bağlıyken dGTP özgüllük bölgesine bağlanırsa, ADP azalması uyarılırken CDP, UDP ve GDP azalması engellenir.

Power Point Sunumunu görmek için buraya bağlantı: Nükleotidler: Sentez ve Bozunma


İçindekiler

AMP, ADP ve ATP ile ilişkili yüksek enerjili fosfoanhidrit bağına sahip değildir. AMP, ADP'den üretilebilir:

Veya AMP, ADP'nin bir yüksek enerjili fosfat bağının hidrolizi ile üretilebilir:

AMP, ATP'nin AMP ve pirofosfata hidrolizi ile de oluşturulabilir:

RNA canlı sistemler tarafından parçalandığında, adenozin monofosfat dahil olmak üzere nükleosit monofosfatlar oluşur.

AMP, aşağıdaki şekilde ATP'ye yeniden oluşturulabilir:

AMP + ATP → 2 ADP (ters yönde adenilat kinaz) ADP + Pben → ATP (bu adım çoğunlukla aeroblarda oksidatif fosforilasyon sırasında ATP sentaz tarafından gerçekleştirilir)

AMP, bir amonyak grubunu serbest bırakarak enzim miyoadenilat deaminaz tarafından IMP'ye dönüştürülebilir.

Katabolik bir yolda, adenozin monofosfat, memelilerde vücuttan atılan ürik aside dönüştürülebilir. [5]

AMP ile aktive olan kinaz düzenlemesi

Ökaryotik hücre enzimi 5' adenosin monofosfatla aktive olan protein kinaz veya AMPK, egzersiz gibi yüksek hücresel enerji harcaması zamanlarında homeostatik enerji süreçleri için AMP'yi kullanır. [6] ATP bölünmesi ve buna karşılık gelen fosforilasyon reaksiyonları, vücuttaki çeşitli işlemlerde bir enerji kaynağı olarak kullanıldığından, bu memeli hücreleri için daha fazla enerji yaratmak için ATP üretimi gereklidir. Bir hücresel enerji sensörü olarak AMPK, doğal olarak artan ADP ve AMP seviyelerinin eşlik ettiği azalan ATP seviyeleri ile aktive edilir. [7]

Fosforilasyon AMPK için ana aktivatör gibi görünse de, bazı çalışmalar AMP'nin allosterik bir düzenleyici olduğu kadar AMPK için doğrudan bir agonist olduğunu ileri sürmektedir. [8] Ayrıca, diğer çalışmalar, sadece AMP yerine hücrelerdeki AMP:ATP seviyelerinin yüksek oranının AMPK'yi aktive ettiğini ileri sürmektedir. [9] Örneğin, türler Caenorhabditis elegans ve Drosophila melanogaster ve bunların AMP ile aktive olan kinazlarının AMP tarafından aktive edildiği, maya ve bitki kinaz türlerinin ise AMP tarafından allosterik olarak aktive edilmediği bulundu. [9]

AMP'ye bağlanır y- AMPK'nin alt birimi, kinazın aktivasyonuna yol açar ve daha sonra, ATP'yi yeniden oluşturmak için katabolik yolların aktivasyonu ve anabolik yolların inhibisyonu gibi bir dizi başka süreç. Moleküllerin parçalanmasından enerji salınımı yoluyla ATP üreten katabolik mekanizmalar, AMPK enzimi tarafından aktive edilirken, ATP'den ürün oluşturmak için enerji kullanan anabolik mekanizmalar inhibe edilir. [10] y-alt birim AMP/ADP/ATP'yi bağlayabilir, sadece AMP/ADP'nin bağlanması enzim proteininin konformasyonel kaymasına neden olur. AMP/ADP'ye karşı ATP bağlanmasındaki bu farklılık, enzim için fosforilasyon durumunda bir kaymaya yol açar. [11] AMPK'nin çeşitli protein fosfatazlar yoluyla fosforilasyonu, katalitik işlevi tamamen etkisiz hale getirir. AMP/ADP, AMPK'nin y-alt birim ve fosforilasyon durumunun korunması. [12]

AMP, siklik AMP (veya cAMP) olarak bilinen siklik bir yapı olarak da var olabilir. Belirli hücrelerde adenilat siklaz enzimi, ATP'den cAMP yapar ve tipik olarak bu reaksiyon, adrenalin veya glukagon gibi hormonlar tarafından düzenlenir. cAMP, hücre içi sinyalleşmede önemli bir rol oynar. [13]


5.1: Enerji, Madde ve Enzimler

  • OpenStax'ın katkılarıyla
  • OpenStax CNX'te Genel Biyoloji
  • Metabolizmayı tanımlayın ve tanımlayın
  • Ototrofları ve heterotrofları karşılaştırın ve karşılaştırın
  • Metabolizmada oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarının önemini açıklar.
  • Bir hücrede ATP, FAD, NAD+ ve NADP+'nın neden önemli olduğunu açıklayın
  • Substrat düzeyinde ve oksidatif fosforilasyon arasında ayrım yapın
  • Bir enzimin yapısını ve yapısal bileşenlerini ve bir reaksiyonda substratların ve ürünlerin rollerini tanımlayın

Bir hücre içindeki tüm kimyasal reaksiyonları tanımlamak için kullanılan terim metabolizmadır (Şekil (PageIndex<1>)). Karmaşık moleküllerin inşası veya parçalanması gibi hücresel süreçler, metabolik yollar adı verilen bir dizi adım adım, birbirine bağlı kimyasal reaksiyon yoluyla gerçekleşir. Kendiliğinden olan ve enerji açığa çıkaran reaksiyonlar ekzergonik reaksiyonlardır, oysa endergonik reaksiyonlar ilerlemek için enerji gerektirir. Anabolizma terimi, biyosentezde yer alan, basit moleküler yapı taşlarını daha karmaşık moleküllere dönüştüren ve genellikle ATP (enerji) ve/veya NAD(P)H biçiminde hücresel enerjinin kullanımıyla beslenen endergonik metabolik yolları ifade eder. elektronlar). Tersine, katabolizma terimi, karmaşık molekülleri daha basit olanlara parçalayan ekzergonik yolakları ifade eder. Kompleks moleküllerin bağlarında depolanan moleküler enerji, katabolik yollarda salınır ve kullanılan yüksek enerjili moleküller (genellikle ATP (enerji) ve/veya NADH (elektronlar)) üretmek için kullanılabilecek şekilde toplanır. anabolik yolları sürmek için. Böylece, enerji ve moleküller açısından, hücreler sürekli olarak katabolizma ile anabolizma arasında denge kurarlar.

Şekil (PageIndex<1>): Metabolizma, katabolizma ve anabolizmayı içerir. Anabolik yollar, daha büyük molekülleri sentezlemek için enerji gerektirir. Katabolik yollar, daha büyük molekülleri parçalayarak enerji üretir. Hücrenin enerji dengesini korumak için her iki yol türü de gereklidir.

Metabolizmada Oksidasyon ve Redüksiyon

Elektronların moleküller arası transferi önemlidir çünkü atomlarda depolanan ve hücre fonksiyonlarına yakıt sağlamak için kullanılan enerjinin çoğu yüksek enerjili elektronlar şeklindedir. Enerjinin elektronlar biçiminde aktarılması, hücrenin enerjiyi tek bir yıkıcı patlama yerine küçük paketler halinde aşamalı olarak aktarmasına ve kullanmasına olanak tanır. Verici moleküllerden elektronları uzaklaştıran ve onları oksitlenmiş halde bırakan reaksiyonlar oksidasyon reaksiyonudur.s Alıcı moleküllere elektron ekleyen ve onları indirgenmiş halde bırakanlar, indirgeme reaksiyonudur.s. Elektronlar bir molekülden diğerine hareket edebildiğinden, oksidasyon ve indirgeme birlikte gerçekleşir. Bu tepkime çiftlerine yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri veya redoks tepkimeleri denir.s.

Enerji Taşıyıcıları: NAD+, NADP+, FAD ve ATP

Besinler içindeki kimyasal bağların parçalanmasından açığa çıkan enerji, ya elektron taşıyıcıların indirgenmesi yoluyla ya da adenozin trifosfat (ATP) bağlarında depolanabilir. Canlı sistemlerde, küçük bir bileşik sınıfı, hareketli elektron taşıyıcısı olarak işlev görür.s, yollardaki bileşikler arasında yüksek enerjili elektronlara bağlanan ve bunları taşıyan moleküller. Göz önünde bulunduracağımız başlıca elektron taşıyıcıları, B vitamini grubundan kaynaklanır ve nükleotitlerin türevleridir, bunlar nikotinamid adenin dinükleotit, nikotin adenin dinükleotit fosfat ve flavin adenin dinükleotittir. Bu bileşikler kolaylıkla indirgenebilir veya oksitlenebilir. Nikotinamid adenin dinükleotidi (NAD + /NADH), katabolizmada kullanılan en yaygın mobil elektron taşıyıcısıdır. NAD+ molekülün oksitlenmiş halidir NADH molekülün indirgenmiş halidir. Fazladan bir fosfat grubu içeren bir NAD+ varyantının oksitlenmiş formu olan nikotin adenin dinükleotid fosfat (NADP+), indirgendiğinde NADPH'yi oluşturan bir diğer önemli elektron taşıyıcısıdır. Flavin adenin dinükleotidin oksitlenmiş formu FAD'dir ve indirgenmiş formu FADH'dir.2. Hem NAD + /NADH hem de FAD/FADH2 kemoheterotroflarda katabolizma sırasında şekerlerden enerji ekstraksiyonunda yaygın olarak kullanılırken, NADP + /NADPH anabolik reaksiyonlarda ve fotosentezde önemli bir rol oynar. Toplu olarak, FADH2, NADH ve NADPH, çeşitli kimyasal reaksiyonlara elektron verme yeteneklerinden dolayı genellikle indirgeme gücüne sahip olarak adlandırılır.

Canlı bir hücre, katabolizma sırasında açığa çıkan enerjiyi, hücrenin enerjiyi güvenli bir şekilde depolamasını ve yalnızca gerektiğinde kullanmak üzere serbest bırakmasını sağlayacak şekilde idare edebilmelidir. Canlı hücreler bunu, bileşik adenosin trifosfat (ATP) kullanarak gerçekleştirir. ATP genellikle hücrenin "enerji para birimi" olarak adlandırılır ve tıpkı para birimi gibi bu çok yönlü bileşik hücrenin herhangi bir enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılabilir. ATP'nin kalbinde, bir riboz molekülüne bağlı bir adenin molekülünden ve tek bir fosfat grubundan oluşan bir adenosin monofosfat (AMP) molekülü bulunur. Riboz, RNA'da bulunan beş karbonlu bir şekerdir ve AMP, RNA'daki nükleotitlerden biridir. Bu çekirdek moleküle ikinci bir fosfat grubunun eklenmesi, adenozin difosfat (ADP) oluşumuyla sonuçlanır, üçüncü bir fosfat grubunun eklenmesi ATP'yi oluşturur (Şekil (PageIndex<2>)). Fosforilasyon adı verilen bir işlem olan bir moleküle bir fosfat grubu eklemek, enerji gerektirir. Fosfat grupları negatif yüklüdür ve bu nedenle ADP ve ATP'de olduğu gibi seri olarak düzenlendiklerinde birbirlerini iterler. Bu itme, ADP ve ATP moleküllerini doğal olarak kararsız hale getirir. Bu nedenle, fosfat grupları (biri ADP'de ve ikisi ATP'de) arasındaki bağlara yüksek enerjili fosfat bağı denir.s. Bu yüksek enerjili bağlar bir fosfatı serbest bırakmak için kırıldığında (inorganik fosfat [Pben]) veya iki bağlı fosfat grubu (pirofosfat [PPben]) ATP'den defosforilasyon adı verilen bir süreç yoluyla, endergonik reaksiyonları yürütmek için enerji salınır (Şekil (PageIndex<3>)).

Şekil (PageIndex<2>): ATP'nin fosforilasyonundan salınan enerji, anabolik yollar da dahil olmak üzere hücresel işi yürütmek için kullanılır. ATP, kimyasallarda veya güneş ışığından elde edilen enerjiden yararlanarak fosforilasyon yoluyla yeniden üretilir. (kredi: Robert Bear, David Rintoul tarafından yapılan çalışmanın modifikasyonu) Şekil (PageIndex<3>): Ekzergonik reaksiyonlar, endergonik reaksiyonlarla birleştirilir, bu da kombinasyonu uygun hale getirir. Burada, ATP fosforilasyonunun endergonik reaksiyonu, katabolizmanın ekzergonik reaksiyonlarıyla birleştirilir. Benzer şekilde, ATP defosforilasyonunun ekzergonik reaksiyonu, bir anabolizma örneği olan polipeptit oluşumunun endergonik reaksiyonuna bağlanır.

ATP'nin hücrelerde oluşturulduğu iki genel mekanizma vardır: substrat düzeyinde fosforilasyon ve oksidatif fosforilasyon (Şekil (PageIndex<4>)). Bir substratın, üzerinde bir enzimin etki ettiği bir molekül olduğunu unutmayın. Substrat düzeyinde fosforilasyonda, ADP ve fosforile edilmiş bir metabolit, aynı enzimatik reaksiyondaki substratlardır. Ekzergonik enzimatik reaksiyon sırasında, metabolit üzerindeki fosfat, ATP ürünleri ve fosforile edilmemiş bir metabolit oluşturmak için ADP'ye aktarılır. Tipik bir metabolik yolda üretilen herhangi bir ATP, substrat düzeyinde fosforilasyon yoluyla gerçekleşir.

Oksidatif fosforilasyon ise, bir zar boyunca bir proton gradyanı tarafından desteklenen ATP sentaz ile inorganik fosfatın ADP'ye eklenmesidir. Bu hemen hemen her zaman solunumda bir elektron taşıma zinciri ile bağlantılı olarak meydana gelir.


Şekil (PageIndex<4>): Substrat düzeyinde (üstte) ve oksidatif (altta) fosforilasyon (2021 Jeanne Kagle)

Elektron taşıyıcının işlevi nedir?

Enzim Yapısı ve İşlevi

Bir kimyasal reaksiyonu hızlandırmaya yardımcı olan bir madde bir katalizördür. Katalizörler kimyasal reaksiyonlar sırasında kullanılmaz veya değiştirilmez ve bu nedenle yeniden kullanılabilirler. İnorganik moleküller çok çeşitli kimyasal reaksiyonlar için katalizör görevi görebilirken, enzim adı verilen proteinler hücre içindeki biyokimyasal reaksiyonlar için katalizör görevi görür. Bu nedenle enzimler, hücresel metabolizmanın kontrolünde önemli bir rol oynar.

Bir enzim, hücre içindeki bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürerek işlev görür. Aktivasyon enerjisi, kimyasal bağları oluşturmak veya kırmak ve reaktanları ürünlere dönüştürmek için gereken enerjidir (Şekil (PageIndex<5>)). Enzimler, tepkimeye giren moleküllere bağlanarak ve tepkimeyi hızlandıracak şekilde tutarak aktivasyon enerjisini düşürürler.

Bir enzimin bağlandığı kimyasal reaktanlara substrat denirs, ve substratın enzim içinde bağlandığı yere enzimin aktif bölgesi denir. Aktif bölge yakınındaki amino asitlerin özellikleri, aktif bölge içinde, kısaca da olsa belirli bir substrata (veya substratlara) bağlanmaya uygunluğu indükleyen çok spesifik bir kimyasal ortam yaratır. Bir enzim ve substratları arasındaki yapboz benzeri bu eşleşme nedeniyle, enzimler özgüllükleriyle bilinir. Aslında, bir enzim substratına/substratlarına bağlandığında, enzim yapısı, geçiş durumu (substrat ile ürün arasındaki yapısal bir ara madde) ve aktif bölge arasında en iyi uyumu bulmak için biraz değişir, tıpkı bir lastik eldivenin küflenmesi gibi. içine bir el sokuldu. Geçiş durumunun eşzamanlı oluşumu ile birlikte substrat varlığında bu aktif bölge modifikasyonuna indüklenmiş uyum denir (Şekil (PageIndex<6>)). Genel olarak, her substrat için özel olarak eşleşen bir enzim vardır ve dolayısıyla her kimyasal reaksiyon için bir miktar esneklik de vardır. Bazı enzimler, yapısal olarak ilişkili birkaç farklı substrat üzerinde hareket etme yeteneğine sahiptir.

Şekil (PageIndex<5>): Enzimler, bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürür. Şekil (PageIndex<6>): Endüklenmiş uyum modeline göre, enzimin aktif bölgesi, substrat ile bağlandıktan sonra konformasyonel değişikliklere uğrar.

Enzimler, pH, substrat konsantrasyonu ve sıcaklık gibi yerel çevre koşullarının etkilerine tabidir. Çevresel sıcaklığın arttırılması genellikle reaksiyon hızlarını artırsa da, enzim katalizli veya başka şekilde, sıcaklığı optimal aralığın dışında artırmak veya azaltmak, aktif bölge içindeki kimyasal bağları etkileyerek onları substratları bağlamak için daha az uygun hale getirebilir. Yüksek sıcaklıklar sonunda diğer biyolojik moleküller gibi enzimlerin de denatüre olmasına, üç boyutlu yapılarını ve işlevlerini kaybetmelerine neden olacaktır. Enzimler ayrıca belirli bir pH aralığında en iyi şekilde çalışmak için uygundur ve sıcaklıkta olduğu gibi aşırı çevresel pH değerleri (asidik veya bazik) enzimlerin denatüre olmasına neden olabilir. Aktif bölge amino asit yan zincirleri, kataliz için optimal olan ve bu nedenle pH'daki değişikliklere duyarlı olan kendi asidik veya bazik özelliklerine sahiptir.

Enzim aktivitesini etkileyen diğer bir faktör substrat konsantrasyonudur: Enzim aktivitesi, daha yüksek substrat konsantrasyonlarında, enzimin ilave substratı bağlayamadığı bir doyma noktasına ulaşana kadar artar. Genel olarak, enzimler, onları üreten organizmaların yaşadığı çevresel koşullar altında en iyi şekilde çalışacak şekilde optimize edilmiştir. Örneğin, kaplıcalarda yaşayan mikroplar yüksek sıcaklıklarda en iyi çalışan enzimlere sahipken, insan patojenleri 37°C'de en iyi çalışan enzimlere sahiptir. Benzer şekilde, çoğu organizma tarafından üretilen enzimler en iyi nötr pH'ta çalışırken, asidik ortamlarda büyüyen mikroplar enzimleri düşük pH koşullarına optimize ederek bu koşullarda büyümelerine izin verir.

Pek çok enzim, diğer spesifik protein olmayan yardımcı moleküllere geçici olarak iyonik veya hidrojen bağları yoluyla veya kalıcı olarak daha güçlü kovalent bağlar yoluyla bağlanmadıkça optimal olarak veya hatta hiç çalışmaz. Bu moleküllere bağlanma, ilgili enzimleri için optimal konformasyonu ve işlevi destekler. İki tür yardımcı molekül, kofaktörler ve koenzimlerdir. Kofaktörler, enzim konformasyonunu ve fonksiyonunu stabilize etmeye yardımcı olan demir (Fe 2+) ve magnezyum (Mg 2+) gibi inorganik iyonlardır. Kofaktör olarak bir metal iyonu gerektiren bir enzimin bir örneği, çalışması için bağlı bir çinko iyonu (Zn 2+) gerektiren DNA moleküllerini oluşturan DNA polimeraz enzimidir.

Koenzimler, enzim eylemi için gerekli olan organik yardımcı moleküllerdir. Enzimler gibi tüketilmezler ve dolayısıyla yeniden kullanılabilirler. Koenzimlerin en yaygın kaynakları diyet vitaminleridir. Bazı vitaminler koenzimlerin öncüleridir ve diğerleri doğrudan koenzimler olarak hareket eder.

Koenzim A (CoA) gibi bazı kofaktörler ve koenzimler, genellikle enzimin aktif bölgesine bağlanır ve bir substratın bir ürüne geçişinin kimyasına yardımcı olur (Şekil (PageIndex<7>)). Bu gibi durumlarda, gerekli bir kofaktör veya koenzimden yoksun bir enzime apoenzim denir ve aktif değildir. Tersine, gerekli ilişkili kofaktör veya koenzim ile bir enzime holoenzim denir ve aktiftir. NADH ve ATP ayrıca sırasıyla yüksek enerjili elektronlar veya fosfat grupları sağlayan ve enzimlere bağlanan ve böylece onları aktive eden yaygın olarak kullanılan koenzimlerin örnekleridir.

Şekil (PageIndex<7>): Bir koenzimin veya kofaktörün bir apoenzime bağlanması genellikle aktif bir holoenzim oluşturmak için gereklidir.


Enerji süreçlerinizi desteklemek için Gıda Takviyeleri

Dengeli beslenmek, yeterli uyku almak ve düzenli egzersiz yapmak gibi enerjinizi korumanın birçok yolu olsa da, bunlar bazı insanlar için her zaman mümkün olmayabilir. Bu gibi zamanlarda, gıda takviyeleri genel enerji gereksinimlerinizi desteklemeye yardımcı olabilir.

Asetil Koenzim A (Asetil-CoA) metabolizmada önemli bir moleküldür. Asetil grubunu Sitrik asit/Krebs döngüsüne iletir, ATP (enerji) salarak karbondioksit ve su oluşturur. Enerji sağlamak için sitrik asit döngüsünü beslemek için yeterli asetil-CoA'ya sahip olmak önemlidir.

Alfa-lipoik asit Lipoik asit veya tioktik asit olarak da bilinen (ALA), bir antioksidan görevi görür ve mitokondride doğal olarak bulunur. Alfa lipoik asit, ATP üreten hücre metabolizmasına katılan enzimler için bir kofaktör görevi görür. Serbest radikalleri temizleyerek bir antioksidan görevi görür. Vücut, temel enerji metabolizması için yeterli ALA yapabilirken, bu yazıda diyet takviyesi olarak Alfa-lipoik asit hakkında tartışıldığı gibi, yalnızca orada daha büyük miktarlarda bulunduğunda bir antioksidan görevi görür.

arginin bu yazıda incelendiği gibi birçok metabolik süreçte yer alır, vücut enerji metabolizmasında ve olası klinik uygulamalarda L-argininin yeni metabolik rolleri. Bu süreçler protein metabolizmasını ve kreatin sentezini içerir. Arginin aynı zamanda önemli bir nörotransmitter ve vazodilatör olan nitrik oksidin (NO) öncüsüdür. L Arginin ile takviyenin, AMP Kinaz yolunun aktivasyonu yoluyla ATP rejenerasyonunu artırabileceği bildirilmektedir.

Ashwagandha, bir enerji yükseltici olarak sınıflandırılmasa da, fiziksel ve zihinsel performans üzerinde bir etkisi olabilir. Genel bir tonik (optimum dayanıklılık, enerji ve canlılık duygularının korunmasına yardımcı olmak için), adaptojen ve bir antioksidan olarak kullanılır. Adaptojenler, fiziksel, kimyasal veya biyolojik olsun, vücudun strese karşı direncini desteklemeye yardımcı olan toksik olmayan bitkilerdir. Ashwagandha ayrıca zihinsel dengenin korunmasına yardımcı olur ve öğrenmeyi, hafızayı ve hatırlamayı destekler. Ashwagandha, yetişkinlerde stres ve kaygıyı azaltmada ashwagandha kökü çalışmasına ilişkin bu makaleye göre, kronik olarak stresli bireylerde kortizol düzeylerinin (stresli durumlarda salınan hormon) düşürülmesine yardımcı olabilir.

B kompleksi sıvı veya B Kompleks kapsüller, suda çözünen ve normal enerji üretim süreçlerinizi desteklemede rol oynayan tüm B vitaminlerinin bir karışımını içerir. B Kompleks ürünümüz hakkında daha fazla bilgiyi B Vitamini Kompleks makalemizde okuyabilirsiniz.

karnitin uzun zincirli yağ asitlerini beta oksidasyon için mitokondriye aktararak enerji metabolizmasında önemli bir role sahiptir. Ayrıca, idrarla atılmak üzere asetil Koenzim A metabolitlerine bağlanarak çıkarılmasına yardımcı olur. Karnitin, L-karnitin ve asetil-L-karnitin içeren bir dizi bileşik için genel bir terimdir. Et, balık, kümes hayvanları gibi hayvansal ürünler en iyi karnitin kaynaklarıdır. Mitokondriyal fonksiyondaki düşüşün yaşlanma sürecine katkıda bulunduğu düşünülmektedir. Karnitin üzerine bu araştırma makalesi, yüksek dozlarda asetil-L-karnitin ve alfa-lipoik asit takviyesinin mitokondriyal çürümeyi azalttığını buldu.

Koenzim Q10 (CoQ10) ATP üretiminin bir parçası olarak elektron taşıma zincirindeki elektronları aktarır. İndirgenmiş haliyle, güçlü bir antioksidandır. CoQ10 eksikliğine özellikle duyarlı olan kalp gibi yüksek enerji gereksinimleri olan hücrelerde özellikle önemlidir. CoQ10 yağda veya yağda çözünür olduğundan, bu ürünün yağ içeren bir yemekle birlikte alınması tavsiye edilir. Kalp, karaciğer, böbrek, ıspanak, karnabahar ve brokoli gibi birçok gıdada bulunur. CoQ10 yaşla birlikte azalır ve CoQ10 ile ilgili bu 2014 araştırmasında gösterildiği gibi CoQ10 seviyeleri düştüğünde, hücreleriniz ihtiyaç duydukları enerjiyi üretemez ve bu yorgunluğa neden olabilir.

İyot. Tiroid bezi, tiroksin (T4) ve Triiyodotironin (T3) oluşturmak için gerekli olduğu için kandaki iyotu tutar. Bunlar tiroid hormonlarıdır ve normal tiroid fonksiyonu için gereklidir. Tiroid hormonları vücudun enerji üretmesine yardımcı olur. Tiroid hormon seviyeleri düşük olduğunda, vücut normalde yaptığı kadar fazla enerji üretemez. İyot eksikliği bu nedenle yorgunluğa ve halsizliğe neden olabilir. İyotun iyi besin kaynakları, kabuklu deniz ürünleri ve deniz balıklarının yanı sıra tahıllar ve tahıllar gibi bitki bazlı gıdalardır.

Demir normale katkıda bulunan önemli bir mineraldir. enerji oluşum metabolizması. vücudun ihtiyacı Demir Oksijeni vücudunuza taşıyan kırmızı kan hücrelerindeki protein olan hemoglobini yapmak için. Demir eksikliği (anemi) kendinizi iyi hissetmenize neden olabilir.gergin ve zayıf. C vitamini, demirin biyoyararlanımını arttırdığı için Metabolik Demir ve C Vitamini formülasyonuna dahil edilir.

Magnezyum Mg-ATP kompleksleri oluşturduğu için ATP'nin üretiminde ve kullanımında baskın bir role sahiptir. Bu kompleksler, glikoliz sırasında aktif olan birkaç kinaz için kofaktörlerdir. Magnezyum ayrıca Sitrik asit/Krebs döngüsünde yer alan çeşitli enzimlerin aktivitesini de düzenler. Magnezyum ve işlevleri hakkında daha fazla bilgiyi Uygulayıcının Magnezyum Kılavuzunda okuyabilirsiniz.

Niasin, Ayrıca şöyle bilinir B3 vitamini birçok metabolik reaksiyonda yer alan nikotinamid adenin dinükleotid (NAD) ve NAD fosfat (NADP) koenzimlerinin bir öncüsüdür. NAD ve indirgenmiş formu NADH, mitokondriyal elektron taşıma zincirinde elektronları transfer ederek enerji metabolizmasında önemli bir rol oynar. Niasin ayrıca antioksidan özelliklere sahiptir ve oksidatif stresi önler. Niasin içeriği yüksek yiyecekler arasında karaciğer, tavuk, ton balığı, somon, avokado, kahverengi pirinç ve yer fıstığı bulunur.

riboflavin, Ayrıca şöyle bilinir B2 vitamini flavoproteinler flavin adenin dinükleotid (FAD) ve flavin mononükleotidin (FMN) bir bileşenidir. Bunlar, mitokondriyal elektron taşıma zincirinde elektron taşıyıcıları olarak işlev görür ve yağ asidi oksidasyonunda ve Sitrik asit/Krebs döngüsünde yer alır, bu nedenle normal enerji oluşum metabolizmasına katkıda bulunur. Riboflavin, yumurtalarda, yağsız etlerde, yeşil sebzelerde ve güçlendirilmiş tahıllarda doğal olarak bulunur.

riboz nükleotid RNA'nın önemli bir bileşeni olan önemli bir şekerdir. Gıdalardan yapılan bir enerji kaynağıdır ve mitokondrinin hücresel enerji sağlayan ATP üretmesi için yakıttır. Yoğun aralıklı eğitimden sonra riboz takviyesinin adenin nükleotidlerinin yeniden sentezi üzerindeki etkisini inceleyen bazı araştırmalar, D-Ribose takviyelerinin kas hücrelerinde ATP depolarının geri kazanılmasına yardımcı olabileceğini öne sürüyor. Riboz içeren tipik yiyecekler arasında mantar, peynir, süt ve yumurta bulunur.

tiamin, Ayrıca şöyle bilinir B1 vitamini normal enerji veren metabolizmanıza katkıda bulunur. Tiamin Hidroklorür, aerobik metabolizma, hücre büyümesi, sinir uyarılarının iletimi ve asetilkolin sentezi için gerekli olan tiaminin tuz formudur. Hidrolize edildiğinde, tiamin hidroklorür, aktif form tiamin pirofosfata fosforile edilir. Bu, yağ asidi, amino asit ve karbonhidrat metabolizmasını içeren birçok enzimatik aktivite için bir koenzimdir. Glikoz enerjiye parçalandığında, tiamin, piruvatı asetil koenzim A'ya dönüştürme sürecinde bir kofaktördür. Piruvat, insan metabolizmasının çeşitli yönleri için kritik öneme sahiptir; bu, piruvat metabolizmasının ve insan hastalığının düzenlenmesi üzerine bu araştırmada keşfedilen bir şeydir. Tiamin, tam tahıllar, makarna, pirinç, domuz eti, balık, baklagiller, tohumlar ve kuruyemişler dahil olmak üzere birçok gıdada doğal olarak bulunur.

C vitamini, Ayrıca şöyle bilinir L-Askorbik asit normal enerji oluşum metabolizmasına katkıda bulunur. Diğer antioksidanları yenileme yeteneğine sahip bir antioksidan görevi görür. C vitamini işlevi üzerine bu araştırmada ayrıntılı olarak anlatıldığı gibi, C vitamini aynı zamanda hem olmayan demirin bağırsak emilimini de kolaylaştırır. İnsanlar C vitaminini endojen olarak sentezleyemezler, bu nedenle önemli bir diyet bileşenidir. C vitamini açısından zengin besinler arasında brokoli, kavun, karnabahar, lahana, kivi, portakal suyu, papaya, kırmızı, yeşil veya sarı biber, tatlı patates, çilek ve domates bulunur.

E vitamini Antioksidan aktivitelere sahip yağda çözünen bir bileşiktir ve hücrelerin serbest radikallerin neden olduğu hasardan korunmasına yardımcı olur. Serbest radikaller, vücudumuzun yediğimiz yiyecekleri enerjiye dönüştürmesiyle oluşan bileşiklerdir. Doğal olarak oluşan E vitamini, E vitamini tokotrienolleri olarak bilinen sekiz kimyasal forma sahiptir (alfa-, beta-, gama- ve delta-tokoferol ve alfa-, beta-, gama ve delta-tokotrienol). Kuruyemişler, tohumlar ve bazı yağlar, porsiyon başına en fazla E vitamini içerme eğilimindedir.

K vitamini kan pıhtılaşması ve kemik metabolizmasında yer alan enzimler için yağda çözünen bir kofaktördür. Bir antioksidan görevi görür ve elektron bağışlayabilir. Filokinon (K1) ve menakinonlar (K2) olmak üzere iki ana yapı ile ayırt edilebilen K1 ve K2 olmak üzere iki formu vardır. K1 ve K2 arasındaki farklar üzerine 2019 yılında yapılan bir inceleme, vücudun MK7 olarak K1 vitamininden on kat daha fazla K2 vitamini emebileceğini öne sürüyor. K2 vitamini, yalnızca hayvan kaynaklı gıdalarda ve natto gibi fermente edilmiş bitkisel gıdalarda bulunur.

Çözüm

Metabolics, beslenme ihtiyaçlarınızı ve enerji gereksinimlerinizi desteklemek için bir dizi gıda takviyesi sunar. Bunu yapmanın en iyi yolu dengeli beslenmek, egzersiz yapmak, strese maruz kalmanızı azaltmak ve bol uyku almanızı sağlamak olsa da, takviyelerimiz yol boyunca sizi desteklemek için yüksek kaliteli malzemeler sağlamak için orada.

Hamileyseniz, emziriyorsanız veya ilaç kullanıyorsanız, bu ürünleri kullanmadan önce bir sağlık uzmanına danışmanız tavsiye edilir.


Videoyu izle: ELEKTRİK ENERJİSİ DAĞITIMI DERS-9. Direklerin Tanım,Hesap ve Seçimi - Taşıyıcı Direk (Ağustos 2022).