Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi Sunumu - Polisakaritler - Dönem 1 PDF

Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi Dönem I Sunum Sahibi Fotoğraf Polisakkaridler, Glikokonjugatlar ve Moleküler Biyolojik Yeni Bilgiler Prof.Dr. Ali Rıza Şişman...

Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi Dönem I Sunum Sahibi Fotoğraf Polisakkaridler, Glikokonjugatlar ve Moleküler Biyolojik Yeni Bilgiler Prof.Dr. Ali Rıza Şişman DEÜTF Tıbbi Biyokimya AD E-mail: [email protected] Karbohidratlar  Polisakkaridler Homopolisakkaridler Heteropolisakkaridler Nişasta Glikoproteinler Glikojen Proteoglikanlar Sellüloz Glikolipidler Polisakkaridler Tekrar eden monosakkaridlerin glikozidik bağlanmasından oluşurlar Homojen veya heterojen olabilirler Lineer veya dallamış olabilirler Glikanlar da denir. Glukozdan türeyenlere glukan veya glukozan Fruktozdan türeyene fruktozan denir. Polisakkaridler  İşlevlerine Göre Polisakkaridler Yapısal Su bağlayıcı Depo polisakkaridler polisakkaridler polisakkaridler Hücre ve Su çekerek Gereğinde dokuya mekanik hücre ve kullanılmak destek sağlar dokuyu üzere glukoz kuruluktan depo ederler Bakteriyel hücre korur Polimer duvarlarına güç oldukları için ve sertlik sağlar ozmotik olarak daha az aktiftirler; bu nedenle hücre içinde çok fazla depolanabilirler  Nişasta α-glikozidik bağ ile oluşmuş bir glukoz homompolimer zinciridir. Nişasta indirgen değildir (çon az serbest anomerik karbonda var) Tahıl, patates ve baklagillerin temel karbohidratıdır. İki bileşeni vardır: suda çözünür amiloz, (%15-20) dallanmamış helikal bir yapıdır; suda çözünmez amilopektin (%80-85) dallanmış yapıdadır. 1→4 bağları ile bağlı birbirine bağlı olup yaklaşık 20-30 glukoz kalıntısında bir 1→6 dallanması gösterir. Amilaz, 1→4 bağlarını kırarak dekstrinlere çevirir.  Nişasta Nişasta (mor renklii), bitkilerde amiloplast adı verilen özel organellerde depolanır …Nişasta A: Helikal sarmal yapıya sahip Amiloz B: 1→6 dallanmaları gösteren Amilopektin  Amiloz  Amilopektin Amiloz Düz zincir (14) glikozidik bağ Amilopektin 12-30 da bir dallanma (14) ve (16) glikozidik bağ Nişastanın İyotla Reaksiyonu ve Hidrolizi Nişasta, iyotla muamele edildiğinde mavi renkli bir kompleks oluşur Isıtılınca renk kaybolur, soğutulunca tekrar oluşur Nişasta ölçümünde duyarlı bir yöntem Nişasta asidlerle hidroliz edildiğinde daha küçük birimler oluşur; değişen yoğunlukta iyotla renkli kompleks oluşmaya devam eder Birim küçüldükçe iyotla boyanma azalır, ancak indirgen özellik artar  Glikojen Hayvanlardaki depo polisakkarididir Molekül ağırlığı 107’e kadar çıkabilir (55 000 glukoz) Amilopektinden daha fazla dallanma gösterir: 8-14’te bir Glukozlar α(1→4)-glikozidik bağ ile bağlanır, dallanma ise α(1→6)- glikozidik bağları ile olur. Glikojenine kovalent olarak bağlı olarak bulunur. Glikojen, fosforilazlarca yıkılır …Glikojen A: Genel yapı. B: Dallanma bölgesinin büyütülmüş hali. Molekül elektron mikroskobi görüntülerinde 21 nm çapında sferik şekilde görülür. Molekül ağırlığı 108 Da olup, her biri 13 glukoz kalıntısı içeren polisakkarid zincirlerinden oluşmuştur. Zincirler dallanmış da olabilir dallanmamış da; 12 iç içe geçmiş tabakadan oluşur (burada dördü gösterilmiştir). Dallanmış zincirler iç katmanlarda, dallanmamışlar dış katmanlarda bulunur (G, glikojen sentezinin primer molekülü olan Glikojenini gösterir). Karaciğer Hücresinde Glikojen Deposu Glikojen granülleri pembe Yeşil mitokondri Yağ damlacıkları Karaciğerin ağırlıkça %10’unu oluşturabilir Nişasta & Glikojen  Limit Dekstrinler Nişastanın kısmi sindiriminden limit dekstrinler oluşur Kısmi sindirimin sebebi amilazın -1,4 glikozid bağlarını kırıp, -1,6 bağlarını kıramayışından kaynaklanır  Selüloz Selüloz sadece bitkilerde görülür ve bitkilerde ve yer yüzünde en bol bulunan organik maddedir Bitki hücre duvarının baskın bir bileşenidir. Selüloz, D-Glukozun, -(1 4) glikozidik bağlanmasıyla oluşur -(1 4) glikozidik bağı memelilerde kıracak enzim yok Bazı geviş getiren ve otçul hayvanların barsaklarında yıkan enzim bulunur Selüloz emilmediğinden lifli yiyeceklerin önemli kısmını oluşturur; DM ve kolesterol diyetinde önemli Nişasta  Selüloz:     Diyetteki Fibriller İki tür var Soluble İnsoluble Homo veya heteropolisakkaridler -Glikozidik bağ Sindirilmezler Erişkinde günlük alım Erkek: 38 g Kadın: 25 g Enerji vermez KDH, diyabet, kolon CA ve barsak divertikül tedavisi İnülin Fruktoz polimeri, yani fruktozandır Suda kolayca çözünebilen düşük moleküler ağırlıklı (yaklaşık 5.000) bir polisakarittir. İnülin vücut tarafından kullanılmaz. Böbrek glomerüler filtrasyon hızının (GFR) altın standarttır. GFR ölçümünde dışarıdan verildiği için allerjik olabilir. Kitin N-acetyl glucosamine (NAG) subünitelerinden oluşur Maya, böcek ve bazı eklembacaklıların hücre duvarını oluşturur Çoklu hidrojen bağlarıyla ve kalsiyum karbonat ile sağlamlığı artırır Dekstranlar D-Glukoz polimeridir Yaklaşık 75 kDa ağırlığında Bakterilerce üretilir Aşırı visköz Dallanmış bir yapıya sahip Damar içi volümün genişlemesi için acil sıvı replasmanda kullanılır Sephadex Dallanma amilopektin ve glikojenden farklı Ana zincir, α-1→6 bağları Dallanma, α-1→2, α-1→3, veya α-1→4 ile oluşur Glikozaminoglikanlar Tekrarlayan disakkarid ünitelerini içerir Bu diskakridler genellikle amino şekerlerin sülfatlanmış ve karboksillenmiş türevleridir. Tekrar eden bu zincirler bir protein molekülüne bağlandığı zaman proteoglikan olarak adlandırılır. 100 den fazla aminoglikan içerir. Proteoglikanların moleküler ağırlığının %95’ini karbohidratlar oluşturduğu için proteinden çok polisakkaridlere benzerler. Glikozaminoglikanlar Glikozaminoglikan Kompozisyon Doku Dağılımı İşlev Hiyalüronik asit D-Glukuronik asit, Bağ dokusu, Bir kayganlaştırıcı, N-Asetilglukozamin sinoviyal sıvı, vitröz sıvı şok humor aköz emici, yara iyileşmesini teşvik Kondroitin sülfat D-Glukuronik asit, Kıkırdak, kemik, Dokuların N-Asetilglukozamin 4-sülfat deri, kan damar şekillenmesi nin duvarı sağlanması Heparin D-Glukuronat 2-sulfat, Kan, Akc, Kc, dalak Antikoagülasyon N-Glukozamin 6-sülfat ve böbrek Dermatan sulfat L-İduronik asid, Kalp ve damar Dokuların N-Asetil-galaktozmin 4-sulfat kapakçıkları, deri şekillenmesinin sağlanması Keratan sülfat D-Galaktoz, N-Asetilglukozamin Kıkırdak, kornea, Kornea 6-sülfat bağ dokusu şeffaflığının sağlanması Glikoproteinler Hücre membranı da dahil çeşitli sıvı ve dokularda bulunur Yapısal proteinler (kollajen), enzimler (hidrolazlar) , membran reseptörleri (LDL reseptörü), taşıyıcı proteinler (serüloplazmin), hormonlar (TSH), kan grubu antijenleri ve immünoglobulinlerde (Ig G ve M) bulunur Proteoglikanlardan farkı; polisakkarid kısmının daha kısa, dallanmış, tekrar etmeyen disakkarid ünitelerinden oluşmasıdır Siyalik asidler glikoproteinlerin bir bileşenidir …Glikoproteinler  O ve N Glikozidik Oligosakkaridler A. Mannoz zengin B. Kompleks tip Pentasakkarid çekirdeği: Gri renkli Kan Grubu Antijenleri Bir Glikolipiddir Protein Glikozilasyonu ER ve Golgide olur Oligosakkarid donörü dolikoldür Glikoziltransferaz görevli enzimdir Oligosakkarid donörü dolikol-fosfat Glukoz donorü UDP- Glukoz HbA1c (Glikozile Hb): Non-Enzimatik Glikasyon Kan glukozu yükseldiğinde yükselir (glikozillenme) Kan glukozu arttıkça HbA1c artar Ortalama 2 aylık kan şekerinin yüksekliğini gösterir Glukoz, hemoglobine non-enzimatik olarak bağlanır Diyabette HbA1c/Hb oranı >%6.5 Proteglikanlar Ekstraselüler Matriksle Bağlantı Kurur Plazma membranı ve ECM* etkileşimi Membrandaki integrinlerle ECM’deki fibronektinlerin etkileşimi ECM: Ekstraselüler matriks  Oligosakkaridler Hücrenin Tanıma Fonksiyonundaki Rol Oynar Inflüenza gibi virüsler hücre membranında glikoproteinlere bağlanır Kolera toksinleri, membrandaki glikolipidlere bağlanır Selektinler, transmembran glikoproteinleri olup, endotel ve lökosit bağlantısını yapar E-selektin (endotel) L-selekin (lökosit) P-selektin (platelet) Mannoz-6-P reseptörleri proteinlerin ER’den Golgiye yönlendirilmesinde görevi Hücre Sinyali ve Patojen Tanınmasında Glikoproteinler  Lektinler Karbohidratlara Bağlanan Proteinlerdir Lektin ailesi Karohidrat spesifitesi İşlev Kalneksinler Glukoz ER’de ligand selektif moleküler şaperon C-tipi lektinler Değişken Endositoz ERGIC-53 Mannoz Vezikül ve glikoproteinlerin (Endoplasmic Reticulum-Golgi intrasellüler yönlendirilmesi Intermediate Compartment) Galektin Galaktoz/laktoz Hücre büyümesi ve regülasyonu Pentraksin Değişken Anti-inflamatuvar etki (ör, C-Reaktif Protein, CRP) Selektinler Değişken Hücre migrasyon ve yönlendirilmesi  İnfluenza Virusu Siyalik Asid Rezidülerine Bağlanır A. İnfluenza virusu proteini (hemaglutinin) ile siyalik asid rezidüleri aracılığıyla hedef hücreye yapışır B. Replike olmuş İnfluenza virüsü nöraminidaz sayesinde hücreden ayrılır Bakteri Duvarında Peptidoglikanlar Gram (+) ve Gram (-) Bakteriler Gram (-) bakteriler antibiyotiklere daha dirençlidirler  Gram (+) Gram (+) ve (-) Bakterilerde Peptidoglikan Yapı Gram (-)  Penisilin Bakteri duvarında bulunan peptidoglikan çapraz bağlantılarını sağlayan transpeptidaz enzimini bloke eder 1928’de Alexander Fleming tarafından bulundu Thiazolidine halkası (kırmızı) β-laktam halkası (mavi) Bazı R grupları peptid bağları ile β-laktam halkasına bağlanır 𝛃-laktamaz salgılayan bazı bakteriler penisilne karşı direnç sağlar  SARS Virusların Taşıyıcıları ve Hücreye Tutunması 1. SARS-CoV and SARS-CoV-2: receptor angiotensin- converting enzyme 2 (ACE2) 2. MERS-CoV: dipeptidyl peptidase 4 (DPP4) ACE2: angiotensin-converting enzyme 2 RBM: Reseptör bağlayıcı domain European Journal of Pharmacology 885 (2020) 173450  SARS-CoV-2’nin Yapısı Journal of Chemical Neuroanatomy 110 (2020) Infection, Genetics and Evolution 83 (2020) 104327 101874 SARS CoV-2 Yaşam Döngüsü Infection, Genetics and Evolution, Volume 83, September 2020, 104327  SARS CoV-2’de Terapotik Hedefler PLpro: Papain-like proteinase 3CLpro: 3C-like main protease RdRp: RNA-dependent RNA polymerase TMPRSS2: Transmembrane serine proteinase 2 J Pharmacol Exp Ther 375:127–138, October 2020 mRNA Aşılarının Çalışma Mekanizması Int J Biol Sci 2021; 17(6):1446-1460  Karbohidratlar ve Enzimler Üzerinden Etkili Bazı İlaçlar İlaç Tanım Üretici Tamiflu Virusların, host hücrelerinden Genentech (Tamiflu) ayrılmak için kullandığı Relenza “nöraminidaz” enzimini inhibe GlaxoSmithKline (Relenza) eden şeker analoğu antiviral ajan Vankomisin Bakteri duvarındaki Eli Lilly peptidoglikanları inhibe eden bir antibiyotik Staphvax Bakteriyel şekere bağlı bir protein NABI Pharmaceuticals içeren bir aşı; Stafilokok Boca Raton, FL enfeksiyonunu tedavisinde  KAYNAKLAR 1. Principles Of Biochemistry, Nelson, David L. Lehninger, New York : W.H. Freeman, 2008 2. Biochemistry, Harvey, Richard A., Ph. D. Lippincott's Illustrated Reviews: Philadelphia :Wolters Kluwer Health, 2011 3. Harper's Illustrated Biochemistry, Thirtieth Edition Copyright © 2015 by The McGraw-Hill Education 4. Marks' Basic Medical Biochemistry: A Clinical Approach. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005. 5. Biochemistry, Sixth Edition, Reginald H. Garrett, Charles M. Grisham, 2017 6. Fundamentals of Biochemistry, life at the molecular level, Donald Voet, Judith G. Voet, Charlotte W. Pratt, fifth edition, 2016. Soru ve katkılarınız için [email protected] e-posta adresinden ulaşabilirsiniz