Biyokimya (1.Bölüm)

Biyokimya, adından da anlaşılacağı gibi canlı organizmalar ve bu organizmaları meydana getiren hücrelerde meydana gelen metabolik faaliyetleri inceleyen bilim dalıdır

Aynı zamanda biyokimya, moleküler biyoloji ile sıkı bir ilişki içerisindedirBiyokimya konusunda esas olarak canlı hücrelerinde cereyan eden kimyasal tepkime basamaklarını, bu basamaklara etki eden katalizör görevindeki enzimleri, fotosentezi ve solunum konusunu ele almaya çalışacağız

Bu konular haricinde biyokimya bilim dalının incelediği sayısız metabolik reaksiyon vardırÖrneğin karbonhidrat metabolizması, fotosentezin izlediği alternatif yollar, yağların yıkımı, proteinlerin yıkımı gibiSayfamızda bu metabolik olayları özetleyerek tek tek ele alacağız

Amino Asitler Canlı organizmaların temelini nasıl hücreler meydana getiriyor ise, hücrelerin temelinide proteinler meydana getirirProtein molekülleri hücreyi inşaa eden birer tuğla gibidirAmino asitler ise proteinleri meydana getiren daha küçük moleküllerdirYani amino asitler uzun zincirler oluşturarak proteinleri, proteinlerde kompleks bir şekilde organize olarak hücreyi meydana getirir

Tabii karmaşık bir yapıya sahip olan hücre yanlızca proteinlerden oluşmazBunun yanında karbonhidratlar, yağlar, glikolipidler, fosfolipidler ve DNA - RNA molekülleri gibi kimysal maddelerde hücrenin yapısına katılırlarFakat proteinsiz bir hücre düşünmek mümkün değildir

İlk olarak proteinleri meydana getiren en ufak birim olan amino asitlerin kimyasal yapılarını ve diğer özelliklerini tablo halinde ele alalım


No : Amino asit Kimyasal formülü MA (gr/mol) İzoelektrik nok Sembolü
1-) Alanin C3-H7-N-02 89 6,0 Ala
2-) Arjinin C6-H14-N4-O2 174 11,15 Arg
3-) Asparagin C4-H8-N2-O 132 5,41 Asn
4-) Aspartik asit C4-H7-N-04 133 2,77 Asp
5-) Fenil alanin C9-H6-N-O2 ~ 165 5,48 Phe
6-) Glutamin C5-H10-N2-O3 146 5,65 Gln
7-) Glutamik asit C5-H9-N-O4 147 3,22 Glu
8-) Glisin C2-H5-N-O2 75 5,97 Gly
9-) Histidin C6-H8-N3-O2 144 7,47 His
10-) İzolösin C6-H13-N-O2 131 5,94 İle
11-) Lösin C6-H13-N-O2 131 5,98 Leu
12-) Lizin C6-H14-N2-O2 146 9,59 Lys
13-) Metionin C5-H11-N-O2-S 149 5,74 Met
14-) Prolin C5-H9-N-O2 115 6,3 Pro
15-) Serin C3-H7-N-O2 105 5,68 Ser
16-) Sistein C3-H7-N-O2-S 121 5,02 Cys
17-) Treonin C4-H9-N-O3 119 5,64 Thr
18-) Triptofan C11-H8-N2-O2 ~ 204 5,89 Trp
19-) Tirozin C9-H7-N-O3 ~ 181 5,66 Tyr
20-) Valin C5-H11-N-O2 117 5,96 Val
Tablomuzda, doğada en çok bulunan 20 tane amino asitin kimyasal formülleri ve özellikleri verilmiştir

Bunun yanında bilinmeyen amino asitlerde vardırBir kaç örnek verelim ;
Hidroksiprolin, metilizin, fosfoserini iyodotronin vs gibiFakat bu amino asitler ender rastlanan amino asitler olup hücre içinde en çok rastlanılanları tabloda verdiğimiz 20 tanesidir

Amino asitler üzerlerinde belirli miktarlarda elektrik yükü taşırlarBu elektrik yükleri (+ veya -), asit veya baz özelliği gösteren bir ortama girdiklerinde nötrleşmeye başlarlarFakat bu nötrleşme ortamın pH ' ına bağlıdır

Bir amino asit ancak belirli bir pH noktasında nötr hale gelebilir ki bu pH seviyesine o amino asitin " İzoelektrik noktası " denirÖrneğin Histidin amino asiti, ancak pH ' ı 7,47 olan bir sıvı içerisinde nötr hale gelebilirYani bazik bir ortamda

Dikkat edilecek en önemli nokta moleküllerdeki atomlardırBu atomlardan C (karbon), N (azot) ve H (hidrojen) molekülün yapısına en çok giren atomlardırFakat aralarındaki en önemli atom ise karbon atomudurKarbon, atom numarası 6 olan eşsiz bir yapıya sahiptirDoğada saf olarak grafit ve elmas halinde bulunan karbonun yapısına girmediği bileşik hemen hemen yok gibidir

Bu özelliği sayesinde yüzbinlerce kimyasal bileşik oluşturduğu bilinmektedirElimizdeki deriden arabalarımızın lastiklerine, bilgisayarımızdan ayakkabılarımıza kadar her yerde karbonlu bileşikler vardır

İkinci dikkat edilecek nokta ise lösin ve izolösin amino asitlerin molekül formülleri ve molekül ağırlıkları birbirinin aynı olmasına rağmen isimlerinin farklı olmasıdırBunun nedeni ise bu moleküllerin 3 boyutlu yapılarının birbirinden farklı olmasıdır

Lösin ve izolösin, doğada var olan amino asitlerin D ve L konfigürasyonlarına bir örnektirÇünki doğada amino asitler iki konfigürasyonda bulunabilirlerBunlardan birinci konfigürasyon D, ikinci konfigürasyon ise L adını alırBu şekilde adlandırılmasının nedeni, aynı yapıya ve formüle sahip moleküllerin arasındaki farkın yanlızca H ve 0H atomlarının yerlerinin değişik olmasından dolayıdır



Şekilde " Alanin " amino asitinin doğada bulunan iki konfigürasyonunu görmektesiniz
Her iki molekülün yapısı aynı olmasına karşın H ve NH2 (amino grubu) molekülünün yerleri değişiktirBu şekilde özellik gösteren yani kapalı formülleri aynı fakat üç boyutları farklı olan moleküllere " İzomer " molekülleri adı verilir

Canlı organizmaların yapısında ise yanlızca L konfigürasyonundaki amino asitler bulunmuş olup çok ender olarak bazı hücrelerde D konfigürasyonuna sahip amino asitlerede rastlanılmıştır

Amino asit molekülleri, bir ucunda " Amino grubu (NH2) " diğer ucunda ise " Karboksil (COOH) " grubu taşırlarİşte amino asitlerin yan yana gelip zincirler oluşturarak proteinleri sentezlemesi, bu iki grubun aralarında kovalent veya iyonik bağ yapmasıyla gerçekleşir

İki amino asit yan yana geldiklerinde COOH ve NH2 grupları arasında bağlanma meydana gelir ve bu bağa" Peptid " bağı adı verilirBağlanma sırasında ise bir su molekülü sebest kalırİki amino asitin yanlızca uç kısımlarını yani karboksil ve amino gruplarının nasıl bağlandını birde reaksiyon şeklinde görelim

COOH + NH2 <--------------------> CO -- NH + H2O (su)

Denklemimizde COOH 1aminoasitin bir ucu, NH2 ise 2amino asitimizin diğer ucunu temsil etmektedirBu uçlar yanyana geldiklerinde COOH grubundan bir oksijen ve NH2 grubundan bir hidrojen serbest kalırBöylelikle serbest kalan bu atomlar aralarında bağ yaparak suyu oluşturur

CO ile NH arasındaki bağ ise " Peptid " bağıdırİki amino asitin yanyana gelmesiyle oluşan peptid bağına
" Dipeptid", üç veya daha fazla (yüzlerce yada binlerce) amino asitin yanyana gelmesiyle oluşan zincirdeki peptid bağlarına ise " Polipeptid " adı verilir

Proteinler düz amino asit zincirlerinden meydana gelmesine rağmen oldukça karmaşık yapılara sahiptirBunun nedeni ise zincirdeki bazı amino asitlerin birbirleriyle ikinci veya üçüncü bir bağ yapmasındandır(Bkz Temel bilgiler sayfası "Proteinler" bölümü)Proteinler hücre için mutlaka gerekli moleküller olup bazı proteinler enzim yapısındadırlar ve hücre içerisinde sürekli olarak kimyasal reaksiyon basamaklarına katılarak metabolik faaliyetleri düzenlerler

Hücre amino asitleri yan yana getirip proteinleri sentezlediği gibi aynı şekilde vücuda alınan proteinleride en küçük birimlerine kadar ayırırÖrneğin gıda olarak tüketilen et, yumurta, süt ve yoğurt gibi besinler bol miktarda protein içerirFakat hücrelerin her zaman proteine ihtiyacı olmaz ve bu proteinleri amino asitlerine kadar parçalarlar

Moleküllerin vücuda alındıktan sonra parçalanması olayına " Katabolizma ", vücuttaki küçük moleküllerden daha büyük başka moleküller sentezlenmesi olayına ise " Anabolizma " denir

Proteinlerin Yapısı Ve Yıkımı Proteinler fiziksel yapıları itibariyle iki ana gruba ayrılırlar
Birinci grup " fibröz " proteinlerdirBu proteinler özellikle deri, tendon (kasları kemiğe bağlayan sert doku) ve kemik dokularda bulunurFibröz protein suda çözünmemekle birlikte fiziksel olarak oldukça dayanıklı bir yapıya sahiptir

İkinci grup ise " Globular " proteinlerdirGlobular proteinlerde fibröz proteinin aksine suda çözünebilirler ve fiziksel olarak dayanıklı değillerdirGlobular proteinler ekseri olarak " Enzim " yapısındadırlarEnzimler ise hücre içerisindeki sitoplazmada kimyasal reaksiyonarı katalizlerler
Bunun yanı sıra proteinler 3 boyutlu yapıları itibariyle dört farklı konfigürasyonda bulunurlar

Bu konfigürasyonlar sırasıyla ;

• Primer
• Segonder
• Tersiyer
• Kuaterner yapılarıdır

1-) Primer yapı :
Bir proteinin primer yapısı yanlızca amino asit moleküllerinin yan yana gelip zincir oluşturmalarından ibarettir



Şekildede gördüğünüz gibi polpeptid zinciri yanlızca amino asit moleküllerinin yan yana dizilmesinden oluşmaktadırYapıda R harfiyle gösterilen bölge " Radikal " grubunu temsil ediyor olup amino asitten amino asite bu molekül grubu değişmektedir

Mesela Alanin amino asitinde R grubu CH3 yani metil grubudurFakat İyodotronin amino asitinde metil grubunun yerini iyotlu bir bileşik alır

2-) Segonder yapı :
Segonder yapı, primer yapıdan sonra gelen biraz daha kompleks bir yapıdırBu yapı tıpkı DNA zinciri gibi heliks dönümleri yapar ki bu şeklinede Alfa - heliks adı verilir



Şekilde Alfa - heliks kıvrılmasının ilk aşamasını görmektesinizBu aşamada zincir bükülmeye başlar ve COOH yani karbonil grubu ile NH' yani amino grubu arasında H bağı oluşmaya başlar

Bu bağ fiziksel olarak kuvvetli bir bağ değildir ve dışarıdan verilen ısı veya fiziksel bir hareket ile koparılabilirKopmanın etkisiyle zincir yine eski düz halini almaya başlar

Heliks yapısındaki bir zincirin enerji verilerek düz zincir haline gelmesi olayına " Denatürasyon " denirIsı veya kimyasal etkiler ortadan kaldırılınca düz zincirin tekrar heliks yapısını kazanması olayına ise " Renatürasyon " denir

Fakat proteinler yapılarının bozulması için verilen ısıya belli bir dereceye kadar tolerans gösterebilirYaklaşık 60 derecenin üstünde bir sıcaklık uygulanırsa protein denatüre olduktan sonra tekrar renatüre olamaz



Zincir yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi kıvrılmaya başladıktan sonra yandaki gibi heliks halini almaya başlar

Proteinlerin önce düz zincir halinde oluşmaları ve daha sonra heliks yapısını kazanmaları tamamen enzimatik kontrol altındadır

Eğer üretilecek protein bir enzim olacaksa, enzimden enzim üretme gibi bir durum ortaya çıkmaktadır



Soldaki şekilde görülen yapı ise proteinin segonder formunun daha değişik bir şekli olan ve ß - tabakası adı verilen bir konfigürasyondur

Bu konfigürasyonda primer zinciri meydana getiren amino asitler heliks yapmak yerine kıvrılmalar yaparak akordiyon gibi bir hal almıştır Proteinler ayrı ayrı konfigürasyonlara sahip olabildiği gibi her iki konfigürasyona sahip proteinlerde vardır
Örneğin bazı proteinlerin % 70 ' i Segonder Alfa - heliks yapısından, geri kalan % 30 ' nu ise segonder ß - tabakasından meydana gelebilir

3-) Tersiyer yapı :
Segonder yapıyı takip eden bu konfigürasyonda proteinin yapısı dahada kompleks bir hal almaya başlarTersiyer yapı ise, amino asitlerin yukarıda belirttiğimiz R (radikal) yan zincirleri arasında meydana gelen bağlar ile şeklini kazanmaya başlar

Tersiyer yapı segonder yapının kıvrılmış halidirSegonder yapı içerisinde heliks düzeni ve beta düzeninin her ikiside bulunabilirHatta bunlara ilave olarak bazı bölgeler, primer ve
" Kangal " adı verilen daha değişik konfigürasyonlara sahip olabilir Protein zincirinin R yan molekülleri arasındaki bağlar ise iyonik, disülfit, H bağı ve hidrofobik (su sevmeyen) bağları olabilir

4-) Kuaterner yapı :
En karmaşık şekillere sahip olan kuaterner konfigürasyonundaki proteinler, şekillerini, alt birimler olan radikal ve diğer gruplara bağlı diğer alt gruplar arasındaki bağlar ile kazanır



Şekilde kuaterner yapıda bir protein görülyüyor Polipeptid (protein) zincrlerini meydana getiren amino asitlere bağlı R gruplarının kendileride alt birimlere ayrılırlarKuaterner yapıyı meydana getiren yapı ise, bu alt grupların arasında meydana gelen iyonik veya H (hidrojen) bağları ile şekillenir

Kuaterner yapıya sahp proteinler oldukça karmaşık olmasına karşın enzimler tarafından titizlikle meydana getirilmiş mükemmel moleküllerdir

Enzimlerin en ilginç görevleride şüphesiz protein sentezlerinde üstlendikleri görevlerdirBirincil enzimler primer yapıyı meydana getirdikten sonra devreye ikincil enzimler girer ve primer dizisini sanki matematik hesabı yapmayı biliyorlarmış gibi belirli sıralar atlayarak birbirine bağlamaya başlarlarÖrneğin birinci amino asitin R grubunu, 4 amino asit sırası atlayarak 5 amino asite bağlaması gibi

Devreye başka başka enzimler girerek en sonunda proteini tersiyer ve kuaterner yapısına kavuştururlarSadece bir molekül olan enzimlerin bu mükemmel görevi kusursuz bir biçimde yerine getirmesi, küçük bir dev olan hücre içerisindeki mucizelerden yanlızca birisidir

Proteinlerin yıkımı :
Polipeptid zincirleri çok uzun olup yıkılmaları yine enzimler vasıtasıyla olurPeptid bağlarını kıran enzim ise" Peptidaz " enzimidir

Proteinlerin ayrılma işlemine ise " Hidroliz " denirProtein zincirleri " Tam hidroliz " yada " Tam olmayan hidroliz " yoluyla parçalanırlarTam hidroliz işlemiyle proteinler, kendilerini meydana getiren amino asitlere kadar ayrılırlarFakat tam olmayan hidroliz işlemiyle proteinler belirli uzunluklarda kesilirler



Şekilde tam olmayan hidroliz olayına bir örnek verilmiştir8 amino asitlik bir polipeptid zinciri, tam olmayan hidrolizle yıkıma uğratılarak biri 3 amino asitten, diğeri 8 amino asitten oluşan iki ayrı zincire ayrılmıştır

Proteinlerin parçalanması ve sindirilmesi ise mide de gerçekleşirMidede çalışan enzimler, ancak pH ' ı 1 - 2 gibi çok asidik ortamlarda aktivite gösterebilirlerBu yüzden mide çeperindeki özelleşmiş salgılama hücreleri pepsin adı verilen asit tabiatlı bir sıvı salgılar ki bu sıvı mide sıvısının pH 2 ını enzimlerin çalışacağı noktaya, yani pH ' ı1 - 2 seviyesine kadar düşürür

Mide bu derece güçlü asidik bir sıvıya yataklık yapmasına rağmen zarar görmez çünki mideye zarar gelmemesi için mükemmel bir şekilde önlem alınmıştırYine mide çeperlerinde bulunan özelleşmiş salgı hücreleri, mukus adı verilen bir tür sıvı salgılarlarBu sıvı asitli ortam ile mide arasında bir kalkan gibi ödev görerek mideyi korur

Sakkarit (şeker) Metabolizması Şeker molekülleri, karbonhidrat adı verilen uzun zincirli moleküllerin yapıtaşlarını meydana getirirlerŞeker molekülleri genelde 6 karbonlu bir yapıya sahip olup tıpkı amino asitler gibi D ve L konfigürasyonlarına sahiptir

Şeker molekülü tek başına bulunduğu hallerde " Monosakkarit ", ikili bulunduğu hallerde " Disakkarit ", 3 lü veya daha fazla gruplar halinde bulundukları zaman ise " Polisakkarit " adını alırÖncelikle bir şeker molekülünün yapısını inceleyelim



Yandaki şekilde görüldüğü gibi " Glikoz ", yapısında toplam 6 adet karbon atomu (siyah noktalar) içerirSırasıyla tüm karbonlara H ve OH molekülleri, birbirlerine zıt yönde bağlanma göstermişlerdir

Molekülün 1 karbonu kırmızı noktanın hemen yanındaki karbondurHemen altındaki karbon ise 2 karbondurMolekülün 6 karbonu ise CH2-OH molekülünün karbonudur

O ile gösterilen ilk sıradaki atom ise oksijendir Molekülümüz bir monosakkaritdirDisakkarit ve polisakkaritler bunun gibi yüzlerce yada binlerce glikoz (veya fruktoz, sukroz, laktoz vs olabilir) molekülünün yan yana gelip bağ yapmasıyla meydana gelir

Şeker molekülleri arasındaki bağlar ise tıpkı amino asitlerde olduğu gibi kuyruk ve baş bölgelerinde meydana gelir

İki şeker molekülü bağ yaparken (örneğimizde glikoz molekülünü ele alıyoruz), kırmızı nokta ile gösterilen 1karbonun üzerindeki H atomu ile 2glikoz molekülünün 4karbonunun (yani kırmızı noktanın tam karşısına gelen bölgedeki karbon atomunun) altındaki OH molekülü ile bağ yaparBu bağa ise " Glikozidik " bağı adı verilirGlikoz molekülleri bu şekilde ardarda bağ yaparak karbohidrat zincirlerini meydana getirirler

Şeklimizde görülen glikoz molekülü Alfa - Glikoz adını alırMolekülün Alfa veya Beta olması ise 1karbondaki H ve OH ın konumlarına bağlıdırEğer H atomu karbounun alt tarafından bağ yapmış ise molekülümüz Beta konfigürasyonu, üst taraftan bağ yapmış ise Alfa konfigürasyonu adını alır
Şekerlerin 5 karbon atomundan oluşan formlarıda vardır5 karbon atomu içeren şeker molekülüne ise " Pentoz " adı verilirBunların dışında değişik yapılara sahip şeker moleküllerine örnek olarak mannoz, sukroz, laktoz ve fruktoz örnek verilebilir

Şeker moleküllerinin yıkımı :
Karbonhidratların büyük çoğunluğunun uzun şeker moleküllerinden meydana geldiğini belirtmiştikVücuda alınan besin maddelerinin ise % 70 e yakını karbonhidratlardan meydana gelir

Karbonhidratların sindirimi ağızda başlarTükürük sıvısında karbonidrat zincirlerini parçalayan enzimler bulunmaktadırKısmen parçalanan bu moleküllerin sindirimi ise ince bağırsakta sonlanırŞeker molekülleri kana karıştıktan sonra kan basıncının yükselmesine neden olurFakat kan basıncı, glikoz molekülüne müdahele eden enzimler vasıtasıyla dengede tutulur

Şeker molekülleri monosakkarit formları şeklinde bağırsaklardan emildikten sonra kan yoluyla karaciğere giderMonosakkaritler burada glikoz, fruktoz, mannoz gibi değişik yapıdaki şeker moleküllerine çevrlirlerGlikoz moleküllerinin fazlası ise enzimler vasıtasıyla " Glikojen " adı verilen başka bir şekle dönüştürülüp depo edilir

Glikozun glikojene çevrilmesinde rol oynayan enzimin adı ise " Glikokinaz " enzimidirBu enzim karaciğer tarafından üretilir ve bu üretim, pankreastan salınan ve " İnsülin " adı verilen bir hormonun kontrolü altındadır

Glikokinaz (enzim) --------> Glikoz (molekül) --------> Glikojen (son ürün)

Eğer bir insanın pankreası yeteri kadar insülin hormonu salgılayamıyorsa, kişinin karaciğeri, kandaki insülin miktarının azalmasına paralel olarak yeteri kadar Glikokinaz enzimi üretemezGlikokinaz enzimi ise glikoz moleküllerine müdahele edemeyince glikoz moleküllerinin kandaki miktarı süratle artmaya başlarGlikozun kanda artış göstermesi nedeniyle kan basıncı artmaya başlar ve sonunda yüksek tansiyon denilen rahatsızlık ortaya çıkar

Glikozun parçalanması kısaca şu şekilde meydana gelir ;
6 karbonlu glikoz molekülü, yapılarında 3 er tane karbon atomu bulunduran 2 molekül Piruvat ' a dönüşürPiruvat, ortamda oksijen olma veya olmama durumuna göre 2 yol izleyebilir Eğer ortamda oksijen yoksa (anaerob) piruvat molekülleri son ürün olarak Laktat ve daha sonra Laktik asit ' e dönüşürLaktik asit, kaslara yeteri kadar oksijen taşınamadığı hallerde birikir ve yorgunluğa neden olur
Fakat fermantasyon bakterileri ve bazı maya türleri, ortamda oksijen olmadığı hallerde laktat yerine Etanol adını alan bir çeşit alkol ve su üretirler

Eğer ortamda oksijen varsa (aerob) Piruvat oksijenle reaksiyona girerek öncelikle bir ara ürün olan Asetil CoA ' ya dönüşür

Asetil CoA ara ürünü daha sonra sitrik asit halkası adı verilen bir seri kimyasal reaksiyon basamaklarına girer ve nihayetinde son ürün olarak karbondioksit ve su ya dönüşür

Glikoz moleküllerinin parçalanma reaksiyonları sırasında hücre ATP kazanırATP ise enerji gereksinimleri için kimyasal reaksiyonlarda kullanılırGlikozun tam yıkım reaksiyon şemasını aşağıdaki ikona tıklayarak görüntüleyebilirsiniz

Tam reaksiyon şeması için Buraya tıklayın Moleküller adlandırılırken aralarına tire konularak, hangi radikalin kaçıncı karbona bağlı olduğuda virgüllerle belirtilirÖrnek verelim ;
Bir molekül " Glikoz - 6 - Fosfat " olarak isimlendirilmiş ise, bu, molekülün 6karbonunda bir tane fosfat grubu taşıdığı gösterir

Başka bir örnek olarak ; Eğer molekül " Fruktoz - 1,6 - Difosfat " olarak isimlendirilmiş ise, buda Fruktoz molekülünün 1 ve 6 karbon atomlarının Fosfat molekülü taşıdığı anlamına gelirFruktoz üzerinde toplam 2 tane fosfat grubu olduğundan " Difosfat " olarak yazılır

Glikoz yıkıma uğrarken, hem parçalanmakta hemde bazı karbon atomlarına fosfat ve diğer kimyasal gruplar eklenmektedir (Bu eklenmeler " Tam reaksiyon şeması " ' nda ayrıntılı olarak gösterilmektedir)
Bu kısa bilgiden sonra Glikozun yıkımı sırasında hangi basamaklarda ATP harcandığını ve hangi basamaklarda ATP üretildiğini görelim


Reaksiyon ATP değişimi
Glikoz ---> Glikoz - 6 - fosfat - 1 ATP
Fruktoz - 6 - fosfat ---> Fruktoz - 1,6 - difosfat - 1 ATP
1,3 - bifosfogliserat ---> 3 - fosfogliserat + 2 ATP
Fosfoenol piruvat ---> Piruvat + 2 ATP
Tabloda görüldüğü gibi glikoz ve fruktoz moleküllerine fosfat bağlanırken enerji kullanılmaktadırBu enerji gereksinimi 2 ATP yi beraberinde götürürken, fosfat gruplarının ayrılması esnasında 2 şer adet ATP kazanılmaktadırSonuç olarak harcanan 2 ATP ye karşın hücrede 4 ATP üretilmekte ve net olarak 2 ATP kazanç sağlamaktadır

Glikozun metabolik faaliyetlerle yıkılması olayına " Glikoliz ", küçük moleküllerden tekrar sentezlenmesi olayına ise " Glikogenez " denirVücuda yeteri kadar glikoz alınmaz ise hücreler bu sefer glikoz üretmeye başlarlar
Yağ (Lipid) Metabolizması

Besinlerle alınan yağ moleküllerinin büyük kısmını trigliserid adı verilen moleküller oluşturmaktadırBunun yanında fosfolipid, ve kolestrol molekülleri yağlı besinlerde daha az miktarlarda bulunular
Lipidler yapı itibariyle gliserin ve yağ asitlerinin teşkil ettiği moleküllerdirLipid molekülleri hidrofobik özellik göstermelerine karşın organik eriticilerde çözünürlerÖrneğin alkol, eter, aseton ve klorofom gibi uçucu sıvılar içerisinde çözünebilir

Yağ molekülleri çok uzun bir yapıya sahip olup, biri " Hidrofobik " diğeri " Hidrofilik " iki kutuba sahiptirYağlar, vücudun ince bağırsağında pankreas ve safra kesesinden gelen enzimlerle küçük parçalara ayrılırlarYağların parçalanması ise " Lipaz " adı verilen bir enzim ile olur

Yağlar parçalanıp yağ asitlerine kadar ayrıştırıldıktan sonra ince bağırsaklardan emilir ve kana karışırYağ asitleri hücreler tarafından enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılırlarYağ asitleri bazı hücrelerde sitoplazma içerisinde okside olarak ATP üretimine katılırken, çoğu hücrede mitokondri içerisine girerek ATP sentezlenmesini sağlar

Yağ asiti moleküllerinin yapısını gösteren şekilde, molekülün hidrofilik ve hidrofobik kısımları görülmektedir

Yağlar vücuda girip yağ asitlerine kadar ayrıştıktan sonra ya depo edilirler yada enerji ihtiyacı için kullanılırlar

Yağ asitleri vücutta fazla miktarlarda bulunduğu zaman trigliserid şekline dönüştürüldükten sonra yağ dokularında depo edilirlerİnsanların şişmanlamasının nedenide budurFakat aksine, kaslar fazla çalıştığı zaman kas hücrelerindeki mitokondriler ATP üretmek için ortamda bulunan yağ asitlerini, depo edilmesine fırsat bırakmadan kullanırak enerji ihtiyaçlarını karşılarlar

Şişman bir kimse elinden geldiğince spor yapıp hareket ederse, yağ dokularındaki trigliserid molekülleri, enerji gereksinimi olduğu için yağ asitlerine kadar parçalanacak ve mitokondrilere ulaştırılacaktır

Yağ asitlerinin mitokondriye girişi direk değildirÖncelikle Asetil CoA ile bileşik kurarak " Yağ Asil - CoA " kompleksini kurarBu aşamadan sonra hücre içerisinde bulunan ve " Kornitin " adı verilen bir enzim eşliğinde mitokondri membranından geçerek mitokondri matrix ' ine ulaşır

Yağ asidi + CoA + ATP <---------------> Yağ asil - CoA + AMP + PPi

Denklemde yağ asitinin CoA (Koenzim A) ile komleks oluştururken ATP harcamaktadırATP enerjisi kullanılınca ATP (Adenin trifosfat) AMP (Adenin monofosfat) ' a dönüşmektedir

Yağların kan sıvısında taşınması ise ortak çalışan iki protein ile gerçekleşmektedirBu proteinlerden birisi" Lipoprotein " diğeri ise " Apolipoprotein " adını alır Yiyeceklerle alınan yağ ve kolestroller önce lipoprotienler ile paketlenirlerLipoprotinlerin üzerilerinde ise apolipoprotein molekülleri vardır

Apolipoprotein ise ise lipide bağlanan kısımı oluşturmaktadırYani Lipoprotein apolipoproteini taşır, apolipoprotein ise yağa bağlanırBöylelikle yağ molekülü dokulara kan yolula taşınmış olur

Yağların yıkımı :
Yağların yapıtaşlarının yağ asitleri olduğunu belirtmiştikYukarıdaki şekilde görülen yağ asiti molekülünün hidrofilik ve hidrofobik uçları, yağların suya döküldüklerinde misel oluşturmalarına neden olur



Şekilde yağ asitlerinin su içerisinde oluşturdukları micel yapısı görülmektedir Yağ asitleri, hidrofilik uçları dışa, hidrofobik uçları ise iç tarafa gelecek şekilde dizilirler

Mavi bölge yağ asitinin hidrofilik bölgesi, kırmızı ince bölge ise molekülün hidrofobik kuyruğunu temsil etmektedir

Besinlerle alınan büyük yağ molekükleri, bağırsakta sindirilirken önce misellerine kadar ayrıştırılmakta ve daha sonra bu miselleri parçalayan enzimler iş görmektedir

İnce bağırsağa gelen büyük yağ molekülleri, öncelikle safra kesesinden salgılanan tuzlarla etkileşime girerek kendilerinden daha küçük yapıya sahip misellere dönüşürlerBu şekilde küçültülüp misele dönen yağ molekülleri daha sonra pankreastan salgılanan lipazlar vasıtasıyla parçalanmaya ve yağ asitlerine kadar ayrışmaya başlar

Ayrışan yağ asitleri difüzyon yolu ile bağırsak mikrovilluslarından emilirFakat emilim esnasında yağ asitlerinden trigliseridler sentezlenerek bu haliyle kana karışır ve lipoproteinler vasıtasıyla paketlenerek gerekli yerlere ulaştırılır

Dokulara ulaşan trigliseridler genel olarak 3 aşamada yıkılarak enerji ihtiyacı için kullanılırlar

• Trigliseridlerin hidrolizi
• Alfa - oksidasyonu
• Beta - oksidasyonu

1-) Trigliseridlerin hidrolizi :
Trigliseridler Lipaz enziminin etkisiyle digliserid, monogliseridserbest gliserol ve yağ asitlerine kadar ayrışırlar

2-) Alfa - oksidasyonu :
Trigliseridlerin hidrolizi ile serbest kalan yağ asitleri, alfa - oksidasyon kimyasal reaksiyonlarına girerek yıkılmaya başlarAlfa - oksidasyonunda yağ asitleri, hücrenin Endoplazmik Retikulumunda aktive olmadan direk olarak parçalanırlar

3-) Beta - oksidasyonu :
Beta - oksidasyonu, yağ asitlerinin parçalandığı diğer bir kimyasal reaksiyon basamaklarıdırParçalanma mitokondride gerçekleşmekte ve aynı zamanda yağ asitinin Asetil - CoA ile kompleks oluşturup aktive olması gerekmektedir

Vücuda alınan karbonhidratlar, fruktoz, mannoz ve sukroz gibi şekerlere, glikoz şekeri ise glikojene çevrilip depo edilirFakat karbonhidrat fazla miktarda alınırsa bu kez glikozun fazlası glikojene çevrilemeyeceğinden, öncelikle yağ asitlerine ve daha sonrada trigliseridlere dönüştürülüp depo edilir
Hücrede aynı zamanda " Peroksizom " adı verilen yapılarda da yağ asitleri parçalanmaktadır

Peroksizomlar yağ asitlerini parçalarken ürün olarak H2O2 (Hidrojen peroksit) meydana getirH2O2 nin fazlası hücre için toksik etki yapacağından, " Katalaz " enzimi ile parçalanarak H2O ve H2 ye dönüştürülürMitokondride ise yağ asiti parçalanırken direk olarak H2O meydana gelir



alıntı