Hekzos dönüşümleri ve Uronik asit yolu Prof.Dr.Sabahattin MUHTAROĞLU Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı

Diyetle doğrudan doğruya alınan veya diğer karbohidratların bağırsakta parçalanması sonucu oluşan heksozlar früktoz ve galaktoz dur. Bu iki monosakkarid organizmada glukoz metabolitlerine dönüşmek suretiyle metabolize edilir.

İnsan diyetinde önemli oranda yer tutan ve birçok besin maddesi ile içeceklerde kullanılan sakkaroz yapısındaki fruktoz önemli karbohidrat kaynaklardan biridir. Ayrıca meyve, sebze ve balda fruktoz serbest olarak bulunmaktadır.

İnsülinden bağımsız olarak hücreye giren fruktoz, hekzokinaz veya fruktokinaz ile fosfatlanarak metabolize olmaktadır. Fruktoz fosfofruktokinaz ile doğrudan doğruya fruktoz 1,6 difosfat dönüşmekte bu ara ürün üzerinden glikolizi devam ettirmektedir. Fruktozun glikoliz ile yıkımından 2 ATP sağlanmaktadır.

Früktoz Metabolizması İnsanda früktoz kullanabilen birkaç doku ve organ vardır. Bunlar karaciğer, ince barsak, böbrek kas ve sperm hücreleridir. Bu nedenle, daha emilim sırasında bile ince bağırsaklarda früktoz dönüşümü gerçekleşir. Bağırsaklarda dönüşümü gerçekleşemeyen früktoz bölümü ise portal dolaşımla karaciğere gelerek burada metabolize edilir.

fruktokinaz Karaciğer ve bağırsakta früktoz kullanımı bu monosakkarid metabolizmasının büyük bir bölümünü oluşturur. Bu organlarda bulunan fruktokinaz enzimi früktoz için gayet küçük bir Km değerine sahip olduğundan büyük bir etkinlikle früktoz-glukoz dönüşümünde görev alır.

Kaynağı ne olursa olsun früktokinaz, früktozu birinci karbonundan fosforile ederek früktoz-1-fosfat oluşturur.

Früktoz-1-fosfat, aldolaz B diye bilinen enzim tarafından dihidroksiaseton fosfat ve gliseraldehide parçalanır. Aldolaz A hangi yolda yer alıyordu?

Gliseraldehid triokinaz tarafından ATP harcanarak gliseraldehid-3-fosfata dönüştürülür. Daha önce anlatılan metabolik yollardan hatırlanacağı gibi bu ara metabolit de glikoliz veya glukoneojenezdeki bilinen yoluna devam eder.

Hekzokinaz da heksoz olması nedeniyle früktozu kullanır Hekzokinaz da heksoz olması nedeniyle früktozu kullanır. Ancak affinitesinin düşük olması nedeniyle bu kullanım fazla etkin değildir Hekzokinaz tarafından früktoz-6-fosfata dönüştürülen früktoz bu haliyle metabolik yoluna devam eder.

Organizmamızda früktozun daha çok früktokinaz aracılığılya kullanılması sonucu bu monosakkarid glukoza oranla daha çabuk metabolize edilir. Bunun sebebi,früktozun bu metabolik yolda fosfofrüktokinaz 1 enziminin kontroluna girmeden glikolize girebilmesidir. Oysa ki fosfofrüktokinaz 1, glikolizin en önemli kontrol enzimidir ve çoklukla früktoz-1-fosfat üzerine( kullanılan früktoz üzerinde )bir regülasyon etkisi yoktur.

Früktoz günlük hayatta çok kullanılan sükrozun yapısında bulunur. Bu nedenle fazlaca alınan çay şekeri veya meyve daha çok trigliserid (nötral yağ)oluşumuna dolayısıyla obeziteye ( şişmanlığa) yol açar, neden? (P......Asetil-KoA....Yağ) Hücrelere fruktoz girişi insüline bağımlı değildir.

mannoz Glıkozun c-2 epimeri olan mannoz glikoproteinlerde önemlidir. Hekzokinaz, mannozu fosforile ederek mannoz 6- fosfat oluştırur, bu da fosfomannoz izomeraz tarafında fruktoz 6- fosfata çevrilir. Besinsel kH da az miktarda mannoz bulunur. Hücre içi mannozun çoğu fruktozdan veya var olan mannozun hekzokinaz tarafınfan serbesleştirilmesi ile sağlanır.

Sorbitol yolu ile glukozun fruktoza dönüşümü Aldoz redüktaz , glukozu redükleyerek sorbitol oluşturur. Lens, retina ertirosit, böbrek , plasenta, periferik sinirlerin schwann hücreleri , vesika seminalis ve yumurtalık hücreleri gibi pek çok hücrede bulunur. Karaciğer, yumurtalık ,sperm , vesika seminalıs hücrelerinde sorbitolu fruktoza oksitleyen sorbitol dehidrogenaz bulunur

Vesika seminalislerde glukozun fruktoza olan bu iki reaksiyon enerji kaynağı olarak fruktozu tercih eden sperm hücreleri içindir. Karaciğerde bulunan, sorbitolü fruktoza çeviren yol besinsel sorbitolün glikoliz veya glukoneogenez yollarına girebilen bir maddeye çevrilmesini sağlar.

NADPH+H+ NADP+ Glukoz Sorbitol # Aldoz redüktaz SORBİTOL YOLU * Sorbitol Dehidrogenaz Sukroz FRUKTOZ NADH+H+ NAD+ Esansiyel FRUKTOKİNAZ Fruktozüri F. 1P

Galaktoz Metabolizması Diyetimizde(süt ve süt ürünlerinde bulunan laktoz) bulunan bir diğer monosakkarid galaktoz dur. Galaktoz süt şekeri laktozun bağırsaklarda parçalanması ile meydana gelir ve karaciğerde glukoza çevrilerek metabolize edilir. Galaktoz metabolizmasının ara ürünleri ayrıca laktoz yapımında, glikoprotein ve glikozaminoglikan sentezinde kullanılır.

Portal dolaşımla karaciğere gelen galaktoz galaktokinaz ile galaktoz-1-fosfata çevrilir.

Galaktoz-1-fosfat, UDP-glukoz eşliğinde galaktoz-1-fosfat üridil transferaz tarafından glukoz-1-fosfata çevrilir. Bu sırada oluşan UDP-galaktoz ise UDP-galaktoz 4. epimeraz ile tekrar UDP-glukoza geri döndürülür.

Glukoz-1-fosfat, fosfoglukomutaz ile glukoz-6- fosfata çevrilir ve böylelikle galaktoz da glukoz üzerinden metabolize edilmiş olur. Gerektiğinde galaktozun aktifleşmiş şekli olan UDP-galaktoz, glukoz ile birleşerek laktoz sentezine olanak verir

UDP-galaktoz Galaktoz içeren glikolipidler ve glikoproteinler de yine UDP-galaktoz üzerinden sentezlenir. Galaktoz metabolizmasını yürüten enzimlerden özellikle galaktoz-1-fosfat üridil transferazın yokluğu organizmada galaktoz-1-fosfat birikimine yol açar. Not: Galaktozun da fruktoz gibi hücre içine girişi insülinden bağımsızdır.

GLUKURONİK ASİT METABOLİK YOLU Organizmamızda glukozun ufak bir bölümü bu metabolik yolda kullanılır. Yolun sonunda oluşan UDP-glukuronat , glukuronik asidin aktif şekli olup, glukuronik asidin steroid hormonlara, bilirübine, ve organizmaya yabancı olan bir çok maddeye (ksenobiyotik) bağlanmasını sağlar. Bu işleme glukuronidasyon denir.

detoksifikasyon . Glukuronik asitle birleşen her madde suda daha iyi çözünür konuma gelir ve organizmayı kolayca terk eder. O halde glukuronidasyon, detoksifikasyon işleminin önemli bir bölümünü oluşturur

UDP-glukuronat * mukopolisakkaridlerin oluşumunda, * C vitamini sentezinde görev alır. Uronik asit metabolik yolu aynı zamanda glukoz için bir oksidasyon yoludur. Ancak bu sırada ATP sentezi gerçekleşmez ve oluşan ksilüloz-5- fosfat, pentoz fosfat metabolik yolu içinde kullanılır.

Üronik asit metabolik yolu karaciğerde gerçekleşir ve yolun başlangıç reaksiyonları glikojen sentezi ile aynıdır. İlk aşamada glukoz-6-fosfat fosfoglukomutaz la glukoz-1-fosfata çevrilir

UDP-glukoz pirofosforilaz glukoz-1-fosfatı UTP ile birleştirerek UDP-glukoz(üridin difosfat glukoz) oluşturur.

UDP-glukoz da UDP-glukoz dehidrogenaz tarafından 6 UDP-glukoz da UDP-glukoz dehidrogenaz tarafından 6.karbonundan UDP-glukuronata oksitlenir.

UDP-glukuronat; glukuronidasyon dışında, proteoglikan , C vitamini ve ksilüloz-5-fosfat sentezlerinde de kullanılır