do dr ufuk akatay do dr hakan ekmek i
Download
Skip this Video
Download Presentation
Doç. Dr. Ufuk Çakatay Doç. Dr. Hakan Ekmekçi

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 58

Doç. Dr. Ufuk Çakatay Doç. Dr. Hakan Ekmekçi - PowerPoint PPT Presentation


  • 409 Views
  • Uploaded on

Doç. Dr. Ufuk Çakatay Doç. Dr. Hakan Ekmekçi. Biyomoleküller: Biyokimyasal Reaksiyonlar. Biyokimyasal Reaksiyon Nedir?. Canlılığın devamından sorumlu biyomoleküllerin kendi aralarındaki etkileşimlerinden ve dönüşümlerinden oluşan reaksiyonlardır

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Doç. Dr. Ufuk Çakatay Doç. Dr. Hakan Ekmekçi' - hope


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
do dr ufuk akatay do dr hakan ekmek i
Doç. Dr. Ufuk Çakatay

Doç. Dr. Hakan Ekmekçi

Biyomoleküller: Biyokimyasal Reaksiyonlar

biyokimyasal reaksiyon nedir
Biyokimyasal Reaksiyon Nedir?
  • Canlılığın devamından sorumlu biyomoleküllerin kendi aralarındaki etkileşimlerinden ve dönüşümlerinden oluşan reaksiyonlardır
  • Biyokimyasal reaksiyonların sayısı yüksek olmasına rağmen, genel kimya sistemlerinde meydana gelen reaksiyonların sayısından düşüktür. Bunun nedeni canlı hücrelerdeki moleküllerin büyük bir kısmının sadece sınırlı sayıdaki elementten ve fonksiyonel gruplardan oluşmasıdır.
  • Canlı yapısında bulunan elementler H, C, O, N, P ve S olup; ayrıca bazı metal iyonları da (Na+, K+, Mg+2, Ca+2, Zn+2 ve Fe+2 veya Fe+3) bu yapıya katılır. Çok daha az miktarda bulunan elementler ise ( I, Co, Mo, Se, Va, Ni, Cr, F, Si ) olarak sayılabilir.
biyokimyasal reaksiyonlar s n rl say da fonksiyonel gruplar kullan r
Biyokimyasal reaksiyonlar, sınırlı sayıda fonksiyonel grupları kullanır
  • Farklı sınıftaki molekülleri ilgilendiren biyokimyasal reaksiyonlar, sınırlı sayıdaki fonksiyonel grupları kullanır.
  • Biyomoleküllerdeki reaktif grupların çoğu bir veya daha fazla fonksiyonel grup içerir. Bu fonksiyonel grupları içeren hücresel reaksiyonların çoğu, organik kimyadaki hücre dışında farklı koşullarda oluşan reaksiyonlara çok benzemektedir.
biyokimyasal reaksiyonlar n genel s n fland r lmas i
Biyokimyasal Reaksiyonların Genel Sınıflandırılması I

1) Reaksiyona giren ve çıkan organik bileşiklerdeki karbon atomlarının sayısına bak. Karbon atomu sayısı aynı ise 2. basamağa git. Eğer C atomu sayısı farklı ise

  • a)CO2’in molekül yapısına katılması reaksiyonuna karboksilasyon adı verilir. Enzim karboksilazdır.

CO2 kaybı söz konusu ise reaksiyon oksidatif dekarboksilasyondur. Enzim oksidoredüktaz/ dehidrojenazdır.

  • b) C-C bağının yıkılması ile birden fazla C atomu kaybediliyorsa reaksiyondan sorumlu enzim ligazdır.
  • c) Birden fazla C atomu, C-C bağının oluşumu ile kazanılıyorsa reaksiyon bir kondenzasyon reaksiyonudur. Katalizleyen enzim ligaz grubuna dahildir.
biyokimyasal reaksiyonlar n s n fland r lmas ii
Biyokimyasal Reaksiyonların Sınıflandırılması II

2) Reaksiyona giren ve çıkan fosfat gruplarının sayısına bak. Fosfat gruplarının sayısı aynı ise 3. basamağa git.

  • a)Alkol C-OH grubu, C-OPO3H- ester grubuna dönüşüyorsa reaksiyon transferaz/ kinaz tarafından katalizlenen bir fosforilasyon reaksiyonudur.
  • b) Aldehit (CHO) grubu, karboksil (COOH) grubuna dönüşüyorsa reaksiyon oksidoredüktaz / dehidrojenaz tarafından katalizlenen bir reaksiyondur
biyokimyasal reaksiyonlar n genel s n fland r lmas iii
Biyokimyasal Reaksiyonların Genel Sınıflandırılması III

3) Reaksiyona giren ve çıkan biyomoleküllerin bileşim ve yapı formüllerine bakınız.

  • a) Biyomolekülün bileşim formülü aynı yapı formülü farklı ise reaksiyon izomeraz tarafından katalizlenen bir izomerizasyon reaksiyonudur.
  • b) C=C çift bağına H2O katılması (hidrasyon) ile alkol C-OH grubu oluşuyorsa reaksiyon liyaz tarafından katalizleniyordur
  • c) Bir veya daha fazla oksijen atomu kazanılıyorsa reaksiyon oksidoredüktaz/dehidrojenaz tarafından katalizlenen oksidasyon reaksiyonudur.Bu reaksiyonun tersi (O atomunun kaybı) redüksiyondur/indirgenmedir.
slide7
d) İki veya daha fazla hidrojen atomu kazanılıyorsa reaksiyon redüksiyondur. Eğer reaksiyon alkenin (C=C),alkana (C-C),dönüşüm reaksiyonu ise reaksiyon aynı zamanda hidrojenasyon reaksiyonu olarak da adlandırılır.Oksidoredüktazlar tarafından katalizlenir.
  • e) Reaksiyon sonucu oluşan ürün bir molekül H2O’yun ayrılması ile oluşuyorsa reaksiyon dehidratasyon reaksiyonudur. Alkol grubunun

(C-OH), alkene dönüşümü (C=C) liyazlar tarafından katalizlenir

  • f) Karboksilik asit veya türevlerinin oluşturduğu bağların suyun etkisiyle yıkımı hidroliz reaksiyonu olarak adlandırılır.
karboksilik asitler
Karboksilik Asitler
  • Karboksilik asitler karboksil grubu olan , -C(=O)OH formülüne sahiptirler, bu genelde -COOH veya CO2H olarak da yazılır. Karboksilik asitler , yani proton vericileridir. Karboksilik asitlerin tuz ve anyonlarına karboksilat denir. Karboksilik asitler tipik olarak zayıf asitlerdir, yani sadece kısmen H+ katyonu ve RCOO−anyonlarına ayrışırlar
karboksilasyon dekarboksilasyon nedir
Karboksilasyon/Dekarboksilasyon Nedir?
  • Bir bileşiğe bir karboksilik grubun eklenmesine karboksilasyon denir; onun çıkartılmasına da dekarboksilasyon. Bu tepkimeleri katalizleyen enzimlerekarboksilaz ve dekarboksilaz denir
karboksilasyon reaksiyonlar nas l ger ekle ir
Karboksilasyon Reaksiyonları Nasıl Gerçekleşir?
  • Tiyofen ve imidazol halkalarının kondenzasyonu ile oluşan biotin organizmada karboksilasyon yapan yani bir moleküle CO2 bağlanmasını katalize eden karboksilaz enzim sistemlerinin prostetik grubu olarak bulunur
slide11
Asetil-CoA Karboksilaz ReaksiyonuYağ asitlerinin sentezinde karboksibiotin ile asetil-CoA’nın malonil CoA karboksilasyonu
oksidatif dekarboksilasyon nedir
Oksidatif Dekarboksilasyon Nedir?

Karboksil (–COOH) / karboksilat (-COO-) grubununCO2 şeklinde uzaklaştırılması ile meydana gelen oksidasyon reaksiyonlarıdır. Koenzimlerin varlığı (NAD+,FAD+) bu tip oksidasyon reaksiyonların gerçekleşmesi için mutlaka gereklidir.

pir vat dehidrogenaz kompleksi ve oksidatif dekarboksilasyon
Pirüvat dehidrogenaz kompleksi ve oksidatif dekarboksilasyon
  • Aşağıdaki reaksiyonda, Koenzim A (CoASH) varlığında, glukozun (6C) glikoliz reaksiyonları ile yıkımı sonucunda oluşan pirüvatın (3C) Asetil-CoA’ya oksidatif dekarboksilasyonu görülmektedir
slide15
Mitokondrial Matriksdeki Krebs (Tikarboksilik/Sitrik Asid Çevrimi) ve Oksidatif Dekarboksilasyon Reaksiyonları
slide16

Dallanmış amino asitlerin transaminasyon (aminotransferaz 1) ve oksidatif dekarboksilasyon (mitokondriyal alfa- ketoasit dehidrojenaz kompleksi 2) reaksiyonlarıile yıkımında

pentoz fosfat yolu
Pentoz Fosfat Yolu
  • Pentoz fosfat yolunda glukoz 6-fosfat, riboz 5-fosfata ve CO2\'ye oksitlenirken NADPH üretilir. Bu beş karbonlu şeker ve onun türevleri, ATP, CoA, NAD+, FAD, RNA ve DNA gibi hayati öneme sahip biyomoleküllerin bileşenleridir.
pentoz fosfat yolu ve oksidatif dekarboksilasyon
Pentoz Fosfat Yolu ve Oksidatif Dekarboksilasyon
  • Fosfoglukonatdehidrojenaz, bir aldoz olan 6-fosfoglukonatın, beş karbonlu ketoz olan ribuloz-5-fosfata oksidasyonunu sağlar. CO2 bir numaralı karbon atomundan ayrılırken NADP+ elektron akseptörü/alıcısı olarak iş görür.
ligasyon ba lanma reaksiyonlar nas l ger ekle ir
Ligasyon/Bağlanma Reaksiyonları Nasıl Gerçekleşir?
  • Süksinil-CoA sentetaz/Süksinil tiyokinaz/Süksinat-CoA ligaz Krebs siklusunda Süksinil CoA’nın, süksinata geri dönüşümlü reaksiyonunu katalizler. Süksinatın süksinil CoA dönüşümü bir kondenzasyon reaksiyonudur.

esterle me reaksiyonlar
Esterleşme Reaksiyonları
  • Bir asit ile bir alkol arasında bir molekül suyun ayrılması ile oluşan reaksiyonlardır.
  • Karboksilik asit esterlerinin oluşumu
  • Fosforik asit esterlerinin oluşumu: Gliserol kinaz reaksiyonu: Trigliseridlerin yıkımından oluşan gliserol, gliserol kinaz üzerinden gliserol-3-P (fosfolipid sentezine girer) ve dihidroksiaseton fosfatı (glikolize girer) verir. Reaksiyon: 1
slide21

Alkol yerine – SH (sülfhidril grubu) içeren tiyoller bu reaksiyona girerse TİYOESTERLERİ oluşur. Asetil CoA tiyoester yapısında ve metabolizmada anahtar rolü olan bir biyomoleküldür.

metabolizmada tiyoester olu umu1
Metabolizmada Tiyoester Oluşumu
  • 1) Karboksil grubunun esterleşmesi ATP hidrolizi ile gerçekleşir (Örnek:Yağ asitlerinin aktivasyonu) (Net sentez +)
  • (2) α-keto asitlerin oksidatif dekarboksilasyonu: (Örnek: asetil CoA oluşumundan sorumlu piruvat dehidrojenaz kompleksi ve sitrik asit siklusundaki α-ketoglutarat dehidrojenaz kompleksi) (Net sentez +)
  • (3) Tiyol değişimi (Net sentez -)
  • (4) Açil gruplarının değişimi (Net sentez -)
slide24
Pentoz Fosfat Yolu: Glukoz-6-fosfat’ın aldehit grubu dehidrojenaz katalizi ile 6-fosfoglukonat yapısındaki karboksil grubuna okside olur
  • Aldehit (CHO) grubu, karboksil (COOH) grubuna dönüşüyorsa reaksiyon oksidoredüktaz/dehidrojenaz tarafından katalizlenen bir reaksiyondur.
slide25
Bileşim formülü aynı yapı formülü farklı ise reaksiyon izomeraz tarafından katalizlenen bir izomerizasyon reaksiyonudur.
  • Glikoliz: Glukoz- 6-fosfatın fosfoheksoz izomeraz kataliziyle Fruktoz-6-fosfata izomerizasyonu. (Aldoz-Ketoz/Fonksiyonel Grup İzomerizasyonudur)
slide26

Pentoz fosfat yolunda oluşan ketozyapısındaki ribuloz-5-fosfatizomeraz ile aldoz yapısındaki riboz-5-fosfata, epimeraz ile ise yine ketoz yapısındaki ksilüloz-5-fosfat’adönüşür

Tek bir karbon atomunun konfigürasyonu (uzaydaki üç boyutlu düzenlenişi) bakımından farklı olan izomerlere epimer, bu raksiyonları katalizleyen enzimlere ise epimeraz adı verilir.

slide27
C=C çift bağına H2O katılması (hidrasyon reaksiyonu) ile alkol C-OH grubu oluşuyorsa reaksiyon liyaz tarafından katalizleniyordur
  • Fumaraz Krebs siklusunda fumarat’ın, malata geri dönüşümlü reaksiyonunu katalizler. Fumaratın malata dönüşümü bir hidrasyon reaksiyonudur
slide28

Bir veya daha fazla oksijen atomu kazanılıyorsa reaksiyon oksidoredüktaz/dehidrojenaz tarafından katalizlenen oksidasyon reaksiyonudur.Bu reaksiyonun tersi (O atomunun kaybı) redüksiyondur (indirgenme).

slide29

İki veya daha fazla hidrojen atomu kazanılıyorsa reaksiyon redüksiyondur/indirgenmedir. Eğer reaksiyon alkenin (C=C),alkana (C-C),dönüşüm reaksiyonu ise reaksiyon aynı zamanda hidrojenasyon reaksiyonu olarak da adlandırılır.Oksidoredüktaz tarafından katalizlenir.Rea

  • Yağ asidi (palmitat) biyosentezi enoil ACP’den enoil ACP redüktaz ile bütiril ACP oluşumu sırasında enoil ACP’deki çift bağ NADPH ile indirgenir.
slide30

Reaksiyon sonucu oluşan ürün bir molekül H2O’yun ayrılması ile oluşuyorsa reaksiyon dehidratasyon reaksiyonudur. Alkol grubunun (C-OH), alkene dönüşümü (C=C) liyazlar tarafından katalizlenirFumaraz Krebs siklusunda fumarat’ın, malata geri dönüşümlü reaksiyonunu katalizler. Malatın fumarata dönüşümü bir dehidratasyon reaksiyonudur

slide31

Karboksilik asit veya türevlerinin oluşturduğu bağların su etkisiyle yıkımı hidroliz reaksiyonu olarak adlandırılır. (Peptid/Amid bağının hidrolizi)

kofakt r nedir biyokimyasal reaksiyonlardaki rol
Kofaktör Nedir? Biyokimyasal Reaksiyonlardaki Rolü
  • Kofaktörler enzim tarafından katalizlenen biyokimyasal reaksiyonun gerçekleşmesi için gerekli olan küçük organik moleküller (Koenzim) veya inorganik iyonlardır (Cu+2, Zn+2 Fe+2, Se+2).
  • Apoenzim: Enzimin protein yapısındaki kofaktör içermeyen kısmıdır. Koenzim, apoenzime sıkı bir şekilde bağlı ise Prostetik Grup adını alır.
slide33
Biyokimyasal Reaksiyonları Katalizleyen Koenzimler ve Fonksiyonel Grupların Transfer Reaksiyonları
fosfat grubununtransferi atp adenozin trifosfat
Fosfat GrubununTransferi: ATP (Adenozin trifosfat)
  • Fosfat transferinden/Fosforilasyon’dan sorumlu koenzim olan adenozin trifosfat (ATP),aktif fosfat grubu taşır. Aktivitesi için magnezyum iyonuna ihtiyaç gösterir. Fiziksel hareket, aktif transport ve biyosentez olaylarında kullanılır Oksidatif ve substrat düzeyinde fosforilasyon ile sentezlenir.
hidrojen transferini katalizleyen koenzimler
Hidrojen Transferini Katalizleyen Koenzimler

Nikotinamid içeren koenzimler: Nikotinamid adenin dinükleotid (NAD+), dinükleotid yapısındadır. Dinükleotid= 2x(Nükleotid=Baz+Şeker+Fosfat). Adenozin bakiyesi, nikotinamid nükleosidine iki fosfat ünitesi ile bağlıdır.AMP ünitesindeki şekerin 2 numaralı C atomu fosfat esteri halindeyse NADP oluşur.

nad nadp nin oksitlenmi ve ndirgenmi formlar
NAD/NADP ’nin Oksitlenmiş ve İndirgenmiş Formları
  • NAD+ ve NADP+ okside formları substratdan (AH2) hidrid iyonu halinde (2e- + H+) iki elektron alarak, bir proton NADH ve NADPH (indirgenmiş koenzimler) haline dönüşmektedirler. Substrattan ayrılan ikinci proton sulu ortamda serbest kalmaktadır. (Substrattan toplam 2 hidrojen atomu çıkarılmaktadır)
fad nin oksitlenmi ve ndirgenmi formlar
FAD ’nin Oksitlenmiş ve İndirgenmiş Formları
  • Flavin içeren koenzimler izoalloksazin halka sistemi içerirler.
  • Hidrojenasyon ve dehidrojenasyon reaksiyonlarında rol oynarlar.
  • Hem bir, hem de iki elektron transfer edebilme özelliğine sahiptirler.
  • Flavinler koenzimlerin aksine enzime kuvvetle bağlıdırlar. Bu yüzden prostetik grup olarak değerlendirilirler.
  • Glutatyon redüktaz,Lipoamid dehidrojenaz,Süksinat dehidrojenaz, Asetil-CoA dehidrojenaz, Amino asit oksidaz gibi enzimlerin yapısında yer alırlar.
koenzim a a il grubunun transferinden sorumludur
Koenzim A Açil Grubunun Transferinden Sorumludur
  • Karbonhidrat ve lipid metabolizmasında anahtar rol oynar
slide43
Koenzim A ve Yağ Asitlerinin Mitokondriye Transportu Koenzim A ve Yağ Asitlerinin Mitokondriye Transportu
metilasyondan sorumlu koenzim ve metilasyon reaksiyonlar
Metilasyondan Sorumlu Koenzim ve Metilasyon Reaksiyonları
  • Metilasyon reaksiyonlarında metil grubu donörü olarak iş gören biyomolekül S-adenozilmetiyonin’dir (SAM)
metilasyon reaksiyonlar n n metabolik r nleri
Metilasyon Reaksiyonlarının Metabolik Ürünleri
  • DNA, RNA, Proteinlerlerin metil türevleri ile Katekolaminler, Fosfolipidler ve Kreatin sentezinde rol oynar
slide48
Karboksilasyon Reaksiyonlarıve BiotinYağ asitlerinin sentezinde karboksibiotin ile asetil-CoA’nın malonil CoA karboksilasyonu
aldehit grubunun transferinden sorumlu koenzim tiyamin piro di fosfat
Aldehit Grubunun Transferinden Sorumlu Koenzim (Tiyamin Piro/Di/fosfat)
  • Vucuda tiyamin olarak alınır ve fosforilasyon ile aktif formu tiyamin piro/di/fosfata dönüşür. α-keto asitlerin metabolik reaksiyonlarında rol oynar.

Bu metabolik reaksiyonlar:

  • Oksidatif dekarboksilasyon
  • Non-oksidatif dekarboksilasyon
  • Pentoz fosfat yolundaki transketolaz reaksiyonudur
transketolaz reaksiyonu nun aldehit grubu transfer mekanizmas
Transketolaz Reaksiyonu’nun Aldehit Grubu Transfer Mekanizması
  • Pentoz fosfat yoluyla glikolizi birbirine bağlayan reaksiyonların ilkinde, iki pentozdan gliseraldehid 3-fosfat ve sedoheptulaz 7-fosfat meydana gelir. Transketolaz iki karbonlu aldol grubu olan (glikoaldehit) biriminin transferini sağlar
slide53
Amino Grubunun Transferinden/ Transaminasyon Sorumlu Koenzim (pridoksalfosfat:PLP) ve Rol Oynadığı Diğer Reaksiyonlar
pridoksal fosfat ve tiamin difosfat yap lar n n kar la t r lmas
Pridoksal Fosfat ve Tiamin Difosfat Yapılarının Karşılaştırılması
  • Pridoksal fosfat: 5 karbon ve tek bir N atomundan oluşan altı üyeli heterosiklik pridin halka yapısı içerir
  • Tiamin difosfat: Tiazol halkası: 3 karbon atomu ile N ve S hetero atomlarını içeren, beş üyeli heterosiklik halka (tiazol halkası) ve bu halkaya bağlı 4 karbon ve 2 azot atomu içeren altı üyeli primidin halkasından oluşur.
plp transaminasyon reaksiyonunun mekanizmas
PLP: Transaminasyon Reaksiyonunun Mekanizması
  • Amino grubu bir α-amino asitten (glutamat), bir alfa keto aside (α-ketoglutarata) transfer edilir. Sonuçta yeni bir α-amino asit (aspartat) ve yeni bir keto asit (oksaloasetat) oluşur.
plp dekarboksilasyon reaksiyonunun mekanizmas
PLP: Dekarboksilasyon Reaksiyonunun Mekanizması
  • Amino asitlerinPLP varlığında dekarboksilasyonu sonucunda primer aminler oluşur
  • Örnek: Serin’den etanolamin, glutamat’tan glutamin triptofandan triptamin sentezi
  • Etanolamin fosfolipidlerin, glutamin nörotransmitter’lerin, triptamin seratonin ve melatonin hormonlarının yapısında yer alır.
ad