Glikoliz: Yeni reaksiyon basamakları bulundu!

Glikoz metabolizması, yüksek organizasyon düzeyinde çalışan ve enzimler, hormonlar ile ara ürünler tarafından düzenlenen reaksiyonlar dizisininden oluşmaktadır.

Yeni yapılan çalışmalarla birlikte, özellikle iki glikolitik enzimin ikincil yan ürünlerin oluşumunu da katalizlediği ve bunların metabolizmada görev alan farklı enzimler üzerine inhibitör etkisi olduğu gösterilmiştir.

Bir dizi enzimatik reaksiyon sonucu karbonhidratların parçalanması ile hücrelerin katabolik ve anabolik ihtiyaçları karşılanmaktadır. Glikoz metabolizmasında yer alan her bir enzimatik reaksiyon fizyolojik ve kimyasal fonksiyonların yerine getirilmesini sağlar.

glycolysis_side_product_accumulationGlikolitik enzimler, hücre içinde yer alan proteinlerin yaklaşık % 10’ unu oluştururlar. Warburg Etkisi gibi bazı durumlarda glikolizin hızı oldukça artmaktadır. Böylece glikolitik bir enzim 1 M üzerinde ürün oluşumunu katalizleyebilir. Bu enzimlerden herhangi biri ana reaksiyonun 10-6 etkinliğinde dahi alternatif bir reaksiyonu katalizler ise mikromolar (µM) konsantrasyonlarda yan ürünlerin hücre içinde birikmesine neden olabilir. Glikoz metabolizmasında, metabolik yan ürünlerin varlığına ilişkin olarak yapılan son çalışmalarda laktat dehidrojenaz A (LDH A) ve fosfogliserat dehidrojenaz (PHGDH) enzimlerinin minör ürünü olarak 2-hidroksiglutarat (2-HG) isimli molekülün farklı enantiomerik formlarını ürettiği gösterilmiştir. Bunların yanında gliseraldehit fosfat dehidrojenaz (GAPDH) ve pirüvat kinaz (PK) enzimlerinin de ikincil ve alternatif aktiviteleri olduğu tespit edilmiştir.

Bu yan ürünlerin birikmesinin fizyolojik sonuçları ve farklı enzimler ile metabolize olmaları beklenmektedir. Bu ara ürünlerden biri olan 4-fosfoeritronat (4-PE)’ ın heksoz monofosfat geçidinde yer alan glikoz-6-fosfat dehidrojenaz (G6PD)’ ı inhibe edebildiği ve 2-fosfolaktat (2PL)’ ın fosfofruktokinaz 2’ yi inhibe edebildiği dolayısı ile toksik etkileri olduğu gösterilmiştir. Özellikle fosfoglikolat fosfataz (PGP) isimli yeni bir enzimin varlığı ile bu ara ürünlerin metabolize edilerek toksik etkilerinin engellendiği tespit edilmiştir.

2PL ve 4PE’ nin yapıları, fonksiyonları ve ilişkili olduğu reaksiyonlara olan etkileri ilgili ileri çalışmlar yapılması gerekliliği bildirilmektedir. Yapılacak çalışmalar ile fosfoglikolat fosfataz (PGP) enziminin regülasyonu, önemi ve fizyolojik durumu aydınlatılmalıdır. Bu enzimin kanser gibi hastalıklar ve yaşlanmaya karşı korunmada etkisi olabileceği düşünülmektedir.

Kaynaklar
-Liberti MV, Locasale JW (2016). A new layer of glycolysis. Nature Chemical Biology, 12: 577-578. DOI: 10.1038/nchembio.2133
-Collard F, Baldin F, Gerin I et al. (2016). A conserved phosphatase destroys toxic glycolytic side products in mammals and yeast. Nature Chemical Biology, 12; 601–607 doi:10.1038/nchembio.2104

Vitaminlerden Esinlenen Yeni Nesil Bataryalar

vitamin-battery

Araştırmacılar enerji depolamak için Organik Moleküller’ den yeni bir geçit açtı.

Latince; vita “yaşam, hayat” ve aminum “kimyada bir bileşik, amin” sözcüklerinin bileşiminden köken alan Vitamin’ ler doğal olarak besinler içerisinde yer alan ve sağlıklı bir vücut için çok az miktarlarda bile gerekli olan organik bileşiklerdir.

RiboflavinCanlı organizması için önemli olan bu bileşikler son yıllarda yapılan çalışmalar ile yeni batarya teknolojilerinin gelişmesine de esin kaynağı olmaktadır. Organik-redoks akış (Redox Flow) mantığına göre çalışan bataryaların çekirdeğinde enerjiyi taşımak için riboflavinin (vitamin B2) aktif bölgesine (izoalloksazin) oldukça benzer bir bileşik geliştirmiş ve yükleri taşımak için metal iyonları yerine organik karbonlu bileşikler kullanılmıştır.

İlerleyen yıllarda, riboflavin gibi vitaminlerden esinlenerek geliştirilen materyaller sayesinde daha düşük toksisiteli, güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından yüksek miktarda elektriksel enerjiyi depolayabilen, yüksek voltajlı, daha fazla şarj döngüsüne sahip ve metal iyonları esası ile çalışan bataryalara göre ucuz üretim maliyetine sahip yeni nesil bataryaların üretimi mümkün olabilecektir.

Bunun gerçekleşebilmesi ve seri üretime geçebilmek adına araştırmacıların çalışmaları devam etmektedir.

Kaynak
-Lin K, Gómez-Bombarelli R, Beh ES, Tong L, Chen Q, Valle A, Aspuru-Guzik A, Aziz MJ, Gordon RG (2016) A redox-flow battery with an alloxazine-based organic electrolyte. Nature Energy 1, Article number: 16102 doi:10.1038/nenergy.2016.102

 

Karl Landsteiner: İnsanlarda kan gruplarını tanımlayan adam.

landsteinerİnsanlarda kan gruplarının tanımlaması ve transfüzyonun (kan nakli) doğru ve daha basit bir şekilde gerçekleştirilmesini sağlayan Karl LANDSTEINER, 14 Haziran 1868 yılında Viyana’ da doğdu.

Viyana Üniversitesi’ nde tıp eğitimini 1891 yılında tamamlamıştır. Öğrenciliği sırasında biyokimyasal araştırmalara başlamış ve mezun olduğu yıl diyetin, kan bileşenleri üzerine etkisi hakkında makalesi yayınlanmıştır. Kimya üzerine bilgi seviyesini artırmak için 5 yıl boyunca çeşitli yerlerde çalışmıştır; Hantzsch Enstitüsü (Zürih), Würzburg’ da Emil Fischer ve Münih’ de E. Bamberger ile. Viyana’ ya dönüşünde, Viyana Hastanesi’nde çalışmalarına devam etti. Bu süreçte bağışıklık (immünite) mekanizmaları ve antikorların doğası üzerine ilgi göstermeştir. 1911 yılında, Viyana Üniversitesi’nde Patolojik Anatomi Profesörü ünvanını kazanmıştır.

1919 yılına kadar geçen 20 yıllık patolojik anatomi üzerine yaptığı çalışmalarla ilgili bir çok makalesi yayınlanmıştır. Sifilis (Frengi), paroksismal hemoglobinüri ve poliomyelitisin sebebi ve immunolojisi üzerine önemli çalışmalar yapmıştır. Bu önemli konuların ötesinde 1901 yılında keşfettiği ve telaffuz edilince ismi her daim kan grupları (ABO) ile anılan Prof. LANDSTEINER, transfüzyonun atası olarak bilim tarihinde yerine almıştır. Kan gruplarının keşfi ile 1930 yılında Nobel Tıp ödülüne layık görülmüştür.

Hayatının sonuna kadar kan grupları, antijen, antikor ve kanda bulunan diğer immunolojik faktörlerin biyokimyası hakkındaki çalışmalarına devam etmiştir. Bu çalışmalardan elde ettiği kimya bilgisi, serolojinin hizmetine sunulmuştur.

1939 yılında Rockefeller Enstitüsü’nde Emeritus (emekli) Profesör olmasına rağmen çalışmalarına devam etmiştir. Hayatının son anına kadar kendisini bilime adamıştır. İlginç olan bir durum ise kendisi elinde pipet ile en sevdiği ortamda yani laboratuvarında çalışırken 24 Haziran 1943 yılında kalp krizi geçirmiş ve iki gün sonra gözlerini hayata yummuştur.

Kaynaklar
-“Karl Landsteiner – Biographical”. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 16 Oct 2017. <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1930/landsteiner-bio.html>