Glikoz metabolizması, yüksek organizasyon düzeyinde çalışan ve enzimler, hormonlar ile ara ürünler tarafından düzenlenen reaksiyonlar dizisininden oluşmaktadır. Glikoliz glikozun pirüvata parçalandığı metabolik yolaktır.
Glikoliz yolağı üzerine 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.
Glikolitik 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: https://doi.org/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: https://doi.org/10.1038/nchembio.2104
