|
|
BİYOKİMYA ÂLEMİ-3
ALPEREN GÜRBÜZER
Bilimsel çalışmalar sonucunda proteinleri meydana getiren 20 değişik tipte amino asit tespit edilmiştir. Hatta tabloda gösterilen 20 amino asite ilave olarak birtakım değişik amino asit türevleride eklenmiştir. Mesela; 4- hidroksiprolin bir prolin türevidir. Hakeza 5- hidroksilizin ise lizin türevidir. Fibröz kollojen denilen protein ise bazı bitki proteinlerin yapısında bulunmaktadır.
OH
│
H─ C ─CH2
│ │
CH2 CH─COOH
\ ⁄
N
H
4-Hidroksiprolin
H2N COOH
NH2 \ ⁄
│ CH
NH2CH2CHCH2CH2CHOOH │
│ CH2)3
OH │
│ ⁄ \ ⁄ CH ⁄ NH2
H2N─CH─(CH2)2 ─ │ │ ─ (CH2)2 \COOH
⁄ \ N ⁄
HOOC │
Hidroksilizin (CH2)4
│
CH
\ ⁄
H2N COOH
Desmozin
Anlaşılan o ki en küçük bir proteine 50, en büyüğüne 3000 civarında amino asit eşlik etmektedir. İşte bu eşlik etme esnasında oluşan peptit bağları vasıtasıyla kurulan gönül köprüleri sayesinde biyokimyasal hayat anlam kazanmaktadır. Mesela insülin salgı maddesi 51 adet amino asitten meydana gelmesi itibariyle çok önemli bir fonksiyon üslenmiştir. Hakeza yine fotosentez olayında önemli katkıları olan ferrodoksin proteini 97 amino asitten teşekkül etmekte, hayvan ve bitkilerin solunumunda çok mühim yer teşkil eden sitokrom-C proteini ise 104 amino asitten meydana gelip, her ikisi de can simidimiz olmaya devam etmektedir. Dahası protein ihtiva eden α (alfa)- amin asitlerden başka β (Beta) ve γ (gama) aminoasitleri de sözkonusudur. Hatta bakteri hücre çeperlerinde D-Glutamat gibi D-izomeri aminoasitleri de mevcuttur. Mesela β alanin bir vitamin olan pantotenik asidinin strülin ve ornitin maddeleri hem üre devrinin ara bileşikleri hem de arginin sentezinin ön maddeleridir. İşte görüyorsunuz bütün bunlar hücre alemi içerisinde gerçekleşen kompleks yapıların birer marifeti olarak karşımıza çıkmaktadır. Sanırım evrimciler bu kompleks yapıların derinden ve sessizden işleyen bu mükemmel faaliyetleri karşısında kendilerince bir başka yönden sırra kadem basmaktadırlar. Çünkü ortada ilahi Yaratıcıyı hatırlatacak bir sistem var, dolayısıyla görmezden gelelim duygusu daha çok işlerine gelmektedir. Bu yüzden tek taraflı medyatik veya akademik telkinlerle yetişen bu zihniyetin akla yatkın en temel prensiplere bile kulaklarını tıkamalarını çok görmemek gerekir. Bu saatten sonra zihinleri kapalı devre (kast sistemi) olarak çalışanların alışkanlıklarını terk etmelerini beklemek hayal olur zaten. Biz sadece şimdilik Max Planck’ın dediği gibi deriz; “Hangi branştan olursan ol bilimle iştigal eden herkes bilim mabedinin kapısında şu levhayı okuyacaktır: İman et. Çünkü inanç bilim adamının asla vazgeçeceği bir husus değildir.”
Birlikten kuvvet doğar sözünün uygulamasını moleküllerin kendi aralarında oluşturdukları zincirler üzerinde tüm detaylarını birlikte gözlemlemek pekâlâ mümkün. Şöyle ki; bazı mantar ve yüksek bitkilerde guanidin türevi kanavanin, djenkolik asit, β veya α-amino grubu arasında (karboksil (-COOH), diğer zincirin amino grubu (-NH2) arasında) peptid (amid) bağıyla bağlandıklarında bir H2O molekülün açığa çıkması sonucunda ortaklaşa kovalent birliktelikler gerçekleşir. Anlaşılan o ki peptit bağı sayesinde ortaya çıkan moleküler yapı, “Birlikten kuvvet doğar” sözünün birinci ayağını oluşturmakta. İkinci ayağını iki amino asidin birleşmesiyle meydana gelen dipeptit (ikili kuvvet) bağı teşkil eder. Daha sonra ortaya çıkan moleküler yapının üçlü olmasıyla birlikte tripeptit (üçlü kuvvet), dörtlü olunca tetrapeptit (dörtlü kuvvet), çoklu olunca polipeptit zinciri (çoklu kuvvet) veya protein zincirine dönüşüverirler. Bu tür birleşmeler belli ki sıradan birleşmeler değil. Kaldı ki zincirde yer alan bir tek amino asidin bile kazaen yanlış bir yerlere bağlandığını varsaydığımızda ciddi bir şekilde canlı üzerinde onarılması zor tahribatlar doğuracağı muhakkak. Bu yüzden biyokimyasal düzen aynı zamanda matematiksel bir programı beraberinde taşıyan bir sistemin adıdır diyebiliriz. Mesela orak hücreli anemi alyuvarlar içerisindeki hemoglobin proteininin 574 amino asidin 19 türünden sadece birinin farklı olmasından ileri gelen veya genç yaşta bile ölüme sürükleyecek nitelikte bir takım biyokimyasal yanlış bağlanmalar neticesinde ortaya çıkan bir arıza olarak bilinmektedir. Dolayısıyla en ufak yanlış bağlanma biyokimyasal düzenin bozulması demektir.
Bir polipeptit zincirinin serbest halde bir amonyum (-NH2), ayrıca buna ilaveten bir de karboksil (COOH) grubu var ki, işte bu zincirin uçtaki serbest terminal amonyum grubu N-terminal grub olarak tarif edilmekte. Böylece her iki grub bir araya geldiğinde NH3 COO- şeklinde sembolize edilirler.
Yukarıda amino asit zincirlerin dilini teorik olarak izah etmek mümkün gözükse de pratikte en basit bir proteini tesadüfen meydana getirmenin imkansız olduğunu vurgulamıştık. Zira
“ — Dünyanın ilkel atmosfer şartlarına benzer birebir şartlar oluşturulsa da,
—20 cins amino asidin tamamının optimal oranlarda meydana gelmiş olsa da,
—Proteinler sol elli tarzda dizayn edilmiş olsalar da,
— Bir canlının yaşaması için gerekli 239 cins proteine tekabül eden ortalama 445 amino asid birimi sağlanmış olsa da,
— Amino asitlerin yapı taşlarını oluşturan atomların amino asidlerin oluşumunda eksiksiz bir şekilde kullanılmış olsa da,
—Her türlü ültraviyole ışınların zararlarına karşı korunaklı ortam sağlanmış olsa da,
—Amino asitler birbirleriyle otomatik olarak sentezlense de,
— Hatta oluşacak zincirlerin gerektiğinde yer değişikliğini yapabileceği gerektiğinde işe yaramayacağı sezilen zinciri bozup yenisinin kurulabileceği zincir şartları oluşturulsa da” yine de en basit bir canlı için 239 cins proteinin tesadüfen bir araya gelme ihtimali koca okyanusta kaybolan bir inci tanesini bulmaya kalkışmak gibi bir şey olsa gerektir. Dahası dünyanın yaşını yaklaşık 5 milyar, evrenin 15 milyar düşündüğümüzde protein sentezinin bir tesadüf eseri olarak meydana gelme ihtimali 1041 gibi dudak uçurtacak bir rakamla karşı karşıya kalmak anlamına gelecektir ki, icabında bu rakamı 100 bir milyar milyar milyar milyar şeklinde de kategorize edebiliriz. Kaldı ki bu rakam ortalama 445 amino asid birimi içeren bir protein sentezi için yapılan bir ihtimal hesabıdır. Allah bilir ya, değişik tip kombinasyon içeren proteinleri hesap etmeye kalkıştığımızda kimbilir hangi manzara ile karşılaşılaşacağız. Muhtemeldir ki bu durumda 20 cins amino asidin her bir kombinasyonu için 20’nin 445 ‘inci kuvvetini almamız icap edecektir. Ki, bu sayı takriben 10520 gibi aklı karaya oturtacak cinsten bir rakam demektir. Anlaşılan o ki bütün hesaplamalar sonucunda ortaya çıkacak trilyonlu rakamların evrene sığmayacağı gözükecektir, zaten sığmaz da. Evrimciler kafalarında ne düşünüyor onu bilemeyiz, ama bilinen bir şey var ki; “Yanlış hesabın Bağdat’tan döndüğü” gerçeğidir. Onların bir hesabı varsa, elbette Allah’ın da şaşmaz bir hesabı var. Bizim buna inancımız tam olup, asla şek şüphe duymayız da.
Proteinlerin yapısı
Malum olduğu üzere proteinler amino asitlerden meydana gelen hayati bir molekülümüzdür. Bu hayati molekül aynı zamanda canlılığın yapıtaşı hükmünde öneme haiz bir konuma sahiptir. Hatta proteinin olmadığı bir canlı yoktur diyebiliriz. Bu yüzden yukarıda bahsettiğimiz üzere proteinler biyokimyanın temel taşları sayılmaktadır. Yapı taşı olmanın ötesinde protein moleküllerinin her birinin tesadüfe meydan vermeyecek bir şekilde mükemmel bir nizamla donatılmış olması her bir biyoloğu hayretler içerisinde bırakmaktadır. Kaldı ki canlılarda en elzem bulunması gereken Stokrom-C proteinin tesadüfen meydana gelme ihtimali sıfırdır. Şimdi sıfır ihtimalde olsa ‘olabilirmiş’ diye bir nebze ümitlenip, pişkin pişkin “protein tesadüfen meydana gelmiştir” demek dogmatizmden başka bir şey değildir. Dolayısıyla mükemmel donatılmış milyonlarca proteinden bir tanesinin bile kendi kendine veya evrimleşerek teşekkül ettiğini iddia etmek abesle iştigal olsa gerektir. Çünkü evrim dogması mükemmel (kompleks) bir yapıdan nefret edip, teorisini güçlü kılmak için daha çok ilkel tarz yapılara ihtiyaç hisseder. Onlar neye ihtiyaç duyarlarsa duysun, aslında kimyasal yapı bakımdan proteinlerin her biri polimer zincir olarak karşımıza çıkmaktadır. Bunun anlamı proteinlerin her birinin yüzlerce, bazen binlerce amino asit içeren dev moleküllerden meydana geldiği gerçeğidir. Nitekim değişik sayıda amino asitlerin bir araya gelerek protein zinciri oluşturmaları gerçekten mühim bir hadise olsa gerektir. Yukarıda bir nebze değindiğimiz gibi amino asitler kendi aralarında birleşecekleri sırada zincirin bir ucundaki karboksil (-COOH) grubu ile diğer zincirin amino grubu(-NH2) arasında peptid (amid) bağı oluştuğunda aralarında birer su molekülü açığa çıkmaktadır.Yani kelimenin tam anlamıyla karboksil grubunun hidroksil (OH) ve diğer amino grubun hidrojeni (H) ile birleşmesiyle birlikte ab-ı hayat dediğimiz su (H2O) meydana gelmektedir.
Proteinlerin vücut biyokimyasında en önemli fonksiyonu her türden hücre ve doku yapı malzemesini (plastik unsur) sağlamaktır. Peki; madem proteinler hücre ve dokulara yapı malzemesi oluyorlar, bu arada ister istemez kendilerine acaba hangi yapılar eşlik etmektedir suali akla gelmektedir. Bunu ancak amino asitlerin polimerizasyon ürünü diyebileceğimiz protein moleküllerinin 3’lü veya 4’lü alt yapılar şeklinde kendi aralarında kaynaşarak oluşturdukları birbirlerini tamamlayıcı zincirimsi yapılarla izah edebiliriz. Zira sözkonusu halkalar birincil yapı, ikincil yapı, üçüncül yapı ve dördüncül yapı diye zincirlenirler. Bu olay şu meşhur atasözümüz; “Bir elin nesi var iki elin sesi var” sözünü teyid etmektedir. İşte bu sıralanan yapılar bilim diliyle ifade edildiğinde birkaç molekülün biraraya gelmesinin sonucu komplek moleküllerin oluşumuna yelken açmak anlamıyla karşılık bulacaktır. Şöyle ki; ilk oluşumda belirli aminoasitlerin belirli sayıda ve belirli sıralınışa göre peptit bağlarıyla birleşmesi neticesinde birincil yapılar (öncü yapılar) teşekkül etmektedir. İkinci oluşum malum olduğu üzere polipeptit zincirinin molekül içi birkaç polipeptit molekülün peptit bağları arasında veya peptit bağların amino ve karboksil grupları arasında karşılıklı bağlanmalar sonucu konformasyon protein molekülünün ikincil yapısı meydana gelmektedir. Böylece ikincil yapı formatında bir protein molekülü basit halden daha kapsamlı ve daha dayanıklı yapılara dönüşümü gerçekleşmiş olur. En dayanıklı konformasyonlar hiç kuşkusuz polipeptit zincirin üzerinde ki dizili halde amino gruplarına hidrojen (H) bağları ile köprü oluşturanlardır. Zira belli başlı iki çeşit konformasyon meydana gelip, bunlar; α-helezon ve β – konformasyonu diye kategorize edilirler. Hatta ikincil yapının α-helezon ve β – konformasyonu özellikle fibriler proteinlerde daha sıkça görülmektedir.
Demek ki Hidrojen (H) bağları protein molekülünün karşılıklı amino karboksil gruplarından başka serbest karboksil grubu ile diğer bir amino asidin serbest karboksil karbonu veya histidinin imidazol azotu arasında köprü kurmaktadır. Dolayısıyla ikincil yapının α-helezon ve β – konformasyonu gösteren proteinlerin komşu polipeptit zincirlerine hidrojen bağları, iyon bağları ve apolar çekmeler vasıtasıyla bağlanmışlardır.
Bu yüzden hidrojen bağların meydana gelmesiyle oluşan bir veya birkaç polipeptit zincirin kendi amino ve karboksil grupları arasında düşey bir eksen etrafında helezon tarzında kıvrılma tarzında oluşan konformasyona ikincil yapının α-helezon konformasyonu denmektedir. Birkaç polipeptit zincirleri arasında hidrojen (H) bağlarının teşekkülü ve karbon- 2 (C–2) atomundaki R gruplarının aynı ve zıt yönde sıralanması ya da paralel veya anti paralel olarak dizilmeleriyle oluşan konformasyona ise ikincil yapının β – konformasyonu veya kırmalı tabaka yapısı adı verilmektedir. Örnek–1: α-helezon konformasyon için miyozin, fibrinojen ve α-keratini. Örnek–2: β – konformasyon için ipek fibrini ve β – keratini.
Üçüncül yapı
Helezonlaşmış ve bükülmüş polipeptit zincirinin kendi üzerine yumak tarzında katlanmasıyla üçüncül yapı meydana gelir. Dolayısıyla bu şekilde katlanmış proteinler globüler proteinler olarak bilinmektedir.
Üçüncül yapıyı meydana getiren gerek hidrojen (H) bağları, gerek Wanderwals çekmeleri, gerek iyon bağları ve gerekse kovalent bağları sayesinde organizmamız herhangi bir yerden karbonhidrat molekülü almadan sadece bazı aminoasitlerin(Pirüvik asit, gliserol) başka maddelerden temin ettikleri maddelerle glikojenik işlem gerçekleşmektedir. Ki bu yapısal işleme glukoneogenez (glikozun yeniden yapımı) adı verilmektedir. Reaksiyon işlemi esnasında glikozun meydana gelen ilk bileşiği Glikoz 6 fosfat (Glikoz–6-P)’dır. Ayrıca karaciğerde glikozun Glikoz–6-P’a çevrilme reaksiyonunu kataliz eden iki enzim var ki, bunlar heksokinaz ve glikokinaz olarak bilinmektedir. Ancak kas dokusunda Glikoz–6-P’ın teşekkülünde sadece heksokinaz enzimi rol oynamaktadır.Anlaşılan o ki karaciğer tarafından üretilen glikokinaz enzimi glikozun glikojene dönüşümünde rol oynayıp, heksokinaz ise glikoliz olayında glukoz 6-fosfat inhibitörü olarak görev yapmaktadır.
O halde protein molekülünün ikincil ve üçüncül yapıları arasındaki farkı şöyle özetleyebiliriz:
—İkinci yapıda helezonlaşma ve bükülme söz konusu iken üçüncü yapı proteinlerinde yumak tarzında katlanma vardır.
—İkincil yapı sabit ve kararlı olmazken üçüncül yapı sabit ve kararlı haldedir.
Dördüncül yapı
Üçüncül yapıyı gösteren bazı polipeptit veya proteinlerin alt birim ( protomer) adı verilen monomer şekillerinin ikişer zincirli hidrojen bağları ile diğer Wandervals çekmeleri veya iyon çekmelerinin etkisiyle uç uca eklenerek teşekkül eden tetrahedral zincirin polimerize olması sonucunda dördüncül yapı meydana gelir. Örnek: Hemoglobin molekülü.
Proteinlerin sınıflandırılması
Proteinlermolekül şekillerine, bileşim ve çözünürlüklerine göre sınıflandırılır. Molekül şekillerine göre fibriler proteinler ve globüler proteinler diye iki ana başlıkta sınıflandırılırlar.
Fibriler proteinler genellikle organizmada kemik, saç, tırnak vb. destek yapısını teşkil ederler.
Globüler proteinlere ise süt proteinleri, kan serumu proteinleri ve enzimleri örnek verebiliriz. Özellikle X ışınlarıyla yapılan deneyler sonucunda miyoglobinin % 70 kadarı α-helezon yapısında olan bir tek polipeptit zincirinin kendi üzerine katlanmasıyla birlikte ortaya çıkan moleküler oluşumun globüler bir protein olduğu belirlenmiştir.
Bileşim ve çözünürlüklerine göre proteinler ise üçe ayrılmaktadır. Bunlar:
—Basit proteinler
—Bileşik proteinler
—Türev proteinleridir.
Basit proteinler hidroliz edildiklerinde amino asitlerden ibaret bir karışım verirler.
Birleşik proteinler basit protein molekülünün yanı sıra, bu proteine (basit protein) kovalent bağlarla bağlı fakat proteini olmayan prostatik grup adını verdiğimiz grupları ihtiva eden proteinlerdir.
Basit proteinler
Basit proteinler çözünürlüklerine göre aşağıdaki alt sınıflara ayrılır:
Albüminler
Albüminler amonyum sülfatın doymuş konsantrasyonun da çöken proteinlerdir.
Globulinler
Globulinler ısı ile ve yarı doymuş amonyum sülfat konsantrasyonunda çöküp, euglobulin ve pseudoglobulin diye ikiye ayrılırlar.
Euglobulin konsantrasyonu az olan (NH4)2SO4 (amonyum sülfat) çözeltilerde çöken proteinler olup,aynı zamanda sütte bulunan euglobulin, yağ globulinlerin bir araya gelmesinde rol oynamaktadırlar.
Pseudo globulinler ancak yarı doymuş (NH4)2SO4 çözeltilerde çöken protein olup, bunun yanı sıra yalancı alerjik (pseudo-allergic) reaksiyonların birbirinden ayırt edilmesinde önemli bir enzim görevi yapmaktadır.
Glutelinler
Çok miktarda bitkisel proteinler olup çok seyreltik asit ve alkalilerde çözünürler.
Protaminler
Çok miktarda arginin ihtiva etmeleri dolayısıyla en basit proteinler olarak bilinmektedir.
Histonlar
Çok miktarda histidin ihtiva edip, özellikle su, seyreltik asit ve alkalilerde çözünürler.
Skleroproteinler
İnsan ve hayvan organizmasının iskelet ve epidermisinde, tırnakta ve saçta bulunan fibriler (ipliksi) protein olup, bu alt sınıfa giren başlıca proteinler şunlardır:
—Kollajen
—Elastin
—Keratin.
Kollajen
Kollojen; insana ait bağ dokusu proteinidir. Yani kemik, kıkırdak ve bağ dokuda bulunup temel amino asidi glisin olan fibröz yapıda bir proteindir. Kollajen bağ dokusu fazla miktarda prolin ve hidroksiprolin ihtiva edip, hidroksiprolin 5-hidroksilizin şeklinde sahne almaktadır. Hatta bunlar kollajenin ön maddesi olan prokollajende prolin ve lizinlerin hidroksilasyonu ile meydana gelmektedir.
Elastin
Elastin fibroplast hücrelerince üretilen bir yapısal proteindir. Bilhassa bu yapısal protein tendon, arter ve esnek dokularda bulunup, ekseriyetle bağ dokusunun hücreler arası maddesinde konaklamaktadır. Aynı zamanda elastini elastaz adı verilen pankreas enzimi hidroliz etmektedir.
Keratin
Keratin birtakım ökaryotik (çekirdekli) hücrelerde bulunan lif içerikli bir yapısal protein olup genellikle deri, saç tırnak ve boynuzda bulunurlar. Dahası kâinatta α-keratin ve β- keratin olmak üzere iki tip halde bulunurlar.
α-keratin; α- helezon konformasyonundaki peptit zincirlerinin birbirlerine moleküllerarası –S-S- (disülfür) bağları şeklinde yan yana dizilerek bağlanması sonucunda oluşan liflerden ibaret proteinlerdir. Hatta α-keratinine miyozin, fibrinojen, saç ve yün keratinlerini örnek verebiliriz.
β –keratin ise β konformasyonunda veya kırmalı tabaka konformasyondaki yapıya ait peptit zincinlerinin birbirlerine moleküller arası –S-S- bağları ile paralel veya antiparalel dizilmesi sonucu oluşan lif proteinlerdir. Dolayısıyla β –keratine ipek fibrini ve kuş tüyü keratinini örnek verebiliriz.
Keratinler ditio bağları (disülfit bağları)’nı açan, aynı zamanda polisülfürler ve alkalik tioglikolatta ile çözünen protein olarak ta dikkat çekmektedir. Bilindiği üzere tioglikolat asitten ve amonyaktan oluşan alkali reaksiyonlu bir tuzdur.
Türev Proteinleri
Türev proteinleri basit protein ve bileşik proteinlerin yapı ve bileşimlerinden meydana gelir. Şöyle ki dışardan aldığımız besinler ağız mukozasında iki işleme tabi tutulup, birincisinde her alınan lokma mekanik olarak küçük parçalara ayrışma işlemi uygulanmakta, ikincisinde ise parçalanan besinler tükürük bezleri tarafından (özellikle pityalin madde sayesinde) bir takım kimyasal reaksiyonlarla moleküler hale getirilip, böylece vücut tarafından emilme konumuna getirilme işlemi gerçekleştirilmektedir. İşte ilk basamakta başlayan bu hazırlıkların neticesinde basit veya bileşik proteinlerin kimyasal veya fiziksel değişikliklere uğramasıyla birlikte oluşan maddeler türev proteinleri olarak isim almaktadır. Ayrıca türev proteinleri bakteriyoloji laboratuarlarında üreme ortamı olarak kullanılmakta olup, bu proteinlere misal olarak proteinlerin denatrasyonu sonucu teşekkül eden denatüre proteinler ile proteinlerin asit ve enzimlerle hidrolizi sonucunda meydana gelen parçalanma ürünleri olan proteazlar, peptonlar ve peptinleri pekâlâ örnek gösterebiliriz.
Kan, plazma ve serum proteinleri
Kan
Sıvı yapısının en büyük kısmını su teşkil eden ve bu su içerisinde ki çözünmüş organik ve inorganik maddelerden ibaret süspansiyonu ile birlikte kendine has hücreleri olan bir sistemin adıdır; kan.
Kan pıhtısı
Suda çözünmeyen renksiz ağ şeklindeki fibrin protein ve bu fibrin tarafından tutulan kan hücrelerinden ibaret yapıya verilen addır.
Fibrin
Fibrinojenin ağ teşkil etmesiyle birlikte oluşan pıhtılaşmış protein demektir.
Heparin
Heparin kan pıhtılaşmasını önleyen ve aynı zamanda karaciğer ve akciğerde teşekkül eden bir polisakkarittir. Ayrıca Heparini karaciğer ve böbreklerde bulunan heparinaz adı verilen bir enzim hidroliz etmektedir.
Kan serumu ile kan plazması arasındaki farklar:
—Kan plazması fibrinojen ihtiva etmesine rağmen, kan serumunda fibrinojen bulunmamaktadır.
—Kan plazmasının proteinleri fibrinojen, serum, albumin ve serum albumin ve serum globulinler olup, kan serumunun proteinleri ise serum albumin ve serum globulin oluşturmaktadır.
Fibrinojen
Fibronojen glikoprotein sınıfında olup % 4 kadar karbonhidrat ihtiva eden ve karaciğerde teşekkül eden bir proteindir.
Serum albümin
Birglobüler protein olan serum albümin, elipsoid molekül yapıya sahip bir proteindir. Serum albüminin görevi; hem kanda çok az çözünen yağ asitleri, triacil gliseoller, yağda çözünen vitaminler ve stereoid hormonları billuribin ile birleştirip bu maddeleri seruma taşımak hem de çözünmüş halde tutmaktır.
Serum albümin özellikle karaciğerde sentez edilmektedir. Fakat böbrek hastalarında bu serum rahatlıkla idrara karışabilmektedir.
Serum globulinler
Serum globulinler de karaciğerde sentez edilmektedir. Bunlar aynı zamanda kolesterol triaçil gliserollerin yağda çözünen vitaminler üzerinde oynadıkları role benzer bir fonksıyon üstlenmişlerdir. Serum globulinlerin asıl görevi kanda çözünürlüğü az olan maddelerin serumda çözünmüş halde kalmalarını sağlamaktır.
Kas proteinleri
Kas dokusuna kırmızı renk veren miyoglobin hem metaloprotein hem de kromoprotein olup kas dokusuna oksijen bağlayan bir protein maddesidir. Özellikle miyoglobin vücuda oksijen sağlanması noktasında sıkıntı yaşandığı durumlarda devreye girerek oksijeni oksihemoglobinden koparma hünerine sahiptir. Böylece koparılan oksijen stokromoksidaza aktarılmak üzere kas hücrelerinde depo edilerek bir nebze olsun sıkıntı giderilmiş olmaktadır.
Miyozin fibriller bir proteindir. Yani aktin ortamın şartlarına göre globüler ve fibriler olmak üzere iki şekilde elde edilen bir proteindir. Dahası miyozin aktin ile birleşerek kas kasılması esnasında etkin rol oynayan aktomiyozin kompleksini meydana getirirler.
Birleşik proteinler:
—Glukoproteinler ve mukoproteinler
—Lipoproteinler
—Fosfoproteinler
—Metaloproteinler
—Kromoproteinler
—Nükleoproteinler diye tasnif edilirler.
Glukoproteinlere fibronojeni, mukoproteinlere ise heparin, hiyaluronik asit, koudritin sülfat ve kan grubu maddelerini örnek verebiliriz.
Lipoproteinlere şilimikronlar, β-lipoproteinler ve rodopsini örnek verebiliriz.
Fosfoproteinlere ise sütte kazein maddesi, yumurta sarısı içerisinde ki vitellin, livetin, fosvitin maddesi ve balık yumurtası içerisinde yer alan ihtulin maddesi örnek gösterilebilir. Nitekim yumurtada takriben % 11 kadar protein ihtiva etmektedir. Bunların en büyük kısmı oval albumin(OVA)’den ibaret olup, bundan başka ovoglobulinde vardır. Yumurta sarısı % 16 kadar protein ihtiva edip, bu proteinin en önemlisi hiç şüphesiz bünyesinde hem fosfo protein hem de lipoprotein taşıyan vitellin maddesidir. Hatta bundan başka livetin ve fosvitin adı verilen fosfoproteinlerde bulunur.
Metaloproteinler prostatik grup olarak Fe, Mg, Mn, Zn, Cu gibi metal iyonlarını ihtiva eden proteinlerdir. Hatta Zn++ (çinko) iyonu ihtiva eden karbonik anhidraz ile molibden ve Fe iyonlarını ihtiva eden ksantin oksidaz da bir metelo proteindir.
Fe+3 iyonu ihtiva eden bileşiklerin başlıcaları ferritin, hemosiderin ve transferindir. Bu yüzden Fe (demir) porfirin prostatik grubu metaloproteinlere hemoglobin, olarak gösterilirler.
Bakır (Cu) içeren protein bileşiklerin başlıcaları şunlardır:
—Seruloplazmin (kan plazmasında bulunur)
—Hepatokuprein (karaciğerde bulunur)
—Serebrokuprein (beyinde bulunur)
—Eritrokuprein (eritrositlerde bulunur)
—Trosinaz ve askorbat oksidaz (Stokrom C proteini bünyesinde taşıyan enzimler).
Son yıllara kadar fonksiyonları bilinmeyen eritrokuprein, hipetokuprotein ve serebrokupreinin süperoksit dismutaz aktivetisi gösterdiği tespit edilmiştir. Basit bir protein ve renkli bir prostatik grubun birleşmesiyle meydana gelmiş renkli proteinlere kromoproteinler denmektedir. Kromoproteinlere metelo proteinler (Fe porfirin prostatit grubu ihtiva eder), flavo proteinler ve rhodopsin (lipoproteinler) örnek gösterilmektedir. Nükleoproteinler ise en çok hücrenin nükleus, mikrozom, mitokondri kısımlarında bulunurlar. Dahası nükleoproteinler prostatik grup olarak nükleik asit ihtiva ederler. Ayrıca nükleoproteinlerin protein kısmını çoğu zaman histonlar ve bazende protaminler oluşturmaktadırlar.
Karbonhidratların sindirilmesi ve emilmesi
Biyokimyasal düzenimizin işlemesi için sadece proteinler değil, enerjiye de ihtiyaç var. Zaten bu enerji yediğimiz gıdalardan ve bilhassa karbonhidratlardan karşılanmaktadır. Şayet her gün tükettiğimiz bu enerji karşılanmaz ya da ihtiyaca cevap vermezse bu sefer vücut biyokimyamızda mevcut olan dokular içerisindeki protein ve yağların yakılma işlemi başlatılma mecburiyeti doğup, böylece bu ihtiyaç giderilmeye çalışılır.
Bilindiği üzere karbonhidratlar sindirim kanalında bazı enzimler tarafından hidrolitik olarak yıkılmasıyla birlikte bağırsaklara gönderilir. Burada elbette ki emilme işlemleri devam edecektir, ancak besinlerle alınan karbonhidratların bağırsak duvarlarından emilebilmeleri için monosakkarit haline geçmeleri gerekmektedir ki, öyle de yapılır zaten. Mesela nişasta ağız yoluyla vücuda girer girmez daha ilk baştan sindirim kanalında yapı birimlerine (glikoza) ayrışmakta ve böylece ayrışan ürünler (glikoz yapı birimleri) özel poliglükoz kapsamında yeni bir glikojen paket şeklinde vücudumuzun hizmetine sunulur.
Karbonhidratların sınıflandırılması
Karbonhidratlar madem karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomlarından meydana gelmekte, o halde fotosentez olayı esnasında meydana gelen karbonhidratların organik maddelerin en büyük kısmını teşkil ettiğini rahatça ifade edebiliriz. Çünkü karbonhidratlar fotosentez reaksiyonu sonucunda açığa çıkmaktadır. Bu açığa çıkan ürün hepimizin yakından tanıdığı enerji ve besin kaynağı niteliğinde glikozdur. Dolayısıyla şeker molekülleri basitten karmaşığa doğru monosakkarit, disakkarit ve polisakkarit diye tasnif edilip, sayı arttıkça şekerin tadı da ister istemez azalmaktadır. Her sabah kahvaltısında içtiğimiz çayın tadını disakkarit (iki moleküllü şeker) sayesinde tadarız. Hatta sofralarımızı süsleyen bu şekere sakkaroz veya sükroz da denmektedir. Dahası laktoz (süt şekeri) ve maltoz (malt şekeri) birlikte dissakkarit olarak kategorize edilirler.Bu arada şunu belirtmekte fayda var; moleküller birbirlerine bağlanırken glükozid denen bir bağla bağlanırlar.
Sakkarozların sindirimi
Sakkaroz bitkilerde en çok şeker pancarı ve şeker kamışında bulunup,C12H22O11(Sakkaroz)→ C6H12O6(Glukoz) + C12H10O5 (Fruktoz) şeklinde formüle edilir. Ayrıca glikoz ve fruktoz karışımına invert şeker (kristalize şeker) de denmektedir.
İlginçtir besin olarak alınan sakkaroz ağız ve midede değişikliğe uğramamaktadır. Neyse ki sakkaroz ince bağırsaklarda işleme tabiî tutulması sonucunda B-D fruktofuranoz, fruktohidroglikoz ve 1 mol fruktoz haline dönüşerek vücuda yararlı hale gelmektedir. Hakeza süt ve sütlü besinler yoluyla alınan laktoz da ağız ve midede değişikliğe uğramamaktadır. Fakat laktoz sadece ince bağırsaklarda bulunan β – galaktosidaz enzimi sayesinde laktoz hidrolitik olarak yıkılıp, açığa 1 mol glukoz ve 1 mol galaktoz çıkmak şeklinde bir dönüşüm yaşamaktadır.
Demek ki genel olarak karbonhidratlar; monosakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere üç büyük sınıfta toplanmaktadırlar. Ayrıca içerisinde ihtiva ettikleri monosakkarit birim sayısına göre ise oligosakkarit; trisakkarit veya disakkaritler olarak adlandırılırlar. Hatta sayıca ondan fazla mono ve oligosakkaritlerden oluşan yapı her zaman adından şekerler diye sözettirmektedir. Bilindiği üzere monosakkarit ve oligosakkaritlerin adlandırılmasında kullanılan karakteristik simge –oz ekidir. Örnek: Laktoz (süt şekeri).
Monosakkaritler karbon atom sayılarına göre ise;
—Triozlar (3 C atomu),
—Tetrozlar (4 karbon atomu),
—Pentozlar (5 C atomu),
—Heksozlar( 6 C atomu),
—Heptozlar (7 C atomu),
—Oktozlar (8 C atomu) diye tasnif edilirler.
Görüldüğü üzere en basit monosakkarit triozlardır. Triozlar bir aldotrioz olan D- gliseraldehit (gliseroz) ve ketotrioz olan dihidroksiaseton karbonhidratların organizmada yıkılmaları esnasında ara ürün olarak meydana gelirler.
En önemli pentozlar aldopentozlardan riboz, dezoksiriboz, arabinoz, ksiloz olup, ketopentozlardan ise ribuloz ve ksiluloz büyük önem addetmektedir.
Tetrozlara aldotetroz olan eritrozu örnek verebiliriz.
Monosakkaritlerin emilmesi
Monosakkaritlerin küçük bir kısmı bağırsak bakterileri tarafından fermantasyona uğratılır. İnce bağırsak mukozasında emilen monosakkaritlerin büyük bir kısmı ise venaporta’ya gönderilmektedir. Zira bağırsak mukozasında en hızlı emilen galaktoz, en az emilen ise mannoz olduğu anlaşılmaktadır.
Emilen monosakkaritlerin akıbeti
Bağırsak mukozasında emilme işlemi basit bir diffuzyon olayı olmaktan ziyade seçiciliğe dayalı bir yöntemle gerçekleşmektedir. Nitekim ince bağırsaklardan ‘seçilme-emilme’ yöntemi sayesinde vena yoluyla karaciğere gelen monosakkaritlerden fruktoz, galaktoz ve glikozamin değişikliğe uğrayarak glikoza çevrilirler. Sonraki aşamalarda ise glikozun bir kısmı glikojene çevrilir, hatta bir kısmı yükseltgenerek enerji meydana getiririr, bir kısmı da yağ asitleri ve bazı amino asit vb. maddelere dönüşür. Bu arada monosakkaritlerin karaciğer tarafından alınmayanlardan arta kalanlar genel dolaşıma geçerler. Anlaşılan o ki monosakkaritler tek şekerli moleküller olmakla beraber, belli ki bunlar arasında üç, beş ve yedi karbonlu olanları daha kayda değer niteliktedir. Özellikle beş karbonlu bir şeker olan pentoz nükleik asitlerin bünyesinde yer alan nükleotidlerin şeker kısmını teşkil ederler. Öyle ki bu zincirin ikinci karbonundan bir oksijen yitirildiğinde deoksiriboz cinsinden DNA’nın yapısına dâhil olmaktadır. Peki, altı karbonlu şekerler neyapıyor derseniz, onlar da glikoz ve fruktoz olarak bilinip vücudumuzda dolaşan kan hücrelerine büyük ölçüde enerji sağlamaktadırlar. Ayrıca fruktozun bir meyve şekeri olmanın yanı sıra aynı zamanda bal’ın içerisinde bile bulunduğunu belirtmekte yarar var.
Emilme esnasında kandaki şeker miktarının normal halden yüksek hale geçmesine Hiperglisemi denir. Glikozun idrarla atılmaya başlandığı kan şekeri düzeyine ise kan şekerinin böbrek eşiği adı verilir. Hiç kuşkusuz kan glikozunun miktarını sabit sınırlar içerisinde tutan en önemli olay glikojen teşekkülü ve yıkılma olayıdır. Nitekim karaciğer, kendi hücrelerinde glikojenin parçalanmasıyla meydana gelen glikozu öncelikle kana vermeyerek kendi ihtiyaçları için kullanıp, böylece kan şeker düzeyi dengede tutulmuş olmaktadır. Belli ki kan şekeri yaratıcının belirlediği plan dâhilinde arttıkça düşürülen, düştükçe artırılan bir düzen ayarı (geri tepme-feed back) mevcuttur. Sadece kan şekeri mi, elbetteki hayır. Kâinatta canlı cansız her şeyin külli iradenin cüzi irade üzerinde bağlantı ayarı söz konusudur. Demek ki karaciğer glikojeni; kandaki glikozun normal düzeyde tutulması için hazır tutulmakta, kas glikojeni ise kas kasılmasında gerekli enerjiyi sağlamak için var olmaktadır.
Şurası bir gerçek en çok glikojen ihtiva eden doku karaciğer olup, ikincisi kas dokusudur. Zira kasın faaliyete geçmesiyle birlikte glikojenin yıkılma olayı devreye girerek laktik asit meydana gelmektedir. Bu yüzden karaciğer glikojeninden kan glikozuna, kan glikozundan kas glikojenine, kas glikojeninden laktik aside ve en nihayet karaciğerde tekrardan glikojenin teşekkülü ile tamamlanan döngüye Corisiklusu denmektedir. Dahası Corisiklusu çemberi sayesinde glikozun glikojene dönüşmesi söz konusu olup, netice itibariyle UDP-glukoz (Glikojen molekülündeki glukoz kalıntılarının ana kaynağı) meydana gelmektedir.
Glikozun organizmada yıkılışı
Öncelikle glikozun organizmada nasıl yıkıldığına dair bilgilere geçmeden önce glikojenez ve glikojenoliz kavramlarını aydınlatmakta fayda var. Şöyle ki; dokularda glikozun glikojen halinde depolanması esnasında mevcut glikojen molekülün düz poliglikoz zincirinin indirgen olmayan veya yan dalların uçlarına α (1→4) glikozid bağlarının bağlanması ile birlikte gerçekleşen glikojen teşekkülü olayına glikojenez denmektedir. Karaciğerin glikojenden glikoz üretmesine ise glikojenoliz (Yunanca glykys: tatlı; genes: meydana gelme; lysis: çözme) diye tarif edilmektedir. Aslında glikojenez ve glikojenoliz birbirinden farklı metobolik yol olup, katiyetle beraberce icraat sergilemezler. Mesela herhangi bir metabolik faaliyette glikojenez işlerken, glikojenolizin durduğu gözlemlenmiştir. Zira glikojenin hücre içerisinde glikoza yıkılması ya da karaciğerde ve kas hücrelerinde glikojeni yıkan enzimler fosforilaz olarak bilinmektedir.
Bilindiği üzere glikoz organizmada başlıca iki yoldan yıkılırlar:
1-)Embden Meyerhoff + Trikarsoksilik asit siklusu (TCA) yolu.
Organizmada glikozun büyük bir kısmı Embden Meyerhoff + Trikarboksilik asit siklusu yoluyla yıkılmaktadır. Bu yıkılış iki safhada gerçekleşmektedir:
Birinci safha glikojenin veya glikozun birçok ara maddeler üzerinde laktik aside yıkılmasıyla gerçekleşir ki, bu olaya glikoliz ve Embden Meyerhoff yolu denmektedir.
İkinci safha glikolizin ara maddelerinden biri olan pürivik asitin Asetil- CoA’ya dönüştükten sonra Trikarboksilik asit siklusun (TCA)’dan CO2 ve H2O’ya yükseltgenmesi metoduyla gerçekleşen yoldur.
Glikoliz olayı sadece bitkilerde fotosentez olayı sonucu değil, aynı zamanda birçok dokularda hücrenin sitozol kısmında oksijensiz ortamda da meydana gelir. Bu yüzden bir insan dinlenme esnasında kas çalışması için gereken enerjiyi solunum zincirinin halkalarında teşekkül eden ATP enerjisinden sağlamaktadır. Hatta aşırı kas çalışmaları esnasında bile ATP’nin aneorobik teşekkülü; fosfat grubun fosfo keratinden (yüksek enerjili fosfat bileşiği) ADP’ye aktarılması tarzında veya glikozun veya glikojenin ATP teşekkülü ile birlikte laktik aside dönüşmesi şeklinde gerçekleşmektedir.
Bu arada oksijenin laktik asidi teşekkülüne engel olan etkisine ise pastör reaksiyonu adı verilmektedir.
Kelimenin tam anlamıyla glikolizis olayında tersinir olmayan reaksiyonlar; ATP piruvat fosfotransferaz → Pruvat ve Fosfofruktokinaz → Fruktoz 1,6 Difosfat şeklinde cerayan etmektedir.
2-)Pentoz fosfat yolu.
PPP (pentoz fosfat, heksoz monofosfat yolu) yolunda glikoz 6-fosfatın nispi oksidasyonu sonucunda NADPH şekline indirgenmesiyle birlikte CO2 ve riboz 5-fosfat meydana gelmektedir. PPP yolu daha çok karaciğerde meydana gelmekle beraber aynı zamanda:
“—Tiroit
—Testis
—Eritrosit (kırmızı kan hücreleri)
—Karaciğer
—Meme bezi
—Yağ dokusu
—Böbreküstü bezi kabuğu
— Anne çocuğuna süt emzirme devresinde” aktif bir yol olarak gözükmektedir.
PPP yolunda yükseltgenen her Glikoz–6-P molekülü 36 ATP meydana getirmektedir.
Biyosentez reaksiyonlarda indirgenmeleri sağlayan NADPH’ın organizmadaki başlıca kaynağı PPP (pentoz fosfat) yoludur. Yani NADPH de NADH gibi yüksek enerjili bir molekül ancak biyosentezde, yağ asitleri, stereoid biyosentezi ve glutatyonu indirgenmiş halde kullanılır.
Monosakkaritlerin yarı asetal şekilleri
Monosakkaritler ihtiva ettikleri polialkol gruplarından dolayı hep tatlı maddeler olarak bilinmektedir. Bir aldehit gurubun herhangi bir alkol hidroksili ile reaksiyona girmesi sonucunda yarı asetal zinciri oluşup, aynı aldehit grubun 2 alkolün hidroksili ile reaksiyona girmesiyle de asetal zinciri ortaya çıkmaktadır.
R-C =O + R1-OH → R-C ⁄ OH
│ │ \ OR1
H H
Aldehit Alkol Yarı asetal
OR1
R-C=O+2R1-OH → R-C ⁄ + H2O
│ │ \ OR1
H H
Aldehit Alkol Asetal
Aynı şekilde bir keto grubu bir alkol hidroksil ile birlikte yarı ketal, iki alkolün hidroksili ile de ketal meydana gelmektedir. Şu bir gerçek her monosakkarit grubu aldehit ve keto grubu ihtiva etmektedir.
Aldehit grubu ihtiva eden monosakkaritlere genel olarak aldoz, keto grubu ihtiva eden monosakkaritlere ise ketoz adı verilir. Dolayısıyla 3 C atomundan bir aldehit grubu olan monosakkaritlere aldotrioz(gliseraldehit) ve bir keto grubu olana ise ketotrioz(dihidroksi aseton) diye adlandırılmaktadır. Bu arada yukarıda da belirttiğimiz üzere 4 karbon (C )’lu monosakkaritler aldotetroz ve ketotetroz, 5 C’lular ise aldopentoz ve ketopentoz diye isimlendirilirler.
Ayrıca ketozlar kendilerine karşılık gelen aldozlara ait –oz eki yerine “uz” eki koymak suretiyle de adlandırılır. Örnek- Riboz → Riboluz.
Bir şekerin asetal veya ketal hidroksili herhangi bir alkol hidroksili ile birleşmesi sonucunda meydana gelen yarı asetal veya yarı ketal eterine glikozid denilip, yine buna benzer bir şekilde galaktozdan türeyip meydana gelen bağa ise galaktozid denmektedir. Şayet asetal veya ketal hidroksilin glikozid teşkil eden maddesi şeker değilse bu maddeye aglikon denmektedir.
Bilindiği üzere monosakkaritler ve türevleri ‘oz’ serisine ait olmak üzere sınıflandırılır. Zira bir alkol grubunun metil ve metilen grubuna dönüşmesi “dezoksi” ön eki ile gösterilmektedir. Örnek: Riboz → 2-deoksiriboz.
Heksozlar
En önemli heksozlar aldoheksozlardan glikoz, galaktoz ve mannoz olup, ketoheksozlardan ise fruktoz ve sorboz mühim bir yer teşkil etmektedir.
Ara polisakkarit olan nişasta ve glikojen α – glikoz birimlerinden meydana gelip, selüloz ise β- glikoz birimlerinden yapılmıştır.
Galaktoz; insan ve hayvan organizmasında süt şekeri olan laktozun yanısıra glikolipitlerden olan serebrozitler ve bazı bitki polisakkaritlerinde bulunmaktadır.
Mannoz; organizmada glikoprotein bileşenlerini teşkil eden polisakkaritler içerisinde veya bazı bitki polisakkaritlerinde bulunur.
Serbest fruktoz; bal, bazı meyveler ve memelilerin sperm sıvısında bulunur.
Ketoheksozların en önemlisi karbohidrat metabolizmasında meydana gelen sedoheptulozdur.
Oligosakkaritler
2 monosakkarit molekülünden 1 mol H2O çıkmasıyla dissakkarit, 3 mol monosakkarit biriminden 2 mol su çıkmasıyla trisakkarit oluşur. Hakeza aynı kurala göre 3 ve 4 monosakkaritten 3 ve 4 mol su çıkmasıyla birlikte tetrasakkarit ve en nihayet 5’li pentasakkaritler teşekkül eder. Oligosakkaritlerin bazıları tabiatta mevcut bitkiler tarafından sakkaroz biçiminde, bazıları polisakkaritlerin kısmi hidrolizlenmesi sonucunda maltoz şeklinde sahne almaktadırlar. Herşeye rağmen insan ve hayvan organizmaları için en önemli oligosakkaritler dissakkaritler olsa gerektir. Dolayısıyla oligosakkaritler 2 mol monosakkarit molekülü ve bir H2O molekülünün açığa çıkıp, bu iki ürünün birleşmesiyle birlikte karbonhidratlar meydana gelmektedir. Yine en iyi bilinen dissakkaritler ise hiç şüphesiz maltoz (meyve şekeri), sellobioz, gentiobioz, trehaloz, sakkaroz ve laktozdur.
Bu arada dissakkaritler genel yapısı itibariyle C12H22O11 şeklinde formüle edilirler.
Polisakkaritler
Polisakkaritler adından da belli olduğu üzere poli, yani çok sayıda glikoz moleküllerinden meydana gelen bileşiklerdir. Hatta polisakkaritleri birçok monosakkarit molekülüyle birlikte birer H2O molekülünün açığa çıkmak suretiyle meydana gelen büyük moleküllü maddeler olarakta tarif edebiliriz. Ayrıca polisakkaritler monosakkarit adının sonuna -oz son eki yerine –on veya –an eki alarak isimlendirilir. Bundan dolayı polisakkaritler glukagon, frukton, galakton mannan, araban, galaktan, ksilan, diye de adlandırılırlar. Bu yüzden polisakkaritler çok kompleks yapıda karbonhidratlar olarak anılmaktadırlar. Yani bir tek monosakkarit tür veya türevin birimlerini ihtiva eden polisakkaritlere homopolisakkaritler, çeşitli monosakkarit türleri veya türevlerin birimlerini ihtiva eden polisakkaritler ise heteropolisakkaritler diye tarif edilirler. Başlıca homopolisakkaritler nişasta, glikojen, dekstran, selluloz, inulin, kitin, galaktoz, mannan, ksilan, hyaluronikasit, heparin, kondroitin sülfatlar, mükoid sülfat, kan grubu polisakkaritleri, pektin, alginik asit, agar agar, arap zamkı ve pnömokok polisakkaritleri olarak tasnif edilirler.
Polisakkaritlerin en ilgi çekenleri hiç şüphesiz nişasta, glikojen ve selülozdur. Nitekim buğday, pirinç ve patates gibi bitkilerin bünyelerinde takriben 3000 civarında glikoz moleküllerinden teşekkül etmiş polisakkaritler mevcuttur. Özellikle selüloz hemen hemen her bitkide bulunan çok mühim bir polisakkarit cinsidir. Nişasta ise fotosentez reaksiyonu sayesinde kloroplastlar tarafından imal edilen bir polisakkarittir.
Nişasta
Bitkilerin yedek polisakkaridi olan nişasta birçok α – glikoz birimlerinin glikozid bağları ile bağlanmasıyla meydana gelen ve aynı zamanda hidrolizleşebilen büyük moleküllü maddelerdir. Yani nişasta amilaz ve amilopektin adlı iki poliglikozun karışımı bir üründür.
Ayrıca nişastayı oluşturan amilaz 100–400 kadar α (1→4) glikozid molekülünden ibaret olup, amilopektin ise α (1→4) glikozid bağları ile bağlanmış düz bir glikoz zincirinden başka yan dallar da ihtiva eden bir moleküldür.
Nişastanın Sindirimi
Nişasta ağızda ve ince ince bağırsaklarda sindirilir.Nitekim tükrük amilaz ve pankreas amilaz enzimleri nişastayı hidrolitik olarak yıkmaya muktedirler. Hatta α – amilazın nişastanın iç kısmındaki α(1→4) glikozid moleküllerin etkisiyle ilk ürün olarak oligosakkaritler oluşmaktadır. Derken α-amilazın oligosakkaritleri hidroliz etmesi sonucunda α-maltoz ve az miktarda glikoz meydana gelmektedir. Şöyle ki α-amilaz amilopektine etki ettiği zaman ister istemez iç kısımlarda α(1→6) glikozid bağların hidroliz etkisi durur. Bu durumda hidroliz ürünleri olarak maltozlar ortaya çıkacak, hatta α(1→6) glikozit bağını ihtiva eden disakkaritlerden olan izomaltozlar, sınır dekstrinleri ve az miktarda glikoz teşekkül edecektir.
Selüloz
Bitkilerin çeperlerini meydana getiren etkin bir karbonhidrat molekülüdür. Fakat selüloz nişasta gibi suda ayrışmadığı için (hidroliz olmadığı için) glikoz molekülüne dönüşemiyecektir. İyiki de dönüşemiyor. Çünkü selüloz hidrolizleşmediğinden dolayı pektik yapısıyla birlikte bitki çeperini dayanıklı kılmaktadır. Dahası bu madde çeper (elbise) yapımı için vazifelidir. Aslında selüloz β (1→4) glikozid bağlarıyla bağlanmış düz bir poliglikoz molekülüdür. Pektin maddesi ise meyvaların jel özelliğini veren bir polisakkarit bir madde olup, aynı zamanda α (1→4) galakturonik asit ve metil esterinin polimeridirler.
Glikojen
Glikojen karaciğerde, kaslarda ve az miktarda da olsa diğer bütün hücrelerde bulunan ve suda çözünebilen bir şeker olup, glükoz moleküllerinin düz olanı değil, bilakis dallanarak zincir haline gelmiş bir bileşiktir.
Karaciğer glikojeni malum olduğu üzere kan şeker miktarını belirli seviyede tutmak üzere kana glikoz veren bir kaynak, keza kas glikojeni ise kas kasılması için gerekli bir kaynaktır.
İnülin
Bazı yumru köklü bitkilerde bulunan bir yedek polisakkarid olup, birçok früktoz moleküllerinin β (1→4) glikozid bağları ile bağlanmasından meydana gelen düz zincirli bir polisakkarittir. Ayrıca bunlar hidroliz edildiklerinde sırasıyla mannoz, galaktoz, arabinoz, ksiloz gibi monosakkaritleri verirler.
Pnömomok Plolisakkaritler
Pnömomok plolisakkaritleri grubuna ait hidrojen ürünlerinden bulunan temel birimler ise glukuronik asit, galakturonik asit, gluktoz, arabinoz, galaktoz, mannoz, rannoz, inozitol, glikozamin, galaktozamin ve asetil asettir. Bu arada glikozamin ve galaktozamin gibi pnömokok polisakkaritler de N- asetik türevleri halinde bulunurlar.
Kondroitin Sülfat
İnsan ve memeli bağ dokusunun ve özellikle kıkırdağın başlıca maddesi sayılan kondroitin sülfat, proteinlerle birleşmiş olarak bulunurlar. Nitekim A, B ve C diye 3 türlü kondroitin sülfat vardır.
Mukat Sülfat (mukik asit) ve N-asetil glukozamin sülfat ise glikuronik asit birimlerini ihtiva eden polisakkaritlerdir.
Kan grubu polisakkaritleri ise eritrositlerin duvarlarında bulunup AB sulfat ve AB kan grupları adını almaktadır.
Biyolojik bakımdan önemi olan hyaluronik asit, heparin, kondroitin sülfatlar, mucain sülfat ve kan grubu polisakkaritlerinin tümüne mukopolisakkaritler denmektedir. Hatta mukopolisakkaritler proteinlerle birleşerek mukoproteinleri veya mukoidleri teşkil ederler. Dolayısıyla mukozolardan salgılanan mukopolisakkarit ve mukoprotein karışımı olan maddelere musin adı verilmektedir. Hiç şüphesiz mukoproteinlerin en büyük bölümünü karbonhidrat, az kısmını ise proteinler oluşturmaktadır.
Alhinik asitler
Alhinik asitler deniz yosunlarından elde edilen polisakkarit olup, β-D(1→4) polimannuronik asit ve β-L (1→4) glukoronikasit ihtiva ederler.
Arap zankı
L-arabinoz, L-rannoz ve D-glukoronik asit ihtiva eden dallanmış bir polisakkarittir.
Agar agar
Deniz yosunlarından elde edilen bitkisel zank olup bakteriyolojik besiyeri ortamı olarak kullanılır. Agar agar aynı zamanda kompleks bir polisakkaridin sülfirik asit esteridir.
Hyaluronik asit
Hyaluronik asit insan ve hayvan organizmasına ait bağ dokunun önemli bir maddesidir. Bundan başka eklemlerin sinovyal sıvısında göbek kordonunda ve gözün cam cisminde bulunurlar.
Kıvamlı bir madde olan hyalunorik asit aslında D- glukoronik asit ve N-asetil-D-glukozaminden ibaret bir bileşiktir. Bir anlamda glikozit bağları β-(1→3) ve β-(1→4) şeklindedir.
Hyaluronik asit hidroliz edildiklerinde glukronik asit, glukozamin ve asetik asit verirler. Bu arada Hyaluronidaz enzimi ise spermatozoitin ovuma girmesini sağlayarak döllenmeyi kolaylaştırmaktadır.
Stereoizomeri
Birçok karbonhidratlar aynı sayıda atom ve aynı türde fonksiyonel grupları ihtiva ettikleri halde, aslında tamamen birbirlerinden farklı maddelerdir. Yani moleküllerin kontitüsyonların (atom grupları ile bağlanma sistemi) aynı konfigirasyonlarla (atom gruplarının uzayda diziliş tarzı) farklılık arz etmesinden dolayı bunlara stereoizomeri denip, ürünlerine ise stereoizomeri maddeler denmektedir.
Optik izomeri ve optik aktiflik
Dört elektron çiftinden herbiri çeşitli atom ve atom grupları taşıyorsa bu durumda asimetrik karbon (C ) atomuna bağlı bir yapı var demektir. Genelde asimetrik C atom sayısı “n” ise steroizomer sayısı 2n olmaktadır. Yukarıda belirttiğimiz üzere steroizomer maddelerin kontitüsyonları aynı olmakla beraber konfigirasyonları tam tersine farklılık arzetmektedir. Bu esaslardan hareketle optik izomerin özel bir stereoizomer kapsamına girdiğini belirtebiliriz. Dolayısıyla sadece bir C atomun konfigürasyonu farklı olan optik izomerlere epimerler ve bunların birbirine dönüşmesine ise epimerizasyon denmektedir. Örnek: glikoz ve mannoz, glikoz-galaktoz epimer şekerleri.
Asimetrik C atomu ihtiva eden maddeler polarize ışığın titreşim düzlemini çevirmekte mahir olup, bu özelliği gösteren maddelere optikçe aktif maddeler olarak tanımlanır. Hatta optikçe aktif maddelerden polarize ışığı sağa çeviren izomer maddelere sağ şekli (+), sola çevirene ise sol şekli (-) olarak bilinmekle beraber, optikçe aktif bu her iki madde bir arada enantiomerdiye isimlendirilir. Bir başka ifadeylesağa çeviren izomer maddelere dekstrojir (Amerikan esansı), sola çevrilen izomerlere ise Levojir (Fransız esansı) denmektedir.
Demek ki her iki stereoizomer eşit miktarda karışım halinde bulunduğunda polarize ışığı çeviremeyecekleri muhakkak. Bu durumda her iki stereoizomer çevrilme dereceleri birbirini yok (nötr) edeceklerinden açığa çıkan bu karışım rasemikadını alacaktır. Kelimenin tam anlamıyla optikçe aktif maddenin her iki enantiomer bir karışımda eşit miktarlarda bulunuyorsa, bu durumda rasemik karışımın varlığından sözedilecektir.
Yağlar
Yağlar vücut biyokimyasında en fazla depo edilen ve proteinler gibi daha basit moleküllerden meydana gelen elemanlardır. Yani yağlar gliserol ve yağ asitlerinden teşekkül etmişlerdir. Bu birleşme hiç kuşkusuz yağ asitlerin gliserinin hidroksil (-OH) gruplarına ester bağıyla bağlanması neticesinde trigliserid denen nötral yağlar sahne almaktadır. Bu birleşmenin tersi durumda ise, yani ester reaksiyonun inversibl olmasıyla birlikte hidroliz olayı vücuda gelmektedir. İşte böyle bir olayda sodyum, potasyum ve kalsiyum hidroksit gibi bazların sulu çözeltilerinde oluşan hidrolizleri sabunlaşma olarak yer alırlar.
Genelde katı yağ denildiğinde tereyağı, iç yağı, zeytinyağı ve bir kısım nebati margarinler diye kategorize edilir. Bitkisel yağ denildiğinde ise ekseriyetle pamukyağı, zeytinyağı, fıstıkyağı, hintyağı, keten yağı, ayçiçeği yağı denilen sıvı yağlar akla gelmektedir. Eterik yağlar malum, onlarda kokulu bitkilerden elde edilen hoş koku salan ve uçucu yağlar olarak dikkat çekmektedir. Yağları kısaca böyle tanımladıktan sonra biyokimya açısından ele aldığımızda; özellikle karbonhidrat ve proteinlerin aciz kaldığı durumlarda yağlar yedek besin kaynağı olarak imdadımıza yetiştikleri gözlemlenmiştir. Ayrıca yağ depoları daha ziyade deri altı bağ dokusunda, kaslar arası bağ dokusunda, böbrek ve diğer iç organların etrafındaki dokularda bulunduklarından kendilerine daha çok iç yağı diyebileceğimiz enerji hammaddesi gözüyle bakılmaktadır. Mesela suda az olarak çözünen triaçilgliseroller aynı zamanda insan organizmasında yedek madde olup fosfolipit, stereoid ve glikolipit içermektedirler. Zira triaçilgliserollerin hidroliz olmasıyla birlikte yağ asitleri ve gliserole dönüşmektedirler.
Lipitler
Lipitlerin yapısında özellikle C, H ve O bulunmakla beraber bazı bitkilerde fosfat, azot ve seyrek olmak üzere S (kükürt) bulunmaktadır. Lipit moleküllerin yapısı polar veya apolar şeklinde dizayn edilmiştir. Fakat molekülün en büyük kısmının apolar kutup olduğu anlaşılmaktıdır. Nitekim apolar kısımlar alfatik veya halkalı hidrokarbonlar oluşturmaktadır. Lipitler genel olarak;
—Yağ asidi ve triaçilgliseroller
—Mumlar
—Fosfolipitler
—Glikolipitler
—İzopron türevi proteinleri olarak bilinmekle beraber, ana hatlarıyla dört gruba ayrılırlar:
1- Basit lipitler
2-Bileşik lipitler
3-Lipitlerden oluşan maddeler
4-Lipoidler.
Hidrolitik olarak parçalanmayan lipitlere basit lipitler denip, bunlar kolesterol, karoten, mum alkolleri ve eritron olarak bilinmektedir. Örnek: Nötr lipitler ve mumlar. Nitekim mumlar hidroliz edilerek uzun zincirli yağ asitleri ve mono alkalilere parçalanırlar.
Bileşik Lipitler:
Bilindiği üzere organizmada bulunan lipitlerin hidrolitik yapı birimlerine parçalanabilenlerine bileşik lipitler denmektedir.
Bileşik lipitler ise kendi aralarında;
—Fosfolipitler.
—Glikolipitler
—Aminolipitler diye tasnif edilirler.
Fosfolipitler de kendi aralarında;
—Fosforik asit (fosforik asit + 2 yağ asidi + H3PO4)
—Sefalın (fosforik asit + Serin)
—Fosfotidil kolamin (fosforik asit + kolamin.)
—Fosfoinozitol (fosforik asit + inozıtol)
—Difosfoinizotol (fosforik asit + 2inozıtol)
—Sfingomyeli’ler (Sfingozin + yağ asidi+ H3PO4 + kolin.)
—Plazmalojenler (Aldehit + Gliserin + yağ asidi+ H3PO4 + kolamin.)
— Kardiolipitler (Gliserin+ yağ asidi+ H3PO4) diye alt bölümlere ayrılır.
Gilkolipitler:
Glikolipitler hidroliz olmasıyla birlikte yağ asitleri, azotlu alkol ve monosakkaritlere parçalanıp şu alt başlıklarda incelenirler:
—Glikozfinguzinler
—Ganglikozidler
—Serebrozidler
—Sulfolipitler
Amino lipitler:
—Proteolipit
—Lipoprotein.
Lipitlerin yapıtaşları:
—Yağ asitleri
—Yağ alkolleri
—Lipit bazları.
Yağ asitleri:
—Doymuş yağ asitleri.
—Doymamış yağ asitleri.
Doymuş yağ asitleri:
—Formikasit
—Asetikasit
—Propionikasit
—Butirikasit
—Palmitikasit.
—Stearikasit
—Tüberkolisis steariksin asit
Doymamış yağ asitleri:
—Stearik asit
—Linoelik asit
—Linolenik asit
—Oleik asit
—Arasidonik asit
Arasidik asit
—Patmitoloik asit.
İnsan vücudunda yağ asitleri:
—Stearik asit
—Oleik asit
—Linoleik asit
—Linolenik asit
—Digertesi
—Palmitik asit
—Palmitoleik asit.
Yağ alkolleri:
—Stearik alkol
—İnizitol
—Mum alkolleri
Lipit bazları:
—Kolamin
—Kolin
—Serin
—Sfingozin
—Seramidbirim
Lipoidler:
—Steorid maddeler
—Tokoferoller
—Fillokinonler.
Pirüvik asit metabolizması
Pirüvik asitin hidrojenasyonu ile laktik asit oluşur.
Pirüvik asitin aminasyonu ile alanin oluşur.
Pirüvik asitin karboksilasyonu ile oksaloasetikasit oluşur.
Pirüvik asitin oksidatif dekarboksilasyonu ile Asetil CoA oluşur.
Pirüvik asitin laktoz ve dehidrogenezi ile stosilde laktik asit oluşur.
Pirüvik asitin transaminasyon ve oksidatif dezaminasyon sonucu mitokondri üzerinde alanin oluşur.
Pürivik asitin karboksilaz ve karbondioksit ilavesi ile mitokondride oksaloasetik asit oluşur.
Pürivik asidin oksidatif dekarboksilaz ve CoA enzimi yardımı ile Asetil Coa oluşur.
Bu arada belirtmekte fayda var; topraktan geldik toprağa gideceğiz der dururuz ya. Bu söz belli ki boşa söylenilmemiş. Çünkü toprağı oluşturan en temel maddelerin önde geleni poliüronidlerdir. Bu madde bir üronik asit bileşiği olması hasebiyle polisakkaritler de denmektedir. Bilindiği veçhiyle bakterilerde dâhil tüm canlıların yapılarında çok sayıda bileşikler yapmasıyla meşhur madde özelliği taşımaktadır. Mesela glukoronik asit, chtin, hyaluronik asit ve heparin bunlardan birkaçı sadece. Diğer canlılarda olduğu gibi insanda da mukopolisakkaritlerin gerek dokular gerek hücreler gerekse damarlara bir nizam verdiği gibi bunlarla ilişki kurabilen mezanşimal dokuların özünü oluşturduğu bir sır değil artık. Zaten toprakta var olan üronik asitlerin pentagonal(beşgen) ve tetragonal(dörtgen) kristalleri ile insan kanındaki A ve B grubu kristallerinin birbirleriyle uyumlu olmaları bir kez daha topraktan geldik toprağa gideceğiz fikrini daha da güçlendirmektedir.
Anlaşılan o ki biyokimyasal hayat tesadüf üzerine kurulu değildir. Bir ilkokul çocuğuna bile bir torbaya 1’den 10’a kadar yazılı rakamlardan ibaret zarları koyduğumuzda çekeceğiniz ilk rakamın 1 olma ihtimalini sorduğumuzda elbette ki 1/10 olduğu cevabını verecektir. Yine 1 ve 2 rakamların aynı anda çekme ihtimalinin 1/100 (10x10=100) ve 1, 2, 3 rakamlarının ise 1/1000 (10x10x10x10=1000) olduğunu söyleyecektir. Hakeza tüm rakamları sırasıyla çekme ihtimalinin de 10 rakamının 10’cu kuvveti olan 10 milyar gibi bir rakamla karşı karşıya kaldığımızı görürüz. Demek ki rakamlar bile materyalizme geçit vermemektedir. O halde yaratılışı inkâr niye?
Velhasıl; sizler ne kadar inkâr ederseniz edin güneşi balçıkla sıvayamazsınız.
Vesselam.
|