Dekarboksilleme

bir Dekarboksilleme genellikle karbon dioksitin bir organik asitten ayrılmasını temsil eder Karboksilik asitler söz konusu olduğunda, ayrılma ısıtma ve enzimatik reaksiyonlarla çok iyi gerçekleşir. Oksidatif dekarboksilasyon, piruvat parçalandığında organizmada asetil-CoA'ya ve a-ketoglutarat parçalandığında süksinil-CoA'ya yol açan özellikle önemli bir rol oynar.

Dekarboksilasyon nedir?

Dekarboksilasyon, metabolizmada önemli bir rol oynar. Dekarboksilasyon terimi, karbon dioksitin organik moleküllerden ayrılmasını ifade eder. Molekül içinde, ısı veya enzimatik reaksiyonların etkisiyle ayrılabilen bir karboksil grubu zaten mevcuttur.

Karboksil grubu, bir oksijen atomuna bir çift bağ ile ve bir hidroksil grubuna tek bir bağ ile bağlanan bir karbon atomu içerir.Karbon dioksit ayrıldıktan sonra, karboksil grubu, hidroksil grubunun hidrojen atomu ile değiştirilir. Örneğin, karboksilik asitler hidrokarbonlara dönüştürülür.

Karbonhidratlar, yağlar ve proteinler parçalandığında, katabolik metabolizmanın genel dengesi karbondioksit, su ve enerji oluşturur. Açığa çıkan enerji geçici olarak ATP biçiminde depolanır ve biyolojik çalışma, ısı üretimi veya vücudun kendi maddelerini oluşturmak için yeniden kullanılır. Piruvat ve a-ketoglutaratın dekarboksilasyonları, metabolizma bağlamında büyük önem taşır.

İşlev ve görev

Dekarboksilasyon, insan organizmasında sürekli olarak gerçekleşir. Önemli bir substrat, tiamin pirofosfat (TPP) yardımıyla dekarboksilatlanan piruvattır. Bu, hidroksietil TPP (hidroksietil tiamin pirofosfat) ve karbon dioksit oluşturur. Bu reaksiyondan sorumlu enzim, piruvat dehidrojenaz bileşenidir (E1).

Tiamin pirofosfat, B1 vitamini türevidir. Elde edilen hidroksietil TPP kompleksi, asetil dihidroliponamid oluşturmak için lipoik asit amid ile reaksiyona girer. Tiamin pirofosfat (TPP) bu süreçte yeniden oluşturulur. Piruvat dehidrojenaz bileşeni de bu reaksiyondan sorumludur.

Bir sonraki aşamada, asetil dihidroliponamid, asetil CoA oluşturmak için koenzim A ile reaksiyona girer. Bu reaksiyondan enzim dihidrolipoil transasetilaz (E2) sorumludur. Asetil-CoA, aktive edilmiş asetik asit olarak adlandırılır. Bu bileşik, bir substrat olarak sitrik asit döngüsüne akar ve hem anabolik hem de katabolik metabolizma için önemli bir metabolittir.Aktif asetik asit, karbondioksit ve suya veya önemli biyolojik substratlara ayrılabilir. uygulamıştır.

Zaten sitrik asit döngüsünden gelen bir metabolit, α-ketoglutarattır. Α-Ketoglutarat da karbondioksitin ortadan kaldırılmasıyla benzer reaksiyonlarla dönüştürülür. Son ürün süksinil-CoA oluşturulur. Süksinil-CoA, birçok metabolik süreçte bir ara üründür. Sitrik asit döngüsünün bir parçası olarak uygulanmaya devam edilecektir. Çoğu amino asit, sitrik asit döngüsüne yalnızca ara aşama süksinil-CoA yoluyla girer. Bu şekilde, amino asitler valin, metiyonin, treonin veya izolösin genel metabolik süreçlere entegre edilir.

Genel olarak, piruvat ve a-ketoglutaratın dekarboksilasyon reaksiyonları, anabolik ve katabolik metabolik süreçler arasındaki arayüzde bulunur. Metabolizma için merkezi öneme sahiptirler. Aynı zamanda, dekarboksilasyon yoluyla karbondioksit oluşumu genel karbondioksit dengesine dahil edilir.

Oksidatif dekarboksilasyonun önemi, organizma için enerji üretmenin yanı sıra vücudun kendi maddelerini oluşturmak için kullanılabilen metabolizmanın metabolitlerinin bir sonucu olarak oluşması gerçeğinde yatmaktadır. Dekarboksilasyon, glutamatın γ-aminobütirik aside (GABA) dönüşümünde de önemli bir rol oynar. Glutamat dekarboksilaz yardımıyla katalize edilen bu reaksiyon, GABA'yı biyosentezlemenin tek yoludur. GABA, merkezi sinir sistemindeki en önemli inhibe edici nörotransmiterdir. Aynı zamanda pankreas hormonu olan glukagonun inhibe edilmesinde önemli bir rol oynar.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Oksidatif dekarboksilasyon bozuklukları, B1 vitamini eksikliği ile tetiklenebilir. Daha önce belirtildiği gibi, B1 vitamini veya türevi tiamin pirofosfat (TPP), oksidatif dekarboksilasyonda belirleyici rol oynar. Bu nedenle, B1 vitamini eksikliği, enerji ve bina metabolizması bozukluklarına yol açar. Bu, karbonhidrat metabolizmasının ve sinir sisteminin bozulmasına neden olur. Polinöropati gelişebilir. Ek olarak, yorgunluk, sinirlilik, depresyon, görme bozuklukları, zayıf konsantrasyon, iştahsızlık ve hatta kas atrofisi semptomları ortaya çıkar. Hafıza bozuklukları, sık görülen baş ağrıları ve anemi de görülür.

Bağışıklık sistemi de bozulan enerji üretimi nedeniyle zayıflar. Kas güçsüzlüğü esas olarak baldır kaslarını etkiler. Kalp yetmezliği, nefes darlığı veya ödem de meydana gelir. Aşırı formunda B1 vitamini eksikliği beriberi olarak bilinir. Beriberi, özellikle diyetin B1 vitamini yönünden çok düşük olduğu bölgelerde görülür. Bu, her şeyden önce soya ürünleri ve kavuzlu pirinçle beslenme konusunda uzmanlaşmış nüfus grupları için geçerlidir.

Bir dekarboksilasyon bozukluğuna kadar izlenebilen başka bir hastalık, tip 1'in spastik tetraplejik serebral palsisidir. İnfantil serebral palsinin olduğu bu hastalık için tetikleyici genetik bir kusurdur. GAD1 genindeki bir mutasyon, glutamat dekarboksilaz enziminde eksikliğe yol açar. Glutamat dekarboksilaz, karbondioksiti ayırarak glutamatın γ-aminobütirik aside (GABA) dönüştürülmesinden sorumludur. Daha önce belirtildiği gibi, GABA, merkezi sinir sisteminin ana inhibitör nörotransmiteridir. Çok az GABA oluşursa, beyin hasarı erken bir aşamada meydana gelir. İnfantil serebral palsi durumunda bunlar spastik felce, ataksi ve atetoza yol açar. Spastik felç, kalıcı olarak artan kas tonusundan kaynaklanır ve bu da sert bir duruşla sonuçlanır. Aynı zamanda, ataksi olarak da bilinen, etkilenenlerin çoğunda hareketlerin koordinasyonu bozulur. Ayrıca atetoz bağlamında, hipotonik ve hipertonik kaslar arasında sürekli bir değişim olduğu için, istemsiz genişleme ve tuhaf hareketler olabilir.