Paraoksonaz Q ve R

İzoenzimlerinin Saflaştırılması ve

Bazı Çevre Kirleticilerinin Bu

İzoenzimler Üzerine Afinitelerinin

Araştırılması

HazırlayanArş.Gör.Nahit Gençer

DanışmanProf. Dr. Oktay ARSLAN

Paraoksonaz Nedir ?

Paraoksonaz, HDL’ye bağlı olarak bulunan detoksifikasyon ve antioksidan özelliği ile organizmada önemli fizyolojik fonksiyona sahip karaciğerden sentezlenen bir enzimdir.

Adlandırılması Enzim aktivitesi ölçümünde yaygın olarak

kullanılan substrat ‘‘paraoksonparaokson’’dur.

ParaoksonParaokson (O,O-dietil-O-p-nitrofenil fosfat)(O,O-dietil-O-p-nitrofenil fosfat)

NO2PO

CH3CH2

CH3CH2

NO2OP

S

O

OEt

Et

NO2OP

O

O

OEt

EtP

O

O

OEt

Et OHNO2HO

Parathion (O,O-dietil O-(4-nitrofenil)fosforatiat)Parathion (O,O-dietil O-(4-nitrofenil)fosforatiat)

METABOLİZMAMETABOLİZMA

ParaoxonParaoxon Dietil hidroksi fosfatDietil hidroksi fosfatPara nitro fenolPara nitro fenol

+

Paraoxon, organizmaya zararlı olup pestisit olarak kullanılan ‘parathion’un metabolik ürünüdür.

PON1PON1

H2O

Kromozom 7’nin uzun kolunda bulunan paraoksonaz aktivitesinden sorumlu gen; PON1,PON2 ve PON3 olmak üzere multigen ailesine sahiptir.

PON1 ve PON3 karaciğerden sentezlendikten sonra, serumda

HDL’ye bağlı olarak bulunmaktadır.

PON2 ise karaciğer, böbrek, beyin gibi dokularda bulunmaktadır.

PON gen klastırPON gen klastır

PON Gen Ailesi

43-45 kDa molekül ağırlığında kütleye sahip bir glikoproteindir.

İzoelektrik noktası 5,1’dir.

355 aminoasit içerir.

Enzim aktivitesi Ca+2 iyonuna bağımlıdır.

PON1 serumda HDL’ye bağlı olarak bulunmaktadır.

PON1’in Özellikleri

PON1, 4 adet zincirden oluşan 6 adet -kırmalı yapıdan meydana gelmiştir.

-kırmalı tabakaların merkezinde 7.4 Ao aralıklı iki adet Ca+2 iyonu bulunmaktadır.

Yapısal kalsiyum Katalitik kalsiyum

PON1 aktif bölgede H1, H2 ve H3 heliks yapıları bulunmaktadır.

HDL’ye Bağlanması

apoA-1

apoA-2

Fosfolipitler ve serbest kolestrol

Trigliserit ve kolestrol esterleri

HDL

Organofosfatlara Karşı Koruma

PON1’in en iyi koruyucu fonksiyonu; soman, sarin, tabun gibi organofosfat sinir gazlarını, aromatik karboksilik asit esterlerini ve insektisitleri hidrolize etme yeteneğidir.

OP bileşiği genel formülü

P

O

R1 X

R2

(ya da S)

OP ve Sinir Gazlarının Detoksifikasyonu

MikrozomalOksidasyon

++ H3O+R OHOP

S

OEt

R OEt OP

O

OEt

R OEt(O)

(Et)2PO(H2O)

PlazmaPON1

OrganofosforOrganofosforusus İnsektisitİnsektisit

OrganofosforOrganofosforusus oxonoxon

Dietil Dietil fosfatfosfat

F-OP

O

R2

R1 F(H2O)

PlazmaPON1

OP

O

R2

R1 O- + H3O++

Sinir gazlarıSinir gazları

LDL Oksidasyonunun Önlenmesi

PON1, arteroskleroz sürecinin başlangıç evresi olan LDL fosfolipidlerinin oksidasyonuna karşı korunmasında önemli rol oynamaktadır. Bu nedenle antioksidan bir enzimdir.

Arteroskleroz sürecinde arter duvar hücrelerince üretilen başlıca toksik oksijen metaboliti olan hidrojen peroksitleride indirgeyebilmektedir.

POLİMORFİZMPOLİMORFİZM

İlk olarak 1973’de von Mallinckrodt ve ark.’ı tarafından PON1192’nin genetik polimorfizm gösterdiği ve enzim aktivitesinin trimodal dağılıma sahip olduğu gösterilmiştir.

PON1 geni üzerinde kodlanma bölgesinde, intronlarda ve genin promoter bölgesinde olmak üzere 160’dan fazla polimorfizm tespit edilmiştir.

POLİMORFİZMPOLİMORFİZM

PON1PON1 PON2PON2

55. Pozisyon55. PozisyonLeu → Met Leu → Met

(L→M)(L→M)

192. Pozisyon192. PozisyonGln → Arg Gln → Arg

(Q→R)(Q→R)

148. Pozisyon148. PozisyonAlanin → GlisinAlanin → Glisin

311. Pozisyon311. PozisyonSistein → SerinSistein → Serin

Homozigot AA(QQ)

Heterozigot AB(QR)

Homozigot BB(RR)

PON1-192 Polimorfizm

PON1-55 Polimorfizm

Paraokson substrat olarak kullanıldığında R alel yüksek, Q alel düşük aktivite göstermektedir.

Türklerde R alel sıklığı doğu populasyonlarından düşük, Avrupa ırkına yakın değerler gösterir.

Doğu ülkelerinde R alel daha yüksek sıklıkta iken Batı popülasyonlarında bu sıklık azalmaktadır.

Q allel Avrupa,Kanada ve Amerika’da yüksek, Avustralya Aborigin,Zambiya ve Zimbabwe’de düşüktür.

Afrika’da ve doğulularda dağılım ünimodaldır, bu ırklarda Q alel saptanmamıştır.

PON1192 polimorfik dağılımı büyük interetnik dağılım

gösterir.

HASTALIKLARLAHASTALIKLARLAİLİŞKİSİİLİŞKİSİ

Arteroskleroz

Damar sertliği (arteroskleroz), atardamar duvarının en iç tabakasının yağ ve köpük hücreleri denen vücut hücrelerinin birikimiyle kalınlaşmasıdır.

Damar sertliğinin en sık yerleştiği atardamarlar koroner ve beyindeki atardamarlardır.

Diabet Diabetik hastalarda kontrol grubuna

göre PON1 aktivitesinde azalma gözlenmiştir.

PON1192R ve PON155L görülme sıklığının hastalıkla ilişkili olduğu düşünülmektedir.

Alzheimer

Alzheimer hastalarında kontrol grubu ile karşılaştırıldığında PON1 aktivitesinde önemli bir azalma gözlenmiştir.

Alzheimer hastalarında yapılan bir çalışmada, PON1 geninin 192. polimorfizmi R allel görülme sıklığı kontrol grubuna göre oldukça düşük bulunmuştur

Parkinson

PON1 enzimi 192. bölgede Q alleli bulunduran kişilerde Parkinson hastalığı olma riskinin yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Çevre kirliliği; geçici veya sürekli bir biçimde

canlılara zarar veren gaz, sıvı ve katı

maddeler ile radyasyonun; cisim, sistem ve

çevrede meydana getirdiği olumsuz

değişimlerdir.

Bir başka deyişle hava, su ve toprağın

fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinde

meydana gelen arzu edilmeyen değişimlerdir.

Ağır metaller

Mn, Hg, Co, Cd, Ni ve Cu

Essensiyal olsun veya olmasın ağır metallerin yüksek

konsantrasyonları mikroorganizmalar, bitkiler, hayvanlar ve

insanları içeren canlılar alemi için toksik etkisi bilinen bir

gerçektir.

Önemli bir kirletici grubu oluşturdukları bilinen ağır

metallerin; toksik ve kanserojen etkileri olduğu gibi, canlı

organizmalarda birikmesi de söz konusudur.

İnsektisit Herbisit

FungisitRodentisit

Pestisitler

Pestisitlerin çevreye etkileri

Su

Belirli koşullarda pestisitler yer altı sularına

geçebilir. Balıklarda insektisit yoğunluğu suya

göre 10 000 kat daha fazla olabilir.

Toprak

Toprak bakterilerinin yok olması

Solucanların zarar görmesi

İlaçlı topraklarda yetişen bitkilerdeki pestisit

kalıntıları

Pestisitlerin topraktan yer altı sularına karışması

Purtapyr : (RS)-5-etil-2-(4-izopropil-4-metil-5-okzo-2-imidazolin-2-yl) nikotinik asit),

Practucer: Propil-3-(dimetilamino) propilkarbomat hidroklorid

Agroform: (2,4-Diolorofenoksi

asetik asit dimetil amin tuzu)

Roundup: Glifosfat-Amin tuzu

N-(fosfonometil) glisin )

TEŞEKKÜRLERTEŞEKKÜRLER