प्रोटीन-एंजाइम: शरीर में प्रोटीन-एंजाइमों की भूमिका, गुण, कार्य

हर जीवित कोशिका में कई हैंरासायनिक प्रतिक्रियाएं एंजाइम (एंजाइम) प्रोटीन विशेष और अत्यंत महत्वपूर्ण कार्यों के साथ होते हैं। उन्हें बायोकैटालिस्ट कहा जाता है। शरीर में प्रोटीन-एंजाइमों का मुख्य कार्य जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करना है। शुरुआती अभिकर्मकों जिनकी बातचीत इन अणुओं द्वारा उत्प्रेरित की जाती है उन्हें सब्सट्रेट कहा जाता है, और अंतिम यौगिक उत्पाद होते हैं।

प्रकृति में, एंजाइम प्रोटीन केवल जीवित में काम करते हैंसिस्टम। लेकिन आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी में, नैदानिक ​​निदान, फार्मास्यूटिक्स और दवा, शुद्ध एंजाइम या उनके परिसरों का उपयोग किया जाता है, साथ ही शोधकर्ता के लिए सिस्टम ऑपरेशन और डेटा विज़ुअलाइजेशन के लिए आवश्यक अतिरिक्त घटक भी उपयोग किए जाते हैं।

जैविक महत्व और एंजाइमों के गुण

इन अणुओं के बिना, एक जीवित जीव नहीं हो सकाकाम करने के लिए। सभी जीवन प्रक्रियाएं एंजाइमों के लिए धन्यवाद मिलकर काम करती हैं। शरीर में प्रोटीन-एंजाइमों का मुख्य कार्य चयापचय का विनियमन है। उनके बिना, सामान्य चयापचय असंभव है। अणुओं की गतिविधि का विनियमन सक्रियकर्ताओं (inducers) या अवरोधक की कार्रवाई के तहत होता है। नियंत्रण प्रोटीन संश्लेषण के विभिन्न स्तरों पर संचालित होता है। वह पहले से ही तैयार अणु के लिए "काम करता है"।

प्रोटीन एंजाइमों के मुख्य गुण -एक विशिष्ट सब्सट्रेट के लिए विशिष्टता। और, तदनुसार, प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला केवल एक या, शायद ही कभी उत्प्रेरित करने की क्षमता। आमतौर पर, ऐसी प्रक्रियाएं उलटा होती हैं। दोनों एंजाइम दोनों कार्यों के लिए जिम्मेदार हैं। लेकिन यह सब नहीं है।

प्रोटीन एंजाइमों की भूमिका आवश्यक है। उनके बिना, जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं नहीं होती हैं। एंजाइमों की क्रिया के कारण, अभिकर्मकों के लिए सक्रिय ऊर्जा व्यय के बिना सक्रियण बाधा को दूर करना संभव है। शरीर में, तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म करना या रासायनिक प्रयोगशाला जैसे आक्रामक घटकों का उपयोग करना संभव नहीं है। प्रोटीन-एंजाइम सब्सट्रेट के साथ जोड़ता है। बाध्य स्थिति में बाद में रिलीज के बाद एक संशोधन होता है। इस प्रकार रासायनिक संश्लेषण कार्य में उपयोग किए जाने वाले सभी उत्प्रेरक।

प्रोटीन-एंजाइम अणु के संगठन के स्तर क्या हैं?

आम तौर पर इन अणुओं में तृतीयक (ग्लोब्यूल) होता है याquaternary (कई जुड़े ग्लोब्यूल) प्रोटीन संरचना। सबसे पहले वे एक रैखिक रूप में संश्लेषित होते हैं। और फिर आवश्यक संरचना में गुना। गतिविधि सुनिश्चित करने के लिए, बायोकैटालिस्ट को एक निश्चित संरचना की आवश्यकता होती है।

एंजाइम, अन्य प्रोटीन की तरह, हीटिंग, चरम पीएच मान, आक्रामक रासायनिक यौगिकों द्वारा नष्ट कर रहे हैं।

एंजाइमों के अतिरिक्त गुण

उनमें से, घटकों की निम्नलिखित विशेषताएं प्रतिष्ठित हैं:

1. स्टीरियोपेसिसिटी - केवल एक उत्पाद का गठन।
2. Regioselectivity रासायनिक बंधन या समूह की एकमात्र स्थिति में संशोधन का तोड़ रहा है।
3. Chemoselectivity केवल एक प्रतिक्रिया का उत्प्रेरण है।

कार्य की विशेषताएं

एंजाइमों की विशिष्टता का स्तर भिन्न होता है। लेकिन किसी भी एंजाइम हमेशा एक विशेष सब्सट्रेट या यौगिकों के समूह के संबंध में सक्रिय होता है जो संरचना में समान होते हैं। गैर-प्रोटीन उत्प्रेरक के पास यह संपत्ति नहीं है। विशिष्टता बाध्यकारी स्थिरांक (एमओएल / एल) द्वारा मापा जाता है, जो 10 तक पहुंच सकता है^-10 एमओएल / एल। सक्रिय एंजाइम का काम तेजी से है। एक अणु प्रति सेकंड हजारों संचालन उत्प्रेरित करता है। जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के त्वरण की डिग्री पारंपरिक उत्प्रेरक की तुलना में काफी (1000-100000 गुना) अधिक है।

एंजाइमों की क्रिया कई पर बनाई गई हैतंत्र। सबसे सरल बातचीत सब्सट्रेट के एक अणु के साथ होती है, उसके बाद उत्पाद के गठन के बाद होता है। अधिकांश एंजाइम प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले 2-3 अलग-अलग अणुओं को बांधने में सक्षम होते हैं। उदाहरण के लिए, एक समूह या परमाणु को एक कनेक्शन से दूसरे में स्थानांतरित करना या "पिंग-पोंग" के सिद्धांत पर एक डबल प्रतिस्थापन। इन प्रतिक्रियाओं में, एक सब्सट्रेट आमतौर पर जुड़ा होता है, और दूसरा एंजाइम के लिए एक कार्यात्मक समूह के माध्यम से बंधे होते हैं।

एंजाइम की क्रिया का तंत्र निम्न विधियों का उपयोग करके अध्ययन किया जाता है:

1. मध्यवर्ती और अंतिम उत्पादों की परिभाषाएं।
2. सब्सट्रेट से जुड़े संरचना और कार्यात्मक समूहों की ज्यामिति का अध्ययन और उच्च प्रतिक्रिया दर सुनिश्चित करना।
3. एंजाइम जीन के उत्परिवर्तन और इसके संश्लेषण और गतिविधि में परिवर्तन निर्धारित करना।

सक्रिय और बाध्यकारी केंद्र

सब्सट्रेट का अणु आकार में बहुत छोटा है,प्रोटीन एंजाइम की तुलना में। इसलिए, बायोकाटालिस्ट के कार्यात्मक समूहों की एक छोटी संख्या के कारण बाध्यकारी होता है। वे एक सक्रिय केंद्र बनाते हैं जिसमें एमिनो एसिड का एक विशिष्ट सेट होता है। संरचना में जटिल प्रोटीन में गैर-प्रोटीन प्रकृति का एक कृत्रिम समूह होता है, जो सक्रिय केंद्र का हिस्सा भी हो सकता है।

एंजाइमों के एक अलग समूह को बाहर करना जरूरी है। वे में अणु कोएंजाइम स्थायी रूप से अणु बंधन और इसे से छूट दी गई है शामिल है। पूरी तरह से बनाई प्रोटीन एंजाइम holoenzyme कहा जाता है, और जब एक सहायक कारक को दूर - apoenzyme। सहएंजाइमों अक्सर विटामिन, धातु, नाइट्रोजन अड्डों (- निकोटिनामाइड एडेनाइन डाईन्यूक्लियोटाइड, एफएडी - पीला रंग एडीनाइन डाईन्यूक्लियोटाइड, FMN - पीला रंग mononucleotide NAD) के डेरिवेटिव में कार्य के रूप में।

बाध्यकारी केंद्र विशिष्टता प्रदान करता हैसब्सट्रेट के लिए संबंध। इसके कारण, एक स्थिर सब्सट्रेट-एंजाइम परिसर बनता है। ग्लोबूल की संरचना इस तरह से बनाई गई है कि सतह पर एक निश्चित आकार (अंतर या गुहा) एक निश्चित आकार के हो, जो सब्सट्रेट के बाध्यकारी को सुनिश्चित करता है। यह क्षेत्र आमतौर पर सक्रिय केंद्र से दूर स्थित नहीं है। व्यक्तिगत एंजाइमों में कॉफ़ैक्टर या धातु आयनों के लिए बाध्यकारी साइटें होती हैं।

निष्कर्ष

प्रोटीन-एंजाइम शरीर में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ऐसे पदार्थ रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, चयापचय प्रक्रिया - चयापचय के लिए जिम्मेदार होते हैं। किसी भी जीवित कोशिका में, सैकड़ों बायोकेमिकल प्रक्रियाएं लगातार होती जा रही हैं, जिसमें यौगिकों की अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं, विभाजन और संश्लेषण शामिल हैं। ऊर्जा की एक बड़ी रिलीज के साथ पदार्थों का ऑक्सीकरण लगातार होता जा रहा है। बदले में, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, वसा और उनके परिसरों के गठन पर खर्च किया जाता है। क्लीवाज उत्पाद आवश्यक कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए संरचनात्मक तत्व हैं।