एंजाइम गतिविधि में विटामिन क्या भूमिका निभाते हैं?

विटामिन आवश्यक यौगिक हैं जिन्हें आहार के माध्यम से प्राप्त किया जाना चाहिए क्योंकि शरीर उन्हें संश्लेषित नहीं कर सकता है। विटामिन की आवश्यकता के कारणों में से एक यह है कि वे उत्प्रेरण में अप्रत्यक्ष भूमिका निभाते हैं, जिसमें एंजाइम रासायनिक प्रतिक्रियाओं को गति देते हैं। हालांकि, अधिकांश विटामिन अपने आप एंजाइमों की मदद नहीं कर सकते हैं। उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं में भाग लेने के लिए, अधिकांश विटामिनों को कोएंजाइम में बदलना पड़ता है जो छोटे "सह-पायलट" अणु होते हैं जो एंजाइमों के साथ जुड़ते हैं। ये कोएंजाइम बेहद उपयोगी होते हैं क्योंकि ये उत्प्रेरण के बाद समान रहते हैं, इसलिए इन्हें कई बार पुनर्नवीनीकरण और पुन: उपयोग किया जाता है।

एंजाइमों के साथ जुड़ने से पहले अधिकांश विटामिनों को कोएंजाइम में बदलना पड़ता है। ये परिवर्तन विटामिन संरचना में फॉस्फेट जैसे छोटे कार्यात्मक समूहों को जोड़ते हैं, या उनमें कमी-ऑक्सीकरण, या रेडॉक्स, प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं जहां इलेक्ट्रॉनों को या तो जोड़ा या हटा दिया जाता है। उदाहरण के लिए, विटामिन B2 को कोएंजाइम FMN बनाने के लिए फॉस्फेट समूह, PO3- को पकड़ना और बांधना होता है। फोलेट एक विटामिन है जो एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया के माध्यम से जाता है और इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करके अपने दो बंधनों को कम करता है और कोएंजाइम टीएचएफ बनाने के लिए चार हाइड्रोजेन प्राप्त करता है।

कोएंजाइम रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करके या सब्सट्रेट में कार्यात्मक समूहों को जोड़कर एंजाइमों की मदद करते हैं, जो एंजाइम द्वारा अंतिम उत्पाद में परिवर्तित हो जाते हैं। कार्यात्मक समूह जो कोएंजाइम सब्सट्रेट में जोड़ते हैं, वे अपेक्षाकृत छोटे होते हैं: कोएंजाइम पीएलपी एक अमाइन समूह जोड़ता है, -NH2, उदाहरण के लिए। कोएंजाइम रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं भी करते हैं। वे या तो सब्सट्रेट से इलेक्ट्रॉन लेते हैं या इसे इलेक्ट्रॉन देते हैं। ये प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती हैं और कोएंजाइम के ऑक्सीकृत और कम दोनों रूपों की सांद्रता पर निर्भर करती हैं। जितने अधिक ऑक्सीकृत कोएंजाइम होंगे, उतनी ही अधिक कमी होगी, और इसके विपरीत।

कोएंजाइम काफी सरल रासायनिक प्रतिक्रियाएं करते हैं, लेकिन इन प्रतिक्रियाओं का चयापचय कार्यों पर एक बड़ा प्रभाव पड़ता है। विटामिन के गामा-कार्बोक्सीग्लूटामेट के संश्लेषण को तेज करके रक्त के थक्के को रोकता है, एक अणु जो मुक्त-फ्लोटिंग कैल्शियम आयनों को बांधता है। धमनियों में बहुत कम कैल्शियम का निर्माण होता है, और हृदय रोग का खतरा कम होता है। सेलुलर श्वसन के दौरान ऊर्जा कोएंजाइम में भी संग्रहित किया जाता है, जिसके दौरान कोशिकाएं भोजन को तोड़ने से ऊर्जा प्राप्त करती हैं। यह ऊर्जा बाद में संचित कोएंजाइमों के ऑक्सीकरण द्वारा मुक्त होती है।

एक कोएंजाइम की प्राथमिक विशेषताओं में से एक यह है कि यह उत्प्रेरण द्वारा स्थायी रूप से परिवर्तित नहीं होता है। पुनर्चक्रण से पहले कोएंजाइम की संरचना में कोई भी परिवर्तन उलट दिया जाता है। कोएंजाइम जो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, जैसे एफएडी और एनएडी +, इलेक्ट्रॉनों को खोकर वापस अपने पिछले रूप में परिवर्तित हो जाते हैं। सभी कोएंजाइम इतनी जल्दी वापस नहीं बदले जाते हैं, विशेष रूप से कोएंजाइम जो कार्यात्मक समूहों को स्थानांतरित करते हैं। उदाहरण के लिए, THF एक CH2 समूह से जुड़ता है और प्रतिक्रिया समाप्त होने के बाद DHF में परिवर्तित हो जाता है। DHF को THF में घटाया जाता है और एंजाइम का पुन: उपयोग किया जाता है।