एंजाइम अणु होते हैं, विशेष रूप से प्रोटीन, जो स्थायी रूप से बदले बिना अवयवों (अभिकारकों और उत्पादों) के साथ बातचीत करके जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को गति देने में मदद करते हैं। इस सुविधा प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है कटैलिसीस, और तदनुसार, एंजाइमों को स्वयं के रूप में पहचाना जाता है उत्प्रेरक.
एंजाइम, जैसे बहुत सारे खिलाड़ी कीटाणु-विज्ञान दुनिया में लंबे और बोझिल नाम हो सकते हैं, जिनमें से लगभग सभी "-ase" में समाप्त होते हैं। लेकिन अगर आप उस औपचारिक प्रणाली से परिचित हैं जिसके भीतर एंजाइमों का नाम रखा गया है, तो आप बहुत कुछ खोल सकते हैं किसी दिए गए एंजाइम के कार्य के रहस्यों के बारे में बिना यह जाने कि वह एंजाइम क्या प्रतिक्रिया करता है उत्प्रेरित करता है।
उत्प्रेरक क्या है?
बोलचाल की भाषा में, उत्प्रेरक कोई भी इकाई है जो किसी दिए गए प्रयास के प्रवाह, दक्षता या प्रभावशीलता में सुधार करती है। यदि आप एक बास्केटबॉल कोच हैं और आप जानते हैं कि किसी लोकप्रिय खिलाड़ी को खेल में शामिल करने से भीड़ और सामान्य रूप से टीम में आग लग जाएगी, तो आप एक उत्प्रेरक की उपस्थिति का लाभ उठा रहे हैं।
मानव उत्प्रेरक चीजों को घटित करते हैं और वे अपने आस-पास के लोगों को भी अधिक से अधिक कुशल बनाने के लिए प्रेरित करते हैं। उसी तरह, जैविक उत्प्रेरक कुछ जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को लगभग स्वचालित रूप से प्रकट कर सकते हैं, जब तथ्य यह है कि इन प्रक्रियाओं के अभाव में एक गैर-आश्वासित निष्कर्ष की ओर ठोकर और डगमगाएगा एंजाइम।
उत्प्रेरकों को अक्सर उस रासायनिक प्रतिक्रिया के सूत्र में नहीं लिखा जाता है जिसमें वह भाग लेता है, क्योंकि परिभाषा के अनुसार एक उत्प्रेरक प्रतिक्रिया के अंत में अपने मूल रूप से अपरिवर्तित रहता है।
एंजाइम: परिभाषा और खोज
1870 के दशक के अंत तक, यह स्थापित हो गया था कि खमीर में कुछ चीनी के स्रोत का कारण बन सकता है मादक पेय पदार्थों में अनायास होने की तुलना में कहीं अधिक तेज़ी से रूपांतरित होता है, और वही के सिद्धांत किण्वन पनीर की उम्र बढ़ने के लिए लागू।
सही परिस्थितियों में अकेला छोड़ दिया, कुछ प्रकार के सड़ने वाले फल अंततः एथिल अल्कोहल का निर्माण कर सकते हैं। हालांकि, खमीर जोड़ने से न केवल किण्वन में तेजी आती है, बल्कि संपूर्ण रासायनिक प्रतिक्रिया में पूर्वानुमेयता और नियंत्रण का एक उपाय दोनों का परिचय मिलता है।
"एंजाइम" ग्रीक से "खमीर के साथ" के लिए है। जैसा कि आज प्रयोग किया जाता है, यह संदर्भित करता है जैविक जीवों के भीतर उत्प्रेरक, या पदार्थ जो एक जीवित प्रणाली के लाभ के लिए और दोनों के लिए उत्पादित होते हैं।
एंजाइम मूल बातें
सभी एंजाइमों का मुख्य कार्य कोशिका के भीतर होने वाली चयापचय प्रक्रियाओं को उत्प्रेरित करना है। एक अधिक औपचारिक एंजाइम परिभाषा निर्दिष्ट करती है कि एंजाइम को न केवल एक जीवित कोशिका के भीतर प्रतिक्रियाओं पर कार्य करना चाहिए, बल्कि एक जीव द्वारा भी बनाया गया है - वही एक या एक अलग - भी।
व्यक्तिगत एंजाइमों को उनके संदर्भ में वर्णित किया जा सकता है विशेषता. यह इस बात का माप है कि एक एंजाइम का संबंध इसके साथ कितना विशिष्ट है सब्सट्रेट या substrates. substrates वे अणु हैं जिनसे एंजाइम बांधते हैं, आमतौर पर अभिकारक। जब एक एंजाइम एक प्रतिक्रिया में केवल एक सब्सट्रेट को बांधता है, तो इसका मतलब है पूर्ण विशिष्टता। जब यह कई अलग-अलग लेकिन रासायनिक रूप से समान सब्सट्रेट से बंध सकता है, तो एंजाइम में होता है समूह विशिष्टता।
एंजाइम गतिविधि
एंजाइम कितनी अच्छी तरह काम करते हैं - यानी, तटस्थ स्थितियों की तुलना में वे लक्षित प्रतिक्रियाओं को कितना प्रभावित करने में सक्षम हैं - कई कारकों पर निर्भर करता है। इनमें तापमान और अम्लता शामिल हैं, जो केवल एंजाइम ही नहीं, बल्कि सभी प्रोटीनों की स्थिरता को प्रभावित करते हैं।
जैसा कि आप उम्मीद करेंगे, सब्सट्रेट की मात्रा में वृद्धि प्रतिक्रिया की दर को बढ़ा सकती है, जब तक कि एंजाइम पहले से "संतृप्त" न हो; इसके विपरीत, एंजाइम जोड़ने से सब्सट्रेट के दिए गए स्तर पर प्रतिक्रिया तेज हो सकती है, और उत्पादन छत के बिना अधिक सब्सट्रेट को जोड़ने की अनुमति मिल सकती है।
प्रतिक्रियाओं में सब्सट्रेट गायब होने (और प्रतिक्रियाशील उपस्थिति) की दर जिसमें एंजाइम शामिल हैं, रैखिक नहीं है, बल्कि प्रतिक्रिया के पूरा होने के साथ धीमा हो जाता है। यह एक नीचे की ओर ढलान द्वारा एकाग्रता बनाम समय के ग्राफ पर दर्शाया गया है जो समय बीतने के साथ अधिक क्रमिक हो जाता है।
प्रसिद्ध एंजाइम
सबसे प्रसिद्ध और सबसे अच्छी तरह से अध्ययन किए गए एंजाइमों की लगभग किसी भी सूची में ग्लाइकोलाइसिस, साइट्रिक एसिड (यानी, क्रेब्स या ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड) चक्र या दोनों। इन प्रक्रियाओं, जिनमें से प्रत्येक में कई अलग-अलग प्रतिक्रियाएं होती हैं, में सेल में ग्लूकोज के पाइरूवेट को तोड़ना शामिल है साइटोप्लाज्म और पाइरूवेट का मध्यवर्ती की घूर्णन श्रृंखला में रूपांतरण जो अंततः एरोबिक श्वसन की अनुमति देता है।
ग्लाइकोलाइसिस के प्रारंभिक भाग में शामिल दो एंजाइम हैं: ग्लूकोज-6-फॉस्फेटस तथा फॉस्फोफ्रक्टोकिनेस, जहाँ तक साइट्रेट सिंथेज़ साइट्रिक एसिड चक्र में एक प्रमुख खिलाड़ी है।
क्या आप अनुमान लगा सकते हैं कि ये एंजाइम अपने नाम के आधार पर क्या कर सकते हैं? यदि नहीं, तो लगभग पाँच मिनट में पुन: प्रयास करें।
एंजाइम नामकरण
एक एंजाइम का नाम जीभ से आसानी से नहीं लुढ़क सकता है, लेकिन रसायन शास्त्र को अपनाने की लागत ऐसी है। अधिकांश नामों में दो शब्द होते हैं, जिनमें से पहला उस सब्सट्रेट की पहचान करता है जिस पर एंजाइम कार्य करता है और दूसरा शामिल प्रतिक्रिया के प्रकार का संकेत (अगले में इस दूसरी विशेषता पर अधिक) अनुभाग)।
हालांकि एंजाइम नामों की एक बड़ी संख्या "-ase" में समाप्त होती है, कई महत्वपूर्ण और अच्छी तरह से अध्ययन किए गए नाम नहीं हैं। मानव पाचन से संबंधित एंजाइमों की किसी भी सूची में शामिल होंगे ट्रिप्सिन तथा पित्त का एक प्रधान अंश. एंजाइम प्रत्यय "-ase", हालांकि, अपने आप में इस तथ्य से ज्यादा कुछ नहीं दर्शाता है कि प्रश्न में प्रोटीन वास्तव में एक एंजाइम है, और यह कार्यात्मक विवरण को संबोधित नहीं करता है।
एंजाइम वर्ग
एंजाइमों के छह प्रमुख वर्ग हैं, जिन्हें उनके कार्य के आधार पर श्रेणियों में विभाजित किया गया है। इनमें से अधिकांश वर्गों में उप-वर्ग भी शामिल हैं। उनके नाम यह निर्धारित करने में सहायक होते हैं कि वे क्या करते हैं, लेकिन केवल तभी जब आप कुछ ग्रीक या लैटिन जानते हों।
- ऑक्सीडोरडक्टेस एंजाइम हैं जो प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं जिसमें सब्सट्रेट या तो होता है ऑक्सीकरण (यानी, इलेक्ट्रॉनों को खो देता है) या कम किया हुआ (यानी, इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है)। उदाहरणों में समाप्त होने वाले एंजाइम शामिल हैं डिहाइड्रोजनेज, ऑक्सीकारक, पेरोक्साइड तथा रिडक्टेस. लैक्टेट डीहाइड्रोजिनेज, जो लैक्टेट और पाइरूवेट के अंतर्रूपण को उत्प्रेरित करता है किण्वन, ऑक्सीडोरड्यूकेटेज वर्ग में है।
- transferases, जैसा कि नाम से पता चलता है, एक अणु से दूसरे अणु में केवल इलेक्ट्रॉनों या एकल परमाणुओं के बजाय कार्यात्मक समूहों को स्थानांतरित करें। किनेसेस, जो अणुओं में फॉस्फेट समूह जोड़ते हैं (उदाहरण के लिए, ग्लाइकोलाइसिस में फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट के लिए फॉस्फेट समूह के अलावा) उदाहरण हैं।
- हाइड्रोलिसिस हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, जिसमें एक पानी के अणु ("हाइड्रो-") का उपयोग एक बड़े अणु ("-लेस") को छोटे अणुओं में तोड़ने के लिए किया जाता है। फास्फेटेजों, जो किनेसेस के कार्यात्मक विपरीत हैं, फॉस्फेट समूहों को हटाकर ऐसा करें; प्रोटिएजों, पेप्टिडेस तथा न्युक्लिअसिज़, जो प्रोटीन युक्त अणुओं को तोड़ते हैं, दूसरे उपप्रकार हैं।
- लाइसेस एक कार्बन परमाणु से एक समूह को हटाकर अणु में दोहरा बंधन बनाते हैं। (विपरीत प्रतिक्रिया में, एक समूह को एक एकल बंधन में बदलने के लिए दोहरे बंधन में कार्बन परमाणुओं में से एक में जोड़ा जाता है।) में समाप्त होने वाले एंजाइम डीकार्बाक्सिलेज, हाइड्रेटस, सिंथेज़ तथा लाइसेस स्वयं उदाहरण हैं।
- आइसोमेरेसिस आइसोमेराइज़ेशन प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, जो एक अणु की पुनर्व्यवस्था करते हैं जिससे एक समावयवी, एक ही संख्या और प्रकार के परमाणुओं वाला एक अणु (अर्थात, एक ही रासायनिक सूत्र) लेकिन एक अलग आकार। इस प्रकार, वे एक प्रकार के स्थानान्तरण हैं, लेकिन अणुओं के बीच समूहों को स्थानांतरित करने के बजाय, वे अणुओं के भीतर ऐसा करते हैं। आइसोमेरेस, उत्परिवर्तित तथा रेसमासे एंजाइम इस वर्ग में आते हैं।
- लिगैस एटीपी की प्रक्रिया के माध्यम से एक बंधन के गठन को उत्प्रेरित करता है हाइड्रोलिसिसपरमाणु या समूह को एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाने के बजाय। कार्बोक्सिलेज सिंथेटेस एक का उदाहरण है लिगेज एंजाइम.
