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एंजाइमों

सीखने के मकसद

इस पाठ में, हम सीखेंगे

1. एंजाइम क्या हैं?
2. एंजाइमों की मुख्य विशेषताएं
3. एंजाइम कैसे काम करते हैं?
4. ताला और कुंजी परिकल्पना
5. प्रेरित-फिट परिकल्पना
6. प्रमुख कारक जो एंजाइम गतिविधि को प्रभावित करते हैं
7. छह विभिन्न प्रकार के एंजाइम

ENZYMES क्या हैं?

एंजाइम जैविक उत्प्रेरक हैं जो प्रक्रिया में परिवर्तन किए बिना रासायनिक प्रतिक्रियाओं को गति देते हैं। एक जीवित प्रणाली एंजाइमों के माध्यम से अपनी गतिविधि को नियंत्रित करती है।

एंजाइम के कुछ उदाहरण हैं

• लैक्टेज - यह लैक्टोज को ग्लूकोज और गैलेक्टोज में तोड़ देता है
• कैटलसे - यह हाइड्रोजन पेरोक्साइड को पानी और ऑक्सीजन में तोड़ देता है
• ग्लाइकोजन सिंथेज़ - यह ग्लूकोज अणुओं के बीच ग्लाइकोसिडिक बांड के गठन को उत्प्रेरित करता है
• ATPase - यह ADP को ADP में तोड़ता है, ऊर्जा का उत्पादन करता है

ENZYMES के मुख्य वर्ण क्या हैं?

1. एक एंजाइम का मूल कार्य एक प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाना है।
2. एंजाइम विशिष्ट होते हैं अर्थात उनका एक विशिष्ट आकार होता है, इसलिए केवल एक निश्चित सब्सट्रेट ही इसकी सक्रिय साइट पर फिट होगा
3. एंजाइमों को निम्न गतिविधि की स्थिति से उच्च गतिविधि तक और इसके विपरीत नियंत्रित किया जाता है

कैसे काम करता है?

एक सेल में अधिकांश प्रतिक्रियाओं को जाने के लिए बहुत उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, जो सेल को नष्ट कर देगा। प्रतिक्रिया की ऊर्जा को कम करके एंजाइम काम करते हैं। किसी अणु के भीतर बंधों पर या अणुओं को एक साथ पकड़कर तनाव को कम करके प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा को कम किया जाता है। इससे एक प्रतिक्रिया की संभावना बढ़ जाती है और इसलिए इसे शुरू करने के लिए आवश्यक ऊर्जा कम होती है।

वह अणु जिसके साथ एंजाइम बाँध होता है, सब्सट्रेट के रूप में जाना जाता है। सब्सट्रेट सक्रिय साइट के रूप में संदर्भित एंजाइम के एक छोटे से हिस्से को बांधता है। प्रतिक्रिया के अंत में उत्पन्न अणु को 'उत्पाद' कहा जाता है। एक बार जब प्रतिक्रिया पूरी हो जाती है, तो एंजाइम उत्पाद जारी करता है और एक अन्य सब्सट्रेट के साथ बांधने के लिए तैयार होता है।

एंजाइम क्रिया की व्याख्या करने के लिए दो सिद्धांत हैं

लॉक और कुंजी

इसे पहली बार 1894 में एमिल फिशर द्वारा पोस्ट किया गया था। लॉक एंड की हाइपोथीसिस एक मॉडल है कि एंजाइम सब्सट्रेट प्रतिक्रियाओं को कैसे उत्प्रेरित करते हैं। यह बताता है कि एंजाइमों के सक्रिय स्थलों का आकार सब्सट्रेट के आकार के बिल्कुल पूरक है। जब एक सब्सट्रेट अणु एक एंजाइम से टकराता है जिसका सक्रिय साइट आकार पूरक होता है, तो सब्सट्रेट सक्रिय साइट में फिट होगा और एक एंजाइम-सब्सट्रेट परिसर बन जाएगा। एंजाइम प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करेगा, और उत्पाद, एंजाइम के साथ मिलकर एक एंजाइम-उत्पाद परिसर बनाएंगे। इस मॉडल के अनुसार, एक एंजाइम के लिए एक रिवर्स प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करना संभव है।

इंडिकेटेड-फिट हाइपोथिसिस

यह एंजाइमों के काम करने के तरीके का वर्णन करने के लिए एक अधिक हाल ही में और व्यापक रूप से स्वीकृत मॉडल है। यह बताता है कि सक्रिय साइटों का आकार पूरक नहीं है, लेकिन पूरक बनने के लिए एक विशिष्ट सब्सट्रेट की उपस्थिति में आकार बदलें।

जब एक सब्सट्रेट अणु एक एंजाइम से टकराता है, यदि इसकी संरचना विशेष रूप से सही होती है, तो एंजाइम की सक्रिय साइट का आकार बदल जाएगा ताकि सब्सट्रेट उसके में फिट हो जाए और एक एंजाइम-सब्सट्रेट परिसर बन सके। प्रतिक्रिया तब उत्प्रेरित होती है और एक एंजाइम-उत्पाद जटिल रूप होती है।

फैक्टर्स ने ENZYME एक्टीविटी हासिल की

एंजाइम और सब्सट्रेट का वातावरण प्रतिक्रिया की गति को प्रभावित कर सकता है। कुछ मामलों में, पर्यावरण एंजाइम को काम करना बंद कर सकता है या यहां तक कि खोलना भी पैदा कर सकता है। जब एक एंजाइम काम करना बंद कर देता है, तो हम इसे "बदनाम" कहते हैं।

यहाँ कुछ कारक हैं जो एंजाइम गतिविधि को प्रभावित कर सकते हैं:

• तापमान - तापमान प्रतिक्रिया दर को प्रभावित कर सकता है। तापमान जितना अधिक होगा, उतनी ही तेजी से प्रतिक्रिया होगी। हालांकि, या तो सहन करने योग्य सीमा से बाहर के तापमान में वृद्धि या कमी सक्रिय साइट में रासायनिक बांडों को प्रभावित कर सकती है, जिससे उन्हें सब्सट्रेट को कम अच्छी तरह से अनुकूल बनाया जा सकता है। बहुत अधिक तापमान एक एंजाइम को इनकार करने का कारण बन सकता है, इसकी आकृति और गतिविधि को खो देता है।
• पीएच - पीएच एंजाइम फ़ंक्शन को भी प्रभावित कर सकता है। सक्रिय साइट अमीनो एसिड अवशेषों में अक्सर अम्लीय या मूल गुण होते हैं जो उत्प्रेरक के लिए महत्वपूर्ण होते हैं। पीएच में परिवर्तन इन अवशेषों को प्रभावित कर सकता है और सब्सट्रेट को बांधने के लिए कठिन बना सकता है। एंजाइम एक निश्चित पीएच सीमा के भीतर सबसे अच्छा काम करते हैं, और तापमान के साथ, चरम पीएच मान (अम्लीय या मूल) एंजाइम को इनकार कर सकते हैं।
• एंजाइम और सब्सट्रेट की एकाग्रता - प्रतिक्रिया की दर एक बिंदु तक सब्सट्रेट एकाग्रता में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है, जिसके आगे सब्सट्रेट एकाग्रता में कोई और वृद्धि प्रतिक्रिया दर में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं पैदा करती है। यह इसलिए होता है क्योंकि सब्सट्रेट की एक निश्चित एकाग्रता के बाद, एंजाइम पर सभी सक्रिय साइटें भरी हुई हैं और आगे कोई प्रतिक्रिया नहीं हो सकती है।
• इनहिबिटर्स - इनहिबिटर्स अणु होते हैं जो विशेष रूप से एंजाइम की गतिविधि को रोकने के लिए बनाए जाते हैं। वे केवल प्रतिक्रिया को धीमा कर सकते हैं या इसे पूरी तरह से रोक सकते हैं। कुछ अवरोधक एंजाइम के साथ बंधन करते हैं, जिससे यह आकार बदलता है और सही ढंग से काम नहीं करता है। एक अवरोधक के विपरीत एक उत्प्रेरक है जो प्रतिक्रिया को तेज करने में मदद कर सकता है।

ENZYMES के प्रकार

मानव शरीर में छह प्रमुख समूह या एंजाइमों के वर्ग होते हैं:

1. ऑक्सीडायरेक्टेस ( Oxidoreductases) - ये एंजाइम ऑक्सीकरण की दर को बढ़ाते हैं और प्रतिक्रियाओं में कमी करते हैं। इन प्रतिक्रियाओं में, जिसे रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं भी कहा जाता है, अभिकारक में से एक इलेक्ट्रॉन की एक जोड़ी को छोड़ देता है जो एक और अभिकारक लाभ प्राप्त करता है। इलेक्ट्रॉन-जोड़ी दाता को ऑक्सीकरण कहा जाता है और एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है, जबकि इलेक्ट्रॉन-जोड़ी प्राप्तकर्ता को कम किया जाता है जिसे ऑक्सीडेंट एजेंट कहा जाता है। उदाहरण में साइटोक्रोम ऑक्सीडेज और लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज शामिल हैं।
2. स्थानान्तरण - ये एंजाइम परमाणुओं के समूहों के स्थानांतरण के साथ गति करते हैं, जैसे कि मिथाइल (सीएच ₃ ), एसिटाइल (सीएच ₃ सीओ) या एमिनो (एनएच ₂ ) समूह, एक अणु से दूसरे अणु तक। एसीटेट किनेज और अलैनिन डेमिनिनेज ट्रांसएसेप्स के उदाहरण हैं।
3. हाइड्रोलिसिस - ये एंजाइम हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं में तेजी लाने के। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं दो बेटी उत्पादों को बनाने के लिए एक अणु में एक बंधन को विभाजित करने के लिए पानी (एच ₂ ओ) का उपयोग करती हैं, आमतौर पर -एचएच (हाइड्रॉक्सिल समूह) को पानी से उत्पादों में से एक और एकल-एच (हाइड्रोजन परमाणु) से चिपकाकर। अन्य। इस बीच, -H और -OH घटकों द्वारा विस्थापित परमाणुओं से एक नया अणु बनता है। पाचन एंजाइम लाइपेस और सुक्रेज हाइड्रॉलिसिस हैं।
4. Lyases - ये एंजाइम एक आणविक समूह के अलावा एक डबल बांड या दो समूहों को हटाने के लिए पास के परमाणुओं से दोहरे बंधन बनाने की दर को बढ़ाते हैं। ये हाइड्रॉलिस की तरह काम करते हैं, सिवाय इसके कि निकाले गए घटक को पानी या पानी के कुछ हिस्सों से विस्थापित नहीं किया जाता है। एंजाइमों के इस वर्ग में ऑक्सालेट डेकारबॉक्साइलेज और आइसोसिट्रेट लिसेज़ शामिल हैं।
5. आइसोमेरैस - ये एंजाइम आइसोमेराइजेशन प्रतिक्रियाओं को गति देते हैं। ये ऐसी प्रतिक्रियाएँ हैं जिनमें अभिकारक में सभी मूल परमाणुओं को बनाए रखा जाता है, लेकिन अभिकारक के एक आइसोमर को बनाने के लिए पुन: व्यवस्थित किया जाता है। आइसोमर्स एक ही रासायनिक सूत्र के साथ अणु होते हैं, लेकिन विभिन्न व्यवस्थाएं। उदाहरणों में ग्लूकोज-फॉस्फेट आइसोमेरेज़ और एलेनिन रेसमास शामिल हैं।
6. Ligases - इसे सिंथेटेस भी कहा जाता है, ये एंजाइम दो अणुओं के जुड़ने की दर को बढ़ाते हैं। वे आमतौर पर एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के टूटने से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करके इसे पूरा करते हैं। लिगेज के उदाहरणों में एसिटाइल-सीओए सिंथेटेज़ और डीएनए लिगेज़ शामिल हैं।