"एंजाइम" शब्द की लैटिन जड़ें हैं। अनुवाद में, इसका अर्थ है "खट्टा"। अंग्रेजी में, अवधारणा "एंजाइम" का उपयोग किया जाता है, जो ग्रीक शब्द से लिया गया है, जिसका अर्थ वही है। एंजाइम विशेष प्रोटीन होते हैं। वे कोशिकाओं में बनते हैं और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को तेज करने की क्षमता रखते हैं। दूसरे शब्दों में, वे जैविक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। आइए आगे विचार करें कि एंजाइमों की क्रिया की विशिष्टता क्या है। विशिष्टता के प्रकारों का भी लेख में वर्णन किया जाएगा।
सामान्य विशेषताएं
कुछ एंजाइमों की उत्प्रेरक गतिविधि की अभिव्यक्ति कई गैर-प्रोटीन यौगिकों की उपस्थिति के कारण होती है। उन्हें सहकारक कहा जाता है। वे 2 समूहों में विभाजित हैं: धातु आयन और कई अकार्बनिक पदार्थ, साथ ही साथ कोएंजाइम (कार्बनिक यौगिक)।
गतिविधि तंत्र
अपनी रासायनिक प्रकृति से एंजाइम प्रोटीन के समूह से संबंधित हैं। हालांकि, बाद वाले के विपरीत, विचाराधीन तत्वों में एक सक्रिय साइट होती है। यह अमीनो एसिड अवशेषों के कार्यात्मक समूहों का एक अनूठा परिसर है। एंजाइम की तृतीयक या चतुर्धातुक संरचना के कारण वे अंतरिक्ष में सख्ती से उन्मुख होते हैं। सक्रिय मेंकेंद्र पृथक उत्प्रेरक और सब्सट्रेट साइट है। उत्तरार्द्ध वह है जो एंजाइमों की विशिष्टता को निर्धारित करता है। सब्सट्रेट वह पदार्थ है जिस पर प्रोटीन कार्य करता है। पहले, यह माना जाता था कि उनकी बातचीत "महल की कुंजी" के सिद्धांत पर की जाती है। दूसरे शब्दों में, सक्रिय साइट को स्पष्ट रूप से सब्सट्रेट के अनुरूप होना चाहिए। वर्तमान में, एक अलग परिकल्पना प्रचलित है। यह माना जाता है कि शुरू में कोई सटीक पत्राचार नहीं होता है, लेकिन यह पदार्थों की बातचीत के दौरान प्रकट होता है। दूसरी - उत्प्रेरक - साइट क्रिया की विशिष्टता को प्रभावित करती है। दूसरे शब्दों में, यह त्वरित प्रतिक्रिया की प्रकृति को निर्धारित करता है।
भवन
सभी एंजाइम एक- और दो-घटक में विभाजित हैं। पूर्व में साधारण प्रोटीन की संरचना के समान संरचना होती है। इनमें केवल अमीनो एसिड होते हैं। दूसरे समूह - प्रोटीन - में प्रोटीन और गैर-प्रोटीन भाग शामिल हैं। अंतिम कोएंजाइम है, पहला एपोएंजाइम है। उत्तरार्द्ध एंजाइम की सब्सट्रेट विशिष्टता को निर्धारित करता है। यानी यह सक्रिय केंद्र में एक सब्सट्रेट साइट का कार्य करता है। तदनुसार, कोएंजाइम एक उत्प्रेरक क्षेत्र के रूप में कार्य करता है। यह क्रिया की विशिष्टता से संबंधित है। विटामिन, धातु और अन्य कम आणविक भार यौगिक कोएंजाइम के रूप में कार्य कर सकते हैं।
उत्प्रेरण
किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया की घटना परस्पर क्रिया करने वाले पदार्थों के अणुओं के टकराने से जुड़ी होती है। प्रणाली में उनकी गति संभावित मुक्त ऊर्जा की उपस्थिति से निर्धारित होती है। एक रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए, यह आवश्यक है कि अणु संक्रमण करेंस्थिति। दूसरे शब्दों में, उनके पास ऊर्जा अवरोध से गुजरने के लिए पर्याप्त शक्ति होनी चाहिए। यह सभी अणुओं को प्रतिक्रियाशील बनाने के लिए ऊर्जा की न्यूनतम मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। एंजाइम सहित सभी उत्प्रेरक ऊर्जा अवरोध को कम करने में सक्षम हैं। यह प्रतिक्रिया के त्वरित पाठ्यक्रम में योगदान देता है।
एंजाइम की विशिष्टता क्या है?
यह क्षमता केवल एक निश्चित प्रतिक्रिया के त्वरण में व्यक्त की जाती है। एंजाइम एक ही सब्सट्रेट पर कार्य कर सकते हैं। हालांकि, उनमें से प्रत्येक केवल एक विशिष्ट प्रतिक्रिया को तेज करेगा। एंजाइम की प्रतिक्रियाशील विशिष्टता का पता पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स के उदाहरण से लगाया जा सकता है। इसमें प्रोटीन शामिल हैं जो पीवीके को प्रभावित करते हैं। मुख्य हैं: पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज, पाइरूवेट डिकार्बोक्सिलेज, एसिटाइलट्रांसफेरेज़। प्रतिक्रिया को ही पीवीसी का ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन कहा जाता है। इसका उत्पाद सक्रिय एसिटिक एसिड है।
वर्गीकरण
एंजाइम विशिष्टता के निम्नलिखित प्रकार हैं:
- स्टीरियोकेमिकल। यह किसी पदार्थ की संभावित सब्सट्रेट स्टीरियोइसोमर्स में से एक को प्रभावित करने की क्षमता में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, फ्यूमरेट हाइड्रोटेज फ्यूमरेट पर कार्य करने में सक्षम है। हालांकि, यह सीआईएस आइसोमर - मैलिक एसिड को प्रभावित नहीं करता है।
- निरपेक्ष। इस प्रकार के एंजाइमों की विशिष्टता किसी पदार्थ की केवल एक विशिष्ट सब्सट्रेट को प्रभावित करने की क्षमता में व्यक्त की जाती है। उदाहरण के लिए, सुक्रेज विशेष रूप से सुक्रोज के साथ प्रतिक्रिया करता है, आर्गिनेज आर्जिनिन के साथ, और इसी तरह।
- रिश्तेदार। इसमें एंजाइमों की विशिष्टतामामला पदार्थ की क्षमता में सब्सट्रेट के एक समूह को प्रभावित करने की क्षमता में व्यक्त किया जाता है जिसमें एक ही प्रकार का बंधन होता है। उदाहरण के लिए, अल्फा-एमाइलेज ग्लाइकोजन और स्टार्च के साथ प्रतिक्रिया करता है। उनके पास एक ग्लाइकोसिडिक प्रकार का बंधन है। ट्रिप्सिन, पेप्सिन, काइमोट्रिप्सिन पेप्टाइड समूह के कई प्रोटीनों को प्रभावित करते हैं।
तापमान
एंजाइम कुछ शर्तों के तहत विशिष्टता रखते हैं। उनमें से अधिकांश के लिए, + 35 … + 45 डिग्री का तापमान इष्टतम के रूप में लिया जाता है। जब किसी पदार्थ को कम दरों वाली स्थितियों में रखा जाता है, तो उसकी गतिविधि कम हो जाएगी। इस अवस्था को प्रतिवर्ती निष्क्रियता कहते हैं। जब तापमान बढ़ेगा, तो उसकी क्षमता बहाल हो जाएगी। यह कहने योग्य है कि जब उन स्थितियों में रखा जाता है जहां टी संकेतित मूल्यों से अधिक है, तो निष्क्रियता भी होगी। हालांकि, इस मामले में, यह अपरिवर्तनीय होगा, क्योंकि तापमान गिरने पर इसे बहाल नहीं किया जाएगा। यह अणु के विकृतीकरण के कारण होता है।
पीएच का प्रभाव
अणु का आवेश अम्लता पर निर्भर करता है। तदनुसार, पीएच सक्रिय साइट की गतिविधि और एंजाइम की विशिष्टता को प्रभावित करता है। प्रत्येक पदार्थ के लिए इष्टतम अम्लता सूचकांक भिन्न होता है। हालांकि, ज्यादातर मामलों में यह 4-7 है। उदाहरण के लिए, लार अल्फा-एमाइलेज के लिए, इष्टतम अम्लता 6.8 है। इस बीच, कई अपवाद हैं। पेप्सिन की इष्टतम अम्लता, उदाहरण के लिए, 1.5-2.0 है, काइमोट्रिप्सिन और ट्रिप्सिन 8-9 हैं।
एकाग्रता
जितने अधिक एंजाइम मौजूद होंगे, प्रतिक्रिया दर उतनी ही तेज होगी। एक जैसासब्सट्रेट की एकाग्रता के बारे में भी एक निष्कर्ष निकाला जा सकता है। हालांकि, लक्ष्य की संतृप्त सामग्री सैद्धांतिक रूप से प्रत्येक पदार्थ के लिए निर्धारित होती है। इसके साथ, सभी सक्रिय केंद्रों पर उपलब्ध सब्सट्रेट का कब्जा हो जाएगा। इस मामले में, एंजाइम की विशिष्टता अधिकतम होगी, इसके बाद के लक्ष्यों को जोड़ने की परवाह किए बिना।
नियामक पदार्थ
उन्हें अवरोधक और सक्रियकर्ता में विभाजित किया जा सकता है। इन दोनों श्रेणियों को गैर-विशिष्ट और विशिष्ट में विभाजित किया गया है। उत्तरार्द्ध प्रकार के सक्रियकर्ताओं में पित्त लवण (अग्न्याशय में लाइपेस के लिए), क्लोराइड आयन (अल्फा-एमाइलेज के लिए), हाइड्रोक्लोरिक एसिड (पेप्सिन के लिए) शामिल हैं। गैर-विशिष्ट सक्रियकर्ता मैग्नीशियम आयन होते हैं जो किनेसेस और फॉस्फेटेस को प्रभावित करते हैं, और विशिष्ट अवरोधक प्रोएंजाइम के टर्मिनल पेप्टाइड्स होते हैं। उत्तरार्द्ध पदार्थों के निष्क्रिय रूप हैं। वे टर्मिनल पेप्टाइड्स के दरार पर सक्रिय होते हैं। उनके विशिष्ट प्रकार प्रत्येक व्यक्तिगत प्रोएंजाइम के अनुरूप होते हैं। उदाहरण के लिए, निष्क्रिय रूप में, ट्रिप्सिन का उत्पादन ट्रिप्सिनोजेन के रूप में होता है। इसका सक्रिय केंद्र एक टर्मिनल हेक्सापेप्टाइड द्वारा बंद है, जो एक विशिष्ट अवरोधक है। सक्रियण की प्रक्रिया में, इसे विभाजित किया जाता है। परिणामस्वरूप ट्रिप्सिन की सक्रिय साइट खुली हो जाती है। गैर-विशिष्ट अवरोधक भारी धातुओं के लवण हैं। उदाहरण के लिए, कॉपर सल्फेट। वे यौगिकों के विकृतीकरण को भड़काते हैं।
निषेध
यह प्रतिस्पर्धी हो सकता है। यह घटना अवरोधक और सब्सट्रेट के बीच एक संरचनात्मक समानता की उपस्थिति में व्यक्त की जाती है। वो हैंसक्रिय केंद्र के साथ संचार के लिए संघर्ष में प्रवेश करें। यदि अवरोधक सामग्री सब्सट्रेट की तुलना में अधिक है, तो एक जटिल एंजाइम अवरोधक बनता है। जब एक लक्ष्य पदार्थ जोड़ा जाता है, तो अनुपात बदल जाएगा। नतीजतन, अवरोधक को मजबूर किया जाएगा। उदाहरण के लिए, succinate, succinate dehydrogenase के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है। अवरोधक ऑक्सालोसेटेट या मैलोनेट हैं। प्रतिस्पर्धी प्रभावों को प्रतिक्रिया उत्पाद माना जाता है। अक्सर वे सबस्ट्रेट्स के समान होते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट के लिए, उत्पाद ग्लूकोज है। सब्सट्रेट ग्लूकोज -6 फॉस्फेट होगा। गैर-प्रतिस्पर्धी निषेध पदार्थों के बीच संरचनात्मक समानता नहीं दर्शाता है। अवरोधक और सब्सट्रेट दोनों एक ही समय में एंजाइम से जुड़ सकते हैं। इस मामले में, एक नया यौगिक बनता है। यह एक जटिल-एंजाइम-सब्सट्रेट-अवरोधक है। बातचीत के दौरान, सक्रिय केंद्र अवरुद्ध है। यह एसी की उत्प्रेरक साइट के लिए अवरोधक के बंधन के कारण है। एक उदाहरण साइटोक्रोम ऑक्सीडेज है। इस एंजाइम के लिए, ऑक्सीजन एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है। हाइड्रोसायनिक एसिड लवण साइटोक्रोम ऑक्सीडेज के अवरोधक हैं।
एलोस्टेरिक नियमन
कुछ मामलों में, एंजाइम की विशिष्टता को निर्धारित करने वाले सक्रिय केंद्र के अलावा, एक और कड़ी है। यह एक एलोस्टेरिक घटक है। यदि उसी नाम का उत्प्रेरक इसे बांधता है, तो एंजाइम की दक्षता बढ़ जाती है। यदि कोई अवरोधक एलोस्टेरिक केंद्र के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो पदार्थ की गतिविधि उसके अनुसार कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, एडिनाइलेट साइक्लेज औरगनीलेट साइक्लेज एलोस्टेरिक प्रकार के नियमन वाले एंजाइम हैं।
