सिस्टीन: पदार्थ का सूत्र और विवरण

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 17:47

हमारे शरीर में सभी प्रोटीन अमीनो एसिड से बनते हैं। शरीर में बहुत सारे प्रोटीन होते हैं, और केवल 20 बिल्डिंग ब्लॉक होते हैं - अमीनो एसिड जिनमें से वे बने होते हैं। इस प्रकार, अमीनो एसिड और उनके अनुक्रम के एक सेट में प्रोटीन एक दूसरे से भिन्न होते हैं। सिस्टीन 20 अमीनो एसिड में से एक है।

सिस्टीन - यह क्या है?

सिस्टीन एक स्निग्ध सल्फर युक्त अमीनो एसिड है। स्निग्ध - जिसमें केवल संतृप्त बंध होते हैं। किसी भी अमीनो एसिड की तरह, सिस्टीन के सूत्र में एक कार्बोक्सिल (-COOH) और अमीनो समूह (-NH_{2), साथ ही एक अद्वितीय थियोल (-SH) शामिल होता है। थियोल (दूसरा नाम सल्फहाइड्रील है) समूह में एक सल्फर परमाणु और एक हाइड्रोजन परमाणु शामिल है।}

सिस्टीन का आणविक रासायनिक सूत्र है C₃H₇NO_{2S. आणविक भार - 121.}

अमीनो एसिड सिस्टीन का सूत्र

अमीनो अम्लों की संरचना को दर्शाने के लिए विभिन्न सूत्रों का प्रयोग किया जाता है। सिस्टीन का संरचनात्मक सूत्र लिखने के लिए नीचे कई विकल्प दिए गए हैं।

सभी अमीनो एसिड में α-कार्बन परमाणु से जुड़े अमीनो और कार्बोक्सिल समूह होते हैं, और केवल एक ही कार्बन परमाणु से जुड़े मूलक की संरचना में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, नीचे ऐलेनिन, सिस्टीन और ग्लाइसिन, सेरीन और सिस्टीन के संरचनात्मक सूत्र हैं।

सभी अमीनो एसिड में एक ही रीढ़ और विभिन्न रेडिकल होते हैं। यह रेडिकल की संरचना है जो अमीनो एसिड की योग्यता को रेखांकित करती है और अणु के गुणों को ही निर्धारित करती है। सिस्टीन में, मूल सूत्र CH_{2-SH है। यह रेडिकल ध्रुवीय, अपरिवर्तित, हाइड्रोफिलिक रेडिकल्स के समूह से संबंधित है। इसका मतलब यह है कि सिस्टीन युक्त प्रोटीन के खंड पानी (हाइड्रेट) जोड़ सकते हैं और प्रोटीन के अन्य वर्गों के साथ बातचीत कर सकते हैं, जिसमें हाइड्रोजन बांड का उपयोग करके हाइड्रोफिलिक समूहों के साथ अमीनो एसिड भी होते हैं।}

सिस्टीन में एक अद्वितीय थिओल समूह होता है

सिस्टीन एक अनोखा अमीनो एसिड है। यह 20 प्राकृतिक अमीनो एसिड में से एकमात्र है जिसमें थियोल (-HS) समूह होता है। थियोल समूह ऑक्सीडेटिव और कमी प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं। जब सिस्टीन का थियोल समूह ऑक्सीकृत होता है, तो सिस्टीन बनता है - एक अमीनो एसिड जिसमें एक डाइसल्फ़ाइड बॉन्ड से जुड़े दो सिस्टीन अवशेष होते हैं। प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है - डाइसल्फ़ाइड बांड की बहाली दो सिस्टीन अणुओं को पुन: उत्पन्न करती है। कई प्रोटीनों की संरचना का निर्धारण करने के लिए सिस्टीन डाइसल्फ़ाइड बांड महत्वपूर्ण हैं।

सिस्टीन के थियोल समूह के ऑक्सीकरण से दूसरे के साथ एक डाइसल्फ़ाइड बंधन का निर्माण होता हैथियोल, आगे ऑक्सीकरण के दौरान, सल्फिनिक और सल्फोनिक एसिड बनते हैं।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने की अपनी क्षमता के कारण, सिस्टीन में एंटीऑक्सीडेंट गुण होते हैं।

सिस्टीन प्रोटीन का एक घटक है

प्रोटीन बनाने वाले अमीनो एसिड प्रोटीनोजेनिक कहलाते हैं। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, उनमें से 20 हैं, और सिस्टीन उनमें से एक है। एक प्रोटीन की प्राथमिक संरचना बनाने के लिए, एक लंबी श्रृंखला बनाने के लिए अमीनो एसिड एक साथ जुड़ जाते हैं। कनेक्शन अमीनो एसिड के कंकाल के समूहों के कारण होता है, इसमें कट्टरपंथी भाग नहीं लेते हैं। अमीनो एसिड के बीच का बंधन एक अमीनो एसिड के कार्बोक्सिल समूह और दूसरे अमीनो एसिड के अमीनो समूह द्वारा बनता है। दो अमीनो एसिड के बीच इस तरह बनने वाले बंधन को पेप्टाइड बॉन्ड कहा जाता है।

आंकड़ा ट्राइपेप्टाइड ऐलेनिन सिस्टीन फेनिलएलनिन के सूत्र और इसके गठन की योजना को दर्शाता है।

शरीर में सबसे छोटा पेप्टाइड ग्लूटाथियोन है, जिसमें सिस्टीन सहित केवल दो अमीनो एसिड होते हैं। एक साथ जुड़े दो अमीनो एसिड को डाइपेप्टाइड कहा जाता है, तीन को ट्राइपेप्टाइड कहा जाता है। यहाँ alanine, lysine और cysteine के त्रिपेप्टाइड का एक और सूत्र है।

10 से 40 अमीनो एसिड वाले पदार्थ पॉलीपेप्टाइड कहलाते हैं। प्रोटीन में स्वयं 40 से अधिक अमीनो एसिड अवशेष होते हैं। सिस्टीन कई पेप्टाइड्स और प्रोटीन का एक घटक है, जैसे इंसुलिन।

सिस्टीन के स्रोत

हर दिन एक व्यक्ति को शरीर के वजन के प्रति 1 किलो 4.1 मिलीग्राम सिस्टीन का सेवन करना चाहिए। यानी मानव शरीर में70 किलो वजन प्रति दिन इस अमीनो एसिड के 287 मिलीग्राम प्राप्त करना चाहिए।

सिस्टीन का हिस्सा शरीर में संश्लेषित किया जा सकता है, हिस्सा भोजन से आता है। निम्नलिखित उन खाद्य पदार्थों की सूची है जिनमें अमीनो एसिड की अधिकतम मात्रा होती है।

उत्पादों में सिस्टीन सामग्री
उत्पाद	प्रति 100 ग्राम उत्पाद में सिस्टीन सामग्री, मिलीग्राम
सोया उत्पाद	638
गोमांस और भेड़ का बच्चा	460
बीज (सूरजमुखी, तरबूज, तिल, सन, कद्दू) और मेवा (पिस्ता, पाइन)	451
चिकन मीट	423
जई और जई का चोकर	408
सूअर का मांस	388
मछली (टूना, सैल्मन, पर्च, मैकेरल, हलिबूट) और शेलफिश (मसल्स, झींगा)	335
पनीर, डेयरी और अंडे	292
बीन्स (छोला, बीन्स, बीन्स, दाल)	127
अनाज (एक प्रकार का अनाज, जौ, चावल)	120

इसके अलावा लाल मिर्च, लहसुन, प्याज, गहरे रंग की पत्तेदार सब्जियों - ब्रसेल्स स्प्राउट्स, ब्रोकली में सिस्टीन पाया जाता है।

भोजन की खुराक का उत्पादन करें, जैसे एल-सिस्टीन हाइड्रोक्लोराइड, एन-एसिटाइलसिस्टीन। दूसरा अधिक घुलनशील है और शरीर के लिए इसे अवशोषित करना आसान है।

उद्योग में, एल-सिस्टीन पक्षी के पंख, बाल और मानव बाल से हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। एक अधिक महंगा सिंथेटिक एल-सिस्टीन का उत्पादन किया जाता है, जो मुस्लिम और यहूदी खाद्य नियमों के लिए उपयुक्त है (के अनुसारधार्मिक पहलू)।

शरीर में सिस्टीन संश्लेषण

सिस्टीन, टाइरोसिन के साथ, सशर्त रूप से आवश्यक अमीनो एसिड है। इसका मतलब है कि उन्हें शरीर में संश्लेषित किया जा सकता है, लेकिन केवल आवश्यक अमीनो एसिड से: मेथियोनीन से सिस्टीन, फेनिलएलनिन से टायरोसिन।

सिस्टीन के संश्लेषण के लिए, दो अमीनो एसिड की आवश्यकता होती है - आवश्यक मेथियोनीन और गैर-आवश्यक सेरीन। मेथियोनीन एक सल्फर परमाणु दाता है। पाइरिडोक्सल फॉस्फेट द्वारा उत्प्रेरित दो प्रतिक्रियाओं में सिस्टीन को होमोसिस्टीन से संश्लेषित किया जाता है। आनुवंशिक विकार, साथ ही विटामिन बी₉ (फोलिक एसिड), बी₆ और बी_{12 लेड की कमी एंजाइम के उपयोग को बाधित करने के लिए, होमोसिस्टीन को सिस्टीन में नहीं, बल्कि होमोसिस्टीन में परिवर्तित किया जाता है। यह पदार्थ शरीर में जमा हो जाता है, जिससे मोतियाबिंद, ऑस्टियोपोरोसिस, मानसिक मंदता के साथ रोग हो जाता है।}

बुजुर्गों और शिशुओं में शरीर में संश्लेषण की कमी हो सकती है, कुछ चयापचय रोगों वाले व्यक्ति, कुअवशोषण सिंड्रोम से पीड़ित हो सकते हैं।

सिस्टीन संश्लेषण प्रतिक्रियाएं

पशु शरीर में, सिस्टीन सीधे सेरीन से संश्लेषित होता है, और मेथियोनीन सल्फर का स्रोत होता है। मेथियोनीन को मध्यवर्ती एस-एएम और एस-एजी के माध्यम से होमोसिस्टीन में परिवर्तित किया जाता है। एस-एडेनोसिलमेथियोनाइन - मेथियोनीन का सक्रिय रूप, एटीपी और मेथियोनीन के संयोजन से बनता है। विभिन्न यौगिकों के संश्लेषण में मिथाइल समूह के दाता के रूप में कार्य करता है: सिस्टीन, एड्रेनालाईन, एसिटाइलकोलाइन, लेसिथिन, कार्निटाइन।

ट्रांसमेथिलेशन के परिणामस्वरूप, एस-एएम को एस-एडेनोसिलहोमोसिस्टीन (एस-एएच) में बदल दिया जाता है। हाइड्रोलिसिस के दौरान अंतिमएडेनोसिन और होमोसिस्टीन बनाता है। होमोसिस्टीन सेरीन के साथ एंजाइम सिस्टैथिओनिन-β-सिंथेज़ की भागीदारी के साथ थियोथर सिस्टैथिओनिन के निर्माण के साथ जोड़ती है। Cystathionine एंजाइम cystathionine -lyase द्वारा सिस्टीन और α-ketobutyrate में परिवर्तित हो जाता है।

पौधों और जीवाणुओं में संश्लेषण अलग तरह से होता है। विभिन्न पदार्थ, यहां तक कि हाइड्रोजन सल्फाइड, सिस्टीन के संश्लेषण के लिए सल्फर के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं।

सिस्टीन की जैविक भूमिका

सिस्टीन के सूत्र में थियोल समूह (-HS) के कारण प्रोटीन में डाइसल्फ़ाइड बंध बनते हैं, जिन्हें डाइसल्फ़ाइड ब्रिज कहते हैं। डाइसल्फ़ाइड बांड सहसंयोजक, मजबूत होते हैं। वे प्रोटीन में दो सिस्टीन अणुओं के बीच बनते हैं। इंट्राचेन ब्रिज एकल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के भीतर और अलग-अलग प्रोटीन श्रृंखलाओं के बीच इंटरचेन ब्रिज बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, दोनों प्रकार के पुल इंसुलिन की संरचना में होते हैं। ये बंधन प्रोटीन की तृतीयक और चतुर्धातुक संरचना को बनाए रखते हैं।

डाइसल्फ़ाइड बांड में ज्यादातर बाह्य प्रोटीन होते हैं। उदाहरण के लिए, इंसुलिन, इम्युनोग्लोबुलिन और पाचन एंजाइमों की संरचना को स्थिर करने में इस प्रकार के कनेक्शन का बहुत महत्व है। कई डाइसल्फ़ाइड ब्रिज वाले प्रोटीन गर्मी विकृतीकरण के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं, जिससे वे अधिक विषम परिस्थितियों में अपनी गतिविधि बनाए रख सकते हैं।

सिस्टीन सूत्र की विशेषताएं इसे एंटीऑक्सीडेंट गुण प्रदान करती हैं। सिस्टीन एक एंटीऑक्सिडेंट की भूमिका निभाता है, ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है। थियोल समूह में भारी धातुओं के लिए उच्च आत्मीयता है, इसलिएसिस्टीन युक्त प्रोटीन पारा, सीसा और कैडमियम जैसे धातुओं को बांधते हैं। प्रोटीन में सिस्टीन का पीके ऐसा होता है कि यह सुनिश्चित करता है कि अमीनो एसिड प्रतिक्रियाशील थियोलेट रूप में है, यानी सिस्टीन आसानी से एचएस आयनों को दान कर देता है।

सिस्टीन चयापचय में सल्फर का एक महत्वपूर्ण स्रोत है।

सिस्टीन के कार्य

एक थियोल समूह की उपस्थिति के कारण जो आसानी से प्रतिक्रिया करता है, सिस्टीन शरीर में विभिन्न प्रक्रियाओं में शामिल होता है और कई कार्य करता है।

1. एंटीऑक्सीडेंट गुण रखता है।
2. ग्लूटाथियोन के संश्लेषण में भाग लेता है।
3. टॉरिन, बायोटिन, कोएंजाइम ए, हेपरिन के संश्लेषण में भाग लेता है।
4. लिम्फोसाइटों के निर्माण में भाग लेता है।
5. यह β-केराटिन का हिस्सा है, जो पाचन तंत्र की त्वचा, बाल, श्लेष्मा झिल्ली के ऊतकों के निर्माण में शामिल होता है।
6. कुछ विषाक्त पदार्थों के निष्प्रभावीकरण को बढ़ावा देता है।

सिस्टीन का प्रयोग

Cysteine ने चिकित्सा, दवा, खाद्य उद्योगों में व्यापक आवेदन पाया है।

विभिन्न रोगों के उपचार में अक्सर सिस्टीन का उपयोग किया जाता है:

1. ब्रोंकाइटिस और वातस्फीति के लिए क्योंकि यह बलगम को पतला करता है।
2. रूमेटोइड गठिया, शिरा रोग और कैंसर के लिए।
3. भारी धातु विषाक्तता के लिए।

इसके अलावा, सिस्टीन ऑपरेशन और जलने के बाद रिकवरी को तेज करता है, ल्यूकोसाइट्स को सक्रिय करता है।

सिस्टीन वसा जलने और मांसपेशियों के निर्माण में तेजी लाता है, इसलिए इसे अक्सर एथलीटों द्वारा प्रयोग किया जाता है।

अमीनो एसिड का उपयोग स्वाद बढ़ाने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।सिस्टीन एक पंजीकृत खाद्य योज्य E920 है।