अलैनिन: विशेषताएँ, संरचना, कार्य, जैवसंश्लेषण - जीवविज्ञान - 2025

Alanine (Ala) 22 में जाना जाता अमीनो एसिड कि बैक्टीरिया से आदमी के लिए, सभी जीवों के प्रोटीन संरचना शामिल से एक है। क्योंकि इसे शरीर द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है, इसे एक गैर-अमीनो एसिड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

प्रोटीन में एक मूल या प्राथमिक संरचना होती है जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला नामक अमीनो एसिड की श्रृंखला से बनी होती है, इन श्रृंखलाओं में प्रत्येक अमीनो एसिड एक केंद्रीय कार्बन से बना होता है जिसे α कार्बन कहा जाता है।

अमीनो एसिड एलनिन की रासायनिक संरचना (स्रोत: बोरब, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

Α कार्बन चार समूहों से जुड़ा होता है: एक एमिनो समूह (-NH2), एक कार्बोक्सिल समूह (-COOH), एक हाइड्रोजन परमाणु (-H), और एक समूह या पक्ष श्रृंखला (-R) जो प्रत्येक अमीनो एसिड की पहचान करता है। साइड चेन में, कार्बन क्रमिक रूप से ß, the, the और ß अक्षर लेते हैं।

अमीनो एसिड को उनके पक्ष श्रृंखलाओं की ध्रुवीयता द्वारा वर्गीकृत किया जाता है और इस प्रकार एपोलॉइड हाइड्रोफोबिक और ध्रुवीय हाइड्रोफिलिक एमिनो एसिड होते हैं, जो बदले में, तटस्थ, मूल और अम्लीय हो सकते हैं। एलनिन एक हाइड्रोफोबिक एपोलारिन एमिनो एसिड है और ग्लाइसिन के बाद सबसे सरल एमिनो एसिड है और अधिकांश प्रोटीन में प्रचुर मात्रा में है।

एलनिन को मांसपेशियों में बनाया जा सकता है और यकृत में ले जाया जा सकता है, जहां इसे ग्लूकोनोजेनिक मार्ग से परिचित कराया जाता है, अर्थात गैर-ग्लाइकोसिडिक पदार्थों से ग्लूकोज के निर्माण का मार्ग। ट्रिप्टोफैन और यूरैसिल के अपचय के माध्यम से अल्निन को यकृत में भी संश्लेषित किया जा सकता है और पाइरूवेट बनाने के लिए नीचा किया जा सकता है।

यह ट्रिप्टोफैन, पाइरिडोक्सीन (विटामिन बी 6) और कार्नोसिन के संश्लेषण में भाग लेता है और, इसे पाइरूवेट में परिवर्तित किया जा सकता है, यह अप्रत्यक्ष रूप से ग्लाइसेमिया के नियमन में और कंकाल की मांसपेशी के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में भाग लेता है।

यह खेल के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए आहार अनुपूरक के रूप में उपयोग किया जाता है और यह प्राकृतिक रूप से बीफ़, पोर्क और मछली के साथ-साथ दूध और इसके डेरिवेटिव और अंडों में पाया जाता है। कुछ फलियां, फल और मेवे भी ऐलेनिन से भरपूर होते हैं।

संरचना

यह पहले चर्चा की गई थी कि सभी अमीनो एसिड की तरह एलैनिन में एक α- कार्बन होता है, जिसमें चार समूह जुड़े होते हैं, R समूह मिथाइल समूह (-CH3) होता है।

इसलिए, शरीर के pH पर (7.4 के आसपास), alanine का α-कार्बन एक प्रोटोनेटेड एमिनो समूह (-NH3 +) से जुड़ा होता है, एक कार्बोक्सिल समूह जो एक प्रोटॉन (-COO-) खो चुका है, एक हाइड्रोजन और मिथाइल समूह (-CH3)।

अधिकांश अमीनो एसिड पीएच 7.0 पर आयनित होते हैं और ज्यामितीय रूप से उनके पास आइसोमर्स हो सकते हैं, जिन्हें एनान्टायमर्स के रूप में जाना जाता है, जो कि दाएं और बाएं हाथ की तरह दर्पण की छवियां हैं।

फिर, सभी एमिनो एसिड को α- कार्बन के आसपास के परमाणुओं की स्थिति के आधार पर, डी या एल (क्रमशः डेक्स्रो और लेवो) के रूप में निरूपित "चिरल जोड़े" के रूप में पाया जा सकता है।

हालांकि, एलैनिन, अधिकांश अमीनो एसिड के साथ, ज्यादातर एल रूप में पाया जाता है, क्योंकि यह वह रूप है जो एंजाइम प्रोटीन संश्लेषण के दौरान डालते हैं।

इस अमीनो एसिड को β-alanine के रूप में भी पाया जा सकता है, जिसमें अमीनो समूह अपनी is-कार्बन से जुड़ा होता है, यानी इसके साइड चेन के पहले कार्बन तक।

Ine-एलैनिन पैंटोथेनिक एसिड (विटामिन बी 5) और कुछ प्राकृतिक पेप्टाइड्स में पाया जाता है। डी-अलैनिन कुछ पॉलीपेप्टाइड्स में पाया जाता है जो कुछ बैक्टीरिया कोशिकाओं की दीवारों का हिस्सा होते हैं।

समूह आर (मिथाइल, सीएच

अलनीन साइड चेन का मिथाइल समूह एक संतृप्त हाइड्रोकार्बन है जो इस अमीनो एसिड को नॉनपोलर हाइड्रोफोबिक विशेषता देता है। अलनीन की यह विशेषता इस समूह के अन्य अमीनो एसिड जैसे कि ग्लाइसिन, वेलीन, ल्यूसीन और आइसुसिइन के साथ आम है।

एलीफिनो के समूह को बनाने वाले एमिनो एसिड रासायनिक रूप से तटस्थ अमीनो एसिड होते हैं और प्रोटीन के त्रि-आयामी संरचना के निर्माण और रखरखाव में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं क्योंकि उनमें पानी को छोड़कर एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करने की प्रवृत्ति होती है।

इन अमीनो एसिड, जिनमें एलेन शामिल हैं, में समान चार्ज के साथ आयनित समूहों की संख्या होती है, इसलिए उनके पास शुद्ध शुल्क नहीं होता है और उन्हें "ज़्विटरेशन" कहा जाता है।

विशेषताएं

ज्ञात एमिनो एसिड के अधिकांश की तरह, अलनीन का उपयोग पेप्टाइड्स और प्रोटीन के संश्लेषण में सामान्य रूप से किया जाता है, और पॉलीपेप्टाइड संरचना की स्थापना और कुछ प्रोटीनों की तृतीयक संरचना में भाग लेता है।

अलनीन का एक अन्य महत्वपूर्ण कार्य ग्लाइसेमिया के नियंत्रण में अप्रत्यक्ष रूप से भाग लेना है:

यह पाइरूवेट और इसके विपरीत को जन्म दे सकता है, यह यकृत तक भी पहुंच सकता है और ग्लूकोजोनोजेनेसिस के माध्यम से ग्लूकोज बनकर परिसंचरण में जारी किया जा सकता है या आवश्यकतानुसार ग्लाइकोजन के संश्लेषण में उपयोग किया जा सकता है।

एलनिन मांसपेशी से जिगर तक एक अमोनियम ट्रांसपोर्टर के रूप में भाग लेता है, क्योंकि यह पाइरूवेट से संशोधन द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है, यकृत तक पहुँचाया जा सकता है और संक्रमण द्वारा परिवर्तित किया जा सकता है।

यह सहवर्ती रूप से ग्लूटामेट के लिए α-ketoglutarate के परिवर्तन के साथ होता है, जो यूरिया चक्र में प्रवेश कर सकता है और वापस पाइरूवेट में बदल सकता है।

अन्य कार्य

यह अमीनो एसिड ट्रिप्टोफैन और पाइरिडोक्सिन के संश्लेषण के लिए आवश्यक है। यद्यपि रासायनिक रूप से खराब प्रतिक्रियाशील, अलैनिन में सब्सट्रेट मान्यता और एंजाइम विनियमन कार्य हो सकते हैं।

Β-alanine के कार्यों में से एक आहार अनुपूरक के रूप में है, क्योंकि इसका उपयोग एर्गोजेनिक व्यायाम सहायता के रूप में किया जाता है। Β-alanine का अंतर्ग्रहण कंकाल की मांसपेशी में कारनोसिन (ion-alanine और histidine द्वारा गठित एक डिप्टीटाइड) की सांद्रता को बढ़ाता है, एक "बफर" के रूप में कार्य करता है।

आम तौर पर, कार्नोसिन मांसपेशियों की कोशिका की कुल बफर क्षमता में महत्वपूर्ण योगदान नहीं देता है और यह इसकी कम एकाग्रता के कारण होता है। Administration-alanine का प्रशासन इस एकाग्रता को बढ़ाता है और इसलिए बफर क्षमता, इस प्रकार थकान को कम करके धीरज में सुधार करता है।

जैवसंश्लेषण

मानव शरीर में एलेनिन का सबसे महत्वपूर्ण संश्लेषण पाइरुविक एसिड के एक कम करने वाले संशोधन द्वारा होता है। इस प्रतिक्रिया के लिए एक एकल एंजाइमेटिक कदम की आवश्यकता होती है।

पाइरूवेट कार्बन कंकाल प्रदान करता है और ग्लूटामेट अमीनो समूह प्रदान करता है जिसे पाइरूवेट में स्थानांतरित किया जाता है। एंजाइम जो इस प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, वह है एलेनिन ट्रांसएमिनेस।

इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एलेनिन और α-ketoglutarate का उत्पादन होता है। तब एलनिन ग्लूकोनेोजेनेसिस में, ग्लाइकोलाइसिस में और क्रेब्स चक्र में मौजूद हो सकता है।

एलेनिन का एक अन्य स्रोत ट्रिप्टोफैन के टूटने से एसिटाइल-सीओए तक आता है। इस मार्ग में, जब एंजाइम kynureninase Hydrolyzes 3-hydroxy kynurenine, 3-hydroxy anthranilate और alanine बनते हैं। अलनीन जारी किया जाता है और 3-हाइड्रॉक्सी एन्थ्रिनेट चयापचय पथ का अनुसरण करता है।

यूरैसिल का क्षरण अल्नाइन का एक अन्य स्रोत है। इस मामले में, this-alanine का उत्पादन होता है, जो कई चयापचय मार्गों का अनुसरण कर सकता है, जिनमें से एक एसिटाइल-सीओए बनना है।

पतन

अमीनो एसिड की गिरावट की सामान्य प्रक्रिया

अमीनो एसिड कार्बोहाइड्रेट और वसा की तरह संग्रहीत नहीं होते हैं, इसलिए प्रोटीन के क्षरण के दौरान निकलने वाले नए प्रोटीन और न्यूक्लियोटाइड के संश्लेषण के लिए पुन: उपयोग किया जाना चाहिए।

दूसरी ओर, अमीनो एसिड का क्षरण हो सकता है और उनके कार्बन कंकाल का उपयोग कैटाबोलिक या एनाबॉलिक प्रतिक्रियाओं में किया जा सकता है।

जब अमीनो एसिड का क्षय होता है, तो अतिरिक्त नाइट्रोजन से अमोनिया बनता है, जो एक विषैला पदार्थ है जिसे समाप्त करना चाहिए और अमीनो एसिड के क्षरण में पहला कदम नाइट्रोजन का उन्मूलन है।

स्तनधारियों में, यह गिरावट यकृत में होती है; वहां, कोई भी अमीनो एसिड जो अधिक मात्रा में है और जिसका उपयोग नहीं किया जा सकता है, को नीचा दिखाया गया है।

क्षारीय गिरावट

अलनीन का क्षरण, पाइनेवेट के लिए ऐलेनिन के रूपांतरण से होता है। इस प्रतिक्रिया को एलेनिन ट्रांसएमिनेस द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है और इसके लिए एमिनो समूह के एक स्वीकर्ता और ग्लूटामेट के बाद के गठन के रूप में α-ketoglutarate की उपस्थिति की आवश्यकता होती है; यह एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया है।

पाइरूवेट से एलेनिन के गठन और पाइरूवेट के गठन के लिए एलेनिन के टूटने की ये प्रतिक्रियाएं कंकाल की मांसपेशी और यकृत से जुड़े चक्र का हिस्सा हैं।

यकृत ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से मांसपेशियों और मांसपेशियों को ग्लूकोज की आपूर्ति करता है, एटीपी उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज को पाइरूवेट में परिवर्तित करता है; यह पाइरूवेट ऐलेनिन के संश्लेषण में प्रवेश कर सकता है, जिसे रक्तप्रवाह में छुट्टी दी जा सकती है और यकृत में वापस आ जाती है जो इसे पाइरूवेट में वापस परिवर्तित कर देता है, जो ग्लूकोज बनाने के लिए ग्लूकोनेोजेनेसिस में प्रवेश करता है।

यदि आवश्यक हो, तो चक्र दोहराया जाता है। यकृत में, एलेनिन से पाइरूवेट का उत्पादन अमोनियम आयनों को उत्पन्न करता है जो ग्लुटामाइन और ग्लूटामेट से जुड़ते हैं और ये यूरिया चक्र में प्रवेश करते हैं। फिर मूत्र में यूरिया समाप्त हो जाता है।

Alanine, ग्लाइसिन, सिस्टीन, सेरीन, और थ्रेओनीन ग्लूोजेनिक अमीनो एसिड होते हैं क्योंकि उनके क्षरण से ग्लूकोज के सभी ग्लूकोनोजेनिक अग्रदूतों पाइरूवेट, α-ketoglutarate, succinyl-CoA, fumarate या oxaloacetate को जन्म दे सकता है।

एलैनिन युक्त खाद्य पदार्थ

अमीनो एसिड के मुख्य स्रोत दुबला मीट, मछली, शंख, अंडे और डेयरी उत्पाद हैं, हालांकि, एलैनिन कई पौधे-आधारित खाद्य पदार्थों में भी पाया जाता है। एलेन में समृद्ध खाद्य पदार्थों के उदाहरण हैं:

- बीफ़, सूअर का मांस, भेड़, चिकन, टर्की, खरगोश, मछली जैसे मांस; अंडे, दूध और डेरिवेटिव।

- अखरोट, अखरोट, चेस्टनट, बादाम और मूंगफली जैसे नट्स अलनीन के स्रोत हैं।

- नारियल, एवोकैडो, शतावरी, बैंगन, कसावा या कसावा, चुकंदर, गाजर और शकरकंद।

- मकई, सेम और मटर जैसे फलियां।

- चावल, राई, गेहूं, कोको, जई और राई जैसे अनाज।

संदर्भ

1. कारुसो, जे।, चार्ल्स, जे।, उरुह, के।, गिबेल, आर।, लियरमौंट, एल।, और पॉटर, डब्ल्यू। (2012)। Β-alanine और कार्नोसिन के एर्गोजेनिक प्रभाव: उनकी प्रभावकारिता को निर्धारित करने के लिए भविष्य में प्रस्तावित शोध। पोषक तत्व, 4 (7), 585601।
2. गिल, सी।, बोलिंग, सी।, हॉपी, ए।, बुलिक, एस।, हॉफमैन, एस।, हुबनेर, के।,… होलज़ुटर, एचजी (2010)। हेपाटोनेट 1: यकृत शरीर विज्ञान के विश्लेषण के लिए मानव हेपेटोसाइट का एक व्यापक चयापचय पुनर्निर्माण। आणविक प्रणाली जीवविज्ञान, 6 (411), 1-13।
3. मैथ्यूज, सी।, वैन होल्डे, के।, और अहर्न, के। (2000)। बायोकेमिस्ट्री (तीसरा संस्करण)। सैन फ्रांसिस्को, कैलिफोर्निया: पियर्सन।
4. मरे, आर।, बेंडर, डी।, बॉथम, के।, केनेली, पी।, रोडवेल, वी।, और वेइल, पी। (2009)। हार्पर की इलस्ट्रेटेड बायोकैमिस्ट्री (28 वां संस्करण)। मैकग्रा-हिल मेडिकल।
5. नेल्सन, डीएल, और कॉक्स, एमएम (2009)। बायोकेमिस्ट्री के लेहिंगर प्रिंसिपल। ओमेगा संस्करण (5 वां संस्करण)।