एमाइलेज: विशेषताएँ, वर्गीकरण, संरचना, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

एमिलेज एक ऐसे महत्वपूर्ण एंजाइम के समूह की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला शब्द है, जो कार्बोहाइड्रेट में मौजूद ग्लूकोज अणुओं जैसे स्टार्च और अन्य संबंधित लोगों के बीच ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस के लिए जिम्मेदार होता है, जो कई जीवित जीवों के आहार में शामिल होते हैं।

इस प्रकार के एंजाइम बैक्टीरिया, कवक, जानवरों और पौधों द्वारा निर्मित होते हैं, जहां वे मूल रूप से समान प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं और विभिन्न कार्य होते हैं, जो मुख्य रूप से ऊर्जा चयापचय से संबंधित होते हैं।

जानवरों की उत्पत्ति के एक अल्फा एमिलेज का ग्राफिक प्रतिनिधित्व (स्रोत: जवाहर स्वामीनाथन और विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से यूरोपीय जैव सूचना विज्ञान संस्थान में एमएसडी स्टाफ)

ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के उत्पादों को प्रत्येक प्रकार के एमाइलोलिटिक एंजाइम के लिए विशेषता माना जा सकता है, यही कारण है कि यह अक्सर उनके वर्गीकरण के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।

इन एंजाइमों का महत्व, मानवशास्त्रीय रूप से बोलना, केवल शारीरिक नहीं है, क्योंकि वर्तमान में इस प्रकार के एंजाइमों का भोजन, कागज, वस्त्र, शर्करा और अन्य के औद्योगिक उत्पादन में बहुत बड़ा जैव प्रौद्योगिकी महत्व है।

शब्द "एमाइलेज" ग्रीक "अमाइलोन" से निकला है, जिसका अर्थ है स्टार्च, और 1833 में वैज्ञानिकों पायन और फारस द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने स्टार्च पर इस एंजाइम की हाइड्रोलाइटिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन किया था।

विशेषताएँ

कुछ एमाइलिस प्रकृति में बहुपद हैं, जैसे कि शकरकंद am-एमाइलेज, जो टेट्रामर की तरह व्यवहार करता है। हालांकि, एमाइलेज मोनोमर्स का अनुमानित आणविक भार 50 केडीए की सीमा में है।

सामान्य तौर पर, पौधे और पशु एंजाइम दोनों में अपेक्षाकृत "आम" अमीनो एसिड संरचना होती है और 5.5 और 8 इकाइयों के बीच पीएच में इष्टतम गतिविधियां होती हैं (पशु एमाइलिस अधिक तटस्थ पीएच में अधिक सक्रिय होने के साथ)।

एमाइलेज एक बड़ी संख्या में पॉलीसेकेराइड्स के ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड्स को हाइड्रोलाइजिंग करने में सक्षम एंजाइम हैं, जो आमतौर पर डिसैक्राइड का उत्पादन करते हैं, लेकिन वे सेल्यूलोज जैसे हाइड्रोलाइजिंग कॉम्प्लेक्स में सक्षम नहीं हैं।

सब्सट्रेट विशेषताओं

इस कारण से कि एमाइलिस प्रकृति में बहुत महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से कार्बोहाइड्रेट के पाचन में, "उच्च" सब्जियों के ऊतकों में उनके प्राकृतिक सब्सट्रेट (स्टार्च) की सर्वव्यापी उपस्थिति से संबंधित है, जो एक स्रोत के रूप में काम करते हैं। कई प्रकार के जानवरों और सूक्ष्मजीवों के लिए भोजन।

यह पॉलीसैकराइड बना है, बदले में, दो मैक्रोमोलेक्युलर कॉम्प्लेक्स जिसे एमाइलोज (अघुलनशील) और एमाइलोपेक्टिन (घुलनशील) के रूप में जाना जाता है। एमाइलोज मोर्टेज α-1,4 बॉन्ड द्वारा जुड़े ग्लूकोज अवशेषों की रैखिक श्रृंखलाओं से बने होते हैं और α-amylases द्वारा अपमानित होते हैं।

एमिलोपेक्टिन एक उच्च आणविक भार यौगिक है, यह α-1,4 बॉन्ड्स द्वारा जुड़े ग्लूकोज अवशेषों की शाखित श्रृंखलाओं से बना है, जिनकी शाखाएं α-1,6 बॉन्ड द्वारा समर्थित हैं।

वर्गीकरण

एमिलेस एंजाइमों को उस साइट के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है जहां वे ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को एंडोमैलेसेस या एक्सोएमीलेस के रूप में तोड़ने में सक्षम होते हैं। कार्बोहाइड्रेट के आंतरिक क्षेत्रों में पूर्व हाइड्रोलाइज बॉन्ड, जबकि उत्तरार्द्ध केवल पॉलीसेकेराइड के सिरों पर अवशेषों के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित कर सकता है।

इसके अलावा, पारंपरिक वर्गीकरण उनके प्रतिक्रिया उत्पादों के स्टीरियोकेमिस्ट्री से संबंधित है, इसलिए एंजाइमिक गतिविधि वाले इन प्रोटीनों को α-amylases, β-amylases या γ-amylases के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है।

-Α-amylases (α-1,4-glucan 4-glucan hydrolases) एंडोमैलाइड्स हैं जो रैखिक संकरण सब्सट्रेट के आंतरिक बांडों पर कार्य करते हैं और जिनके उत्पादों में α कॉन्फ़िगरेशन होता है और ऑलिगामासेकेराइड्स के मिश्रण होते हैं।

-1,-amylases (α-1,4-glucan maltohydrolases) प्लांट एक्सोमाईलैस हैं जो स्टार्च जैसे पॉलीसेकेराइड के गैर-कम करने वाले सिरों पर बॉन्ड पर कार्य करते हैं और जिनके हाइड्रोलाइटिक उत्पाद β-maltose के अवशेष हैं।

-आम तौर पर, γ- एमाइलेज, एमाइलिस का एक तीसरा वर्ग है, जिसे ग्लूकोअमाइलेसेस (α-1,4-ग्लूकोन ग्लूकोहाइड्रोलिज़) भी कहा जाता है, जो β-एमाइलेसेस की तरह, एक्सोइमाइलिस हैं जो गैर-कम करने वाले सिरों से सरल ग्लूकोज इकाइयों को हटाने में सक्षम हैं। पॉलीसेकेराइड और उनके विन्यास को उल्टा करते हैं।

एंजाइमों का उत्तरार्द्ध वर्ग α-1,4 और α, 1-6 बॉन्ड दोनों को हाइड्रोलाइज कर सकता है, स्टार्च जैसे डी-ग्लूकोज में परिवर्तित कर सकता है। जानवरों में वे मुख्य रूप से यकृत ऊतक में पाए जाते हैं।

वर्तमान रैंकिंग

दोनों एंजाइमों और उनके सब्सट्रेट और उत्पादों के लिए नई जैव रासायनिक विश्लेषण तकनीकों के आगमन के साथ, कुछ लेखकों ने निर्धारित किया है कि कम से कम छह वर्ग एमीलेज़ एंजाइम हैं:

1-Endoamylases जो α-1,4 ग्लूकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज़ करता है और जो "बाईपास" α-1,6 बॉन्ड कर सकता है। इस समूह के उदाहरण α-amylases हैं।

2-एक्सोमीलायस α-1,4 को हाइड्रोलाइजिंग करने में सक्षम, जिनमें से मुख्य उत्पाद माल्टोज़ अवशेष हैं और α-1,6 बांड "स्किप" नहीं हो सकते। समूह का उदाहरण β-एमाइलेसेस हैं।

3-एक्सोएलायड्स हाइड्रोलाइजिंग α-1,4 और α-1,6 बॉन्ड में सक्षम, जैसे कि एमलोग्लुकोसिडेस (ग्लूकोएमिलासेस) और अन्य एक्सोमाईलिस।

4-एमाइलेज जो केवल α-1,6 ग्लूकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है। इस समूह में "डीब्रीचिंग" एंजाइम और अन्य हैं जिन्हें पुलुलैनेस के रूप में जाना जाता है।

5-एमाइलेज जैसे कि α- ग्लूकोसिडेस, जो अधिमानतः हाइड्रोलाइज α-1,4 बॉन्ड्स को शॉर्ट एलीगोसैकराइड्स द्वारा उत्पादित करते हैं, जो कि एमीलोज या एमाइलोपायसिन जैसे सब्सट्रेट पर अन्य एंजाइमों की क्रिया से उत्पन्न होते हैं।

6-एंजाइम जो हाइड्रोक्ज़ेज़ को डी-ग्लूकोसिडिक अवशेषों के चक्रीय पॉलिमर को कम करने के लिए स्टार्च करते हैं, जिन्हें साइक्लोडोडेक्सट्रिन के रूप में जाना जाता है, जैसे कि कुछ जीवाणु एमाइलेज।

विशेषताएं

कई ऐसे कार्य हैं जो न केवल प्राकृतिक या शारीरिक दृष्टिकोण से, बल्कि वाणिज्यिक और औद्योगिक दृष्टिकोण से भी, सीधे मनुष्य से संबंधित हैं, एमाइलेज गतिविधि के साथ एंजाइमों को सौंपा गया है।

जानवरों में

जानवरों में एमाइलेसिस लार, यकृत और अग्न्याशय में अनिवार्य रूप से मौजूद होते हैं, जहां वे आहार (पशु उत्पत्ति (ग्लाइकोजेन) या वनस्पति (स्टार्च)) में खपत विभिन्न पॉलिसैकेराइड्स के क्षरण का मध्यस्थता करते हैं।

लार में मौजूद α-amylase लार ग्रंथियों की शारीरिक स्थिति के एक संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह इन ग्रंथियों के प्रोटीन उत्पादन का 40% से अधिक का गठन करता है।

मौखिक डिब्बे में, यह एंजाइम स्टार्च के "पूर्व-पाचन" के लिए जिम्मेदार है, माल्टोज़, माल्टोट्रिओस और डेक्सट्रिन के अवशेषों का उत्पादन करता है।

पौधों में

पौधों में, स्टार्च एक आरक्षित पॉलीसेकेराइड है और इसकी हाइड्रोलिसिस, एमाइलेज एंजाइमों द्वारा मध्यस्थता है, इसके कई महत्वपूर्ण कार्य हैं। उनमें से हम हाइलाइट कर सकते हैं:

• एलेरोन परत के पाचन द्वारा अनाज के बीज का अंकुरण।
• एटीपी के रूप में ऊर्जा के अधिग्रहण के लिए आरक्षित पदार्थों का क्षरण।

सूक्ष्मजीवों में

कई सूक्ष्मजीव पॉलीसेकेराइड के विभिन्न स्रोतों से कार्बन और ऊर्जा प्राप्त करने के लिए एमाइलेज का उपयोग करते हैं। उद्योग में, इन सूक्ष्मजीवों का उपयोग इन एंजाइमों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए किया जाता है, जो मनुष्य की विभिन्न वाणिज्यिक मांगों को पूरा करने के लिए सेवा करते हैं।

औद्योगिक उपयोग करता है

उद्योग में, विभिन्न प्रयोजनों के लिए एमाइलेज का उपयोग किया जाता है, जिसमें माल्टोज, उच्च फ्रुक्टोज सिरप, ओलिगोसेकेराइड मिश्रण, डेक्सट्रिन आदि शामिल हैं।

वे पक उद्योग में इथेनॉल के लिए स्टार्च के प्रत्यक्ष अल्कोहल किण्वन के लिए भी उपयोग किए जाते हैं, और सूक्ष्मजीवों के विकास के लिए खाद्य स्रोत के रूप में संयंत्र-आधारित खाद्य पदार्थों के प्रसंस्करण के दौरान उत्पादित अपशिष्ट जल के उपयोग के लिए।

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