Asparagine (Asn या एन) सेल संकेतन और प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के बीच बंधन के लिए एक महत्वपूर्ण एमिनो एसिड है। यह 22 मूल अमीनो एसिड में से एक है और इसे गैर-आवश्यक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, क्योंकि यह स्तनधारियों के शरीर द्वारा संश्लेषित होता है।
यह अमीनो एसिड अपरिवर्तित ध्रुवीय अमीनो एसिड के समूह के भीतर वर्गीकृत किया गया है और 1806 में पाया गया एक पहला अमीनो एसिड था, जो फ्रांसीसी रसायनज्ञों वाउक्वेलिन और रॉबिकेट द्वारा एस्पेरेगस (एक प्रकार का शाकाहारी पौधा) के रस से अलग किया गया था।
अमीनो एसिड Asparagine की रासायनिक संरचना (स्रोत: Borb, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)
इसकी प्रारंभिक खोज के बावजूद, शतावरी की जैविक और पोषण संबंधी भूमिका को 100 से अधिक वर्षों तक मान्यता नहीं दी गई थी, जब 1932 में, गांजा बीज में मौजूद प्रोटीन की संरचना में इसकी उपस्थिति की पुष्टि की गई थी।
शतावरी और ग्लूटामाइन प्रोटीन में दो अन्य बहुत ही सामान्य अमीनो एसिड के एमाइड समूहों के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम करते हैं: क्रमशः एस्पार्टेट (एस्पार्टिक एसिड) और ग्लूटामेट (ग्लूटामिक एसिड)। शतावरी और ग्लूटामाइन आसानी से इन अमीनो एसिड में एंजाइमिक क्रिया या अम्लीय और बुनियादी यौगिकों द्वारा हाइड्रोलाइज्ड होते हैं।
कई सेरीन प्रोटीज एंजाइम जो हाइड्रोलाइज़ पेप्टाइड बॉन्ड में अपनी सक्रिय साइट की साइड चेन पर एक एस्परजीन रखते हैं। इस अवशेष में आंशिक नकारात्मक चार्ज है और यह लक्ष्य पेप्टाइड्स के सकारात्मक चार्ज के साथ पूरक तरीके से बंधन के लिए जिम्मेदार है, जिससे उन्हें दरार स्थल के करीब लाया जा सकता है।
शतावरी से ऑक्सालोसेटेट के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार एंजाइम को कीमोथेरेपी उपचार में उपयोग किया जाता है और इसे एल-एस्परगाइनेज के रूप में जाना जाता है, जो शतावरी और अमोनियम के लिए एस्परगिन के हाइड्रोलाइटिक विखंडन को उत्प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार है।
Asparaginase अधिक व्यक्त और Escherichia कोलाई से शुद्ध है, तीव्र लिम्फोब्लासटिक ल्यूकेमिया के साथ बचपन के रोगियों में इंजेक्शन लगाया जा सकता है, क्योंकि दोनों सामान्य और घातक लिम्फोसाइट्स अपने विकास और गुणन के लिए रक्त में शतावरी के कब्जे पर निर्भर करते हैं।
विशेषताओं और संरचना
अमीनो एसिड की सभी रासायनिक संरचनाओं में एक कार्बोक्सिल समूह (-ओएचओएच), एक एमिनो समूह (-एनएच 3 +), एक हाइड्रोजन (-एच) और एक आर समूह या सबट्यूएंट हैं जो एक ही केंद्रीय कार्बन परमाणु से जुड़े होते हैं, जिसे कार्बन के रूप में जाना जाता है। α।
एमिनो एसिड एक दूसरे से उनकी साइड चेन की पहचान से भिन्न होते हैं, जिन्हें आर समूहों के रूप में जाना जाता है और जो आकार, संरचना, कार्यात्मक समूहों और यहां तक कि विद्युत चार्ज में भिन्न हो सकते हैं।
आर समूहों के कार्बन परमाणुओं की पहचान ग्रीक वर्णमाला के अक्षरों से होती है। इस प्रकार, शतावरी के मामले में आर श्रृंखला के कार्बन को β और γ कार्बन के रूप में पहचाना जाता है।
अन्य प्रकार के नामकरणों के अनुसार, कार्बोक्सिल समूह (-COOH) में कार्बन परमाणु को C-1 के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, इसलिए, क्रमांकन के साथ, α- कार्बन C-2 और इसी तरह जारी रहेगा।
एक शतावरी अणु में चार कार्बन परमाणु होते हैं, जिनमें α- कार्बन, कार्बोक्सिल समूह के कार्बन और दो कार्बन परमाणु होते हैं जो आर समूह का हिस्सा होते हैं, जिन्हें कार्बोक्सामाइड (-CH2-CO-NH2) के रूप में जाना जाता है।
यह कार्बोक्सामाइड समूह केवल दो अमीनो एसिड में पाया जाता है: शतावरी में और ग्लूटामाइन में। इसकी विशेषता है कि यह एमिनो समूह (-NH2) और कार्बोनिल समूह (-CO) के माध्यम से बहुत आसानी से हाइड्रोजन बांड बना सकता है।
वर्गीकरण
शतावरी अपरिवर्तित ध्रुवीय अमीनो एसिड के समूह से संबंधित है, जो अत्यधिक पानी में घुलनशील और अत्यधिक हाइड्रोफिलिक एमिनो एसिड (कई हाइड्रोजन बांड बनाने की उनकी क्षमता के कारण) हैं।
अपरिष्कृत ध्रुवीय अमीनो एसिड के समूह में सेरीन, थ्रेओनीन, सिस्टीन और ग्लूटामाइन भी पाए जाते हैं। ये सभी "zwitterionic" यौगिक हैं, क्योंकि उनकी आर श्रृंखला में एक ध्रुवीय समूह है जो आवेशों को निष्प्रभावी करने में योगदान देता है।
सभी अपरिवर्तित ध्रुवीय अमीनो एसिड 7 (तटस्थ) के करीब पीएच में आयनित नहीं होते हैं, अर्थात्, उनके पास सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज नहीं होते हैं। हालांकि, अम्लीय और बुनियादी मीडिया में सबस्टीट्यूएंट्स आयनित होते हैं और एक चार्ज प्राप्त करते हैं।
त्रिविम
अमीनो एसिड का केंद्रीय कार्बन या α कार्बन एक चिराल कार्बन है, इसलिए, इसमें चार अलग-अलग प्रतिस्थापन जुड़े हुए हैं, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए कम से कम दो भेद करने वाले स्टीरियोइसोमर्स हैं।
स्टीरियोइसोमर्स एक अणु की दर्पण छवियां होती हैं, जिनमें एक ही आणविक सूत्र होता है, लेकिन एक दूसरे के साथ हाथ (बाएं और दाएं) की तरह सुपरइमोफुल नहीं होते हैं। डी या एल द्वारा उन्हें निरूपित किया जाता है, क्योंकि प्रयोगात्मक रूप से इन अमीनो एसिड के समाधान विपरीत दिशाओं में ध्रुवीकृत प्रकाश के विमान को घुमाते हैं।
अमीनो एसिड की सामान्य विषमता इन यौगिकों के स्टीरियोकोमेस्ट्री को बहुत महत्व देती है, क्योंकि प्रत्येक में अलग-अलग गुण होते हैं, संश्लेषित किया जाता है और विभिन्न चयापचय मार्गों में भाग लेता है।
Asparagine D-asparagine या L-asparagine के रूप में पाया जा सकता है, बाद में प्रकृति में सबसे आम है। यह एल-शतावरी सिंथेटेज़ द्वारा संश्लेषित है और एल-एस्पेरगिनेज़ द्वारा मेटाबोलाइज़ किया जाता है, दोनों एंजाइम कशेरुक के जिगर में बहुत प्रचुर मात्रा में होते हैं।
विशेषताएं
शतावरी के हाइड्रोजन बॉन्डिंग में आसानी प्रोटीन की संरचनात्मक स्थिरता के लिए एक महत्वपूर्ण अमीनो एसिड बनाती है, क्योंकि यह अन्य अमीनो एसिड की साइड चेन के साथ आंतरिक हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकती है जो उन्हें बनाते हैं।
शतावरी आमतौर पर जलीय मीडिया में विशिष्ट प्रोटीन की सतह पर पाया जाता है, उनकी संरचना को स्थिर करता है।
कई ग्लाइकोप्रोटीन एक शतावरी, थ्रेओनीन, या सेरीन अवशेषों के माध्यम से कार्बोहाइड्रेट या कार्बोहाइड्रेट से जुड़े हो सकते हैं। शतावरी के मामले में, एक एसिटाइल गैलेक्टोसामाइन आम तौर पर एन-ग्लाइकोसेशन द्वारा अमीनो समूह से जुड़ा होता है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सभी एन-ग्लाइकोसिलेटेड ग्लाइकोप्रोटीन में कार्बोहाइड्रेट एक शतावरी अवशेष के माध्यम से उन्हें बांधते हैं जो कि एक विशिष्ट क्षेत्र में पाए जाते हैं जिन्हें एन्न-एक्स-सेर / थ्रोट के रूप में दर्शाया गया है, जहां एक्स कोई एमिनो एसिड है।
इन ग्लाइकोप्रोटीन को एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में इकट्ठा किया जाता है, जहां वे ग्लाइकोसिलेटेड होते हैं क्योंकि उनका अनुवाद किया जाता है।
जैवसंश्लेषण
सभी यूकेरियोटिक जीव अमोनिया को आत्मसात करते हैं और इसे ग्लूटामेट, ग्लूटामाइन, कार्बामाइल फॉस्फेट और शतावरी में बदल देते हैं। शतावरी को ग्लाइकोलाइटिक मध्यवर्ती से, साइट्रिक एसिड चक्र में (ऑक्सालोसेटेट से) या आहार में सेवन किए गए अग्रदूतों से संश्लेषित किया जा सकता है।
एंजाइम एस्पेरेगिन सिंथेटेज़ एक ग्लूटामाइन और एटीपी-निर्भर एमिडोट्रांस्फरेज़ है जो एटीपी को एएमपी और अकार्बनिक पायरोफ़ॉस्फ़ेट (पीपीआई) में मिलाता है और अमोनिया या ग्लूटामाइन का उपयोग करता है ताकि एक एमिडेशन प्रतिक्रिया उत्पन्न हो और एस्पेरेगेट को एस्पार्टेट में परिवर्तित किया जा सके।
बैक्टीरिया और जानवरों दोनों में एक शतावरी सिंथेटेज़ होता है, हालांकि, बैक्टीरिया में एंजाइम अमोनियम आयन का उपयोग नाइट्रोजन दाता के रूप में करता है, जबकि स्तनधारियों में शतावरी सिंथेटेज़ नाइट्रोजन समूह के मुख्य दाता के रूप में ग्लूटामाइन का उपयोग करता है।
एटीपी और अकार्बनिक पाइरोफॉस्फेट (पीपीआई) के लिए अणु अणु समूह के दाता के रूप में ग्लूटामाइन के साथ एक साथ अणु के एंजाइमेटिक टूटने, विभिन्न जीवों के बीच एल-ग्लुटामाइन के जैवसंश्लेषण के संबंध में मुख्य अंतर हैं।
पतन
शतावरी के चयापचय पर अधिकांश अध्ययन पौधों में किए गए हैं, क्योंकि शुरू में स्तनधारियों में अध्ययन अधिक जटिल प्रणालियों के स्तर पर अमीनो एसिड assays के लिए पर्याप्त रूप से संवेदनशील कार्यप्रणाली की कमी के कारण बाधित थे।
L-asparagine द्वारा स्तनधारियों में L-asparagine को लगातार एसिटिक एसिड और अमोनियम का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोलाइज़ किया जाता है। इसका उपयोग ग्लाइकोप्रोटीन के संश्लेषण के लिए किया जाता है और साइट्रिक एसिड चक्र के लिए मुख्य ऑक्सीलोसेटेट अग्रदूतों में से एक है।
एंजाइम asparaginase शतावरी के लिए asparagine के हाइड्रोलिसिस उत्प्रेरित करता है, बाद में aspartate ग्लूटामेट और ऑक्सालोसेलेट का उत्पादन करने के लिए α-ketoglutarate के साथ transaminated है।
शतावरी सिंथेटेज़, जिसे एस्पार्टेट-अमोनिया लिगेज़ के रूप में भी जाना जाता है, स्तनधारियों के वयस्क मस्तिष्क कोशिकाओं में बहुतायत से पाया जाता है।
जब इस एंजाइम के निम्न स्तर को शरीर में माना जाता है, तो "अमीनोसिडोपेथिस" के रूप में जाना जाता है, क्योंकि अग्रगामी सब्सट्रेट मस्तिष्क कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में जमा होते हैं।
शतावरी में समृद्ध पदार्थ
तीव्र लिम्फोब्लास्टिक ल्यूकेमिया वाले लोगों में आमतौर पर एंजाइम एस्पेरेगिन सिंथेटेस में कमियां होती हैं और शतावरी के घूमने पर निर्भर करती है, इसलिए एस्पेरेगिन या इसके बहिर्जात से भरपूर आहार की सिफारिश की जाती है।
शतावरी की उच्च सामग्री वाले कई खाद्य पदार्थों में शेलफिश, पोल्ट्री और उनके अंडे, गोमांस मवेशी, डेयरी उत्पाद और उनके डेरिवेटिव, और सब्जियां जैसे शतावरी, आलू, कंद आदि हैं।
L-asparagine केंद्रित होते हैं जो अत्यधिक प्रतिस्पर्धी एथलीटों के लिए तैयार किए जाते हैं, क्योंकि उनकी खपत प्रोटीन बनाने में मदद करती है जो ऊतकों को बनाते हैं।
इसके अलावा, जिन लोगों में अमीनो एसिड संश्लेषण में कमी है, वे भी अपने केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में विकारों से बचने के लिए इन गोलियों को लेते हैं।
Asparagine अपने L-asparagine रूप के माध्यम से चयापचय करना आसान है, क्योंकि इसके चयापचय में शामिल कई एंजाइम D-asparagine रूप को नहीं पहचानते हैं और इसलिए, भोजन में निहित सभी शतावरी अलग-अलग उपलब्ध नहीं हैं शरीर की प्रक्रिया।
शतावरी का प्रचुर मात्रा में सेवन फायदेमंद हो सकता है, हालांकि, गोलियों के रूप में इसका अधिक मात्रा में सेवन नहीं करने की सलाह दी जाती है, क्योंकि यह निर्धारित किया गया है कि दवाओं से एल-एस्पेरगिन की प्रचुर मात्रा में ट्यूमर कोशिकाओं के विकास में वृद्धि होती है।
संदर्भ
- कोनी, डीए, कैपीज़ी, आरएल, और हैंड्सचूमाकर, आरई (1970)। जानवरों और आदमी में एल-एस्पेरेगिन चयापचय का मूल्यांकन। कैंसर अनुसंधान, 30 (4), 929-935
- डनलप, पीसी, रॉन, आरजे, और यहां तक कि, एचएल (1976)। Saccharomyces cerevisiae द्वारा D-asparagine का उपयोग। जीवाणु विज्ञान जर्नल, 125 (3), 999-1004।
- कंभमपति, एस।, अजिवोले, ई।, और मार्सोलाइस, एफ (2017)। शतावरी चयापचय में प्रगति। बॉटनी वॉल्यूम में प्रगति 79 (पीपी। 49-74)। स्प्रिंगर, चाम।
- कोर्नफेल्ड, आर।, और कोर्नफेल्ड, एस। (1985)। शतावरी-लिंक्ड ऑलिगोसेकेराइड्स की विधानसभा। जैव रसायन की वार्षिक समीक्षा, 54 (1), 631-664
- मैथ्यूज, सीके, और अहर्न, केजी (2002)। जैव रसायन। पियर्सन शिक्षा।
- नेल्सन, डीएल, लेहिंगर, एएल, और कॉक्स, एमएम (2008)। जैव रसायन विज्ञान के लेहिंगर सिद्धांत। मैकमिलन।
- यमादा, के।, हाशिज़्यूम, डी।, शिमिज़ु, टी।, और योकोयामा, एस। (2007)। एल-asparagine। एक्टा क्रिस्टलोग्राफिका धारा ई: संरचना रिपोर्ट ऑनलाइन, 63 (9), 3802-3803।