- विशेषताएँ
- ग्लाइकोसोम्स की घटना
- प्रतिक्रियाओं
- ग्लाइक्सिलेट चक्र के चरण
- विनियमन
- विशेषताएं
- सूक्ष्मजीवों में
- संदर्भ
ग्लयाक्सिलेट चक्र एक चयापचय मार्ग वर्तमान पौधों में, कुछ सूक्ष्मजीवों में और अकशेरुकी पशुओं में (सभी रीढ़ में अनुपस्थित) है, जो के माध्यम से इन जीवों कार्बोहाइड्रेट (शर्करा) में वसा में बदल सकते हैं है।
इस मार्ग की खोज 1957 में की गई थी, जबकि कोर्नबर्ग, क्रेब्स और बीवर इस बात को स्पष्ट करने की कोशिश कर रहे थे कि एस्चेरिचिया कोलाई जैसे बैक्टीरिया एकमात्र कार्बन स्रोत के रूप में एसीटेट की उपस्थिति में कैसे विकसित हो सकते हैं, और स्परेज (रिकिनस कम्युनिस) के अंकुरित बीज कैसे वसा को परिवर्तित कर सकते हैं। कार्बोहाइड्रेट।
ग्लाइक्सिलेट चक्र की योजनाबद्ध (स्रोत: एग्रोटमैन विद विकिमीडिया कॉमन्स)
इन तीन शोधकर्ताओं द्वारा किए गए अध्ययन में दो एंजाइमों की खोज की गई, जिन्हें आइसोसाइट्रेट लाइसेज़ और मालेट सिंथेज़ के रूप में जाना जाता है, जो क्रेब्स चक्र के एंजाइमों के साथ मिलकर दो एसिटाइल-कोइल अणुओं से सुसाइड के संश्लेषण की अनुमति देते हैं।
इस प्रकार उत्पादित सूक्रिएट को ट्राईकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र के माध्यम से मैलेट में बदल दिया जाता है, और बाद में ग्लूकोजोजेनेसिस के माध्यम से ग्लूकोज के उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
यह मार्ग पौधों में होता है, विशेष ऑर्गेनेल में, जिसे ग्लाइक्सोसम कहा जाता है और अंकुरण के शुरुआती चरणों के दौरान रोपाई के अस्तित्व के लिए आवश्यक है।
विशेषताएँ
ग्लाइक्साइललेट मार्ग को क्रेब्स चक्र के "संशोधन" के रूप में देखा जा सकता है, इस अंतर के साथ कि पूर्व में ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन नहीं होता है, लेकिन दो के एसीटेट इकाइयों से चार कार्बन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड बन सकते हैं। कार्बन।
ग्लाइक्सिलेट चक्र की इस विशेषता को इस तरह से वर्णित किया गया है कि कुछ जीवों को कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में कार्बन परमाणुओं के नुकसान से ("बाईपास") से बचना पड़ता है जो क्रेब्स चक्र की पहचान करता है।
पौधों में, ग्लाइकॉज़िलेट चक्र साइटोसोलिक ऑर्गेनेल के भीतर होता है, जो एक साधारण झिल्ली से घिरा होता है जिसे ग्लाइकोसोम्स के रूप में जाना जाता है। खमीर और शैवाल जैसे अन्य जीवों में, दूसरी ओर यह मार्ग साइटोसोल में होता है।
ग्लाइकोसोम्स संरचनात्मक रूप से पेरोक्सीसोम के समान हैं (कुछ लेखक उन्हें "विशेष पेरोक्सिस्म" मानते हैं), अन्य अंग फैटी एसिड के β-ऑक्सीकरण के भाग के लिए जिम्मेदार हैं और युरैयोटिक जीवों में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के उन्मूलन के लिए।
अंदर, फैटी एसिड को एसिटाइल-सीओए का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है, जिसे बाद में चार कार्बन परमाणुओं के साथ यौगिकों में संघनित किया जाता है। इन यौगिकों को माइटोकॉन्ड्रिया में चुनिंदा रूप से पहुंचाया जाता है, जहां वे ग्लूकोनोजेनिक मार्ग (ग्लूकोज संश्लेषण) में प्रवेश करने के लिए मैलेटोस में परिवर्तित हो जाते हैं या साइटोसोल में ले जाते हैं।
ग्लाइक्सिलेट मार्ग और ट्राईकार्बाक्सिलिक एसिड चक्र के बीच साझा किए गए एंजाइम माइटोकॉन्ड्रिया और ग्लायॉक्सीसोम में आइसोनिजाइम के रूप में मौजूद हैं, जिसका अर्थ है कि दोनों रास्ते एक दूसरे के स्वतंत्र रूप से कम या ज्यादा काम करते हैं।
ग्लाइकोसोम्स की घटना
ग्लाइकोसोम्स पौधे के ऊतकों में स्थायी रूप से मौजूद नहीं होते हैं। वे तिलहन के अंकुरण के दौरान विशेष रूप से प्रचुर मात्रा में होते हैं, जो कि उन्हें विकसित करने के लिए आवश्यक कार्बोहाइड्रेट का उत्पादन करने की थोड़ी प्रकाश संश्लेषक क्षमता होती है।
पूरी तरह से विकसित पौधों में, वसा के चयापचय में उनकी भागीदारी इतनी आवश्यक नहीं है, क्योंकि शर्करा मुख्य रूप से प्रकाश संश्लेषण द्वारा प्राप्त की जाती है।
प्रतिक्रियाओं
फैटी एसिड के टूटने से एसीटेट एक ऊर्जा से भरपूर ईंधन के रूप में और ग्लूकोनेोजेनेसिस के माध्यम से ग्लूकोज के संश्लेषण के लिए फॉस्फेनोलेफ्रुवेट के स्रोत के रूप में कार्य करता है। प्रक्रिया इस प्रकार है:
ग्लाइक्सिलेट चक्र के चरण
१- ग्लाइकोलायलेट मार्ग, क्रेब्स चक्र के समान, एक एसिटाइल-सीओए अणु के संघनन के साथ शुरू होता है, जिसमें एक और ऑक्सालोसेटेट होता है साइट्रेट, एंजाइम साइट्रेट सिंथेस द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया।
2- एकोनिटेज एंजाइम इस साइट्रेट को आइसोसिट्रेट में परिवर्तित करता है।
3- आइसोसिट्रेट का उपयोग एंजाइम आइसोसिट्रेट लाइसेज़ के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में किया जाता है ताकि यौगिकों को सक्सिनेट और ग्लाइऑक्साइड बनाया जा सके।
एंजाइम आइसोसाइट्रेट लीसा की आणविक संरचना (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से Vrabiochemhw)
4- एसिटाइल-सीओए के एक दूसरे अणु के साथ अपने संघनन के माध्यम से मैलेट उत्पन्न करने के लिए एंजाइम मालेट सिंथेज़ द्वारा ग्लाइक्सोलेट को लिया जाता है।
5- मालेट को डिहाइड्रोजनेज द्वारा ऑक्सालोसेटेट में परिवर्तित किया जाता है और यह यौगिक ग्लूकोनोजेनिक मार्ग के लिए अग्रदूत के रूप में काम कर सकता है या एक बार फिर चक्र को फिर से शुरू करने के लिए किसी अन्य एसिटाइल-सीओए से संघनित हो सकता है।
6- उत्पादित सक्सिनेट को फ्यूमरेट में भी परिवर्तित किया जा सकता है और इसे ग्लूकोज के निर्माण के लिए अधिक मात्रा में ऑक्सालोसेटेट अणु प्रदान किया जाता है। अन्यथा, इस अणु को क्रेब्स चक्र में कार्य करने के लिए माइटोकॉन्ड्रिया में निर्यात किया जा सकता है।
ऑक्सालोसेटेट ग्लूकोनोजेनिक मार्ग के लिए ग्लूकोज उत्पादन के लिए प्रवेश करता है, इसके रूपांतरण के लिए फॉस्फेनोलेफ्रुवेट, जो एंजाइम फॉस्फेनोलेफ्रुवेट कार्बोक्जिनेस द्वारा उत्प्रेरित होता है।
विनियमन
चूँकि ग्लाइओक्सिलेट और ट्राईकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र एक दूसरे के साथ कई मध्यवर्ती साझा करते हैं, दोनों के बीच एक समन्वित विनियमन होता है।
इसके अलावा, यह आवश्यक है कि नियंत्रण तंत्र मौजूद है, क्योंकि एसिटाइल-सीओए से ग्लूकोज और अन्य हेक्सोज के संश्लेषण (वसा के क्षरण से) का तात्पर्य कम से कम चार मार्गों से है।
- फैटी एसिड का the-ऑक्सीकरण, जो ग्लाइक्सोलाइट चक्र और क्रेब्स चक्र दोनों के लिए आवश्यक एसिटाइल-सीओए अणुओं का उत्पादन करता है और जो पौधों में ग्लाइकोसोम में होता है।
- ग्लाइक्सिलेट चक्र, जो कि ग्लाइक्सोसमों में भी होता है और जिसका उल्लेख किया गया है, मध्यवर्ती पदार्थ जैसे सक्सिनेट, माल्टेट और ऑक्सालोसेट बनाता है।
- क्रेब्स चक्र, जो माइटोकॉन्ड्रिया में होता है और जिसमें मध्यवर्ती आत्महत्या, मैलेट और ऑक्सालोसेटेट भी उत्पन्न होते हैं।
- ग्लूकोनियोजेनेसिस, जो साइटोसोल में होता है और इसमें ग्लूकोस को संश्लेषित करने के लिए फॉस्फेनोलोफ्रीवेट में परिवर्तित ऑक्सालोसेटेट का उपयोग होता है।
मुख्य नियंत्रण बिंदु एंजाइम आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज में है, जिसका विनियमन फॉस्फेट समूह को जोड़कर या हटाकर एक सहसंयोजक संशोधन का अर्थ है।
जब एंजाइम को फॉस्फोराइलेट किया जाता है तो यह निष्क्रिय हो जाता है, इसलिए आइसोसाइट्रेट को ग्लूकोज के उत्पादन के लिए ग्लाइकोसिलेट मार्ग की ओर निर्देशित किया जाता है।
विशेषताएं
पौधों के लिए, ग्लाइकोलायलेट चक्र आवश्यक है, विशेष रूप से अंकुरण प्रक्रिया के दौरान, क्योंकि बीज में संग्रहीत वसा का क्षरण प्रकाश संश्लेषित अविकसित ऊतकों में ग्लूकोज के संश्लेषण के लिए किया जाता है।
ग्लूकोज का उपयोग एटीपी के रूप में ऊर्जा प्राप्त करने के लिए या संरचनात्मक कार्यों के साथ अधिक जटिल कार्बोहाइड्रेट के निर्माण के लिए किया जाता है, लेकिन ग्लाइक्सोलेट मार्ग के दौरान उत्पन्न कुछ मध्यवर्ती अन्य सेलुलर घटकों के संश्लेषण की सेवा भी कर सकते हैं।
सूक्ष्मजीवों में
सूक्ष्मजीवों में ग्लाइक्सोलेट चक्र का मुख्य कार्य "वैकल्पिक" चयापचय मार्ग प्रदान करना है, ताकि सूक्ष्मजीव अपने विकास के लिए कार्बन और ऊर्जा के अन्य स्रोतों का लाभ उठाने में सक्षम हों।
यह जीवाणु एस्चेरिचिया कोलाई का मामला है, जिसमें, जब ग्लाइकोलिसिस के कुछ मध्यवर्ती स्तर और साइट्रिक एसिड चक्र में कमी होती है (आइसोसिट्रेट, 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट, पाइरूवेट, फॉस्फेनोलेफ्रुवेट और ऑक्सालैसेटेट), एंजाइम आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज। क्रेब्स चक्र में भाग लेता है) को बाधित किया जाता है और आइसोसाइट्रेट को ग्लाइक्सोलेट मार्ग की ओर निर्देशित किया जाता है।
यदि यह मार्ग सक्रिय होता है जब बैक्टीरिया एक एसीटेट से समृद्ध माध्यम में विकसित होता है, उदाहरण के लिए, इस मेटाबोलाइट का उपयोग चार कार्बन परमाणुओं के साथ कार्बोक्जिलिक एसिड को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है, जो बाद में ऊर्जावान कार्बोहाइड्रेट के गठन को जन्म दे सकता है। ।
अन्य जीवों जैसे कि कवक के लिए, उदाहरण के लिए, रोगज़नक़ी को सक्रिय ग्लाइकॉइलेट चक्र की उपस्थिति पर अत्यधिक निर्भर दिखाया गया है, जाहिरा तौर पर चयापचय कारणों के लिए।
संदर्भ
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