- विशेषताएँ
- संरचना
- विशेषताएं
- ग्लूटामिक एसिड के शारीरिक कार्य
- नैदानिक अनुप्रयोग
- ग्लूटामिक एसिड के औद्योगिक अनुप्रयोग
- जैवसंश्लेषण
- ग्लूटामेट और नाइट्रोजन चयापचय
- चयापचय और गिरावट
- ग्लूटामिक एसिड रिच फूड्स
- इसके सेवन के फायदे
- कमी के विकार
- संदर्भ
Glutamic एसिड 22 एमिनो एसिड है कि सभी जीवित चीजों में प्रोटीन बनाने और प्रकृति में सबसे प्रचुर मात्रा में से एक में से एक है। चूंकि मानव शरीर में जैवसंश्लेषण के लिए आंतरिक रास्ते हैं, इसलिए इसे आवश्यक नहीं माना जाता है।
एसपारटिक एसिड के साथ, ग्लूटामिक एसिड नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए ध्रुवीय अमीनो एसिड के समूह से संबंधित है और दो मौजूदा नामकरण प्रणालियों (तीन या एक अक्षर) के अनुसार, इसे " ग्लू " या " ई " के रूप में दर्शाया गया है ।
अमीनो एसिड ग्लूटामिक एसिड की संरचना (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से Hbf878)
इस अमीनो एसिड की खोज 1866 में जर्मन केमिस्ट रिटरशेन द्वारा की गई थी जब वह हाइड्रोलाइज्ड गेहूं ग्लूटेन का अध्ययन कर रहे थे, इसलिए इसका नाम "ग्लूटामिक" पड़ा। इसकी खोज के बाद, जीवित प्राणियों के एक बड़े हिस्से में इसकी उपस्थिति निर्धारित की गई है, इसलिए यह सोचा जाता है कि इसमें जीवन के लिए आवश्यक कार्य हैं।
एल-ग्लूटामिक एसिड को कशेरुक जानवरों के केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में उत्तेजक संकेतों के संचरण में सबसे महत्वपूर्ण मध्यस्थों में से एक माना जाता है और यह सामान्य मस्तिष्क समारोह के लिए, साथ ही संज्ञानात्मक विकास, स्मृति के लिए भी आवश्यक है। सीखना।
इसके कुछ व्युत्पन्न भी औद्योगिक स्तर पर महत्वपूर्ण कार्य हैं, विशेष रूप से पाक तैयारियों के संबंध में, क्योंकि यह भोजन के स्वाद को बढ़ाने में मदद करता है।
विशेषताएँ
मनुष्यों के लिए एक आवश्यक अमीनो एसिड नहीं होने के बावजूद, ग्लूटामेट (ग्लूटैमिक एसिड का आयनित रूप) में पशु वृद्धि के लिए महत्वपूर्ण पोषण संबंधी निहितार्थ हैं और अन्य गैर-आवश्यक अमीनो एसिड की तुलना में बहुत अधिक पोषण मूल्य होने का सुझाव दिया गया है।
मस्तिष्क में यह अमीनो एसिड विशेष रूप से प्रचुर मात्रा में होता है, विशेष रूप से इंट्रासेल्युलर स्पेस (साइटोसोल) में, जो साइटोसोल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच एक ढाल के अस्तित्व की अनुमति देता है, जिसे तंत्रिका कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली द्वारा सीमांकित किया जाता है।
क्योंकि इसमें एक्साइटरी सिनैप्स में कई कार्य हैं और यह विशिष्ट रिसेप्टर्स पर कार्य करके अपने कार्यों को निष्पादित करता है, इसकी एकाग्रता को नियंत्रित स्तरों पर रखा जाता है, विशेष रूप से बाह्य वातावरण में, क्योंकि ये रिसेप्टर्स आम तौर पर कोशिकाओं से "दिखते हैं"।
ग्लूटामेट की उच्चतम सांद्रता की साइटें तंत्रिका टर्मिनल हैं, हालांकि, इसके वितरण को पूरे शरीर में कोशिकाओं की ऊर्जा जरूरतों से वातानुकूलित किया जाता है।
सेल के प्रकार के आधार पर, जब ग्लूटैमिक एसिड सेल में प्रवेश करता है, तो इसे ऊर्जा उद्देश्यों के लिए माइटोकॉन्ड्रिया की ओर निर्देशित किया जा सकता है, या इसे सिनैप्टिक पुटिकाओं की ओर पुनर्वितरित किया जा सकता है और दोनों प्रक्रियाएं विशिष्ट इंट्रासेल्युलर कोशिकाओं को नियोजित करती हैं।
संरचना
ग्लूटामिक एसिड, अमीनो एसिड के बाकी हिस्सों की तरह, एक α- अमीनो एसिड होता है जिसमें एक केंद्रीय कार्बन परमाणु होता है (जो चिरल होता है), α कार्बन, जिसमें चार अन्य समूह जुड़े होते हैं: एक कार्बोक्सिल समूह, एक एमिनो समूह, एक हाइड्रोजन परमाणु और एक प्रतिस्थापन समूह (साइड चेन या आर समूह)।
ग्लूटामिक एसिड का आर समूह अणु को एक दूसरा कार्बोक्सिल समूह (-COOH) देता है और इसकी संरचना -CH2-CH2-COOH (-CH2-CH2-COO- इसके आयनित रूप में) है, इसलिए परमाणुओं का योग अणु का कुल कार्बन पाँच है।
इस एमिनो एसिड में 147 ग्राम / मोल का एक सापेक्ष द्रव्यमान होता है और इसके R समूह का पृथक्करण स्थिरांक (pKa) 4.25 होता है। इसमें 3.22 का आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु है और औसत प्रोटीन उपस्थिति सूचकांक लगभग 7% है।
चूंकि न्यूट्रल पीएच (लगभग 7) में ग्लूटामिक एसिड का आयनीकरण होता है और इसका ऋणात्मक आवेश होता है, इसे नकारात्मक आवेशित ध्रुवीय अमीनो अम्लों के समूह में वर्गीकृत किया जाता है, एक समूह जिसमें एसपारटिक अम्ल भी शामिल होता है (एस्पार्टेट, इसके आयन रूप में))।
विशेषताएं
ग्लूटामिक एसिड या इसके आयनित रूप, ग्लूटामेट के कई कार्य हैं, न केवल एक शारीरिक दृष्टिकोण से, बल्कि एक औद्योगिक, नैदानिक और गैस्ट्रोनोमिक बिंदु से भी।
ग्लूटामिक एसिड के शारीरिक कार्य
सबसे कशेरुक के शरीर में ग्लूटामिक एसिड के सबसे लोकप्रिय शारीरिक कार्यों में से एक मस्तिष्क में एक उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर के रूप में इसकी भूमिका है। यह निर्धारित किया गया है कि 80% से अधिक उत्तेजक synapses ग्लूटामेट या इसके एक डेरिवेटिव का उपयोग करके संवाद करते हैं।
संकेत के दौरान इस अमीनो एसिड का उपयोग करने वाले सिनेप्स के कार्यों में मान्यता, सीखने, स्मृति और अन्य शामिल हैं।
ग्लूटामेट भी तंत्रिका तंत्र के विकास से संबंधित है, जो synapses की दीक्षा और उन्मूलन, और सेल प्रवास, भेदभाव और मृत्यु के लिए है। यह परिधीय अंगों के बीच संचार के लिए महत्वपूर्ण है जैसे कि एलिमेंट्री ट्रैक्ट, अग्न्याशय और हड्डियों।
इसके अतिरिक्त, ग्लूटामेट में प्रोटीन और पेप्टाइड संश्लेषण दोनों प्रक्रियाओं के साथ-साथ फैटी एसिड के संश्लेषण में, सेलुलर नाइट्रोजन के स्तर के नियमन में और आयनिक और आसमाटिक संतुलन के नियंत्रण में कार्य होते हैं।
यह tricarboxylic एसिड चक्र (क्रेब्स चक्र) के विभिन्न मध्यवर्ती के लिए एक अग्रदूत के रूप में कार्य करता है और अन्य न्यूरोट्रांसमीटर जैसे GABA (गामा aminobutyric एसिड) के लिए भी। बदले में, यह एल-प्रोलाइन, एल-आर्गिनिन और एल-एलेनिन जैसे अन्य अमीनो एसिड के संश्लेषण में एक अग्रदूत है।
नैदानिक अनुप्रयोग
विभिन्न औषधीय दृष्टिकोण मुख्य रूप से ग्लूटामिक एसिड रिसेप्टर्स पर निर्भर करते हैं, जो कि मनोरोग संबंधी बीमारियों और अन्य स्मृति-संबंधी विकृति के उपचार के लिए चिकित्सीय लक्ष्य हैं।
ग्लूटामेट का उपयोग विभिन्न औषधीय योगों में सक्रिय एजेंट के रूप में किया गया है जो कि मायोकार्डियल इन्फ्रक्शन और कार्यात्मक अपच (गैस्ट्रिक समस्या या अपच) का इलाज करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
ग्लूटामिक एसिड के औद्योगिक अनुप्रयोग
ग्लूटामिक एसिड और इसके डेरिवेटिव में विभिन्न उद्योगों में विविध अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, ग्लूटामेट के मोनोसोडियम नमक का उपयोग खाद्य उद्योग में एक मसाला के रूप में किया जाता है।
यह अमीनो एसिड अन्य रसायनों के संश्लेषण के लिए प्रारंभिक सामग्री भी है और ग्लूटैमिक पॉलीसिड एक प्राकृतिक आयनिक बहुलक है जो मानव या पर्यावरण के लिए बायोडिग्रेडेबल, खाद्य और गैर विषैले है।
खाद्य उद्योग में इसका उपयोग एक मोटा और विभिन्न खाद्य पदार्थों की कड़वाहट के "रिलीवर" एजेंट के रूप में भी किया जाता है।
इसका उपयोग क्रायोप्रोटेक्टेंट के रूप में भी किया जाता है, "क्यूरेबल" जैविक चिपकने वाले के रूप में, ड्रग वाहक के रूप में, बायोडिग्रेडेबल फाइबर और हाइड्रोजेल के डिजाइन के लिए, जो बड़ी मात्रा में पानी को अवशोषित करने में सक्षम है।
जैवसंश्लेषण
सभी अमीनो एसिड ग्लाइकोलाइटिक मध्यवर्ती, क्रेब्स चक्र या पेंटोस फॉस्फेट मार्ग से प्राप्त होते हैं। ग्लूटामेट, विशेष रूप से, ग्लूटामाइन, α-ketoglutarate और 5-ऑक्सोप्रलाइन से प्राप्त होता है, जो क्रेब्स चक्र से प्राप्त होते हैं।
इस अमीनो एसिड के लिए बायोसिंथेटिक मार्ग काफी सरल है और इसके चरण लगभग सभी जीवित जीवों में पाए जाते हैं।
ग्लूटामेट और नाइट्रोजन चयापचय
नाइट्रोजन चयापचय में, यह ग्लूटामेट और ग्लूटामाइन के माध्यम से होता है जो अमोनियम को शरीर के विभिन्न बायोमॉलेकल्स में शामिल किया जाता है और, संक्रमण प्रतिक्रियाओं के माध्यम से, ग्लूटामेट अधिकांश अमीनो एसिड के एमिनो समूह प्रदान करता है।
इस प्रकार, इस मार्ग में ग्लूटामेट अणुओं को अमोनियम आयनों को आत्मसात करना शामिल है, जो दो प्रतिक्रियाओं में होता है।
मार्ग में पहला कदम ग्लूटामाइन सिंथेटेस नामक एक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है, जो लगभग सभी जीवों में मौजूद होता है और ग्लूटामाइन के उत्पादन में ग्लूटामेट और अमोनिया की कमी में शामिल होता है।
बैक्टीरिया और पौधों में, बजाय, ग्लूटामेट ग्लूटामाइन से उत्पन्न होता है जिसे ग्लूटामेट सिंथेज़ के रूप में जाना जाता है।
जानवरों में, यह α-ketoglutarate के संक्रमण से उत्पन्न होता है, जो अमीनो एसिड के अपचय के दौरान होता है। स्तनधारियों में इसका मुख्य कार्य विषाक्त मुक्त अमोनिया को ग्लूटामाइन में बदलना है, जिसे रक्त द्वारा ले जाया जाता है।
एंजाइम ग्लूटामेट सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया में, α-ketoglutarate एक reductive संशोधन प्रक्रिया से गुज़रता है, जहाँ ग्लूटामाइन नाइट्रोजन समूह के दाता के रूप में भाग लेता है।
हालांकि यह बहुत छोटे अनुपात में होता है, ग्लूटामेट भी α-ketoglutarate और अमोनियम (NH4) के बीच एक-चरणीय प्रतिक्रिया द्वारा जानवरों में उत्पन्न होता है, जो कि एंजाइम एल-ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित होता है, वस्तुतः सभी में सर्वव्यापी जीव जंतु।
कहा जाता है कि एंजाइम माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स के साथ संबद्ध होता है और प्रतिक्रिया जो इसे उत्प्रेरित करती है, मोटे तौर पर निम्नानुसार लिखी जा सकती है, जहां NADPH बिजली की आपूर्ति को कम करने में काम करता है:
α-ketoglutarate + NH4 + NADPH → एल-ग्लूटामेट + एनएडीपी (+) / पानी
चयापचय और गिरावट
ग्लूटामिक एसिड का उपयोग शरीर की कोशिकाओं द्वारा विभिन्न उद्देश्यों की पूर्ति के लिए किया जाता है, जिनमें प्रोटीन संश्लेषण, ऊर्जा चयापचय, अमोनियम निर्धारण, या न्यूरोट्रांसमिशन हैं।
कुछ प्रकार की तंत्रिका कोशिकाओं में बाह्यकोशिकीय माध्यम से ली गई ग्लूटामेट को ग्लूटामाइन में परिवर्तित करके "पुनर्नवीनीकरण" किया जा सकता है, जिसे बाह्य कोशिकीय द्रव में छोड़ दिया जाता है और न्यूरॉन्स द्वारा वापस ग्लूटामेट में बदल दिया जाता है, जिसे ग्लूटामाइन चक्र के रूप में जाना जाता है। —लगाना ।
एक बार भोजन में भोजन के साथ अंतर्ग्रहण के बाद, ग्लूटैमिक एसिड का आंतों का अवशोषण आम तौर पर अन्य अमीनो एसिड जैसे कि एलेनिन, आंतों के म्यूकोसा की कोशिकाओं द्वारा मध्यस्थता वाली एक प्रक्रिया में बदल जाता है, जो इसे ऊर्जा के स्रोत के रूप में भी उपयोग करता है।
दूसरी ओर, यकृत इसे ग्लूकोज और लैक्टेट में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है, जिसमें से रासायनिक ऊर्जा मुख्य रूप से एटीपी के रूप में निकाली जाती है।
विभिन्न जीवों में विभिन्न ग्लूटामेट चयापचय एंजाइमों के अस्तित्व को सूचित किया गया है, जैसे कि ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनीस, ग्लूटामेट-अमोनियम लीसेस और ग्लूटामाइन का मामला है, और इनमें से कई अल्जाइमर रोग में फंस गए हैं।
ग्लूटामिक एसिड रिच फूड्स
ग्लूटामिक एसिड मनुष्य द्वारा उपभोग किए जाने वाले अधिकांश खाद्य पदार्थों में मौजूद है और कुछ लेखकों का दावा है कि एक इंसान का वजन 70 किलोग्राम है, आहार से प्राप्त ग्लूटामिक एसिड का दैनिक सेवन लगभग 28 ग्राम है।
इस अमीनो एसिड में सबसे समृद्ध खाद्य पदार्थों में से एक पशु मूल के हैं, जहां मांस (गोजातीय, सुअर, अंडाशय, आदि), अंडे, डेयरी और मछली बाहर खड़े हैं। ग्लूटामेट से समृद्ध पौधे आधारित खाद्य पदार्थों में बीज, अनाज, शतावरी और अन्य शामिल हैं।
इस अमीनो एसिड में स्वाभाविक रूप से समृद्ध विभिन्न प्रकार के खाद्य पदार्थों के अलावा, एक व्युत्पन्न पदार्थ, ग्लूटामेट के मोनोसोडियम नमक का उपयोग कई व्यंजनों और औद्योगिक रूप से संसाधित खाद्य पदार्थों के स्वाद को बढ़ाने या बढ़ाने के लिए एक योज्य के रूप में किया जाता है।
इसके सेवन के फायदे
ग्लूटामेट को विभिन्न पाक तैयारी में जोड़ा जाता है जो स्वाद को "प्रेरित" करने और मौखिक गुहा में स्वाद की सनसनी को बेहतर बनाने में मदद करता है, जिसका स्पष्ट रूप से महत्वपूर्ण शारीरिक और पोषण महत्व है।
नैदानिक परीक्षणों से पता चला है कि ग्लूटामिक एसिड के अंतर्ग्रहण में "विकार" या स्वाद और "हाइपोसैलिपेशन" (लार का कम उत्पादन) से संबंधित मौखिक विकृति के उपचार में संभावित अनुप्रयोग हैं।
इसी तरह, आंत के म्यूकोसा में कोशिकाओं की सामान्य गतिविधि के रखरखाव के लिए ग्लूटामिक एसिड (ग्लूटामेट) बहुत महत्व का पोषक तत्व है।
इस अमीनो एसिड की आपूर्ति चूहों को कीमोथेरेपी उपचार से हुई है, जो आंतों की प्रतिरक्षात्मक विशेषताओं को बढ़ाने और आंतों के म्यूकोसा की गतिविधि और कार्यों को बनाए रखने के अलावा बढ़ाने के लिए दिखाया गया है।
जापान में, दूसरी ओर, ग्लूटामिक एसिड से भरपूर खाद्य पदार्थों पर आधारित चिकित्सा आहार "पर्क्यूटेनियस इंडोस्कोपिक गैस्ट्रोनॉमी" से गुजरने वाले रोगियों के लिए डिज़ाइन किया गया है, अर्थात्, उन्हें पेट की नली के माध्यम से खिलाया जाना चाहिए जो दीवार के माध्यम से जुड़ा हुआ है पेट की।
इस अमीनो एसिड का उपयोग पुरानी गैस्ट्रिटिस वाले बुजुर्ग रोगियों में भूख को प्रेरित करने के लिए भी किया जाता है जो सामान्य रूप से अनुचित हैं।
अंत में, ग्लूटामिक एसिड और आर्जिनिन की मौखिक आपूर्ति से संबंधित अध्ययनों से पता चलता है कि ये वसा ऊतकों में मांसपेशी ऊतक और लिपोलिसिस से संबंधित जीनों के सकारात्मक विनियमन में शामिल हैं।
कमी के विकार
चूंकि ग्लूटामिक एसिड विभिन्न प्रकार के अणुओं जैसे कि अमीनो एसिड और अन्य न्यूरोट्रांसमीटर के संश्लेषण में अग्रदूत के रूप में कार्य करता है, इसके जैवसंश्लेषण और रीसाइक्लिंग से संबंधित एंजाइमों की अभिव्यक्ति से जुड़े आनुवंशिक दोष किसी भी जानवर के शरीर के स्वास्थ्य के लिए परिणाम हो सकते हैं।
उदाहरण के लिए, एंजाइम ग्लूटैमिक एसिड डेकारबॉक्साइलेस ग्लूटामेट को गामा एमिनोब्यूट्रिक एसिड (जीएबीए) के लिए जिम्मेदार है, जो निरोधात्मक तंत्रिका प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक न्यूरोट्रांसमीटर है।
इसलिए, ग्लूटामिक एसिड और GABA के बीच संतुलन cortical excitability के नियंत्रण के रखरखाव के लिए अत्यधिक महत्व है, क्योंकि ग्लूटामेट मुख्य रूप से उत्तेजक तंत्रिका synapses में कार्य करता है।
बदले में, चूंकि ग्लूटामेट सीखने और स्मृति जैसे मस्तिष्क के कार्यों की एक श्रृंखला में शामिल है, इसकी कमी से संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के इन वर्गों में दोष हो सकते हैं जिनकी आवश्यकता एक न्यूरोट्रांसमीटर के रूप में होती है।
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