एंजाइम: यह कैसे काम करता है और उदाहरण देता है - जीवविज्ञान - 2025

एक एंजाइम, जैविक उत्प्रेरक या बायोकेटलिस्ट एक अणु है, जो आमतौर पर प्रोटीन मूल का होता है, जिसमें जीवित प्राणियों के अंदर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने की क्षमता होती है। उत्प्रेरक प्रोटीन अणु एंजाइम होते हैं, और एक आरएनए प्रकृति के राइबोजाइम होते हैं।

एंजाइमों की अनुपस्थिति में, सेल में होने वाली प्रतिक्रियाओं की भारी संख्या और जीवन की अनुमति नहीं हो सकती है। ये 10 ^{6 के} करीब परिमाण के आदेश द्वारा प्रक्रिया को तेज करने के लिए जिम्मेदार हैं - और कुछ मामलों में बहुत अधिक है।

एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स के की-लॉक जंक्शन के योजनाबद्ध आरेख। स्रोत: Competitive_inhibition_es.svg: * Competitive_inhibition.svg: जैरी क्रिमसन मान द्वारा लिखित, टिमविकर्स द्वारा संशोधित, Fvasconcellosderivative कार्य द्वारा सदिश: रेटामा (बात) व्युत्पन्न कार्य: Bekerr

कटैलिसीस

एक उत्प्रेरक एक अणु है जो उक्त प्रतिक्रिया में खपत किए बिना रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को बदलने में सक्षम है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ऊर्जा शामिल होती है: प्रतिक्रिया या अभिकारकों में शामिल प्रारंभिक अणु एक डिग्री ऊर्जा के साथ शुरू होते हैं। ऊर्जा की एक अतिरिक्त मात्रा "संक्रमण राज्य" तक पहुंचने के लिए अवशोषित होती है। इसके बाद, ऊर्जा उत्पादों के साथ जारी की जाती है।

अभिकारकों और उत्पादों के बीच ऊर्जा का अंतर.G के रूप में व्यक्त किया जाता है। यदि उत्पादों का ऊर्जा स्तर अभिकारकों की तुलना में अधिक है, तो प्रतिक्रिया अंतर्जात है और सहज नहीं है। इसके विपरीत, यदि उत्पादों की ऊर्जा कम है, तो प्रतिक्रिया बाहरी और सहज है।

हालांकि, सिर्फ इसलिए कि एक प्रतिक्रिया सहज है इसका मतलब यह नहीं है कि यह एक प्रशंसनीय दर पर होगा। प्रतिक्रिया की गति ofG * (तारांकन सक्रिय ऊर्जा को संदर्भित करती है) पर निर्भर करती है।

एंजाइम कैसे काम करते हैं, यह समझने के लिए पाठक को इन अवधारणाओं को ध्यान में रखना चाहिए।

एंजाइमों

एक एंजाइम क्या है?

एंजाइम अविश्वसनीय जटिलता के जैविक अणु हैं, जो मुख्य रूप से प्रोटीन से बने होते हैं। प्रोटीन, बदले में, एमिनो एसिड की लंबी श्रृंखलाएं हैं।

एंजाइमों की सबसे प्रमुख विशेषताओं में से एक लक्ष्य अणु पर उनकी विशिष्टता है - इस अणु को एक सब्सट्रेट कहा जाता है।

एंजाइमों के लक्षण

एंजाइम विभिन्न रूपों में मौजूद हैं। कुछ पूरी तरह से प्रोटीन से बने होते हैं, जबकि अन्य में एक गैर-प्रोटीन प्रकृति के क्षेत्र होते हैं जिन्हें कॉफ़ेक्टर (धातु, आयन, कार्बनिक अणु, आदि) कहा जाता है।

इस प्रकार, एक एपोनेज़ाइम अपने कोफ़ेक्टर के बिना एक एंजाइम है, और अपोनेज़ाइम और उसके कोफ़ेक्टर के संयोजन को एक होलोनिज़ाइम कहा जाता है।

वे एक बड़े आकार के अणु हैं। हालांकि, एंजाइम पर केवल एक छोटी साइट सब्सट्रेट के साथ प्रतिक्रिया में सीधे शामिल होती है, और यह क्षेत्र सक्रिय साइट है।

जब प्रतिक्रिया शुरू होती है, तो एंजाइम अपने सब्सट्रेट को संलग्न करता है जैसे कि एक कुंजी अपने लॉक को संलग्न करती है (यह मॉडल वास्तविक जैविक प्रक्रिया का एक सरलीकरण है, लेकिन यह प्रक्रिया को चित्रित करने का कार्य करता है)।

हमारे शरीर में होने वाली सभी रासायनिक प्रतिक्रियाएं एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती हैं। वास्तव में, यदि ये अणु मौजूद नहीं थे, तो हमें प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के लिए सैकड़ों या हजारों साल इंतजार करना होगा। इसलिए, एंजाइम गतिविधि के नियमन को बहुत विशिष्ट तरीके से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

नामकरण और एंजाइमों का वर्गीकरण

जब हम एक अणु को देखते हैं जिसका नाम समाप्त होता है, तो हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि यह एक एंजाइम है (हालांकि इस नियम के अपवाद हैं, जैसे कि ट्रिप्सिन)। यह एंजाइमों के लिए नामकरण सम्मेलन है।

एंजाइमों के छह मूल प्रकार हैं: ऑक्सीकार्पेक्टेसिस, ट्रांसफ़रेसेस, हाइड्रॉलिसिस, लाइलाज़, आइसोमेरेज़ और लिगेज़; के प्रभारी: redox प्रतिक्रियाओं, परमाणु हस्तांतरण, हाइड्रोलिसिस, डबल बांड के अलावा, isomerization और अणुओं के संघ, क्रमशः।

एंजाइम कैसे काम करते हैं?

कटैलिसिस सेक्शन में हमने उल्लेख किया है कि प्रतिक्रिया की गति *G * के मूल्य पर निर्भर करती है। यह मान जितना अधिक होगा, प्रतिक्रिया उतनी ही धीमी होगी। इस पैरामीटर को कम करने के लिए एंजाइम जिम्मेदार है - इस प्रकार प्रतिक्रिया की गति बढ़ जाती है।

उत्पादों और अभिकारकों के बीच अंतर समान रहता है (एंजाइम इसे प्रभावित नहीं करता है), जैसा कि उनका वितरण करता है। एंजाइम संक्रमण राज्य के गठन की सुविधा देता है।

एंजाइम अवरोधक

एंजाइमों के अध्ययन के संदर्भ में, अवरोधक पदार्थ हैं जो उत्प्रेरक की गतिविधि को कम करने का प्रबंधन करते हैं। उन्हें दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: प्रतिस्पर्धी और गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोधक। पहले प्रकार के वे सब्सट्रेट के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं और अन्य नहीं करते हैं।

आम तौर पर निषेध प्रक्रिया प्रतिवर्ती होती है, हालांकि कुछ अवरोधक लगभग स्थायी रूप से एंजाइम से जुड़े रह सकते हैं।

उदाहरण

हमारी कोशिकाओं में बड़ी मात्रा में एंजाइम होते हैं - और सभी जीवित चीजों की कोशिकाओं में। हालांकि, सबसे अच्छा ज्ञात वे हैं जो चयापचय पथों जैसे कि ग्लाइकोलाइसिस, क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में भाग लेते हैं।

Succinate डिहाइड्रोजनेज ऑक्सीडाइरेक्टेस प्रकार का एक एंजाइम है जो सक्सेस के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है। इस मामले में, प्रतिक्रिया में दो हाइड्रोजन परमाणुओं की हानि शामिल है।

जैविक उत्प्रेरक (एंजाइम) और रासायनिक उत्प्रेरक के बीच अंतर

ऐसे रासायनिक उत्प्रेरक हैं जो जैविक की तरह, प्रतिक्रियाओं की गति को बढ़ाते हैं। हालांकि, दो प्रकार के अणुओं के बीच उल्लेखनीय अंतर हैं।

एंजाइम-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाएं तेजी से होती हैं

सबसे पहले, एंजाइम 10 ⁶ से 10 ^{12 के} करीब परिमाण के आदेशों द्वारा प्रतिक्रियाओं की गति को बढ़ाने में सक्षम हैं । रासायनिक उत्प्रेरक भी गति बढ़ाते हैं, लेकिन केवल परिमाण के कुछ आदेशों द्वारा।

अधिकांश एंजाइम शारीरिक स्थितियों के तहत काम करते हैं

जैसे-जैसे जैविक प्रतिक्रियाएं जीवित प्राणियों के अंदर होती हैं, उनकी इष्टतम स्थिति तापमान और पीएच के शारीरिक मूल्यों को घेर लेती है। रसायनज्ञ, उनके हिस्से के लिए, तापमान, दबाव और अम्लता की कठोर परिस्थितियों की आवश्यकता होती है।

विशेषता

एंजाइम उन प्रतिक्रियाओं में बहुत विशिष्ट हैं जो वे उत्प्रेरित करते हैं। ज्यादातर मामलों में, वे केवल एक या कुछ सब्सट्रेट के साथ काम करते हैं। विशिष्टता उनके द्वारा उत्पादित उत्पादों के प्रकार पर भी लागू होती है। रासायनिक उत्प्रेरक के लिए सबस्ट्रेट्स की सीमा अधिक व्यापक है।

एंजाइम और उसके सब्सट्रेट के बीच बातचीत की विशिष्टता निर्धारित करने वाली ताकतें वही होती हैं जो प्रोटीन के जमाव को स्वयं निर्धारित करती हैं (वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन, इलेक्ट्रोस्टैटिक, हाइड्रोजन बॉन्डिंग और हाइड्रोफोबिक)।

एंजाइम विनियमन सटीक है

अंत में, एंजाइमों की अधिक नियामक क्षमता होती है और उनकी गतिविधि सेल में विभिन्न पदार्थों की एकाग्रता के अनुसार भिन्न होती है।

रेगुलेटरी मैकेनिज्म में एलेस्टरिक कंट्रोल, एंजाइमों के सहसंयोजक संशोधन और संश्लेषित होने वाले एंजाइम की मात्रा में भिन्नता शामिल है।

संदर्भ

1. बर्ग, जेएम, स्ट्रायर, एल।, और टाइमोकोज़्को, जेएल (2007)। जैव रसायन। मैं पलट गया।
2. कैंपबेल, एमके और फैरेल, एसओ (2011)। जैव रसायन। छठा संस्करण। थॉमसन। ब्रूक्स / कोल।
3. डेविन, टीएम (2011)। जैव रसायन विज्ञान की पाठ्यपुस्तक। जॉन विले एंड संस।
4. कूलमैन, जे।, और रोहम, केएच (2005)। जैव रसायन: पाठ और एटलस। पैनामेरिकान मेडिकल एड।
5. मौजीस, वी। (2006)। बायोकैमिस्ट्री एक्सरसाइज करें। मानव कैनेटीक्स।
6. मुलर-एस्टर, डब्ल्यू। (2008)। जैव रसायन। चिकित्सा और जीवन विज्ञान के लिए बुनियादी बातें। मैं पलट गया।
7. पॉर्टमैन, जेआर (2004)। व्यायाम जैव रसायन के सिद्धांत। Karger।
8. वायट, डी।, और वायट, जेजी (2006)। जैव रसायन। पैनामेरिकान मेडिकल एड।