प्रोस्थेटिक समूह: मुख्य समूह और उनके कार्य - जीवविज्ञान - 2025

एक प्रोस्थेटिक समूह एक प्रोटीन का टुकड़ा है जिसमें अमीनो एसिड प्रकृति नहीं है। इन मामलों में, प्रोटीन को "हेटरोप्रोटीन" या संयुग्मित प्रोटीन कहा जाता है, जहां प्रोटीन भाग को एपोप्रोटीन कहा जाता है। इसके विपरीत, अमीनो एसिड से बने अणुओं को केवल होलोप्रोटीन कहा जाता है।

प्रोटीन को प्रोस्थेटिक समूह की प्रकृति के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है: जब समूह एक कार्बोहाइड्रेट, एक लिपिड या एक हीम समूह होता है, तो प्रोटीन क्रमशः ग्लाइकोप्रोटीन, लिपोप्रोटीन और हेम प्रोटीन होते हैं। इसके अलावा, कृत्रिम समूह बहुत विविध हो सकते हैं: धातुओं में (Zn, Cu, Mg, Fe) से लेकर न्यूक्लिक एसिड, फॉस्फोरिक एसिड तक।

कुछ मामलों में, प्रोटीन को अपने कार्यों को सफलतापूर्वक करने के लिए अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता होती है। प्रोस्थेटिक समूहों के अलावा कोएंजाइम हैं; उत्तरार्द्ध शिथिल, अस्थायी रूप से और कमजोर रूप से प्रोटीन से बंधते हैं, जबकि प्रोस्थेटिक समूह दृढ़ता से प्रोटीन के हिस्से के लिए लंगर डाले हुए हैं।

मुख्य कृत्रिम समूह और उनके कार्य

बायोटिन

बायोटिन बी कॉम्प्लेक्स का एक हाइड्रोफिलिक विटामिन है जो ग्लूकोनेोजेनेसिस, अमीनो एसिड कैटोबोलिज्म और लिपिड सिंथेसिस सहित विभिन्न बायोमॉलिक्युलस के चयापचय में भाग लेता है।

यह विभिन्न एंजाइमों के लिए एक कृत्रिम समूह के रूप में कार्य करता है, जैसे कि एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज (माइटोकॉन्ड्रिया में और साइटोसोल में पाए जाने वाले रूपों में), पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज, प्रोपियोनील-सीओए कार्बोक्सिलेज, और बी-मिथाइलक्रॉटनीएल-कोए कार्बोक्ज़िलेज़।

यह अणु एक लाइसिन अवशेषों के माध्यम से उक्त एंजाइमों को संलग्न करने में सक्षम है और कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन के लिए जिम्मेदार है। जीवों में बायोटिन का कार्य एक प्रोस्थेटिक समूह के रूप में अपनी भूमिका से परे चला जाता है: यह भ्रूणजनन में, प्रतिरक्षा प्रणाली में और जीन अभिव्यक्ति में भाग लेता है।

कच्चे अंडे के सफेद में एविडिन नामक एक प्रोटीन होता है, जो बायोटिन के सामान्य उपयोग को दबा देता है; इसलिए, पका हुआ अंडे की खपत की सिफारिश की जाती है क्योंकि गर्मी एविडिन को बदनाम करती है, इस प्रकार यह अपना कार्य खो देता है।

हेमे समूह

हीम समूह पोर्फिरीन प्रकृति (एक बड़ी हेट्रोसाइक्लिक रिंग) का एक अणु है जो इसकी संरचना में लोहे के परमाणु होते हैं जो ऑक्सीजन को उल्टा बांधने या इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने और लेने में सक्षम होते हैं। यह हीमोग्लोबिन का प्रोस्थेटिक समूह है, जो ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन के लिए जिम्मेदार प्रोटीन है।

कार्यात्मक ग्लोबिन में, लोहे के परमाणु में +2 चार्ज होता है और एक लौह ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, इस प्रकार यह पांच या छह समन्वय बांड बना सकता है। रक्त का विशिष्ट लाल रंग हीम समूह की उपस्थिति के कारण होता है।

हीम समूह अन्य एंजाइमों का प्रोस्थेटिक समूह भी है, जैसे कि मायोग्लोबिन, साइटोक्रोमेस, उत्प्रेरित और पेरोक्सीडेस।

फ्लेविन मोनोन्यूक्लियोटाइड और फ्लेविन एडिनिन डाइन्यूक्लियोटाइड

ये दो कृत्रिम समूह फ्लेवोप्रोटीन में मौजूद हैं और राइबोफ्लेविन या विटामिन बी ₂ से प्राप्त होते हैं । दोनों अणुओं में एक सक्रिय साइट होती है जो प्रतिवर्ती ऑक्सीकरण और कमी प्रतिक्रियाओं से गुजरती है।

फ्लेवोप्रोटीन में बहुत विविध जैविक भूमिकाएं हैं। वे अणुओं के निर्जलीकरण प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकते हैं जैसे कि सक्सिनेट, इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में हाइड्रोजन के परिवहन में भाग लेते हैं या ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे एच ₂ ओ ₂ उत्पन्न होता है ।

पाइरिलोक्विनोलिन क्विनोन

यह क्विनोप्रोटीन का प्रोस्थेटिक समूह है, ग्लूकोज डिहाइड्रोजनेज जैसे डिहाइड्रोजनेज एंजाइमों का एक वर्ग, जो ग्लाइकोलाइसिस और अन्य मार्गों में भाग लेता है।

पाइरिडोक्सल फॉस्फेट

पाइरिडोक्सल फॉस्फेट विटामिन बी ₆ का व्युत्पन्न है । यह एमिनो ट्रांसफ़ेज़ एंजाइमों के एक कृत्रिम समूह के रूप में पाया जाता है।

यह एंजाइम ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेस का प्रोस्थेटिक समूह है और यह एंजाइम के मध्य क्षेत्र में एक लाइसिन अवशेषों के एल्डिहाइड समूह और ε-एमिनो समूह के बीच सहसंयोजक बंधों के माध्यम से जुड़ा हुआ है। यह समूह ग्लाइकोजन के फॉस्फोरोलिटिक टूटने में मदद करता है।

ऊपर वर्णित फ्लेविन मोनोन्यूक्लियोटाइड और फ्लेविन एडिनिन डाइन्यूक्लियोटाइड दोनों ही पाइरिडोक्सिन या विटामिन बी ₆ से पाइरिडोक्सल फॉस्फेट के रूपांतरण के लिए अपरिहार्य हैं ।

Methylcobalamin

मिथाइलकोबालामिन विटामिन बी ₁₂ का एक समकक्ष रूप है । संरचनात्मक रूप से, इसमें एक ऑक्टाहेड्रल कोबाल्ट केंद्र है और इसमें धातु-अल्किल बांड हैं। इसके मुख्य चयापचय कार्यों में मिथाइल समूहों का स्थानांतरण है।

थायमिन पायरोफॉस्फेट

थायमिन पाइरोफॉस्फेट प्रमुख चयापचय पथ में शामिल एंजाइमों का प्रोस्थेटिक समूह है, जैसे कि α-ketoglutarate dehydrogenase, pyruvate dehydrogenase, और transketolase।

उसी तरह, यह कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और ब्रांकेड-चेन अमीनो एसिड के चयापचय में भाग लेता है। सभी एंजाइमैटिक प्रतिक्रियाओं की आवश्यकता होती है जिसमें थायमिन पायरोफ़ॉस्फेट एक सक्रिय एल्डिहाइड इकाई के हस्तांतरण को शामिल करता है।

थायमिन पाइरोफॉस्फेट को विटामिन बी ₁ या थायमिन के फॉस्फोराइलेशन द्वारा इंट्रासेल्युलर रूप से संश्लेषित किया जाता है । अणु में एक सीरीज़ संरचना के साथ एक पिरिमिडीन रिंग और थियाज़ोलियम रिंग होता है।

बेरीबेरी और वर्निक - कोर्सकॉफ़ सिंड्रोम के रूप में जाना जाने वाला न्यूरोलॉजिकल रोगों में थायमिन पायरोफ़ॉस्फेट की कमी का परिणाम है। यह इसलिए होता है क्योंकि मस्तिष्क में एकमात्र ईंधन ग्लूकोज होता है, और चूंकि पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स के लिए थायमिन पायरोफॉस्फेट की आवश्यकता होती है, तंत्रिका तंत्र में ऊर्जा नहीं होती है।

Molybdopterin

मोलिब्डोप्टेरिन पाइरोप्टेरिन के व्युत्पन्न हैं; वे एक पाइरन रिंग और दो थिओलेट्स से बने होते हैं। वे प्रोस्टेटिक समूह या एंजाइम में पाए जाने वाले कोफ़ेक्टर्स होते हैं जिनमें मोलिब्डेनम या टंगस्टन होते हैं।

यह थायोसल्फेट रिडक्टेस, प्यूरीन हाइड्रॉक्सिलस और फॉर्मेट डीहाइड्रोजनेज के एक कृत्रिम समूह के रूप में पाया जाता है।

लिपोइक एसिड

लिपोइक एसिड, लिपोमाईड का प्रोस्थेटिक समूह है और यह कोशिकीय रूप से लाइसिन अवशेषों द्वारा प्रोटीन की तीव्रता से जुड़ा होता है।

अपने कम किए गए रूप में, लिपोइक एसिड में सल्फोहाइड्रील समूहों की एक जोड़ी होती है, जबकि ऑक्सीकरण वाले रूप में यह चक्रीय डिसल्फाइड होता है।

यह लिपोइक एसिड में चक्रीय डाइसल्फ़ाइड की कमी के लिए जिम्मेदार है। इसके अलावा, यह transcetylase का कृत्रिम समूह और साइट्रिक एसिड चक्र या क्रेब्स चक्र में शामिल विभिन्न एंजाइमों का एक सहसंयोजक है।

यह अल्कैटोसिड्स के डिहाइड्रोजनीज में महान जैविक महत्व का एक घटक है, जहां सल्फाइडहाइरल समूह हाइड्रोजन परमाणुओं और एसाइल समूहों के परिवहन के लिए जिम्मेदार हैं।

अणु ऑक्टानोइक फैटी एसिड का व्युत्पन्न है और इसमें एक टर्मिनल कार्बोक्सिल और एक डिथिकल रिंग होता है।

न्यूक्लिक एसिड

न्यूक्लिक एसिड कोशिका नाभिक में पाए जाने वाले न्यूक्लियोप्रोटीन के प्रोटिस्टी समूह हैं, जैसे कि हिस्टोन्स, टेलोमेरेज़ और प्रोटेमाइन।

संदर्भ

1. अराइकिल, सीबी, रोड्रिगेज, एमपी, मैगरान, जेपी, और पेरेज़, आरएस (2011)। जैव रसायन विज्ञान के मूल सिद्धांत वालेंसिया विश्वविद्यालय।
2. बैटनर एरियस, ई। (2014)। रसायन विज्ञान का संग्रह। सलामांका विश्वविद्यालय संस्करण।
3. बर्ग, जेएम, स्ट्रायर, एल।, और टाइमोकोज़्को, जेएल (2007)। जैव रसायन। मैं पलट गया।
4. डेविन, टीएम (2004)। जैव रसायन विज्ञान: नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के साथ पाठ्यपुस्तक। मैं पलट गया।
5. डिआज़, एपी, और पेना, ए (1988)। जैव रसायन। संपादकीय लिमूसा।
6. मैकरुल्ला, जेएम, और गोनी, एफएम (1994)। मानव जैव रसायन विज्ञान: बुनियादी पाठ्यक्रम। मैं पलट गया।
7. मेलएंडेज़, आरआर (2000)। बायोटिन चयापचय का महत्व। जर्नल ऑफ़ क्लिनिकल रिसर्च, 52 (2), 194-199।
8. मुलर - एस्टरल, डब्ल्यू (2008)। जैव रसायन। चिकित्सा और जीवन विज्ञान के लिए बुनियादी बातें। मैं पलट गया।
9. स्टैनियर, आरवाई (1996)। सूक्ष्म जीव विज्ञान। मैं पलट गया।
10. तीजन, जेएम (2006)। संरचनात्मक जैव रसायन के बुनियादी ढांचे। संपादकीय टेबर।
11. विल्चेस - फ्लोर्स, ए।, और फर्नांडीज - मेजा, सी। (2005)। जीन अभिव्यक्ति और चयापचय पर बायोटिन का प्रभाव। जर्नल ऑफ क्लिनिकल रिसर्च, 57 (5), 716-724।