Hexokinase (हांगकांग) एंजाइम है कि लगभग सभी जीवित जीवों, दोनों prokaryotes और eukaryotes में ग्लाइकोलाइटिक मार्ग की पहली प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करता है। यह ग्लूकोस -6 पी का उत्पादन करके ग्लूकोस के लिए एक फॉस्फोरिल समूह के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार है, हालांकि यह अन्य शर्करा हेक्सोज (6 कार्बन परमाणुओं) को फॉस्फोराइलेट भी कर सकता है।
इस एंजाइम को ग्लूकोज केनेज एंजाइमों के दो परिवारों में से एक के रूप में वर्गीकृत किया गया है (एंजाइम जो फास्फोरिल समूहों को ग्लूकोज जैसे सब्सट्रेट में स्थानांतरित करते हैं): हेक्सोकिनेस (एचके) परिवार, जिनके सदस्यों को एच समूह के रूप में जाना जाता है तीन समूहों में विभाजित किया गया है, समूह ए और समूह बी।
एंजाइम हेक्सोकिनेस द्वारा प्रतिक्रिया उत्प्रेरित (स्रोत: Jmun7616 विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)
एचके परिवार से संबंधित एंजाइमों को फॉस्फोरिल समूह के दाता अणु के रूप में एटीपी की कीमत पर फॉस्फोराइलेटिंग ग्लूकोज की विशेषता होती है, और इसके सदस्य मुख्य रूप से अपने आणविक भार और सब्सट्रेट विशिष्टता के संबंध में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।
एचके समूह में यूकेरियोटिक जीवों (ATP: D-hexose 6-phosphotransferases) के एंजाइम शामिल हैं, जबकि समूह A को ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया, सायनोबैक्टीरिया, एमिंचोन्ड्रियाट प्रोटिस्ट और ट्रिपैनोसोमेटिड्स के एंजाइम द्वारा दर्शाया गया है, और समूह बी में एंजाइम शामिल हैं। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया और क्रैनैचिया जीवों की।
समूह ए और बी के एंजाइमों को ग्लूकोकाइनेसिस (GlcKs) के रूप में भी जाना जाता है, क्योंकि वे विशेष रूप से फॉस्फोराइलेटिंग ग्लूकोज के लिए सक्षम होते हैं, यही कारण है कि इन एंजाइमों को एटीपी: डी-ग्लूकोज 6-फॉस्फोट्रांसलेट्स कहा जाता है।
एक ग्लाइकोलाइटिक एंजाइम के रूप में, हेक्सोकाइनेज का चयापचय महत्वपूर्ण महत्व है, क्योंकि इसके बिना यह महत्वपूर्ण मार्ग संभव नहीं होगा और कई स्तनधारियों के मस्तिष्क और मांसपेशियों की कोशिकाओं जैसे कार्बोहाइड्रेट की खपत पर अत्यधिक निर्भर हैं, गंभीर कार्यात्मक और शारीरिक बाधाएं होंगी। सामान्य।
संरचना
जैसा कि बाद में देखा जाएगा, स्तनधारियों और अन्य कशेरुक (साथ ही खमीर जैसे एककोशिकीय जीवों में) विभिन्न प्रकार के हेक्सोकाइनेज एंजाइम मौजूद हैं। स्तनधारियों में चार का वर्णन किया गया है: आइसोफॉर्म I, II, III और IV।
पहले तीन आइसोजाइम में 100 केडीए आणविक भार होता है, लेकिन आइसोजाइम IV में 50 केडीए होता है। ये आइसोजाइमेस (विशेष रूप से I-III) अपने सी- और एन-टर्मिनी के साथ-साथ हेक्सोकिनेस परिवार के अन्य सदस्यों के साथ एक दूसरे के साथ उच्च अनुक्रम समानता प्रदर्शित करते हैं।
इन एंजाइमों के एन-टर्मिनल डोमेन को "नियामक" डोमेन माना जाता है, जबकि उत्प्रेरक गतिविधि को सी-टर्मिनल डोमेन (स्तनधारी एचके II दोनों डोमेन में सक्रिय साइटें) द्वारा किया जाता है।
एन-टर्मिनल डोमेन अल्फा-हेलिक्स के माध्यम से सी-टर्मिनल डोमेन से जुड़ा हुआ है, प्रत्येक आणविक भार में लगभग 50 केडीए है और ग्लूकोज के लिए एक बाध्यकारी साइट है।
एंजाइम हेक्सोकिनेस (इसके दो सब्सट्रेट: एटीपी और ग्लूकोज के संबंध में) के लिए प्रेरित मॉडल (विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से थॉमस शैफ़ी)
इन एंजाइमों की तृतीयक संरचना अनिवार्य रूप से अल्फा हेलिकॉप्टर के साथ मिश्रित of-मुड़ी हुई चादरों से बनी होती है, जिसका अनुपात एंजाइम और प्रजातियों के संबंध में भिन्न होता है; एटीपी के लिए बाध्यकारी साइट, हेक्सोकिनेस के लिए अन्य सब्सट्रेट, आमतौर पर पांच and शीट्स और दो अल्फा हेलीकॉप्टर से बना होता है।
विशेषताएं
अधिकांश जीवों के कार्बोहाइड्रेट चयापचय में हेक्सोकाइनेज का एक पारलौकिक कार्य है, क्योंकि यह ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के पहले चरण को उत्प्रेरित करता है, जो सेल के अंदर ग्लूकोज के फॉस्फोराइलेशन की मध्यस्थता करता है।
ग्लाइकोलिसिस का यह पहला चरण, जिसमें एटीपी (दाता) से ग्लूकोज, यकृत का ग्लूकोज 6-फॉस्फेट और एडीपी में फॉस्फोरिल समूह का स्थानांतरण होता है, एटीपी के रूप में दो ऊर्जा निवेश चरणों में से पहला है।
इसके अलावा, हेक्सोकाइनेज द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया इसके बाद के प्रसंस्करण के लिए ग्लूकोज के "सक्रियण" का कदम है और "प्रतिबद्धता" के एक चरण का प्रतिनिधित्व करती है, क्योंकि ग्लूकोज इस प्रकार फॉस्फोराइलेटेड झिल्ली में अपने पारंपरिक ट्रांसपोर्टरों के माध्यम से सेल को नहीं छोड़ सकता है। Plasmatic।
हेक्सोकिनेस, जो कि ग्लूकोज 6-फॉस्फेट द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया का उत्पाद है, एक शाखा बिंदु है, क्योंकि यह पेन्टोस फॉस्फेट मार्ग में और कई जानवरों में ग्लाइकोजन के संश्लेषण (और) में इस्तेमाल होने वाला पहला सब्सट्रेट है। पौधों में स्टार्च)।
पौधों में
पौधों में हेक्सोकिनेस का कार्य जानवरों या सूक्ष्मजीवों से बहुत अलग नहीं है, हालांकि, उच्च पौधों में यह एंजाइम शर्करा की एकाग्रता के "सेंसर" के रूप में भी कार्य करता है।
इन जीवों में इस समारोह के महत्व को जीन की अभिव्यक्ति में नियामक कारकों के रूप में शर्करा की भागीदारी के साथ करना है जो विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल हैं:
- प्रकाश संश्लेषण
- ग्लाइकोलायलेट चक्र
- श्वास
- स्टार्च और सुक्रोज का क्षरण या संश्लेषण
- नाइट्रोजन चयापचय
- रोगजनकों के खिलाफ रक्षा
- कोशिका चक्र का विनियमन
- उपचार प्रतिक्रिया
- रंजकता
- दूसरों के बीच में, शालीनता।
हेक्सोकाइनेज के इस कार्य को खमीर और स्तनधारियों के लिए इंट्रासेल्युलर ग्लूकोज की मात्रा के "सेंसर" के रूप में भी वर्णित किया गया है।
आकृतियाँ
प्रकृति में हेक्सोकिनेसिस के विभिन्न रूप हैं और यह मूल रूप से मानी जाने वाली प्रजातियों पर निर्भर करता है।
उदाहरण के लिए, मनुष्य और अन्य कशेरुक जानवरों में, साइटोसोलिक डिब्बे में एंजाइम हेक्सोकिनेस के 4 अलग-अलग आइसोफोर्मों के अस्तित्व का प्रदर्शन किया गया है, जिन्हें रोमन अंकों I, II, III और IV द्वारा निरूपित किया गया है।
Isoenzymes I, II और III में 100 kDa का आणविक भार है, जो उनके प्रतिक्रिया उत्पाद (ग्लूकोज 6-फॉस्फेट) से बाधित हैं और बहुत ग्लूकोज से संबंधित हैं, अर्थात, उनके पास बहुत कम किमी स्थिर है। हालांकि, इन एंजाइमों में खराब सब्सट्रेट विशिष्टता होती है, जो फ्रुक्टोज और मैन्कोज जैसे अन्य हेक्सोज को फास्फारिलेट करने में सक्षम होता है।
Isoenzyme IV, जिसे ग्लूकोकाइनेज (GlcK) के रूप में भी जाना जाता है, में आणविक भार में केवल 50 kDa होता है और, खराब संबंधित (उच्च Km मान) होने के बावजूद, यह सब्सट्रेट के रूप में ग्लूकोज के लिए एक उच्च विशिष्टता है और उनके अधीन नहीं है। अन्य तीन isoenzymes की तुलना में नियामक तंत्र।
ग्लूकोकाइनेज (कई स्तनधारियों के हेक्सोकिनेज का आइसोनिजाइम IV) मुख्य रूप से यकृत में पाया जाता है और इस अंग को परिसंचारी रक्त में इस सब्सट्रेट में विविधताओं के जवाब में ग्लूकोज की खपत की दर को "समायोजित" करने में मदद करता है।
जानवरों में हेक्सोकिनेस I, II और III के लिए कोड बनाने वाले तीन जीनों में समान 50 kDa पूर्वज दिखाई देते हैं जिन्हें जीनोम में डुप्लिकेट और फ़्यूज़ किया गया था, जो स्पष्ट प्रतीत होता है जब यह देखा जाता है कि रूपों की उत्प्रेरक गतिविधि I और III केवल C- टर्मिनल छोर पर रहता है।
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