HOLOENZYME: विशेषताएं, कार्य और उदाहरण - जीवविज्ञान - 2025

एक होलोनीजाइम एक एंजाइम होता है जो एक प्रोटीन भाग से बना होता है जिसे अपोनिजाइम कहा जाता है जो एक गैर-प्रोटीन अणु के साथ संयुक्त होता है जिसे कॉफ़ेक्टर कहा जाता है। जब वे अलग-अलग होते हैं, तो न तो एपोनेज़ाइम और न ही कोफ़ेक्टर सक्रिय होते हैं; यह कहना है, कार्य करने के लिए उन्हें युग्मित किया जाना है।

इस प्रकार, होलोनाइजेस संयुक्त एंजाइम हैं और, परिणामस्वरूप, वे उत्प्रेरक रूप से सक्रिय हैं। एंजाइम एक प्रकार का बायोमोलेक्यूल है जिसका कार्य मूल रूप से सेलुलर प्रतिक्रियाओं की गति को बढ़ाने के लिए है। कुछ एंजाइमों को अन्य अणुओं की सहायता की आवश्यकता होती है, जिन्हें कॉफ़ेक्टर कहा जाता है।

अपोनिजाइम + कोफ़ेक्टर = होलोनिज़ाइम

कॉफ़ैक्टर्स एपोनेज़ाइम को पूरक करते हैं और एक सक्रिय होलिऑन्ज़ाइम बनाते हैं जो कि कैटेलिसिस करता है। उन एंजाइमों को एक विशेष कोफ़ेक्टर की आवश्यकता होती है जिन्हें संयुग्मित एंजाइम के रूप में जाना जाता है। इनके दो मुख्य घटक हैं: कोफ़ेक्टर, जो एक धातु आयन (अकार्बनिक) या एक कार्बनिक अणु हो सकता है; एपोनेज़ाइम, प्रोटीन भाग।

विशेषताएँ

एपोनेमीज़ और कॉफ़ेक्टर्स द्वारा गठित

अपोनेइजेस कॉम्प्लेक्स का प्रोटीन हिस्सा है, और कॉफ़ेक्टर्स आयन या कार्बनिक अणु हो सकते हैं।

वे विभिन्न प्रकार के कोफ़ेक्टर्स स्वीकार करते हैं

कई प्रकार के कॉफ़ैक्टर्स होते हैं जो कि होलेनियोजाइम बनाने में मदद करते हैं। कुछ उदाहरण आम कोएंजाइम और विटामिन हैं, उदाहरण के लिए: विटामिन बी, एफएडी, एनएडी +, विटामिन सी और सहएंजाइम ए।

धातु आयनों के साथ कुछ cofactors, उदाहरण के लिए: तांबे, लोहा, जस्ता, कैल्शियम और मैग्नीशियम, दूसरों के बीच में। कॉफ़ेक्टर्स का एक अन्य वर्ग तथाकथित कृत्रिम समूह हैं।

अस्थायी या स्थायी मिलन

कॉफ़ेक्टर्स अलग-अलग तीव्रता के साथ एपोनीज़ेस को बाँध सकते हैं। कुछ मामलों में संघ कमजोर और अस्थायी है, जबकि अन्य मामलों में संघ इतना मजबूत है कि यह स्थायी है।

उन मामलों में जहां बंधन अस्थायी होता है, जब कॉलेक्टोर को होलोनीजाइम से हटा दिया जाता है, तो यह एपोनेमी में वापस आ जाता है और सक्रिय हो जाता है।

समारोह

होलोनीजाइम एक एंजाइम है जो इसके उत्प्रेरक कार्य को पूरा करने के लिए तैयार है; यह है कि विभिन्न क्षेत्रों में उत्पन्न होने वाली कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में तेजी लाने के लिए।

होलोनीजाइम की विशिष्ट क्रिया के आधार पर कार्य भिन्न हो सकते हैं। सबसे महत्वपूर्ण में, डीएनए पोलीमरेज़ बाहर खड़ा है, जिसका कार्य यह सुनिश्चित करना है कि डीएनए की नकल सही तरीके से हो।

सामान्य होलोनाइजेस के उदाहरण

आरएनए पोलीमरेज़

आरएनए पोलीमरेज़ एक होलेनियोजाइम है जो आरएनए संश्लेषण प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। प्रतिलेखन प्रक्रिया के दौरान टेम्पलेट के रूप में कार्य करने वाले डीएनए टेम्प्लेट स्ट्रैंड्स से आरएनए स्ट्रैंड्स बनाने के लिए यह होलोनीजाइम आवश्यक है।

इसका कार्य बढ़ते हुए आरएनए अणु के 3 छोर पर राइबोन्यूक्लियोटाइड्स जोड़ना है। प्रोकैरियोट्स में, आरएनए पोलीमरेज़ के एपोनेज़ाइम को सिग्मा 70 नामक एक कोफ़ेक्टर की आवश्यकता होती है।

डीएनए पोलीमरेज़

डीएनए पोलीमरेज़ भी एक holoenzyme है जो डीएनए के पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। यह एंजाइम कोशिकाओं के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण कार्य करता है क्योंकि यह आनुवांशिक जानकारी की प्रतिकृति के प्रभारी है।

डीएनए पोलीमरेज़ को अपने कार्य करने के लिए एक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन, आमतौर पर मैग्नीशियम की आवश्यकता होती है।

डीएनए पोलीमरेज़ के कई प्रकार होते हैं: डीएनए पोलीमरेज़ III एक होलिऑन्ज़ाइम है जिसमें दो कोर एंजाइम (पोल III) होते हैं, प्रत्येक तीन सबयूनिट्स (α, ɛ, और θ) से बना होता है, एक स्लाइडिंग क्लैंप जिसमें दो बीटा सबयूनिट होते हैं, और एक जटिल चार्ज फिक्सेशन जिसमें कई सबयूनिट्स (ation, multiple, multiple, multiple, और χ) होते हैं।

कार्बोनिक एनहाइड्रेज़

कार्बोनिक एनहाइड्रेज़, जिसे कार्बोनेट डिहाइड्रैटेज़ भी कहा जाता है, होलोनीइजेस के एक परिवार से संबंधित है जो कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और पानी (H20) के तेजी से रूपांतरण को बाइकार्बोनेट (H2CO3) और प्रोटॉन (H +) में परिवर्तित करता है।

एंजाइम को अपने कार्य करने के लिए कोफ़ेक्टर के रूप में एक जस्ता आयन (Zn + 2) की आवश्यकता होती है। कार्बोनिक एनहाइड्रेज द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, इस कारण से इसकी गतिविधि को महत्वपूर्ण माना जाता है क्योंकि यह रक्त और ऊतकों के बीच एसिड-बेस संतुलन बनाए रखने में मदद करता है।

हीमोग्लोबिन

जानवरों के ऊतकों में गैसों के परिवहन के लिए हीमोग्लोबिन एक बहुत ही महत्वपूर्ण होलोनीजाइम है। लाल रक्त कोशिकाओं में मौजूद इस प्रोटीन में आयरन (Fe + 2) होता है, और इसका कार्य फेफड़ों से ऑक्सीजन को शरीर के अन्य क्षेत्रों में पहुंचाना है।

हीमोग्लोबिन की आणविक संरचना एक टेट्रामर है, जिसका अर्थ है कि यह 4 पॉलीपेप्टाइड चेन या सबयूनिट्स से बना है।

इस होलोनीजाइम के प्रत्येक सबयूनिट में एक हीम समूह होता है, और प्रत्येक हीम समूह में एक लोहे का परमाणु होता है जो ऑक्सीजन के अणुओं को बांध सकता है। हीमोग्लोबिन का हीम समूह इसका प्रोस्थेटिक समूह है, जो इसके उत्प्रेरक कार्य के लिए आवश्यक है।

साइटोक्रोम ऑक्सीडेज

साइटोक्रोम ऑक्सीडेज एक एंजाइम है जो ऊर्जा उत्पादन प्रक्रियाओं में भाग लेता है, जो लगभग सभी जीवित प्राणियों के माइटोकॉन्ड्रिया में होता है।

यह एक जटिल होलोनीजाइम है जो इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण और एटीपी उत्पादन की प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए कुछ कोफ़ेक्टर्स, लोहा और तांबे के आयनों के सहयोग की आवश्यकता होती है।

पाइरूवेट किनासे

Pyruvate kinase सभी कोशिकाओं के लिए एक और महत्वपूर्ण होलोनीजाइम है, क्योंकि यह सार्वभौमिक चयापचय मार्गों में से एक में भाग लेता है: ग्लाइकोलाइसिस।

इसका कार्य एक अणु से फॉस्फेट समूह के स्थानांतरण को उत्प्रेरित करना है, जिसे फॉस्फोनिओलफ्रूवेट कहा जाता है, जिसे एडेनोसिन डिपहोस्फेट नामक एक अणु से एटीपी और पाइरूवेट बनाया जाता है।

एपोनीजाइम को कार्यात्मक होलोनीजाइम बनाने के लिए कोफ़ैक्टर्स के रूप में पोटेशियम (K`) और मैग्नीशियम (Mg + 2) के उद्धरणों की आवश्यकता होती है।

पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज

एक अन्य महत्वपूर्ण उदाहरण पायरुवेट कार्बोक्सिलेज है, एक होलोनीजाइम जो एक कार्बोक्सिल समूह के स्थानांतरण को पाइरूवेट अणु में उत्प्रेरित करता है। इस प्रकार, पाइरूवेट चयापचय में एक महत्वपूर्ण मध्यवर्ती, ऑक्सालोसेटेट में परिवर्तित हो जाता है।

कार्यात्मक रूप से सक्रिय होने के लिए, एपोनीजाइम पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज को बायोटिन नामक एक कोफ़ेक्टर की आवश्यकता होती है।

एसिटाइल सीओए कार्बोक्सिलेज

एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज एक होलोनीजाइम है जिसका कोफ़ेक्टर, जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, कोएन्ज़ाइम ए है।

जब एपोनेज़ाइम और कोएंजाइम ए को युग्मित किया जाता है, तो होलोनीजाइम अपने कार्य को करने के लिए उत्प्रेरक रूप से सक्रिय होता है: एक कारबॉक्सील समूह को एसिटाइल-सीओए में स्थानांतरित कर इसे मैलोनील कोएंजाइम ए (मैलोनील-सीओए) में परिवर्तित करने के लिए।

एसिटाइल-सीओए पशु कोशिकाओं और पौधों की कोशिकाओं दोनों में महत्वपूर्ण कार्य करता है।

मोनोमाइन ऑक्सीडेज

यह मानव तंत्रिका तंत्र में एक महत्वपूर्ण होलोनीजाइम है, इसका कार्य कुछ न्यूरोट्रांसमीटर के क्षरण को बढ़ावा देना है।

मोनोमाइन ऑक्सीडेज के लिए उत्प्रेरक रूप से सक्रिय होने के लिए, इसे सहसंयोजक को अपने कैफ़ेक्टर, फ्लेविन एडिनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एफएडी) से बांधने की आवश्यकता होती है।

लैक्टेट डीहाइड्रोजिनेज

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज सभी जीवित प्राणियों के लिए एक महत्वपूर्ण होलोनिजाइम है, विशेष रूप से ऐसे ऊतकों में जो ऊर्जा का बहुत अधिक सेवन करते हैं, जैसे कि हृदय, मस्तिष्क, यकृत, कंकाल की मांसपेशी, फेफड़े, अन्य।

इस एंजाइम को अपने कॉफ़ेक्टर, निकोटीनैमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एनएडी) की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, ताकि प्यूरूवेट को लैक्टेट रूपांतरण प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरित किया जा सके।

केटालेज़

सेलुलर विषाक्तता की रोकथाम में कैटालसे एक महत्वपूर्ण होलोनीजाइम है। इसका कार्य ऑक्सीजन और पानी में सेलुलर चयापचय के उत्पाद हाइड्रोजन पेरोक्साइड को तोड़ना है।

उत्प्रेरक के एपोनेज़ाइम को सक्रिय करने के लिए दो कोफ़ेक्टर्स की आवश्यकता होती है: हेमोग्लोबिन के समान एक मैंगनीज आयन और एक कृत्रिम समूह एचईएमओ।

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