इन्वर्टासा: विशेषताएं, संरचना, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

Invertase, यह भी β-fructofuranoside Fructo hydrolase, एक glycosyl hydrolase एंजाइम प्रकृति में प्रचुर मात्रा में के रूप में जाना। यह दो मोनोसैकेराइड के बीच ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज़ करने में सक्षम है जो सुक्रोज का निर्माण करता है, जिससे "उलटा" शर्करा ग्लूकोज और फ्रुक्टोज का उत्पादन होता है।

यह सूक्ष्मजीवों, जानवरों और पौधों में मौजूद है, हालांकि, सबसे अधिक अध्ययन किए गए एंजाइम पौधे की उत्पत्ति और बैक्टीरिया और खमीर के हैं, क्योंकि उन्होंने एंजाइम के क्षेत्र में कई अग्रणी गतिज अध्ययनों के लिए एक मॉडल के रूप में काम किया है।

पौधे की आणविक संरचना इनवर्टेज एंजाइम (स्रोत: जवाहर स्वामीनाथन और विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से यूरोपीय जैव सूचना विज्ञान संस्थान में एमएसडी कर्मचारी)

इनवर्टेज एक उत्प्रेरक प्रतिक्रिया में भाग लेता है जो ग्लूकोज अवशेषों की रिहाई की अनुमति देता है, जो जीव की शारीरिक आवश्यकताओं के आधार पर व्यक्त किया जाता है, जिसका उपयोग एटीपी और एनएडीएच प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। इसके साथ, विभिन्न ऑर्गेनेल या ऊतकों में भंडारण पॉलीसेकेराइड को दूसरों के बीच में संश्लेषित करना संभव है।

इस प्रकार के एंजाइम भेदभाव और सेलुलर विकास के नियंत्रण में भी भाग लेते हैं, क्योंकि वे मोनोसैकराइड का उत्पादन करने में सक्षम होते हैं, जो पौधों में भी जीन अभिव्यक्ति के नियमन में महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।

वे आम तौर पर बेल फल, मटर, जापानी नाशपाती के पौधों और जई की खाल पर पाए जाते हैं। यद्यपि सबसे व्यावसायिक रूप से शोषित एंजाइम खमीर के होते हैं जैसे कि एस सेरेविसिया और कुछ प्रकार के बैक्टीरिया।

विशेषताएँ

प्रकृति में, इन्वर्टिस के विभिन्न रूपों को पाया जा सकता है और यह मुख्य रूप से उस जीव पर निर्भर करता है जिसे माना जाता है। उदाहरण के लिए, यीस्ट में दो प्रकार के इनवर्टेज होते हैं: एक इंट्रासेल्युलर या साइटोसोलिक और एक कोशिकीय या पेरिप्लास्मिक (कोशिका की दीवार और प्लाज्मा झिल्ली के बीच)।

सुक्रोज के हाइड्रोलिसिस में बैक्टीरिया, इनवर्टेस कार्य करते हैं, लेकिन जब इस सब्सट्रेट की उच्च सांद्रता के साथ सामना किया जाता है, तो वे फ्रुक्टोसिलट्रांसफेरेज़ गतिविधि को भी प्रदर्शित करते हैं, क्योंकि वे डिक्टाकाराइड सुक्रोज को फ्रुक्टोसिल अवशेषों को स्थानांतरित करने में सक्षम हैं।

चूंकि ये एंजाइम बहुत विस्तृत पीएच रेंज में काम कर सकते हैं, कुछ लेखकों ने प्रस्ताव दिया है कि उन्हें निम्न के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है:

- अम्लीय (4.5 और 5.5 के बीच पीएच)

न्यूट्रल (पीएच 7 के करीब)

- क्षारीय (6.5 और 8.0 के बीच पीएच)।

अधिकांश पौधों और सियानोबैक्टीरिया में क्षारीय इनवर्टेस की सूचना दी गई है, जबकि बैक्टीरिया तटस्थ और क्षारीय पीएच में सक्रिय इनवर्ट के पास हैं।

वेजिटेबल इन्वर्टिस

पौधों में तीन प्रकार के इनवर्टेज एंजाइम होते हैं, जो अलग-अलग उप-कोशिकीय डिब्बों में स्थित होते हैं और जिनकी अलग-अलग विशेषताएं और जैव रासायनिक गुण होते हैं।

इसी तरह, वर्णित प्रत्येक प्रकार के इनवर्टेज के कार्य अलग-अलग हैं, क्योंकि वे स्पष्ट रूप से पौधे में विशिष्ट सेलुलर मार्गों के लिए "प्रत्यक्ष" सूक्रोज डिसैकेराइड हैं।

तो, उनके उप-स्थान के अनुसार, पौधे की उत्पत्ति के इनवर्टर हो सकते हैं:

- रिक्तिका इनवर्टर

- बाह्य कोशिकीय इनवर्टर (कोशिका भित्ति में)

- साइटोसोलिक इनवर्टेस।

रिक्तिका के लुमेन में दो घुलनशील और अम्लीय आइसोफॉर्म के रूप में वेक्वेलर इनवर्टेज़ मौजूद होते हैं, जबकि "बाह्यकोशिकीय" इनवर्टेज़ परिधीय झिल्ली प्रोटीन होते हैं, जो आयनिक इंटरैक्शन के माध्यम से प्लाज्मा झिल्ली से जुड़े होते हैं।

चूँकि वेक्यूलर और हायड्रोसेल्यूलर इनवर्ट दोनों सूक्रोज के हाइड्रोलिसिस को फ्रुक्टोज अवशेषों से शुरू करते हुए उत्प्रेरित करते हैं, इसलिए उन्हें of-fructofuranosidases कहा गया है और यह दिखाया गया है कि वे उन ऑलिगोसैकेराइड्स पर भी कार्य करते हैं जिनमें ruct-fructose अवशेष शामिल हैं, अर्थात वे विशिष्ट नहीं हैं।

दूसरे प्रकार के पौधे इनवर्टिस, साइटोसोलिक इनवर्टेज़ हैं, जो दो तटस्थ / क्षारीय आइसोफॉर्म के रूप में भी मौजूद हैं। ये सुक्रोज के लिए विशिष्ट हैं और अन्य दो के रूप में अच्छी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है।

संरचना

अब तक वर्णित अधिकांश इनवर्टर में डिमेरिक और यहां तक ​​कि बहुविध रूप भी हैं। ज्ञात एकमात्र मोनोमेरिक इनवर्टर बैक्टीरिया के होते हैं और इन जीवों में 23 से 92 केडीए आणविक भार होते हैं।

पौधों के वैक्यूलर और एक्स्ट्रासेलुलर इनवर्टर में 55 और 70 केडीए के बीच आणविक भार होता है और अधिकांश एन-ग्लाइकोसिलेटेड होते हैं। यह प्रकृति में पाए जाने वाले अधिकांश बाह्य आवरणों के लिए सही है, जो प्लाज्मा झिल्ली के बाहरी चेहरे से जुड़े हैं।

खमीर isoenzymes में कुछ हद तक आणविक भार होता है, जो 135 से 270 kDa तक होता है।

जीवाणु एंजाइमों के साथ किए गए अन्य अध्ययनों से यह भी पता चला है कि इन एंजाइमों में एक उत्प्रेरक केंद्र है जो β-गुना संरचनाओं में समृद्ध है।

विशेषताएं

जीव के आधार पर जहां उन्हें व्यक्त किया जाता है, इनवर्टेज एंजाइम शर्करा के परिवहन और सूक्रोज के हाइड्रोलिसिस के अलावा कई मौलिक कार्यों को पूरा कर सकते हैं। हालांकि, सबसे अधिक समीक्षा की गई प्राकृतिक क्रियाएं पौधों से हैं।

पौधों में इनवर्टर के मेटाबोलिक कार्य

सुक्रोज, जो कि इनवर्टेज एंजाइम के लिए एक सब्सट्रेट है, एक ऐसा शर्करा है जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधों में उत्पन्न होता है, जिसके बाद कार्बन डाइऑक्साइड कम हो जाता है, प्रकाश की उपस्थिति में, कार्बोहाइड्रेट और पानी बनाने के लिए।

ये कार्बोहाइड्रेट गैर-प्रकाश संश्लेषक पौधों के ऊतकों में ऊर्जा और कार्बन का मुख्य स्रोत हैं और इन्हें फोलेम के माध्यम से और पत्तियों से संवहनी रूप से ले जाया जाना चाहिए, जो मुख्य प्रकाश संश्लेषक अंग हैं।

इनवर्टेड में शामिल होने के आधार पर, इस सुक्रोज के हाइड्रोलिसिस से प्राप्त ग्लूकोज और फ्रुक्टोज अवशेषों को विभिन्न चयापचय मार्गों के लिए निर्देशित किया जाता है, जहां वे एटीपी के रूप में ऊर्जा का उत्पादन करने और एनएडीएच के रूप में शक्ति को कम करने के लिए आवश्यक ईंधन हैं।

पौधों में अन्य महत्वपूर्ण कार्य

चयापचय ऊर्जा प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण होने के अलावा, प्लांट इनवर्टेस ऑस्मोरग्यूलेशन के नियंत्रण में और पौधों की कोशिकाओं के विकास और बढ़ाव में भाग लेते हैं।

यह सूक्रोज के हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पन्न आसमाटिक दबाव में वृद्धि का परिणाम है, जो दो नए ऑस्मोटिक रूप से सक्रिय अणुओं को उत्पन्न करता है: ग्लूकोज और फ्रुक्टोज।

अगर एक ग्रंथ सूची की समीक्षा की जाती है, तो यह सत्यापित करना आसान होगा कि रोगजनकों से संबंधित पौधों के रक्षा तंत्र में इन्वर्टेज़ को भी जिम्मेदार ठहराया जाता है।

यह स्थापित किया गया है कि इनवर्टेज कार्बोहाइड्रेट क्षरण और रोगजनकों की प्रतिक्रियाओं के बीच का संबंध है, क्योंकि यह एंजाइम शर्करा प्रदान करता है जो शर्करा-इंसुलेशन जीन की अभिव्यक्ति को बढ़ाता है, जो आमतौर पर प्रोटीन से संबंधित अभिव्यक्ति से संबंधित होते हैं रोगजनकों (पीआर, रोगज़नक़ संबंधित)।

सूक्ष्मजीवों के औद्योगिक शोषण का उलटा होता है

इसकी खोज के बाद से, इनवर्टस द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया का वाणिज्य के कई क्षेत्रों में औद्योगिक रूप से शोषण किया गया है, जिसमें शराब बनाने और बेकरी उद्योग शामिल हैं।

भोजन क्षेत्र में, इनवर्टिस का उपयोग जेली और जाम, मिठाई, तरल कवर या केक और चॉकलेट के साथ भरने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, इसके सबसे लोकप्रिय अनुप्रयोगों में से एक सिरप का उत्पादन है, क्योंकि इनमें चीनी की मात्रा अधिक होती है, लेकिन ये क्रिस्टलीकरण के लिए अतिसंवेदनशील नहीं होते हैं।

फार्मास्युटिकल उद्योग में वे कफ सिरप और पाचन सहायता गोलियों की तैयारी के लिए उपयोगी हैं, साथ ही प्रोबायोटिक्स और प्रीबायोटिक्स, बच्चे के भोजन और पशु चारा योगों के संश्लेषण के लिए (विशेष रूप से मवेशियों और मधुमक्खियों के लिए)।

एथिल अल्कोहल और कार्बनिक अम्ल जैसे लैक्टिक एसिड और अन्य के उत्पादन के लिए, सौंदर्य प्रसाधन के निर्माण के लिए, कागज उद्योग में भी उनका उपयोग किया गया है। प्राकृतिक घिसने के संश्लेषण के लिए वनस्पति मूल के इनवर्ट का भी शोषण किया जाता है।

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