ISOLEUCINE: विशेषताएं, कार्य, जैवसंश्लेषण, भोजन - जीवविज्ञान - 2025

Isoleucine (इले, मैं) 22 स्वाभाविक रूप से प्रोटीन के हिस्से के रूप अमीनो एसिड से होने वाली से एक है। चूंकि मानव शरीर, कुछ अन्य स्तनधारियों की तरह, इसे संश्लेषित नहीं कर सकता है, आइसोलेसीन 9 आवश्यक अमीनो एसिड में से एक है जो आहार से प्राप्त किया जाना चाहिए।

यह एमिनो एसिड 1903 में पहली बार वैज्ञानिक एफ। एरलिच द्वारा बीट या चुकंदर गुड़ के नाइट्रोजनस घटकों से अलग किया गया था। बाद में, एक ही लेखक ने फाइब्रिन और अन्य प्रोटीन के अपघटन उत्पादों से आइसोलेकिन को अलग कर दिया।

अमीनो एसिड Isoleucine की रासायनिक संरचना (स्रोत: Clavecin विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

यह एक गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड है जो जीवित जीवों के सेलुलर प्रोटीन के एक बड़े हिस्से में मौजूद है, इसके अलावा, यह ब्रांच्ड चेन एमिनो एसिड बीसीएए के समूह का हिस्सा है (अंग्रेजी बी रैंक्ड सी हैन ए मिनो ए सीड्स के साथ, ल्यूसीन और के साथ) वेलिन।

कई प्रोटीनों की तृतीयक संरचना की स्थापना में इसके कार्य हैं और इसके अलावा, यह सेलुलर ऊर्जा चयापचय से संबंधित विभिन्न चयापचय अग्रदूतों के गठन में भाग लेता है।

विशेषताएँ

Isoleucine को आर समूह या एक स्निग्ध प्रकृति की जंजीरों के साथ नॉनपोलर एमिनो एसिड के समूह के भीतर वर्गीकृत किया जाता है, यानी हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के साथ।

इस विशेषता के कारण, इस समूह के अमीनो एसिड जैसे कि ऐलेन, वेलिन और ल्यूसीन, एक-दूसरे के करीब बने रहते हैं, जो प्रोटीन के स्थिरीकरण में योगदान करते हैं, जिसमें वे हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के माध्यम से एक हिस्सा हैं।

इस गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड का वजन लगभग 131 ग्राम / मोल होता है और 6% के करीब प्रोटीन में मौजूद होता है, अक्सर उनके केंद्र में "दफन" होता है (इसके हाइड्रोफोबिक गुणों के लिए धन्यवाद)।

संरचना

Isoleucine एक α- अमीनो एसिड है, जो अन्य अमीनो एसिड की तरह, एक केंद्रीय कार्बन परमाणु है जिसे α कार्बन (जो चिरल) कहा जाता है, जिसमें चार अलग-अलग समूह जुड़े हुए हैं: एक हाइड्रोजन परमाणु, एक एमिनो समूह (-NH2), एक कार्बोक्सिल समूह (-OH) और एक साइड चेन या आर समूह।

आइसोलेसीन के आर समूह में 4 कार्बन परमाणुओं (-CH3-CH2-CH (CH3)) की एकल शाखाओं वाली हाइड्रोकार्बन होती है, जिसकी श्रृंखला में एक चिरल कार्बन परमाणु भी होता है।

इस विशेषता के कारण, आइसोलेकिन के चार संभावित रूप हैं: उनमें से दो ऑप्टिकल आइसोमर्स हैं जिन्हें एल-आइसोलेकिन और डी-आइसोलेकिन के रूप में जाना जाता है और अन्य दो एल-आइसोलेकिन के डायस्टेरियोसोमर्स हैं। प्रोटीन में प्रमुख रूप L-isoleucine है।

आइसोल्यूसिन का आणविक सूत्र C6H13NO2 है और इसका रासायनिक नाम α-amino-yl-methyl-h-ethylpropionic acid या 2-amino-3-methyl pentylonic एसिड है।

विशेषताएं

Isoleucine में जानवरों सहित कई शारीरिक कार्य हैं

- जख्म भरना

- नाइट्रोजन अपशिष्ट विषहरण

- प्रतिरक्षा कार्यों की उत्तेजना और

- विभिन्न हार्मोन के स्राव को बढ़ावा देना।

इसे एक ग्लूकोनोजेनिक अमीनो एसिड माना जाता है, क्योंकि यह साइट्रिक एसिड चक्र (क्रेब्स चक्र) के मध्यवर्ती के संश्लेषण के लिए अग्रदूत अणु के रूप में कार्य करता है जो बाद में यकृत में ग्लूकोज के निर्माण में योगदान देता है।

इस कारण से, isoleucine प्लाज्मा ग्लूकोज के स्तर के नियमन में भाग लेने के लिए माना जाता है, जिसका शरीर के ऊर्जा के दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण प्रभाव है।

Isoleucine ग्लूटामाइन और alanine के संश्लेषण मार्गों में योगदान देता है, शाखित चेनिनो एसिड के बीच संतुलन के पक्ष में काम करता है।

नैदानिक ​​सेटिंग में, कुछ लेखक बताते हैं कि आइसोल्यूसिन, ल्यूसीन, टायरोसिन और वेलिन की सांद्रता में वृद्धि ट्यूमर से प्रभावित कोशिकाओं के विशेषता मार्कर हो सकते हैं, इसके बाद ग्लूटामाइन के स्तर में वृद्धि हो सकती है।

अन्य कार्य

विभिन्न वैज्ञानिक जांचों से पता चला है कि हीमोग्लोबिन के संश्लेषण के लिए आइसोलेसीन आवश्यक है, प्रोटीन जो कई जानवरों के रक्त में ऑक्सीजन के परिवहन के लिए जिम्मेदार है।

इसके अलावा, यह अमीनो एसिड कोशिकाओं में पोषक तत्वों के प्रवेश को सक्रिय करता है; कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि लंबे समय तक उपवास के दौरान यह ग्लूकोज को ऊर्जा स्रोत के रूप में बदलने में सक्षम है और इसके अलावा, यह एक केटोजेनिक अमीनो एसिड है।

केटोजेनिक अमीनो एसिड वे हैं जिनके कार्बन कंकाल को फैटी एसिड या कार्बोहाइड्रेट के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है, इस प्रकार वे ऊर्जा आरक्षित में कार्य करते हैं।

Isoleucine और अन्य ब्रांकेड-चेन अमीनो एसिड (विकास कारकों और पर्यावरणीय परिस्थितियों के अलावा) रॅपामाइसिन लक्ष्य सिग्नलिंग मार्ग के सक्रियण पर काम करते हैं, एमटीओआर (आर एपैमाइसिन का एम इकोनिस्टिक टी एर्गेट)।

यह मार्ग सेल विकास और चयापचय को नियंत्रित करने में सक्षम यूकेरियोट्स के साथ-साथ प्रोटीन संश्लेषण और ऑटोफैगी घटनाओं में एक महत्वपूर्ण सिग्नलिंग मार्ग है। इसके अलावा, यह उम्र बढ़ने और कुछ विकृति जैसे कैंसर या मधुमेह की प्रगति को नियंत्रित करता है।

जैवसंश्लेषण

मनुष्य और अन्य जानवर आइसोलेसीन को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं, लेकिन यह सेलुलर प्रोटीन का एक हिस्सा है जो दैनिक खपत वाले भोजन से इसके अधिग्रहण के लिए धन्यवाद है।

पौधे, कवक और अधिकांश सूक्ष्मजीव कुछ जटिल मार्गों से इस अमीनो एसिड को संश्लेषित करने में सक्षम हैं, जो सामान्य रूप से, अन्य अमीनो एसिड के साथ परस्पर जुड़े होते हैं, जिन्हें मनुष्य के लिए भी आवश्यक माना जाता है।

उदाहरण के लिए, एसपारटे से आइसोलेसीन, लाइसिन, मेथिओनिन और थ्रेओनीन के उत्पादन के लिए मार्ग हैं।

बैक्टीरिया में, विशेष रूप से, isoleucine एमिनो एसिड threonine से, पाइरूवेट के माध्यम से, एक मार्ग के माध्यम से उत्पन्न होता है जिसमें पाइरुवेट कार्बोन के 2 का संघनन शामिल होता है जिसमें threonine से व्युत्पन्न α-ketetutyrate अणु होता है।

प्रतिक्रिया एंजाइम threonine dehydratase की कार्रवाई से शुरू होती है, जो α-ketobutyrate और अमोनियम (NH3) का उत्पादन करने के लिए threonine के निर्जलीकरण को उत्प्रेरित करती है। इसके बाद, वही एंजाइम जो वेलिन के जैवसंश्लेषण में भाग लेते हैं, के चरणों में योगदान करते हैं

- संक्रमण

- संबंधित केटोएसिड्स के ऑक्सीडेटिव डिकार्बोजाइलेशन और

- निर्जलीकरण।

इस प्रकार के सूक्ष्मजीवों में, लाइसिन, मेथिओनिन, थ्रेओनीन और आइसोलेसीन जैसे अमीनो एसिड का संश्लेषण अत्यधिक समन्वित और विनियमित होता है, विशेष रूप से नकारात्मक प्रतिक्रिया से, जहां प्रतिक्रियाओं के उत्पाद शामिल एंजाइमों की गतिविधि को रोकते हैं।

इस तथ्य के बावजूद कि आइसोल्यूसीन, ल्यूसीन और वेलिन की तरह, मनुष्य के लिए आवश्यक अमीनो एसिड हैं, शरीर के ऊतकों में मौजूद अमीनोट्रांसेफेरेज एंजाइमों को उनके संबंधित α-keto एसिड से विपरीत रूप से जोड़ सकते हैं, जो अंततः उन्हें बदल सकते हैं। भोजन।

पतन

प्रकृति में ज्ञात कई अमीनो एसिड की तरह, अलग-अलग चयापचय मार्गों के मध्यस्थों को बनाने के लिए आइसोलेसीन को अपमानित किया जा सकता है, जिसमें क्रेब्स चक्र बाहर खड़ा होता है (जो कि ऊर्जा के उत्पादन के लिए काम करने वाले कोएंजाइम की सबसे बड़ी मात्रा प्रदान करता है) अन्य यौगिकों के जैवसंश्लेषण के लिए)।

Isoleucine, ट्रिप्टोफैन, लाइसिन, फेनिलएलनिन, टायरोसिन, थ्रेओनीन, और ल्यूसीन सभी को एसिटाइल-सीओए का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जो कई सेलुलर प्रतिक्रियाओं के लिए एक प्रमुख चयापचय मध्यवर्ती है।

अन्य अमीनो एसिड के विपरीत, ब्रांच्ड चेन एमिनो एसिड (ल्यूसीन, आइसोल्यूसिन, और वेलिन) यकृत में अपमानित नहीं होते हैं, बल्कि मांसपेशियों, मस्तिष्क, गुर्दे और वसा ऊतकों में ईंधन के रूप में ऑक्सीकृत होते हैं।

ये अंग और ऊतक इन अमीनो एसिड का उपयोग कर सकते हैं, जो एक एमिनोट्रांस्फरेज़ एंजाइम की उपस्थिति के लिए धन्यवाद, जो तीनों पर कार्य करने में सक्षम है और अपने संबंधित α-keto एमिनो एसिड का उत्पादन कर रहा है।

एक बार जब ये ऑक्सीडाइज्ड अमीनो एसिड डेरिवेटिव उत्पन्न हो जाते हैं, तो α-keto एसिड डीहाइड्रोजनेज एंजाइम जटिल उनके ऑक्सीडेटिव डिकार्बोजाइलेशन को उत्प्रेरित करता है, जहां यह एक कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) अणु को मुक्त करता है और प्रश्न में अमीनो एसिड का एक एसाइल-कोएक्टिव व्युत्पन्न करता है।

आइसोल्यूसिन चयापचय से संबंधित विकृति

आइसोल्यूसिन और अन्य अमीनो एसिड के चयापचय में दोष विभिन्न प्रकार के अजीब और जटिल विकृति पैदा कर सकता है, जैसे कि, उदाहरण के लिए रोग "मेपल सिरप मूत्र" (मेपल सिरप की गंध के साथ पेशाब) या ब्रोन्कोडिल केटोएसिड्यूरिया।

जैसा कि इसके नाम का तात्पर्य है, यह रोग उन रोगियों के मूत्र की विशिष्ट सुगंध की विशेषता है जो इसके साथ ही उल्टी, दौरे, मानसिक मंदता और समय से पहले मौत से पीड़ित हैं।

यह विशेष रूप से, एंजाइम कॉम्प्लेक्स α-ketoacid डिहाइड्रोजनेज में त्रुटियों के साथ करना पड़ता है, जिसके साथ आइसोलेकिन और इसके ऑक्सीडाइज्ड डेरिवेटिव जैसे ब्रान्ड चेन एमिनो एसिड मूत्र में उत्सर्जित होते हैं।

कुल मिलाकर, आइसोलेकिन जैसे ब्रांच्ड चेन अमीनो एसिड के अपचय से संबंधित विकृति को कार्बनिक अम्लीयूरिया के रूप में जाना जाता है, हालांकि जो सीधे इस एमिनो एसिड से संबंधित हैं वे काफी दुर्लभ हैं।

आइसोल्यूसिन से भरपूर खाद्य पदार्थ

यह अमीनो एसिड जानवरों के मांसपेशियों के ऊतकों में प्रचुर मात्रा में है, यही कारण है कि बीफ, सूअर का मांस, मछली और अन्य इसी तरह के भेड़ के बच्चे, चिकन, टर्की, वेनिसन जैसे जानवरों की उत्पत्ति के मांस, इसमें समृद्ध हैं।

यह डेयरी उत्पादों और पनीर जैसे उनके डेरिवेटिव में भी पाया जाता है। यह अंडे और विभिन्न प्रकार के बीज और नट्स में होता है, प्रोटीन का एक अनिवार्य हिस्सा है जो उन्हें बनाते हैं।

यह सोयाबीन और मटर में प्रचुर मात्रा में है, साथ ही विभिन्न खाद्य प्रयोजनों के लिए उपयोग किए जाने वाले खमीर के अर्क में भी।

एक वयस्क मानव के लिए आइसोलेसीन का प्लाज्मा स्तर 30 और 108 μmol / l के बीच होता है, 2 से 18 वर्ष की आयु के बच्चों और युवा लोगों के लिए यह 22 और 107 μmol / l के बीच होता है और 0 से 2 वर्ष के शिशुओं के लिए होता है। 26 और 86 μmol / l के बीच।

ये आंकड़े बताते हैं कि इस और अन्य संबंधित अमीनो एसिड से भरपूर खाद्य पदार्थों का उपभोग जीव के कई शारीरिक कार्यों के रखरखाव के लिए आवश्यक है, क्योंकि मानव इसे डे नोवो को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं।

इसके सेवन के फायदे

Isoleucine पोषण की खुराक में आमतौर पर अन्य आवश्यक ब्रांकेड चेन अमीनो एसिड होते हैं जैसे कि वेलिन या ल्यूसीन या अन्य।

आइसोलेकिन की खपत के सबसे आम उदाहरणों में मांसपेशियों के द्रव्यमान या प्रोटीन संश्लेषण के प्रतिशत को बढ़ाने के लिए एथलीटों द्वारा उपयोग किए जाने वाले पोषण संबंधी पूरक हैं। हालांकि, वैज्ञानिक आधार जिन पर इन प्रथाओं का समर्थन किया जाता है, उन पर लगातार बहस की जाती है, और उनके परिणामों की पूरी तरह से गारंटी नहीं दी जाती है।

हालांकि, Isoleucine, विटामिन की कमी (पेल्ग्रा) के चयापचय संबंधी प्रभावों का मुकाबला करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिन रोगियों को शर्बत और मकई से भरपूर आहार मिलते हैं, जो कि ल्यूसीन में उच्च खाद्य पदार्थ होते हैं, जो ट्राइपोफान के चयापचय को प्रभावित कर सकते हैं और मनुष्यों में निकोटिनिक एसिड की।

प्रायोगिक चूहों में पेलाग्रा के प्रभाव, उदाहरण के लिए, विकास में देरी को शामिल करते हैं, जो आइसोलेसीन पूरक के साथ दूर हो जाते हैं।

- पशु उत्पादन उद्योग में

पशु उत्पादन के क्षेत्र में, लाइसिन, थ्रेओनीन, मेथियोनीन और आइसोलेसीन जैसे अमीनो एसिड का उपयोग पायलट परीक्षणों में नियंत्रित परिस्थितियों में बढ़ने वाले सूअरों को खिलाने के लिए किया गया है।

Isoleucine, विशेष रूप से, नाइट्रोजन आत्मसात पर प्रभाव पड़ता है, हालांकि यह इन खेत जानवरों में वजन बढ़ाने में योगदान नहीं करता है।

- कुछ नैदानिक ​​स्थितियों में

कुछ प्रकाशनों से पता चलता है कि आइसोलेसीन प्लाज्मा ग्लूकोज के स्तर को कम करने में सक्षम है, इसलिए मधुमेह या इंसुलिन उत्पादन की कम दर जैसे विकारों से पीड़ित रोगियों में इसके सेवन की सिफारिश की जाती है।

विषाणु संक्रमण

रोटावायरस से संक्रमित रोगियों में Isoleucine पूरकता उपयोगी साबित हुई है जो छोटे बच्चों और अन्य छोटे जानवरों में गैस्ट्रोएंटेराइटिस और दस्त जैसी बीमारियों का कारण बनती है।

हाल के अध्ययनों से यह निष्कर्ष निकलता है कि प्रायोगिक जानवरों द्वारा इस अमीनो एसिड की खपत उपरोक्त विशेषताओं (रोटावायरस से संक्रमित) के साथ जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली के विकास और प्रदर्शन में मदद करता है, जो कि पीआरआर सिग्नलिंग मार्ग या सक्रियता के साथ ग्रहणशील की सक्रियता के लिए धन्यवाद है। पैटर्न।

कमी के विकार

Isoleucine की कमी दृष्टि, त्वचा (जैसे जिल्द की सूजन) और आंतों (दस्त और अन्य जठरांत्र संबंधी अभिव्यक्तियों के रूप में स्पष्ट) के साथ समस्याओं को जन्म दे सकती है।

चूंकि यह हीमोग्लोबिन के गठन और संश्लेषण के लिए एक आवश्यक अमीनो एसिड है, साथ ही एरिथ्रोसाइट्स (रक्त कोशिकाओं) के पुनर्जनन के लिए, गंभीर आइसोलेकिन की कमी के गंभीर शारीरिक परिणाम हो सकते हैं, विशेष रूप से एनीमिया और अन्य हेमटोलॉजिकल रोगों से संबंधित। ।

यह "सामान्य" कृन्तकों में प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया गया है जो इस आइसोलेकिन में आहार खराब दिया गया है, जो महत्वपूर्ण एनीमिक स्थितियों के विकास के साथ समाप्त होता है।

हालांकि, आइसोलेकिन केवल शिशुओं में हीमोग्लोबिन के गठन में भाग लेता है, क्योंकि वयस्क मानव के प्रोटीन में महत्वपूर्ण मात्रा में ऐसे अमीनो एसिड नहीं होते हैं; इसका मतलब यह है कि विकास के प्रारंभिक चरणों के दौरान आइसोलेसीन की कमी सबसे स्पष्ट है।

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