लाइसिन: विशेषताएँ, संरचना, कार्य, जैवसंश्लेषण - जीवविज्ञान - 2025

लाइसिन (लिस, कश्मीर) या -diaminocaproic ε एसिड, 22 एमिनो एसिड है कि कर में से एक है ऊपर रहने वाले जीवों की और मनुष्य के लिए प्रोटीन, माना जाता है करने के लिए है क्योंकि यह जैव संश्लेषण के लिए कोई मार्ग नहीं है, आवश्यक हो।

यह 1889 में ड्रेसीनल द्वारा कैसिइनोजेन के हाइड्रोलिसिस (अपघटन) के उत्पाद के रूप में खोजा गया था। वर्षों बाद, फिशर, सिगफ्रीड और हेडिन ने यह निर्धारित किया कि यह जिलेटिन, अंडे एल्ब्यूमिन, कॉग्लूटीन, फाइब्रिन और अन्य प्रोटीन जैसे प्रोटीन का भी हिस्सा था।

अमीनो एसिड लाइसिन की रासायनिक संरचना (स्रोत: बोरब, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

इसकी घटना को बाद में अंकुरित अंकुरों में और अधिकांश वनस्पति प्रोटीनों की जांच में प्रदर्शित किया गया था, जिसके साथ सभी सेलुलर प्रोटीनों के एक सामान्य घटक तत्व के रूप में इसकी प्रचुरता निर्धारित की गई थी।

यह अनाज में समृद्ध आहारों में अमीनो एसिड के मुख्य "सीमित" में से एक माना जाता है और इस कारण से यह माना जाता है कि यह दुनिया की विभिन्न अविकसित आबादी द्वारा उपभोग की गई प्रोटीन सामग्री की गुणवत्ता को प्रभावित करता है।

कुछ अध्ययनों ने निर्धारित किया है कि लाइसिन का सेवन हार्मोन इंसुलिन और ग्लूकागन के उत्पादन और रिलीज का पक्षधर है, जो शरीर के ऊर्जा चयापचय पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।

विशेषताएँ

लाइसिन एक सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाने वाला α-amino acid है, इसमें 146 g / mol आणविक भार होता है और इसके साइड चेन (R) के पृथक्करण स्थिरांक का मान 10.53 है, जिसका अर्थ है कि शारीरिक पीएच, इसके प्रतिस्थापन एमिनो समूह यह पूरी तरह से आयनित है, जिससे अमीनो एसिड एक शुद्ध सकारात्मक चार्ज देता है।

विभिन्न प्रकार के जीवित जीवों के प्रोटीन में इसकी घटना 6% के करीब है और विभिन्न लेखकों का मानना ​​है कि ऊतकों की वृद्धि और पर्याप्त मरम्मत के लिए लाइसिन आवश्यक है।

कोशिकाओं में लाइसिन डेरिवेटिव की एक बड़ी मात्रा होती है, जो विभिन्न प्रकार के शारीरिक कार्यों को पूरा करती है। इनमें हाइड्रॉक्सिलिसिन, मिथाइल-लाइसिन और अन्य हैं।

यह एक केटोजेनिक अमीनो एसिड है, जिसका अर्थ है कि इसका चयापचय यकृत में केटोन निकायों के बाद के गठन के साथ, एसिटाइल-सीओए जैसे अणुओं के गठन मार्गों के लिए मध्यस्थ सब्सट्रेट के कार्बन कंकाल का उत्पादन करता है।

अन्य आवश्यक अमीनो एसिड के विपरीत, यह एक ग्लूोजेनिक अमीनो एसिड नहीं है। दूसरे शब्दों में, इसका क्षरण ग्लूकोज उत्पादक पथ मध्यस्थों के उत्पादन के साथ समाप्त नहीं होता है।

संरचना

लाइसिन को मूल अमीनो एसिड के समूह के भीतर वर्गीकृत किया गया है, जिनके साइड चेन में सकारात्मक चार्ज के साथ आयनीकरण समूह हैं।

इसकी साइड चेन या R समूह में एक दूसरा प्राथमिक अमीनो समूह है जो अपनी एलिफैटिक श्रृंखला की स्थिति में कार्बन परमाणु से जुड़ा हुआ है, इसलिए इसका नाम "ε-aminocaproic" है।

इसमें एक α कार्बन परमाणु है, जिसमें आणविक सूत्र (-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3 +) द्वारा विशेषता हाइड्रोजन परमाणु, एक अमीनो समूह, एक कार्बोक्सिल समूह और आर साइड चेन संलग्न हैं।

चूंकि साइड चेन में तीन मेथिलीन समूह होते हैं, और हालांकि लाइसिन अणु में फिजियोलॉजिकल पीएच में एक सकारात्मक चार्ज किया गया एमिनो समूह होता है, इस आर समूह में एक मजबूत हाइड्रोफोबिक चरित्र होता है, यही कारण है कि यह अक्सर प्रोटीन संरचनाओं में "दफन" होता है।, केवल ε-एमिनो समूह को छोड़कर।

लाइसिन की साइड चेन पर एमिनो समूह अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है और आम तौर पर एंजाइमी गतिविधि के साथ कई प्रोटीनों के सक्रिय केंद्रों में भाग लेता है।

विशेषताएं

लाइसिन, एक आवश्यक अमीनो एसिड होने के नाते, एक सूक्ष्म पोषक तत्व के रूप में कई कार्यों को पूरा करता है, विशेष रूप से मनुष्यों और अन्य जानवरों में, लेकिन यह बैक्टीरिया, खमीर, पौधों और शैवाल जैसे विभिन्न जीवों में एक मेटाबोलाइट भी है।

इसकी साइड चेन की विशेषताएं, विशेष रूप से हाइड्रोकार्बन श्रृंखला से जुड़े am-एमिनो समूह की हैं जो हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं, इसे विशेष गुण प्रदान करते हैं जो इसे विभिन्न प्रकार के एंजाइमों में उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं में भागीदार बनाते हैं।

यह मांसपेशियों के सामान्य विकास और रीमॉडेलिंग के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, यह कार्निटाइन के लिए एक अग्रदूत अणु है, जो जिगर, मस्तिष्क और गुर्दे में संश्लेषित एक यौगिक है जो ऊर्जा उत्पादन के लिए माइटोकॉन्ड्रिया में फैटी एसिड के परिवहन के लिए जिम्मेदार है।

यह अमीनो एसिड कोलेजन के संश्लेषण और गठन के लिए भी आवश्यक है, मानव शरीर में संयोजी ऊतक प्रणाली का एक महत्वपूर्ण प्रोटीन, इसलिए यह त्वचा और हड्डियों की संरचना के रखरखाव में योगदान देता है।

इसमें प्रयोगात्मक रूप से मान्यता प्राप्त कार्य हैं:

- तनावपूर्ण उत्तेजनाओं के खिलाफ आंतों की सुरक्षा, बैक्टीरिया और वायरल रोगजनकों के साथ संदूषण, आदि।

- पुरानी चिंता के लक्षणों को कम करना

- कम गुणवत्ता वाले आहार के तहत बड़े होने वाले शिशुओं के विकास को बढ़ावा देना

जैवसंश्लेषण

मनुष्य और अन्य स्तनधारी जीव विवो में अमीनो एसिड लाइसिन को संश्लेषित नहीं कर सकते हैं और यह इस कारण से है कि उन्हें इसे पशु से प्राप्त करना चाहिए और भोजन के साथ प्रोटीन युक्त पौधे लगाना चाहिए।

लाइसिन बायोसिंथेसिस के लिए दो अलग-अलग रास्ते प्राकृतिक दुनिया में विकसित हुए हैं: एक "निचले" बैक्टीरिया, पौधों और कवक द्वारा उपयोग किया जाता है, और एक यूग्लीनिड्स और "उच्च" कवक द्वारा उपयोग किया जाता है।

पौधों, कम कवक और बैक्टीरिया में लाइसिन जैवसंश्लेषण

इन जीवों में, लाइसिनिमेलिक एसिड से लाइसिन को 7-चरण मार्ग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो पाइरूवेट और एस्पार्टेट सेमलडिहाइड से शुरू होता है। बैक्टीरिया के लिए, उदाहरण के लिए, इस मार्ग में (1) प्रोटीन संश्लेषण, (2) डायनामोपिमेलेट संश्लेषण, और (3) लाइसिन संश्लेषण के उद्देश्यों के लिए लाइसिन का उत्पादन शामिल है जिसका उपयोग पेप्टिडाइक्लेकैन सेल की दीवार में किया जाएगा।

एस्पार्टेट, जीवों में जो इस मार्ग को प्रस्तुत करते हैं, न केवल लाइसिन को जन्म देते हैं, बल्कि मेथिओनिन और थ्रेओनीन का उत्पादन भी करते हैं।

पाथवे लाइसिन उत्पादन और होमोसरीन में एस्पार्टेट सेमलिहाइड में बदल जाता है, जो थ्रेओनीन और मेथिओनिन का अग्रदूत है।

उच्च और यूजीनिड कवक में लाइसिन जैवसंश्लेषण

उच्च फफूंद और यूजलेनिड सूक्ष्मजीवों में डी नोवो लाइसिन संश्लेषण मध्यवर्ती एल-α-एमिनोएडिपेट के माध्यम से होता है, जो बैक्टीरिया और पौधों की तुलना में अलग-अलग तरीकों से कई बार रूपांतरित होता है।

मार्ग में 8 एंजाइमैटिक चरण होते हैं, जिसमें 7 मुक्त मध्यवर्ती शामिल होते हैं। मार्ग का पहला आधा माइटोकॉन्ड्रिया में होता है और α-aminoadipate के संश्लेषण को प्राप्त करता है। Lα के लिए α-aminoadipate का रूपांतरण बाद में साइटोसोल में होता है।

- मार्ग के पहले चरण में α-ketoglutarate और एसिटाइल-सीओए अणुओं का संघनन एंजाइम होमोसिट्रेट सिंथेज़ द्वारा होता है, जो होमोसिट्रिक एसिड का उत्पादन करता है।

- होमोसिट्रिक एसिड को सीस -होमोसेनिटिक एसिड में निर्जलित किया जाता है, जिसे बाद में होमियोसिट्रिक एसिड द्वारा होमियोसोनिटेस एंजाइम में बदल दिया जाता है।

- होमियोसाइटोसाइटिक एसिड को होमोसिस्ट्रेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा ऑक्सीकृत किया जाता है, जिससे ऑक्सोग्लूटेरेट का क्षणिक गठन होता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) के एक अणु को खो देता है और α-catoicipic एसिड के रूप में समाप्त होता है।

- यह अंतिम यौगिक ग्लूटामेट-आश्रित प्रक्रिया द्वारा एंजाइम एमिनोएडिपेट एमिनोट्रांस्फरेज़ की कार्रवाई के लिए ट्रांसमिट किया जाता है, जो एल-α-एमिनोएडिपिक एसिड का उत्पादन करता है।

- L-α-aminoadipic एसिड की साइड चेन को aminoadipate reductase की क्रिया द्वारा L-α-aminoadipic-ip-semialdehyde एसिड बनाने के लिए कम किया जाता है, एक प्रतिक्रिया जिसे PP और NADPH की आवश्यकता होती है।

- सैक्रोपिन रिडक्टेस तब L-α-aminoadipic एसिड-dehyde-semialdehyde के संघनन के साथ L-ग्लूटामेट के अणु को उत्प्रेरित करता है। इसके बाद इमिनो को कम किया जाता है और सूक्रोपिन प्राप्त किया जाता है।

अंत में, saccharopin के ग्लूटामेट भाग में कार्बन-नाइट्रोजन बंधन एंजाइम saccharopin dehydrogenase, अंत उत्पादों के रूप में L-lysine और α-ketoglutarar एसिड उपज द्वारा "कट" है।

लाइसिन के लिए विकल्प

विकास की अवधि में चूहों के साथ किए गए प्रायोगिक परीक्षणों और विश्लेषणों ने यह स्पष्ट करना संभव कर दिया है कि yl- एन-एसिटाइल-लाइसिन वंश की वृद्धि का समर्थन करने के लिए लाइसिन की जगह ले सकता है और यह एक एंजाइम की उपस्थिति के लिए धन्यवाद: ε-लाइसिन एसाइलेज ।

यह एंजाइम लाइसिन पैदा करने के लिए - एन-एसिटाइल-लाइसिन के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है, और यह बहुत तेजी से और बड़ी मात्रा में करता है।

पतन

सभी स्तनधारी प्रजातियों में, लाइसिन क्षरण का पहला चरण एंजाइम लाइसिन -2-ऑक्सोग्लूटेरेट रिडक्टेज़ द्वारा उत्प्रेरित होता है, जो लाइसिन और α-oxoglutate को सैच्रोपिन में बदलने में सक्षम होता है, जो पशु शारीरिक तरल पदार्थ में मौजूद एक एमिनो एसिड व्युत्पन्न है और जिसका उनमें अस्तित्व को 60 के दशक के अंत में प्रदर्शित किया गया था।

सुक्रोपिन एंजाइम Saccharopin dehydrogenase की कार्रवाई से α-aminoadipate ial-semialdehyde और ग्लूटामेट में बदल जाता है। एक अन्य एंजाइम सैप्रोपिन को सब्सट्रेट के रूप में इसे लाइसिन और α-oxoglutarate को फिर से हाइड्रोलाइज करने के लिए भी सक्षम है, और इसे सैकरोपिन ऑक्सीडोरक्टेस के रूप में जाना जाता है।

सैक्रोपिन, लाइसिन के क्षरण में मुख्य चयापचय मध्यस्थों में से एक है, शारीरिक स्थितियों के तहत एक उच्च उच्च टर्नओवर दर है, यही कारण है कि यह तरल पदार्थ या ऊतकों में जमा नहीं होता है, जो उच्च गतिविधियों द्वारा पाया गया है। साच्रोपिन डिहाइड्रोजनेज के।

हालांकि, लाइसिन के चयापचय में शामिल एंजाइमों की मात्रा और गतिविधि प्रत्येक विशेष प्रजातियों के विभिन्न आनुवंशिक पहलुओं पर काफी हद तक निर्भर करती है, क्योंकि आंतरिक विविधताएं और विशिष्ट नियंत्रण या विनियमन तंत्र हैं।

"Sacaropinuria"

मूत्र के माध्यम से लाइसिन, सिट्रीलाइन और हिस्टिडीन जैसे अमीनो एसिड के प्रचुर नुकसान से संबंधित एक रोग संबंधी स्थिति है और इसे "सैक्रोप्रोपिन्यूरिया" के रूप में जाना जाता है। सुक्रोपिन लाइसिन चयापचय का एक एमिनो एसिड व्युत्पन्न है जो "सैक्रोपिन्यूरिक" रोगियों के मूत्र में उल्लिखित तीन अमीनो एसिड के साथ मिलकर उत्सर्जित होता है।

सुक्रोपिन को शुरू में शराब बनाने वाले के खमीर में खोजा गया था और इन सूक्ष्मजीवों में लाइसिन का अग्रदूत है। अन्य यूकेरियोटिक जीवों में, यह यौगिक हेपेटोसाइट्स के माइटोकॉन्ड्रिया में लाइसिन के क्षरण के दौरान उत्पन्न होता है।

लाइसिन से भरपूर खाद्य पदार्थ

आहार में उपभोग किए गए खाद्य पदार्थों से लाइसिन प्राप्त होता है, और औसत वयस्क मानव को प्रति दिन कम से कम 0.8 ग्राम की आवश्यकता होती है। यह जानवरों की उत्पत्ति के कई प्रोटीनों में पाया जाता है, विशेष रूप से लाल मांस में जैसे कि बीफ़, भेड़ का बच्चा और चिकन।

यह टूना और सामन जैसी मछली में पाया जाता है, और समुद्री भोजन जैसे सीप, झींगे और मसल्स में। यह डेयरी उत्पादों और उनके डेरिवेटिव के घटक प्रोटीन में भी मौजूद है।

पौधे के खाद्य पदार्थों में यह आलू, मिर्च और लीक में पाया जाता है। यह एवोकैडो, पीच और नाशपाती में भी पाया जाता है। फलियां जैसे किडनी बीन्स, छोले और सोयाबीन में; कद्दू के बीज में, मैकाडामिया नट्स में और काजू में (मात्र, काजू, आदि)।

इसके सेवन के फायदे

यह अमीनो एसिड कई न्यूट्रास्युटिकल फॉर्मुलेशन दवाओं में शामिल है, जो कि प्राकृतिक यौगिकों, विशेष रूप से पौधों से अलग है।

इसका उपयोग एक एंटीकॉन्वेलसेंट के रूप में किया जाता है और हर्पीज सिम्प्लेक्स वायरस टाइप 1 (एचएसवी -1) की प्रतिकृति को बाधित करने में भी प्रभावी दिखाया गया है, जो आमतौर पर तनाव के समय में ही प्रकट होता है, जब प्रतिरक्षा प्रणाली उदास होती है या फफोले के रूप में "कमजोर" होती है। या होंठ पर दाद।

ठंड घावों के उपचार के लिए एल-लाइसिन की खुराक की प्रभावकारिता इस तथ्य के कारण है कि यह "प्रोटीन" या "ब्लॉक" आर्जिनिन, एक और प्रोटीन अमीनो एसिड है, जो एचएसवी -1 के गुणन के लिए आवश्यक है।

यह निर्धारित किया गया है कि लाइसिन में एंटी-चिंताओलिओटिक प्रभाव भी होता है, क्योंकि यह विभिन्न तनावपूर्ण उत्तेजनाओं की प्रतिक्रिया में शामिल रिसेप्टर्स को अवरुद्ध करने में मदद करता है, कोर्टिसोल के स्तर में कमी के अलावा, "तनाव हार्मोन"।

कुछ अध्ययनों ने संकेत दिया है कि यह कैंसर के ट्यूमर के विकास को रोकने, आंखों के स्वास्थ्य के लिए, दूसरों के बीच रक्तचाप को नियंत्रित करने के लिए उपयोगी हो सकता है।

जानवरों में

दाद वायरस के संक्रमण के लिए एक आम रणनीति है, जो कि फेलिन में संक्रमण है, लाइसिन सप्लीमेंट है। हालांकि, कुछ वैज्ञानिक प्रकाशन यह स्थापित करते हैं कि इस अमीनो एसिड में फेनिल्स, किसी भी एंटीवायरल गुण नहीं होते हैं, बल्कि आर्गिनिन की एकाग्रता को कम करके कार्य करते हैं।

शिशुओं के स्वास्थ्य पर

स्तनपान के दौरान शिशुओं के दूध में जोड़ा गया एल-लाइसिन का प्रायोगिक अंतर्ग्रहण, शरीर के द्रव्यमान के लाभ और प्रसव के बाद के विकास के पहले चरणों के दौरान बच्चों में भूख को शामिल करने के लिए फायदेमंद दिखाया गया है।

हालांकि, एल-लाइसिन की अधिकता अमीनो एसिड के अतिरंजित मूत्र उत्सर्जन का कारण बन सकती है, दोनों तटस्थ और बुनियादी विशेषताओं, जिसके परिणामस्वरूप उनके शरीर में असंतुलन होता है।

अतिरिक्त एल-लाइसिन पूरकता प्रमुख अंगों में वृद्धि दमन और अन्य स्पष्ट हिस्टोलॉजिकल प्रभाव को जन्म दे सकती है, शायद मूत्र में अमीनो एसिड के नुकसान के कारण।

एक ही अध्ययन में, यह भी दिखाया गया कि लाइसिन पूरकता अंतर्ग्रथित वनस्पति प्रोटीन के पोषण गुणों में सुधार करता है।

घाना, सीरिया और बांग्लादेश में दोनों लिंगों के वयस्कों और बच्चों में किए गए अन्य समान अध्ययनों से बच्चों में दस्त की कमी और वयस्क पुरुषों में कुछ घातक श्वसन स्थितियों के लिए लाइसिन सेवन के लाभकारी गुण सामने आए।

लाइसिन की कमी के विकार

लाइसिन, सभी आवश्यक और गैर-आवश्यक अमीनो एसिड की तरह, सेलुलर प्रोटीन के सही संश्लेषण के लिए आवश्यक है जो शरीर के अंग प्रणालियों के गठन में योगदान करते हैं।

आहार में लाइसिन की चिह्नित कमियां, क्योंकि यह एक आवश्यक अमीनो एसिड है जो शरीर द्वारा निर्मित नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप डायरिया के अलावा, सेरोटोनिन रिसेप्टर्स से संबंधित सेरोटोनिन द्वारा मध्यस्थता करने वाले चिंताजनक लक्षणों का विकास हो सकता है।

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