पेरोक्सीडेस: संरचना, कार्य और प्रकार - जीवविज्ञान - 2025

पराक्सिडेजों ज्यादातर इस हाइड्रोजन पेरोक्साइड या अन्य असंबंधित पदार्थों के लिए का उपयोग कर कार्बनिक और अकार्बनिक substrates की एक किस्म के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करने एंजाइमी गतिविधि के साथ hemoproteins हैं।

अपने व्यापक अर्थ में, "पेरोक्सीडेज" शब्द में एनएडी- और एनएडीपी-पेरोक्सीडेस, फैटी एसिड-पेरोक्सीडेस, साइटोक्रोम-पेरोक्सीडेस, ग्लूटाथिओन-पेरोफिडेस और कई अन्य गैर-विशिष्ट एंजाइम जैसे एंजाइम शामिल हैं।

हीम पर निर्भर पेरोक्सीडेज प्रोटीन का आरेख (स्रोत: जवाहर स्वामीनाथन और विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से यूरोपीय जैव सूचना विज्ञान संस्थान में एमएसडी कर्मचारी)

हालांकि, आमतौर पर इसका उपयोग विभिन्न स्रोतों से गैर-एंजाइम एंजाइमों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, जिनके पास ऑक्सीकार्टेक्टेस गतिविधि होती है और जो उनके ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड और अन्य सब्सट्रेट को नियुक्त करते हैं।

हेम पेरोक्सीडेस प्रकृति में बेहद सामान्य हैं। वे जानवरों, उच्च पौधों, खमीर, कवक और बैक्टीरिया में पाए जाते हैं।

स्तनधारियों में, ये श्वेत रक्त कोशिकाओं, गर्भाशय, प्लीहा और यकृत, लार ग्रंथियों, पेट की दीवारों, फेफड़ों, थायरॉयड ग्रंथियों और अन्य ऊतकों द्वारा निर्मित होते हैं।

पौधों में, पेरोक्सीडेस में समृद्ध पौधे की प्रजातियाँ सहिजन और अंजीर का पेड़ हैं। हॉर्सरैडिश से शुद्ध किए गए पेरोक्साइड को बड़े पैमाने पर अध्ययन और प्रयोगात्मक जीव विज्ञान और जैव रसायन में विभिन्न उद्देश्यों के लिए उपयोग किया गया है।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, इन महत्वपूर्ण एंजाइमों को आमतौर पर "पेरोक्सिसोम्स" के रूप में जाना जाता विशेष जीवों के भीतर पाया जाता है, जो एक एकल झिल्ली से घिरे होते हैं और कई सेलुलर चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं।

संरचना

पेरोक्साइड्स के विभिन्न वर्गों के बीच मौजूद छोटी होमोलॉजी के बावजूद, यह निर्धारित किया गया है कि उनकी माध्यमिक संरचना और जिस तरह से यह आयोजित किया जाता है वह विभिन्न प्रजातियों के बीच काफी संरक्षित है।

कुछ अपवाद हैं, लेकिन अधिकांश पेरोक्सीडेस ग्लाइकोप्रोटीन हैं और कार्बोहाइड्रेट को उनके उच्च तापमान स्थिरता में योगदान करने के लिए माना जाता है।

इन प्रोटीनों में आणविक भार 35 से 150 kDa तक होता है, जो लगभग 250 और 730 अमीनो एसिड अवशेषों के बराबर होता है।

माइलोपरोक्सीडेस के अपवाद के साथ, इस प्रकार के सभी अणु उनकी संरचना में एक हीम समूह होते हैं जो कि आराम करने वाली अवस्था में, Fe + 3 ऑक्सीकरण अवस्था में एक लोहे का परमाणु होता है। पौधों के पास एक कृत्रिम समूह होता है जिसे फेरोपोर्फिरिन XI कहा जाता है।

पेरोक्सीडेस के दो संरचनात्मक डोमेन हैं जो हीम समूह को "चारों ओर लपेटते हैं" और इनमें से प्रत्येक डोमेन जीन की अभिव्यक्ति का उत्पाद है जो एक दोहराव घटना से गुजरता है। ये संरचनाएं पॉलीपेप्टाइड छोरों और घुमावों से जुड़ी 10 से अधिक अल्फा हेलीकॉप्टरों से बनी हैं।

अणु की उचित तह, संरक्षित ग्लाइसिन और प्रोलाइन अवशेषों की उपस्थिति पर निर्भर करती है, साथ ही साथ एक एस्पार्टिक एसिड अवशेष और एक आर्गिनिन अवशेष जो उनके बीच एक नमक पुल बनाती है जो दोनों संरचनात्मक डोमेन को जोड़ती है।

विशेषताएं

पेरोक्सीडेज एंजाइम का मुख्य कार्य सेलुलर पर्यावरण से हाइड्रोजन पेरोक्साइड को हटाना है, जो विभिन्न तंत्रों द्वारा उत्पादित किया जा सकता है और जो इंट्रासेल्युलर स्थिरता के लिए गंभीर खतरों का प्रतिनिधित्व कर सकता है।

हालांकि, इस प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को हटाने की प्रक्रिया में (जिसमें ऑक्सीजन का एक मध्यवर्ती ऑक्सीकरण राज्य होता है), पेरोक्साइडिड चयापचय के लिए अन्य महत्वपूर्ण कार्यों को पूरा करने के लिए इस पदार्थ की ऑक्सीकरण क्षमता का उपयोग करते हैं।

पौधों में, ये प्रोटीन रोगजनकों से संक्रमित ऊतकों में लिग्निफिकेशन प्रक्रियाओं और रक्षा तंत्र का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं या जिन्हें शारीरिक क्षति हुई है।

वैज्ञानिक संदर्भ में, पेरोक्सीडेस के लिए नए अनुप्रयोग सामने आए हैं और इनमें फेनोलिक यौगिकों वाले अपशिष्ट जल का उपचार, सुगंधित यौगिकों का संश्लेषण और खाद्य या अपशिष्ट पदार्थों से पेरोक्साइड को हटाना शामिल है।

विश्लेषणात्मक और नैदानिक ​​शब्दों में, हॉर्सरैडिश पेरोक्सीडेज संयुग्मित एंटीबॉडी की तैयारी के लिए शायद सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला एंजाइम है जो कि इमली (एंज़ाइम-लिंक्ड इम्यूनोसॉर्बेट परख) और संक्रमण के लिए प्रतिरक्षात्मक अवशोषण परीक्षण के लिए उपयोग किया जाता है। विभिन्न प्रकार के यौगिकों का निर्धारण।

कारवाई की व्यवस्था

पेरॉक्सिडेस की उत्प्रेरक प्रक्रिया अनुक्रमिक चरणों के माध्यम से होती है जो एंजाइम और हाइड्रोजन पेरोक्साइड की सक्रिय साइट के बीच बातचीत से शुरू होती है, जो हीम समूह में लोहे के परमाणु को ऑक्सीकरण करता है और यौगिक I के रूप में एक अस्थिर मध्यवर्ती यौगिक उत्पन्न करता है (COI)।

ऑक्सीडाइज़्ड प्रोटीन (सीओआई) में एक लोहे का परमाणु होता है, जो ऑक्सीकरण राज्य III से राज्य IV में चला जाता है और इस प्रक्रिया के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड पानी में कम हो गया था।

यौगिक I एक इलेक्ट्रॉन दान सब्सट्रेट को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है, एक सब्सट्रेट कट्टरपंथी का निर्माण करता है और एक नई रासायनिक प्रजाति बनती है जिसे यौगिक II (CoII) के रूप में जाना जाता है, जिसे बाद में एक दूसरे सब्सट्रेट अणु द्वारा पुनर्जीवित किया जाता है, जिसमें लोहे को पुनर्जीवित किया जाता है। राज्य III और एक और कट्टरपंथी का निर्माण।

प्रकार

-शरीर के अनुसार

जीवों के आधार पर पेरोक्सीडेस को तीन वर्गों में बांटा जाता है जहां वे पाए जाते हैं:

- कक्षा I: इंट्रासेल्युलर प्रोकैरियोटिक पेरोक्सीडेस।

- कक्षा II: बाह्य कवक पेरोक्सीडेस।

- कक्षा III: गुप्त सब्जी पेरोक्सीडेस।

कक्षा I प्रोटीनों के विपरीत, द्वितीय और तृतीय श्रेणी के लोगों के पास उनकी संरचनाओं में सिस्टीन अवशेषों के बीच बना हुआ पुल है, जो उन्हें काफी अधिक कठोरता देता है।

कक्षा II और III प्रोटीन भी कक्षा I से भिन्न होते हैं कि वे आम तौर पर उनकी सतह पर ग्लाइकोसिलेशन होते हैं।

सक्रिय साइट के लिए रिकॉर्डिंग

यंत्रवत् रूप से बोलने पर, पेरोक्सिडेस को उनके उत्प्रेरक केंद्र में पाए जाने वाले परमाणुओं की प्रकृति के अनुसार भी वर्गीकृत किया जा सकता है। इस तरह, हेमोपेरोक्सीडेस (सबसे आम), वैनेडियम-हेलोपरॉक्सिडेस और अन्य का वर्णन किया गया है।

Hemoperoxidases

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, इन पेरोक्सीडेस का उनके उत्प्रेरक केंद्र में एक प्रोस्टेटिक समूह है जिसे हीम समूह के रूप में जाना जाता है। इस स्थान पर लोहे का परमाणु नाइट्रोजन परमाणुओं के साथ चार बंधों द्वारा समन्वित होता है।

वैनेडियम-Haloperoxidases

हेम समूह के बजाय, वैनेडियम-हेलोपरोक्सीडेस एक कृत्रिम समूह के रूप में वनाडेट रखते हैं। इन एंजाइमों को समुद्री जीवों और कुछ स्थलीय कवक से अलग किया गया है।

इस समूह के वैनेडियम को तीन गैर-प्रोटीन ऑक्सीजेंस द्वारा समन्वित किया जाता है, एक हिस्टिडीन अवशेषों से एक नाइट्रोजन और एक एज़ाइड बंधन से एक नाइट्रोजन।

अन्य पेरोक्सीडेस

हेम या वैनेडियम के अलावा अन्य प्रोस्थेटिक समूह वाले कई बैक्टीरियल हेल्परोक्सीडेस को इस समूह में वर्गीकृत किया गया है। इसके अलावा इस समूह में ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेस होते हैं, जिसमें एक सेलेनो-सिस्टीन प्रोस्टेटिक समूह और कुछ एंजाइम होते हैं जो लिग्निन को ऑक्सीकरण करने में सक्षम होते हैं।

संदर्भ

1. अल्बर्ट, बी।, डेनिस, बी।, हॉपकिन, के।, जॉनसन, ए।, लुईस, जे।, रफ़, एम।,… वाल्टर, पी। (2004)। आवश्यक कोशिका जीव विज्ञान। एबिंगन: गारलैंड साइंस, टेलर एंड फ्रांसिस ग्रुप।
2. बनसी, एल। (1997)। पेरॉक्सिडेस के संरचनात्मक गुण। जर्नल ऑफ बायोटेक्नोलॉजी, 53, 253-263।
3. ड्यूरजेन, एमपीजे वैन, रांटविज्क, एफ। वैन, और शेल्डन, आरए (1997)। पेरोक्साइड्स द्वारा चयनित चयनात्मक ऑक्सीकरण। टेट्राहेड्रोन, 53 (39), 13183-13220।
4. डनफोर्ड, एचबी, और स्टिलमैन, जेएस (1976)। पेरोक्सीडेस की क्रिया के कार्य और तंत्र पर। समन्वय रसायन विज्ञान समीक्षा, 19, 187–251।
5. हामिद, एम।, और रहमान, के। (2009)। पेरॉक्सिडेस के संभावित अनुप्रयोग। खाद्य रसायन, 115 (4), 1177-1186।
6. रॉर्न, जेडी (1998)। जैव रसायन। बर्लिंगटन, मैसाचुसेट्स: नील पैटरसन पब्लिशर्स।
7. Stansfield, WD, Colomé, JS और Cano, RJ (2003)। आणविक और कोशिका जीव विज्ञान। (केई कुलेन, एड।)। मैकग्रा-हिल ईबुक्स।