प्रोटियोलिसिस: प्रकार और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

प्रोटियोलिसिस या प्रोटीन गिरावट एक प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक सेल के प्रोटीन (एसिड अमीनो उसके घटक जब तक) पूरी तरह से अपमानित किया जा सकता है या आंशिक रूप से (पेप्टाइड्स उत्पादन) है। यही है, इसमें पेप्टाइड बांड के एक या एक से अधिक हाइड्रोलिसिस होते हैं जो अपने अमीनो एसिड को एक साथ रखते हैं।

यह प्रक्रिया एंजाइमी गतिविधि के साथ अन्य प्रोटीन की भागीदारी के लिए धन्यवाद हो सकती है, जिनके सक्रिय स्थलों में बॉन्ड की हाइड्रोलिसिस होती है। यह गैर-एंजाइमेटिक "तरीकों" से भी हो सकता है, जैसे कि अत्यधिक पीएच (बहुत अम्लीय या बहुत ही मूल) के साथ गर्मी या पदार्थों की कार्रवाई से।

प्रोटीन की प्रोटियोलिसिस की मूल योजना (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से Fdardel)

प्रोटीन का क्षरण बैक्टीरिया, जानवरों और पौधों में होता है, लेकिन जानवरों में विशेष रूप से पाचन तंत्र के स्तर पर विशेष रूप से आम है, क्योंकि आहार के साथ जुड़े प्रोटीन का पाचन और आंतों का अवशोषण इस पर निर्भर करता है।

इसके अलावा, कई सेल्युलर प्रक्रियाओं के कार्यात्मक रखरखाव और नियमन के लिए प्रोटियोलिसिस का अत्यधिक महत्व है और इसका उन प्रोटीनों के उन्मूलन के साथ भी है जो अनुवाद, तह, पैकेजिंग, आयात, कामकाज, आदि में त्रुटियों को प्रस्तुत करते हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह एक अपरिवर्तनीय, अत्यधिक प्रभावी प्रक्रिया है जो "नियामकों के विनियमन" में भी काम करती है, क्योंकि यह न केवल उन प्रोटीनों को समाप्त करता है, जिनमें "प्रत्यक्ष" जैविक गतिविधियां होती हैं, बल्कि वे भी जो अन्य प्रोटीनों को विनियमित करते हैं या संबंधित जीन की अभिव्यक्ति।

प्रोटियोलिसिस के प्रकार

एक सेल के आंतरिक प्रोटीन को बेतरतीब ढंग से या चुनिंदा रूप से अपमानित किया जा सकता है या, जो एक ही है, एक नियंत्रित तरीके से या नहीं। बदले में, जैसा कि पहले टिप्पणी की गई थी, यह प्रक्रिया विशेष एंजाइमों के माध्यम से या अम्लीय और / या क्षारीय पीएच जैसे परिभाषित पर्यावरणीय परिस्थितियों के कारण हो सकती है।

यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि कोई भी सही ढंग से अनुवादित, मुड़ा हुआ या पैक किया हुआ प्रोटीन एक या अधिक गिरावट संकेत अनुक्रम को छुपाता है जो "गुप्त" हैं और यह तब उजागर किया जा सकता है जब प्रोटीन संरचनात्मक रूप से तापमान, पीएच, आदि से परेशान होता है।

उबकाईकरण प्रोटियोलिसिस

Ubiquitination (ubiquitin-proteasome system) एक ऐसी प्रणाली है जिसके द्वारा प्रोटीन को विशेष रूप से गिरावट के लिए चिह्नित किए जाने के बाद चुनिंदा रूप से हाइड्रोलाइज किया जा सकता है, एक प्रक्रिया जो साइटोसोल और सेल नाभिक दोनों में हो सकती है।

इस प्रणाली में नाभिक और साइटोसोल में लेबल प्रोटीन को पहचानने और नष्ट करने की क्षमता है, साथ ही साथ प्रोटीन को नीचा दिखाने के लिए जो साइटोसोल से एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में उनके अनुवाद के दौरान ठीक से गुना नहीं करते हैं।

Ubiquitin लेबलिंग प्रक्रिया (Ubiquitination) (स्रोत: Rogerdodd विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

यह मुख्य रूप से एक छोटे से 76 एमिनो एसिड अवशेषों प्रोटीन या पेप्टाइड में "लक्ष्य" प्रोटीन को जोड़कर या जोड़कर काम करता है, जिसे ओबिकिटिन के रूप में जाना जाता है। उन प्रोटीनों को ubiquitination द्वारा "टैग" किया जाता है, जिन्हें 26S प्रोटीसम, एक मल्टी-सबयूनिट प्रोटीज द्वारा छोटे टुकड़ों में अपमानित किया जाता है।

ऑटोफैगी द्वारा प्रोटीन

ऑटोफैगी को कुछ लेखकों द्वारा प्रोटियोलिसिस के एक रूप के रूप में भी माना जाता है, इस भेद के साथ कि यह एक बंद झिल्लीदार डिब्बे के भीतर होता है जिसे लाइसोसोम (जानवरों की कोशिकाओं में) की ओर निर्देशित किया जाता है, जहां भीतर मौजूद प्रोटीन से गिरावट होती है लाइसोसोमल प्रोटीज।

गैर-एंजाइमी प्रोटियोलिसिस

तापमान, पीएच, और यहां तक ​​कि एक माध्यम की नमक सांद्रता पेप्टाइड बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस का कारण बन सकती है जो विभिन्न प्रकार के प्रोटीनों के अमीनो एसिड को एक साथ रखती है, जो बांड के अस्थिरता और रुकावट से होती है।

विशेषताएं

जीवित जीवों में प्रोटियोलिसिस के कई कार्य हैं। विशेष रूप से, इसे प्रोटीन टर्नओवर के साथ करना पड़ता है, जिससे कुछ विशिष्ट प्रोटीन अणु जो एक या अधिक राइबोसोम से अनुवादित होते थे, अंततः अलग-अलग दरों पर अपमानित होते हैं।

प्रोटीन का आधा जीवन होता है जो कुछ सेकंड से लेकर कुछ महीनों तक होता है और उनके क्षरण के उत्पाद, चाहे वे विनियमित हों या नहीं, मध्यस्थता करते हैं या नहीं, आमतौर पर नए प्रोटीन के संश्लेषण के लिए पुन: उपयोग किया जाता है, जो संभवतः विभिन्न कार्यों के लिए होता है।

यह भोजन के साथ सेवन किए जाने वाले प्रोटीन के साथ होता है, जो कि जठरांत्र संबंधी मार्ग में अपमानित होता है, जिसमें ट्रिप्सिन और पेप्सिन शामिल हैं; कुछ सेल्यूलर प्रोटीन के साथ जब कोशिकाओं में जीवित रहने के लिए पर्याप्त भोजन की कमी होती है।

इंट्रासेल्युलर प्रोटियोलिटिक सिस्टम "असामान्य" प्रोटीन का पता लगाते हैं और खत्म कर देते हैं जो कोशिकाओं के लिए संभावित रूप से विषाक्त हैं, क्योंकि वे "शारीरिक रूप से अनुचित" लिगेंड के साथ बातचीत कर सकते हैं, जो सामान्य सेलुलर प्रक्रियाओं के लिए यांत्रिक और शारीरिक बाधाओं का कारण बनते हैं।

कोशिका के भीतर असामान्य प्रोटीनों का संचय, या तो आंतरिक प्रोटियोलिटिक प्रणाली में दोषों के कारण या अन्य कारणों से होता है, जिसे कई वैज्ञानिक बहुकोशिकीय जीवों में उम्र बढ़ने के मुख्य कारणों में से एक मानते हैं।

प्रतिरक्षा प्रणाली में

बहिर्जात या विदेशी स्रोतों से कई प्रोटीनों के आंशिक प्रोटियोलिसिस जैसे कि आक्रमण करने वाले सूक्ष्मजीव, उदाहरण के लिए, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया प्रणाली के लिए एक मौलिक प्रक्रिया है, क्योंकि टी लिम्फोसाइट्स छोटे टुकड़ों, प्रोटियोलिसिस (पेप्टाइड्स) के उत्पाद को पहचानते हैं जो उन्हें प्रस्तुत किए जाते हैं। सतह प्रोटीन के एक सेट के साथ सहयोग में।

कहा पेप्टाइड्स सर्वव्यापी प्रणाली, ऑटोपेगिक प्रक्रियाओं या अनियंत्रित प्रोटियोलिसिस घटनाओं से आ सकते हैं।

अन्य कार्य

सीमित या आंशिक प्रोटियोलिसिस का एक अन्य कार्य नवगठित प्रोटीन का संशोधन है, जो उनके इंट्रा या कोशिकीय कार्यों के लिए "तैयारी" के रूप में कार्य करता है। यह सच है, उदाहरण के लिए, कुछ हार्मोन के लिए और विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल प्रोटीन के लिए।

प्रोग्राम्ड सेल डेथ (एपोप्टोसिस) भी इंट्रासेल्युलर प्रोटीन के सीमित या आंशिक "साइट-विशिष्ट" प्रोटियोलिसिस पर काफी हद तक निर्भर करता है, जिसे कैसपेस नामक विशिष्ट प्रोटीज के कैस्केड द्वारा मध्यस्थ किया जाता है।

एक्स्ट्रासेल्युलर रेगुलेटरी सिस्टम भी साइट-विशिष्ट प्रोटियोलिसिस पर निर्भर करते हैं और सबसे प्रमुख उदाहरण रक्त जमावट का है।

सामान्य या पूर्ण प्रोटियोलिसिस उन प्रोटीनों के चयनात्मक गिरावट के लिए आवश्यक कार्यों को भी पूरा करता है जिनकी एकाग्रता को कोशिकाओं के शारीरिक, चयापचय या विकासात्मक अवस्था के आधार पर सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।

पौधों में

पौधे अपने कई शारीरिक और विकासात्मक पहलुओं को नियंत्रित करने के लिए प्रोटियोलिटिक प्रक्रियाओं का भी उपयोग करते हैं। यह काम करता है, उदाहरण के लिए, इंट्रासेल्युलर स्थितियों के रखरखाव में और प्रतिक्रिया तंत्र में तनावपूर्ण परिस्थितियों जैसे कि सूखा, लवणता, तापमान, अन्य के बीच।

जानवरों की तरह, पौधों में प्रोटीओलिसिस ज़िमोजेन्स (निष्क्रिय प्रोटीन) की सक्रियता और परिपक्वता में सहयोग करता है, चयापचय, होमियोस्टैसिस, क्रमादेशित कोशिका मृत्यु प्रक्रियाओं, ऊतकों और अंगों के विकास आदि को नियंत्रित करता है। इन जीवों में सर्वव्यापी द्वारा प्रोटियोलिसिस का मार्ग सबसे महत्वपूर्ण है।

संदर्भ

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