सेरीन: विशेषताएं, कार्य, चयापचय, भोजन - जीवविज्ञान - 2025

सेरीन, हालांकि यह मानव और अन्य जानवरों के लिए एक आवश्यक अमीनो एसिड के रूप में वर्गीकृत नहीं है, क्योंकि यह मानव शरीर द्वारा संश्लेषित है 22 बुनियादी एमिनो एसिड से एक है।

तीन अक्षरों के नामकरण के अनुसार, सेरीन को साहित्य में सेर (एकल अक्षर कोड में एस) के रूप में वर्णित किया गया है। यह अमीनो एसिड बड़ी संख्या में चयापचय मार्गों में भाग लेता है और इसमें ध्रुवीय विशेषताएं होती हैं, लेकिन तटस्थ पीएच में कोई शुल्क नहीं होता है।

अमीनो एसिड संरचना का प्रतिनिधित्व Serine (स्रोत: Paginazero at। विकिपीडिया कॉम विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

कोशिकाओं के लिए महत्वपूर्ण कई एंजाइमों ने अपने सक्रिय स्थलों में सेरीन अवशेषों की प्रचुर मात्रा में सांद्रता है, यही कारण है कि इस अमीनो एसिड में कई शारीरिक और चयापचय प्रभाव हैं।

सेरीन, अपने कई कार्यों में, ग्लाइसीन और सिस्टीन जैसे अन्य अमीनो एसिड के जैवसंश्लेषण में अग्रदूत और मचान अणु के रूप में भाग लेता है और सेल मेम्ब्रेन में मौजूद स्फिंगोलिपिड्स की संरचना का हिस्सा है।

सेरीन के संश्लेषण की दर प्रत्येक अंग में भिन्न होती है और, इसके अलावा, यह विकास के चरण के अनुसार बदलता है जिसमें व्यक्ति होता है।

वैज्ञानिकों ने प्रस्ताव किया है कि मस्तिष्क के ऊतकों में एल-सेरीन सांद्रता उम्र के साथ बढ़ जाती है, चूंकि वयस्क मस्तिष्क में रक्त-मस्तिष्क की बाधा की पारगम्यता कम हो जाती है, जिससे मस्तिष्क के गंभीर विकार हो सकते हैं।

एल-सेरीन न्यूरोट्रांसमीटर, फॉस्फोलिपिड्स और अन्य जटिल मैक्रोमोलेक्यूल्स के जैवसंश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण माना जाता है, क्योंकि यह इन कई चयापचय मार्गों के लिए अग्रदूत प्रदान करता है।

विभिन्न अध्ययनों से पता चला है कि एल-सेरीन सप्लीमेंट्स की आपूर्ति या कुछ प्रकार के रोगियों को ध्यान केंद्रित करने से ग्लूकोज होमियोस्टेसिस, माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन में सुधार होता है, और न्यूरोनल मौत कम हो जाती है।

विशेषताएँ और संरचना

सभी अमीनो एसिड उनकी मूल संरचना के रूप में एक कार्बोक्सिल समूह और एक ही कार्बन परमाणु से बंधा एक अमीनो समूह है; हालांकि, ये आर समूहों के रूप में जाने जाने वाले पक्ष श्रृंखलाओं द्वारा एक दूसरे से भिन्न होते हैं, जो आकार, संरचना और यहां तक ​​कि उनके विद्युत आवेश में भिन्न हो सकते हैं।

सेरीन में तीन कार्बन परमाणु होते हैं: एक केंद्रीय कार्बन संलग्न, एक तरफ एक कार्बोक्सिल समूह (COOH) और दूसरी ओर, एक एमिनो समूह (NH3 +) के लिए। केंद्रीय कार्बन के अन्य दो बंधन हाइड्रोजन परमाणु और एक CH2OH समूह (R समूह), सेरीन की विशेषता द्वारा कब्जा किए जाते हैं।

केंद्रीय कार्बन जिसमें अमीनो एसिड के एमिनो और कार्बोक्सिल समूह जुड़े होते हैं, को α- कार्बन के रूप में जाना जाता है। R समूहों में अन्य कार्बन परमाणुओं को ग्रीक वर्णमाला के अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट किया गया है।

सेरीन के मामले में, उदाहरण के लिए, अपने आर समूह में एकमात्र कार्बन परमाणु, जो ओएच समूह से जुड़ा हुआ है, is-कार्बन के रूप में जाना जाता है।

वर्गीकरण

सेरीन को अपरिवर्तित ध्रुवीय अमीनो एसिड के समूह के भीतर वर्गीकृत किया गया है। इस समूह के सदस्य अत्यधिक पानी में घुलनशील अमीनो एसिड होते हैं, अर्थात वे हाइड्रोफिलिक यौगिक होते हैं। सेरीन और थ्रेओनीन में, हाइड्रोफिलिसिटी उनके हाइड्रॉक्सिल (ओएच) समूहों के माध्यम से पानी के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता के कारण है।

अपरिवर्तित ध्रुवीय अमीनो एसिड के समूह के भीतर, सिस्टीन, शतावरी और ग्लूटामाइन भी समूहित होते हैं। इन सभी का आर श्रृंखला में एक ध्रुवीय समूह है, हालांकि, यह समूह आयनशील नहीं है और तटस्थ के करीब पीएच में वे "ज़ेवर" के रूप में एक यौगिक का निर्माण करने वाले अपने आरोपों को रद्द कर देते हैं।

त्रिविम

अमीनो एसिड की सामान्य विषमता चयापचय पथों में महत्वपूर्ण महत्व के इन यौगिकों के स्टीरियोकोमेस्ट्री बनाती है जिसमें वे भाग लेते हैं। सेरीन के मामले में, इसे डी- या एल-सेरीन के रूप में पाया जा सकता है, बाद वाले को विशेष रूप से एस्ट्रोसाइट्स नामक तंत्रिका तंत्र की कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित किया जा रहा है।

अमीनो एसिड के α कार्बन चिरल कार्बन होते हैं, क्योंकि उनके पास चार अलग-अलग प्रतिस्थापन जुड़े होते हैं, जो यह उत्पन्न करता है कि प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए कम से कम दो भेद करने वाले स्टीरियोइसोमर्स हैं।

एक स्टीरियोकिमर एक अणु की दर्पण छवि है, अर्थात, एक को दूसरे पर आरोपित नहीं किया जा सकता है। डी या एल अक्षर द्वारा उन्हें निरूपित किया जाता है क्योंकि प्रयोगात्मक रूप से इन अमीनो एसिड के समाधान विपरीत दिशाओं में ध्रुवीकृत प्रकाश के विमान को घुमाते हैं।

तंत्रिका तंत्र की कोशिकाओं में संश्लेषित एल-सेरीन ग्लाइसीन या डी-सेरीन को संश्लेषित करने के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है। डी-सेरीन न्यूरॉन्स के बीच पुटिकाओं के आदान-प्रदान के लिए सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक है, यही वजह है कि कुछ लेखकों का प्रस्ताव है कि दोनों सेरोइन के आइसोफोर्म वास्तव में, न्यूरॉन्स के लिए आवश्यक अमीनो एसिड हैं।

विशेषताएं

अपनी आर श्रृंखला में सेरीन का ओएचई समूह इसे एक अच्छा न्यूक्लियोफाइल बनाता है, इसलिए यह अपने सक्रिय स्थानों में सेरीन के साथ कई एंजाइमों की गतिविधि के लिए महत्वपूर्ण है। सीरिन न्यूक्लियोटाइड्स एनएडीपीएच और ग्लूटाथियोन के संश्लेषण के लिए आवश्यक सबस्ट्रेट्स में से एक है।

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विकास और उचित कामकाज के लिए एल-सेरीन आवश्यक है। अध्ययनों से पता चला है कि कम खुराक में एल-सेरीन की बहिर्जात डिलीवरी हिप्पोकैम्पस न्यूरॉन्स और इन विट्रो में Purkinje कोशिकाओं को उनके अस्तित्व में सुधार।

कैंसर कोशिकाओं और लिम्फोसाइटों के विभिन्न अध्ययनों में पाया गया है कि न्यूक्लियोटाइड्स के अत्यधिक उत्पादन के लिए, साथ ही साथ कैंसर कोशिकाओं के बाद के प्रसार के लिए सेरीन-निर्भर कार्बन इकाइयां आवश्यक हैं।

सेलेनोसिस्टीन 22 मूल एमिनो एसिड में से एक है और इसे केवल सेरीन के व्युत्पन्न के रूप में प्राप्त किया जाता है। यह अमीनो एसिड केवल कुछ प्रोटीनों में देखा गया है, इसमें सिस्टीन से बंधे सल्फर के बजाय सेलेनियम होता है और यह एस्टराइज्ड सेरीन से शुरू होकर संश्लेषित होता है।

जैवसंश्लेषण

सेरीन एक गैर-आवश्यक अमीनो एसिड है, क्योंकि यह मानव शरीर द्वारा संश्लेषित किया जाता है। हालांकि, मुख्य रूप से प्रोटीन और फॉस्फोलिपिड जैसे विभिन्न स्रोतों के आहार से इसे आत्मसात किया जा सकता है।

सेरीन को ग्लाइसीन अणु के रूपांतरण के माध्यम से अपने एल रूप में संश्लेषित किया जाता है, एक हाइड्रॉक्सीमिथाइल-ट्रांसजेज़ एंजाइम द्वारा मध्यस्थता की जाती है।

यह ज्ञात है कि एल-सेरीन संश्लेषण का मुख्य स्थल एस्ट्रोसाइट्स में है, न कि न्यूरॉन्स में। इन कोशिकाओं में, संश्लेषण एक फॉस्फोराइलेशन मार्ग से होता है जिसमें 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट, एक ग्लाइकोलाइटिक मध्यवर्ती भाग लेता है।

इस मार्ग में तीन एंजाइम कार्य करते हैं: 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट डिहाइड्रोजनेज, फॉस्फोसरीन-ट्रांसफरेज और फॉस्फोसरीन-फॉस्फेट।

अन्य महत्वपूर्ण अंग जब सेरिन संश्लेषण की बात आती है तो यकृत, गुर्दे, वृषण और प्लीहा होते हैं। फास्फोरिलीकरण के अलावा अन्य मार्गों से सेरीन को संश्लेषित करने वाले एंजाइम केवल यकृत और गुर्दे में पाए जाते हैं।

पहले ज्ञात सेरीन सिंथेसिस मार्गों में से एक ग्लूकोनियोजेनेसिस में शामिल कैटाबोलिक मार्ग था, जहां एल-सेरीन को द्वितीयक मेटाबोलाइट के रूप में प्राप्त किया जाता है। हालांकि, शरीर के सेरीन उत्पादन में इस मार्ग का योगदान कम है।

उपापचय

वर्तमान में यह ज्ञात है कि सेरीन को जिगर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय से प्राप्त किया जा सकता है, जहां डी-ग्लिसराइक एसिड, 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड और 3-फॉस्फोहाइड्रॉक्साइरुविक एसिड का उत्पादन होता है। 3-हाइड्रॉक्सी पाइरुविक एसिड और अलैनिन के बीच एक संक्रमण प्रक्रिया के लिए धन्यवाद, सेरीन का उत्पादन होता है।

चूहों ने रेडियोधर्मी लेबलिंग ग्लूकोज के 4 कार्बन के साथ किए गए प्रयोगों से यह निष्कर्ष निकाला है कि यह कार्बन प्रभावी रूप से सेरीन के कार्बन कंकालों में शामिल है, यह सुझाव देता है कि अमीनो एसिड में संभवतः तीन कार्बन अग्रदूत हैं।

बैक्टीरिया में, एंजाइम एल-सेरीन-डेमिनमिनस सीरम को चयापचय करने के लिए मुख्य एंजाइम है: यह एल-सेरीन को पाइरूवेट में परिवर्तित करता है। यह एंजाइम ग्लूकोज के साथ न्यूनतम मीडिया में विकसित ई। कोलाई संस्कृतियों में मौजूद और सक्रिय होने के लिए जाना जाता है।

यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि इन सूक्ष्मजीवों में एल-सेरीन-डेमिनस का वास्तविक कार्य क्या है, क्योंकि इसकी अभिव्यक्ति उत्परिवर्तनीय प्रभावकों द्वारा प्रेरित होती है जो पराबैंगनी विकिरण द्वारा डीएनए को नुकसान पहुंचाते हैं, नेल्लिडिइक एसिड, माइटेसिन और अन्य की उपस्थिति से। जिससे यह इस प्रकार है कि इसके महत्वपूर्ण शारीरिक निहितार्थ होने चाहिए।

सेरीन से भरपूर खाद्य पदार्थ

प्रोटीन की उच्च सांद्रता वाले सभी खाद्य पदार्थ मुख्य रूप से अंडे, मांस और मछली से भरपूर होते हैं। हालांकि, यह एक गैर-आवश्यक अमीनो एसिड है, इसलिए इसे निगलना कड़ाई से आवश्यक नहीं है, क्योंकि शरीर इसे अपने आप में संश्लेषित करने में सक्षम है।

कुछ लोग एक दुर्लभ विकार से पीड़ित हैं, क्योंकि उनके पास सेरीन और ग्लाइसिन के संश्लेषण तंत्र की कमी के साथ एक फेनोटाइप है, इसलिए, उन्हें अमीनो एसिड के लिए केंद्रित भोजन की खुराक को निगलना आवश्यक है।

इसके अलावा, विटामिन सप्लीमेंट्स (लैम्बर्ट्स, नाउ स्पोर्ट एंड होलोमेगा) की बिक्री में विशेषज्ञता वाले व्यावसायिक ब्रांड अत्यधिक प्रतिस्पर्धी एथलीटों और भारोत्तोलकों में मांसपेशियों के उत्पादन को बढ़ाने के लिए फॉस्फेटिडिलसेरिन और एल-सेरीन केंद्रित करते हैं।

संबंधित रोग

सेरीन के जैवसंश्लेषण में शामिल एंजाइमों की खराबी गंभीर विकृति का कारण बन सकती है। रक्त प्लाज्मा और मस्तिष्कमेरु द्रव में सेरीन की सांद्रता को कम करके, यह हाइपरटोनिया, साइकोमोटर मंदता, माइक्रोसेफली, मिर्गी, और जटिल केंद्रीय तंत्रिका तंत्र विकारों का कारण बन सकता है।

वर्तमान में यह पता चला है कि सेरीन की कमी मधुमेह मेलेटस के विकास में शामिल है, क्योंकि एल-सेरीन इंसुलिन और उसके रिसेप्टर्स के संश्लेषण के लिए आवश्यक है।

सेरीन बायोसिंथेसिस में दोष वाले बच्चे जन्म के समय न्यूरोलॉजिकल रूप से असामान्य होते हैं, अंतर्गर्भाशयी विकास मंदता, जन्मजात माइक्रोसेफली, मोतियाबिंद, दौरे और गंभीर न्यूरोडेवलपमेंटल देरी होती है।

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