सुपरऑक्साइड dismutases (एस ओ डी) या सुपरऑक्साइड oxidoreductases, प्रकृति, जिसका कार्य ऑक्सीजन मुक्त कण के खिलाफ एरोबिक जीवधारी का बचाव मुख्य है में सर्वव्यापी एंजाइमों के एक परिवार, विशेष रूप से सुपरऑक्साइड ऋणात्मक कण हैं।
इन एंजाइमों को उत्प्रेरित करने वाली प्रतिक्रिया वस्तुतः सभी कोशिकाओं में होती है जो सांस लेने में सक्षम (एरोबिक) होती हैं और उनके अस्तित्व के लिए आवश्यक होती हैं, क्योंकि यह ऑक्सीजन से विषाक्त मुक्त कणों को हटाती है, दोनों यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स में।
घन-सुपर सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज (SOD) का ग्राफिक प्रतिनिधित्व (स्रोत: जवाहर स्वामीनाथन और विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से यूरोपीय जैव सूचना विज्ञान संस्थान में MSD कर्मचारी)
जानवरों में कई बीमारियां अलग-अलग प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के संचय से संबंधित हैं, और पौधों के लिए भी यही सच है, क्योंकि पर्यावरण कई और निरंतर प्रकार के ऑक्सीडेटिव तनाव को लागू करता है जो सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस की गतिविधि के लिए धन्यवाद से दूर हो जाते हैं।
एंजाइमों के इस समूह की खोज 1969 में मैककोर्ड और फ्रिडोविच ने की थी और तब से, इन एंजाइमों और जीवित चीजों में उत्प्रेरित होने वाली प्रतिक्रियाओं के बारे में काफी प्रगति हुई है।
विशेषताएँ
सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस बहुत अधिक दरों पर सुपरऑक्साइड रेडिकल्स के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो इन अणुओं को हटाने के लिए रक्षा की एक बहुत प्रभावी रेखा में तब्दील हो जाता है।
स्तनधारियों में, कम से कम तीन आइसोफॉर्मों को क्रमशः एसओडी 1, एसओडी 2 और एसओडी 3 के रूप में जाना जाता है।
इनमें से दो समस्थानिक अपने उत्प्रेरक केंद्रों में तांबे और जस्ता के परमाणु होते हैं और उनके स्थान में एक दूसरे से भिन्न होते हैं: इंट्रासेल्युलर (साइटोसोलिक, SOD1 या Cu / Zn-SOD) या बाह्य तत्वों (EC-SOD या SOD3) के साथ।
SOD2 या Mn-SOD isoform, पिछले दो के विपरीत, एक कोफ़ेक्टर के रूप में एक मैंगनीज परमाणु होता है और इसका स्थान एरोबिक कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया तक सीमित होता है।
SOD1 आइसोनिजाइम मुख्य रूप से साइटोसोल में पाए जाते हैं, हालांकि वे परमाणु डिब्बे में और लैक्टोसोम में भी पाए गए हैं। एसओडी 3 आइसोनाइजेस, इसके विपरीत, मानव रक्त प्लाज्मा, लसीका और मस्तिष्कमेरु द्रव में वर्णित किया गया है।
इनमें से प्रत्येक आइसोफोर्म विभिन्न जीनों द्वारा एन्कोडेड है, लेकिन एक ही परिवार से संबंधित है, और उनके ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन को अनिवार्य रूप से अतिरिक्त- और इंट्रासेल्युलर स्थितियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो विभिन्न आंतरिक सिग्नलिंग कैस्केड को ट्रिगर करते हैं।
अन्य सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस
सुपरऑक्साइड तरल पदार्थ के साथ नष्ट हो जाता है, जिसमें तांबे और जस्ता या मैंगनीज आयन होते हैं, स्तनधारियों के लिए अद्वितीय नहीं हैं, वे विभिन्न वर्गों के पौधों और जीवाणुओं सहित अन्य जीवों में भी मौजूद हैं।
सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस का एक अतिरिक्त समूह है, जो स्तनधारियों में नहीं पाया जाता है, और जो आसानी से पहचाने जाने योग्य हैं, क्योंकि उनकी सक्रिय साइट में सुपरऑक्साइड डिस्चार्ज के अन्य वर्गों के लिए पहले वर्णित तीन आयनों में से किसी के बजाय लोहे होते हैं।
ई। कोलाई में, आयरन युक्त सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज एक पेरिप्लासमिक एंजाइम है जो श्वसन के दौरान उत्पन्न ऑक्सीजन मुक्त कणों का पता लगाने और उन्मूलन के लिए भी जिम्मेदार है। यह एंजाइम कई यूकेरियोट्स के माइटोकॉन्ड्रिया में पाया जाता है।
पौधों में तीन प्रकार के एंजाइम होते हैं: जिनमें तांबा और जस्ता (Cu / Zn-SOD) होते हैं, वे जिनमें मैंगनीज (Mn-SOD) होते हैं और जिनके सक्रिय केंद्र में और इन जीवों में लोहा (Fe-SOD) होता है। वे गैर-वनस्पति एंजाइमों के अनुरूप कार्य करते हैं।
प्रतिक्रिया
सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस के सब्सट्रेट सुपरऑक्साइड ऑयन होते हैं, जिन्हें ओ 2- के रूप में दर्शाया जाता है और जो ऑक्सीजन की कमी की प्रक्रिया में मध्यवर्ती होते हैं।
वे उत्प्रेरित करने वाली प्रतिक्रिया को मोटे तौर पर आणविक ऑक्सीजन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनाने के लिए मुक्त कणों के परिवर्तन (विघटन) के रूप में देखा जा सकता है, जिन्हें क्रमशः माध्यम में जारी किया जाता है या अन्य एंजाइमों के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड को बाद में कोशिकाओं से समाप्त किया जा सकता है, जो किसी भी एंजाइम ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेज और कैटेलेसेज़ की कार्रवाई के लिए धन्यवाद है, जो सेल संरक्षण में भी महत्वपूर्ण कार्य करता है।
संरचना
मनुष्यों में सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज आइसोनाइजेस कुछ संरचनात्मक पहलुओं में एक दूसरे से भिन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, SOD1 isoenzyme में 32 kDa आणविक भार होता है, जबकि SOD2 और SOD3 क्रमशः 95 और 135 kDa आणविक भार के होमोटेट्रामर्स होते हैं।
सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस का दूसरा समूह, स्तनधारियों के अलावा पौधों और जीवों में मौजूद Fe-SOD, समान सबयूनिट्स के साथ डिमरिक एंजाइम होते हैं, यानी वे होमोडीमर होते हैं।
कुछ पौधों में, इन Fe-SOD में क्लोरोप्लास्ट में परिवहन के लिए एक पुटेटिव एन-टर्मिनल सिग्नल अनुक्रम होता है और अन्य में पेरोक्सीसोम के परिवहन के लिए सी-टर्मिनल ट्रिपपेप्टाइड अनुक्रम होता है, इसलिए यह माना जाता है कि उनका उप-वितरण वितरण दोनों डिब्बों के लिए प्रतिबंधित है।
तीन प्रकार के सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज एंजाइमों की आणविक संरचना अनिवार्य रूप से अल्फा हेलिकॉप्टरों और बी-फोल्ड शीट्स से बनी है।
विशेषताएं
सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस कोशिकाओं, अंगों और शरीर के ऊतकों को उस क्षति से बचाता है जो मुक्त ऑक्सीजन कट्टरपंथी पैदा कर सकता है, जैसे लिपिड पेरोक्सीडेशन, प्रोटीन विकृतीकरण और डीएनए उत्परिवर्तन।
जानवरों में, ये प्रतिक्रियाशील प्रजातियां हृदय की क्षति का कारण बन सकती हैं, उम्र बढ़ने में तेजी ला सकती हैं, और भड़काऊ रोगों के विकास में भाग ले सकती हैं।
पौधों को भी सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज की आवश्यक एंजाइमैटिक गतिविधि की आवश्यकता होती है, क्योंकि पर्यावरण में कई तनावपूर्ण स्थिति ऑक्सीडेटिव तनाव को बढ़ाती है, अर्थात्, निष्क्रिय प्रतिक्रियाशील प्रजातियों की एकाग्रता।
मनुष्यों और अन्य स्तनधारियों में, सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज के लिए वर्णित तीन आइसोफॉर्म के अलग-अलग कार्य हैं। उदाहरण के लिए, SOD2 आइसोनिजाइम, सेल भेदभाव और ट्यूमरजेनिसिस में भाग लेता है और हाइपरोक्सिया (ऊंचा ऑक्सीजन एकाग्रता) -इन्फ्लिडेटेड पल्मोनरी टॉक्सिसिटी से सुरक्षा में भी होता है।
रोगजनक बैक्टीरिया की कुछ प्रजातियों के लिए, एसओडी एंजाइम "वायरलेंस कारक" के रूप में कार्य करते हैं जो उन्हें कई ऑक्सीडेटिव तनाव बाधाओं को दूर करने की अनुमति देते हैं जो आक्रमण प्रक्रिया के दौरान सामना कर सकते हैं।
संबंधित रोग
आंतरिक और बाहरी दोनों कारकों के कारण सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज गतिविधि में कमी हो सकती है। कुछ एसओडी एंजाइमों को कूटने वाले जीन में प्रत्यक्ष आनुवंशिक दोष से संबंधित हैं, जबकि अन्य अप्रत्यक्ष हो सकते हैं, जो नियामक अणुओं की अभिव्यक्ति से संबंधित हैं।
मनुष्यों में बड़ी संख्या में पैथोलॉजिकल स्थिति एसओडी एंजाइमों से संबंधित हैं, जिनमें मोटापा, मधुमेह, कैंसर और अन्य शामिल हैं।
कैंसर के संबंध में, यह निर्धारित किया गया है कि बड़ी संख्या में कैंसर के ट्यूमर प्रकार हैं जो तीन स्तनधारी सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस (SOD1, SOD2 और SOD3) में से किसी के निम्न स्तर के अधिकारी हैं।
ऑक्सीडेटिव तनाव जो सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज गतिविधि को रोकता है, वह अन्य संयुक्त विकृति जैसे ऑस्टियोआर्थराइटिस, संधिशोथ के साथ भी जुड़ा हुआ है। इन रोगों में से कई कारकों की अभिव्यक्ति के साथ करना है जो एसओडी गतिविधि को रोकते हैं, जैसे कि कारक TNF-α।
संदर्भ
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