टायरोसिन: विशेषताएं, संरचना, कार्य, लाभ - जीवविज्ञान - 2025

Tyrosine (Tyr, वाई) 22 एमिनो एसिड है कि जीवित प्राणियों में सभी कोशिकाओं के प्रोटीन बनाने में से एक है। अन्य अमीनो एसिड जैसे कि वैलेन, थ्रेओनीन, ट्रिप्टोफैन, ल्यूसीन, लाइसिन और अन्य के विपरीत, टायरोसिन एक "सशर्त" आवश्यक अमीनो एसिड है।

"टायरोसिन" नाम ग्रीक शब्द "टायरोस" से निकला है, जिसका अर्थ है पनीर, क्योंकि इस भोजन में पहली बार अमीनो एसिड की खोज की गई थी। यह शब्द 1846 में लेबिग द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने पनीर को पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ मिश्रित किया था और एक अज्ञात यौगिक प्राप्त किया, जो शायद ही पानी में घुलनशील था।

अमीनो एसिड टायरोसिन की रासायनिक संरचना (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से Clavecin)

प्रारंभिक विवरण के बाद, अन्य शोधकर्ताओं जैसे कि वारेन डे ला रुए और हंटरबर्गर ने इसे क्रमशः कोकॉइड कीड़े और सींग प्रोटीन से प्राप्त किया। हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ अन्य प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस से इसकी जुदाई 1901 में मॉर्नर द्वारा वर्णित की गई थी।

आम तौर पर, इस एमिनो एसिड को फेनिलएलनिन के हाइड्रॉक्सिलेशन के लिए स्तनधारियों में प्राप्त किया जाता है, हालांकि यह भोजन के साथ खपत प्रोटीन से आंत में भी अवशोषित होता है।

मानव शरीर में टायरोसिन के कई कार्य हैं और इनमें से सबसे अधिक प्रासंगिक हैं, शायद, यह न्यूरोट्रांसमीटर और एड्रेनालाईन और थायरॉयड हार्मोन जैसे हार्मोन के उत्पादन के लिए एक सब्सट्रेट है।

विशेषताएँ

टायरोसिन का वजन लगभग 180 ग्राम / मोल होता है और इसके R समूह या साइड चेन में 10.07 का पृथक्करण निरंतर pKa होता है। सेलुलर प्रोटीन में इसकी सापेक्ष बहुतायत 4% से अधिक नहीं है, लेकिन मानव शरीर क्रिया विज्ञान के लिए इसके कई कार्य आवश्यक हैं।

यह अमीनो एसिड सुगंधित अमीनो एसिड के समूह से संबंधित है, जिसमें फेनिलएलनिन और ट्रिप्टोफैन भी पाए जाते हैं। इस समूह के सदस्यों के आर समूह या साइड चेन में सुगंधित छल्ले होते हैं और आमतौर पर हाइड्रोफोबिक या एपोलर अमीनो एसिड होते हैं।

ट्रिप्टोफैन की तरह, टायरोसिन पराबैंगनी प्रकाश को अवशोषित करता है और कई प्रोटीनों के 280 एनएम पर प्रकाश के अवशोषण के लिए जिम्मेदार अमीनो एसिड अवशेषों में से एक है, जो इसे इसके लक्षण वर्णन के लिए उपयोगी बनाता है।

यह एक "सशर्त" आवश्यक अमीनो एसिड माना जाता है क्योंकि मनुष्यों में इसके जैवसंश्लेषण एक आवश्यक अमीनो एसिड फेनिलएलनिन पर निर्भर करता है। यदि शरीर अपनी दैनिक फेनिलएलनिन आवश्यकताओं को पूरा करता है, तो टाइरोसिन को समस्या के बिना संश्लेषित किया जा सकता है और यह एक लिनो अमीनो एसिड नहीं है।

हालांकि, यदि आहार में फेनिलएलनिन की कमी होती है, तो शरीर में न केवल इस अमीनो एसिड का असंतुलन होगा, बल्कि टायरोसिन का भी होगा। यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि फेनिलएलनिन से टायरोसिन संश्लेषण प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती नहीं है, इसलिए टायरोसिन फेनिलएलनिन के लिए सेलुलर जरूरतों को पूरा नहीं कर सकता है।

टायरोसिन भी ग्लाइकोजेनिक और केटोजेनिक चयापचय मध्यवर्ती के उत्पादन में दोहरी भूमिकाओं के साथ अमीनो एसिड के समूह से संबंधित है, जो मस्तिष्क के लिए ग्लूकोज के संश्लेषण में और यकृत में कीटोन निकायों के निर्माण में शामिल हैं।

संरचना

बाकी अमीनो एसिड की तरह, टाइरोसिन, या am-parahydroxyphenyl-α-amino प्रोपियोनिक एसिड, एक α- अमीनो एसिड होता है जिसमें एक केंद्रीय कार्बन परमाणु होता है, जिसे α कार्बन कहा जाता है और वह चिरल है, क्योंकि यह चार से जुड़ा हुआ है विभिन्न पदार्थ या परमाणु।

यह चिराल कार्बन अमीनो एसिड के दो विशिष्ट समूहों से जुड़ा है: एक अमीनो समूह (NH2) और एक कार्बोक्सिल समूह (COOH)। यह अपने एक बांड को एक हाइड्रोजन परमाणु के साथ भी बांटता है और शेष बांड प्रत्येक आरिनो एसिड के आर समूह या उचित साइड चेन द्वारा कब्जा कर लिया जाता है।

टायरोसिन के मामले में, इस समूह में एक हाइड्रॉक्सिल समूह (OH) से जुड़ी एक खुशबूदार अंगूठी होती है, जो इसे अन्य अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता देती है और जो इसे कुछ एंजाइमों के लिए आवश्यक कार्यात्मक विशेषताएं प्रदान करती है।

विशेषताएं

Tyrosine जैविक गतिविधियों और कार्यों की एक महान विविधता के साथ कई प्रोटीनों का एक मूलभूत घटक है।

मनुष्यों और अन्य स्तनधारियों में, इस अमीनो एसिड का उपयोग डोपामाइन, एपिनेफ्रीन और नॉरपेनेफ्रिन के संश्लेषण के लिए तंत्रिका और गुर्दे के ऊतकों में किया जाता है, शरीर के कार्य के लिए तीन संबंधित कैटेकोलामिनर्जिक न्यूरोट्रांसमीटर का बहुत महत्व है।

यह पराबैंगनी विकिरण (यूवी) संरक्षक जैसे मेलेनिन के संश्लेषण के लिए भी आवश्यक है; एंडोर्फिन और एंटीऑक्सिडेंट अणुओं जैसे कुछ दर्द निवारक विटामिन ई।

उसी तरह, यह अमीनो एसिड थायरोग्लोबुलिन के टायरोसिन अवशेषों में आयोडीन के संगठन के माध्यम से टायरोसिन, ऑक्टोपामाइन और थायरॉयड हार्मोन के संश्लेषण के लिए कार्य करता है।

टायरामाइन मानव शरीर में पाया जाने वाला एक वासोएक्टिव अणु है, और ऑक्टोपामाइन एक अमाइन है जो नॉरपेनेफ्रिन से संबंधित है।

टाइरोसिन के ये सभी कार्य आहार प्रोटीन से प्राप्त करने या यकृत के साथ फेनिलएलनिन के हाइड्रॉक्सिलेशन के कारण संभव हैं, जो कि एमिनो एसिड की प्रणालीगत आपूर्ति का मुख्य अंग है।

पौधों में कार्य

टायरोसिन और इसके बायोसिंथेसिस के दौरान उत्पन्न कुछ मध्यवर्ती, परागणकर्ताओं के आकर्षण में, इलेक्ट्रॉनिक परिवहन में और संरचनात्मक समर्थन में, चयापचयों के बायोसिंथेटिक रास्ते को खिलाते हैं।

जैवसंश्लेषण

मनुष्यों में, टाइरोसिन को आहार से प्राप्त किया जाता है या एंजाइम फेनिलएलनिन हाइड्रॉक्सिलस कॉम्प्लेक्स द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के माध्यम से, एक आवश्यक अमीनो एसिड, फेनिलएलनिन से लीवर कोशिकाओं द्वारा एक ही चरण में संश्लेषित किया जाता है।

इस परिसर में ऑक्सीजन की गतिविधि है और यह केवल मनुष्यों या अन्य स्तनधारियों के यकृत में मौजूद है। टायरोसिन संश्लेषण प्रतिक्रिया में फिर फेनिलएलनिन की सुगंधित अंगूठी के पैरा स्थिति में ऑक्सीजन परमाणु का स्थानांतरण शामिल है।

यह प्रतिक्रिया उसी समय होती है जब एक पानी का अणु एक और आणविक ऑक्सीजन परमाणु की कमी से बनता है और कम करने वाली शक्ति एक टेट्राहाइड्रोप्टरिन अणु के साथ संयुग्मित NADPH द्वारा सीधे प्रदान की जाती है, जो फोलिक एसिड के समान है।

पौधों में जैवसंश्लेषण

पौधों में, टाइरोसिन को "शिकाइमेट" मार्ग के डाउन डेवोस्ट्रीम द्वारा संश्लेषित किया जाता है, जो फेनिलएलनिन और ट्रिप्टोफैन जैसे अन्य सुगंधित एमिनो एसिड के लिए अन्य बायोसिंथेटिक रास्ते को खिलाता है।

इन जीवों में, संश्लेषण "यौगिक" के रूप में जाना जाता है, जो शिमेट मार्ग का अंतिम उत्पाद है और इसके अलावा, सभी सुगंधित एमिनो एसिड, कुछ विटामिन और पौधों के हार्मोन के लिए सामान्य अग्रदूत है।

Chorismate एंजाइम chorismate mutase की उत्प्रेरक क्रिया द्वारा प्रीफ़ेनेट करने के लिए परिवर्तित किया जाता है और पौधों में टायरोसिन और फेनिलएलनिन के संश्लेषण में यह पहला "प्रतिबद्ध" कदम है।

फ़िनेट को ऑक्सीकारक डीकार्बाक्सिलेशन और संक्रमण द्वारा टाइरोसिन में परिवर्तित किया जाता है, जो किसी भी क्रम में हो सकता है।

बायोसिंथेटिक रास्तों में से एक में, इन चरणों को विशिष्ट एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित किया जा सकता है जिन्हें प्रीफेनेट-विशिष्ट टाइरोसिन डिहाइड्रोजनेज (पीडीएच) के रूप में जाना जाता है (जो प्रीफ़ेनेट को 4-हाइड्रॉक्सिफ़ेनिलफ्रुवेट (एचपीपी) और टाइरोसिन एमिनोट्रांसफ़ेरस बनाता है)), क्रमशः।

प्रीफ़ेनेट से टायरोसिन के संश्लेषण का एक अन्य तरीका एंजाइम-प्रीफ़ेनेट एमिनोट्रांसफेरेज़ द्वारा उत्प्रेरित एल-हाइड्रोजेट नामक एक गैर-प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड के लिए प्रीफ़ेनेट के संक्रमण को शामिल करता है।

एल-एंड्रोजेट को बाद में थायरोक्सिन बनाने के लिए ऑक्सीडेटिव डिकार्बोजाइलेशन के अधीन किया जाता है, जो एक एंड्रोजेट-विशिष्ट टायरोसिन डीहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा निर्देशित प्रतिक्रिया है, जिसे एडीएच भी कहा जाता है।

पौधे अधिमानतः हाइड्रेट मार्ग का उपयोग करते हैं, जबकि अधिकांश रोगाणु प्रीफ़ेनेट-व्युत्पन्न एचपीपी से टायरोसिन को संश्लेषित करते हैं।

विनियमन

जैसा कि अमीनो एसिड बायोसिंथेटिक मार्गों में से अधिकांश के लिए सच है, पौधों में एरोसिटिक अमीनो एसिड के संश्लेषण के नियमन की एक सख्त प्रणाली है, जिसमें टायरोसिन भी शामिल है।

इन जीवों में, विनियमन कई स्तरों पर होता है, चूँकि तंत्र जो कि सिकुड़े हुए मार्ग को नियंत्रित करता है, टायरोसिन के उत्पादन को भी नियंत्रित करता है, एक मार्ग जिसके लिए स्वयं के विनियमन तंत्र भी होते हैं।

हालांकि, टाइरोसिन की आवश्यकताएं और इसलिए, इसके जैवसंश्लेषण के नियमन में कठोरता, प्रत्येक पौधे प्रजातियों के लिए विशिष्ट हैं।

पतन

टायरोसिन के क्षरण या अपचय से फ्यूमेटेट और एसीटोसेटेट का निर्माण होता है। इस मार्ग में पहला कदम अमीनो एसिड का रूपांतरण है जो साइटोसोलिक एंजाइम द्वारा 4-हाइड्रॉक्सीफेनिलफायरवेट को टाइरोसिन एमिनोट्रांस्फरेज़ के रूप में जाना जाता है।

इस एमिनो एसिड को एक एंजाइम एस्पार्टेट एमिनोट्रांस्फरेज़ द्वारा हेपेटोसाइट्स के माइटोकॉन्ड्रिया में भी ट्रांसमिट किया जा सकता है, हालांकि सामान्य शारीरिक परिस्थितियों में यह एंजाइम बहुत महत्वपूर्ण नहीं है।

टायरोसिन के क्षरण के माध्यम से, succinyl acetoacetate का उत्पादन किया जा सकता है, जो succinyl एसीटेट को decarboxylated किया जा सकता है। Succinyl एसीटेट एंजाइम का सबसे शक्तिशाली अवरोधक है जो हेम समूह के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है, एंजाइम 5-एमिनोलेवुलिनिक एसिड डीहाइड्रैटेज़।

एपिनेफ्रीन और नॉरपेनेफ्रिन का संश्लेषण

जैसा कि उल्लेख किया गया है, मानव शरीर के लिए दो बहुत महत्वपूर्ण न्यूरोट्रांसमीटर के संश्लेषण के लिए टायरोसिन मुख्य सब्सट्रेट्स में से एक है: एड्रेनालाईन और नॉरएड्रेनालाईन।

यह शुरू में टायरोसिन हाइड्रोक्साइड के रूप में जाना जाने वाला एंजाइम द्वारा उपयोग किया जाता है, जो टायरोसिन के आर समूह के एरोमैटिक रिंग में एक अतिरिक्त हाइड्रॉक्सिल समूह को जोड़ने में सक्षम है, जिससे डोपा नामक यौगिक बनता है।

डोपा डोपामाइन को जन्म देता है एक बार यह एंजाइम एंजाइम डोपा डिकार्बोसिलेज़ द्वारा संसाधित होता है, जो शुरू के एमिनो एसिड से कार्बोक्सिल समूह को निकालता है और एक पाइरिडोक्सल फॉस्फेट (एफडीपी) अणु का गुण रखता है।

डोपामाइन बाद में एंजाइम डोपामाइन oxid-ऑक्सीडेज की क्रिया द्वारा नॉरपेनेफ्रिन में परिवर्तित हो जाता है, जो हाइड्रॉक्सिल समूह -CH के अतिरिक्त उत्प्रेरित करता है जो कि tyrosine के R समूह का हिस्सा था और जो खुशबूदार अंगूठी के बीच "पुल" के रूप में कार्य करता था। और α कार्बन।

एपिनेफ्रीन को नोरपेनेफ्राइन से फेनिलएथेनॉलमाइन एन-मिथाइलट्रांसफेरेज़ की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो कि एन-एडेनोसिल-मिथियोनीन-निर्भर हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार है जो मिथाइल समूह (-CH3) से नोरपाइनफ्राइन के मुक्त एमिनो समूह के लिए है।

टायरोसिन युक्त खाद्य पदार्थ

जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, टाइरोसिन एक "सशर्त" आवश्यक अमीनो एसिड है, क्योंकि यह मानव शरीर में फेनिलएलनिन के हाइड्रॉक्सिलेशन द्वारा एक आवश्यक अमीनो एसिड में संश्लेषित होता है।

इसलिए, यदि फेनिलएलनिन का सेवन शरीर की मांगों को पूरा करता है, तो टाइरोसिन कोशिकाओं के सामान्य कामकाज के लिए एक सीमित कारक नहीं है। हालांकि, टायरोसिन भी प्रोटीन से प्राप्त किया जाता है जो दैनिक भोजन के साथ सेवन किया जाता है।

कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि टाइरोसिन और फेनिलएलनिन दोनों का न्यूनतम दैनिक सेवन 25 से 30 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम वजन के बीच होना चाहिए, इसलिए औसत व्यक्ति को प्रति दिन 875 मिलीग्राम अधिक या कम मात्रा में टाइरोसिन का सेवन करना चाहिए।

उच्चतम टाइरोसिन सामग्री वाले खाद्य पदार्थ पनीर और सोया हैं। इनमें गोमांस, भेड़ का बच्चा, सूअर का मांस, चिकन और मछली भी शामिल हैं।

अखरोट जैसे कुछ बीज और नट्स भी इस अमीनो एसिड की महत्वपूर्ण मात्रा प्रदान करते हैं, जैसे कि अंडे, डेयरी उत्पाद, अनाज और अनाज।

इसके सेवन के फायदे

टायरोसिन का उपयोग आमतौर पर आहार या पोषण संबंधी पूरक के रूप में किया जाता है, विशेष रूप से फेनिलकेटोनुरिया के रूप में जाना जाता विकृति के उपचार के लिए, उन रोगियों द्वारा पीड़ित होता है जो फेनिलएलनिन को पर्याप्त रूप से संसाधित करने में असमर्थ होते हैं और इसलिए, टाइरोसिन का उपयोग नहीं करते हैं।

यह माना जाता है कि प्रति दिन भस्म टाइरोसिन की मात्रा में वृद्धि से तनावपूर्ण परिस्थितियों में सीखने, स्मृति और सतर्कता से संबंधित संज्ञानात्मक कार्यों में सुधार हो सकता है, क्योंकि इसका अपचय न्यूरोट्रांसमीटर एडिलेटलिन और नॉरएड्रेनालाईन के संश्लेषण से संबंधित है।

कुछ लोगों को दिन में सतर्क रहने के लिए टाइरोसिन से भरपूर गोलियां लेनी पड़ती हैं, यदि उन्होंने नींद की महत्वपूर्ण मात्रा खो दी हो।

चूंकि यह अमीनो एसिड थायराइड हार्मोन के निर्माण में भाग लेता है, इसलिए इसके सेवन से प्रणालीगत चयापचय विनियमन पर सकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है।

कमी के विकार

एल्बिनिज्म और अल्काप्टोनुरिया दो विकृति हैं जो टाइरोसिन के चयापचय से संबंधित हैं। पहली स्थिति टायरोसिन से मेलेनिन के दोषपूर्ण संश्लेषण से संबंधित है और दूसरी को टायरोसिन के क्षरण में दोषों के साथ करना है।

त्वचा में रंजकता की कमी के कारण अल्बिनिज़म की विशेषता होती है, अर्थात्, जो रोगी इससे पीड़ित होते हैं, उनमें सफेद बाल और गुलाबी त्वचा होती है, क्योंकि मेलेनिन इन संरचनाओं को रंग प्रदान करने के लिए वर्णक है।

इस विकृति का मेलानोसायट-विशिष्ट टाइरोसिनेस एंजाइम में कमी के साथ करना है, जो टाइरोसिन को डीओपीए-क्विनोन में बदलने के लिए जिम्मेदार है, जो मेलेनिन के संश्लेषण में एक मध्यवर्ती है।

अल्काप्टोनुरिया के लक्षण अतिरंजित (अंधेरे) मूत्र रंजकता और देर से विकसित होने वाले गठिया के रूप में स्पष्ट हैं।

अन्य चयापचय विकृति

इसके अलावा, टायरोसिन चयापचय से संबंधित अन्य विकार हैं, जिनमें से हैं:

- वंशानुगत tyrosinemia I प्रकार: प्रगतिशील यकृत विकृति और गुर्दे की शिथिलता

- वंशानुगत टाइरोसिनेमिया टाइप II या रिचनर-हैनहार्ट सिंड्रोम: जो हाथों की हथेलियों और पैरों के तलवों पर केराटाइटिस और ampullary घावों के रूप में स्पष्ट है

- टायरोसिनेमिया प्रकार III: जो स्पर्शोन्मुख हो सकता है या मानसिक मंदता के रूप में मौजूद हो सकता है

- "हॉकिन्सिनुरिया": बचपन में चयापचय एसिडोसिस और विकास में कामयाब होने में असमर्थता

टायरोसिन चयापचय में अन्य जन्मजात दोष भी होते हैं, जो इसके क्षरण के लिए जिम्मेदार एंजाइमों की कमियों के साथ होता है, जैसे कि टायरोसिन हाइड्रॉक्सिलेज़, टायरोसिन के लिए डोपामाइन के संश्लेषण में पहले चरण के लिए जिम्मेदार।

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