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

Tryptophan (टीआरपी, डब्ल्यू) एक एमिनो आवश्यक अमीनो एसिड के समूह के भीतर वर्गीकृत क्योंकि मानव शरीर संश्लेषित नहीं कर सकते हैं और प्राप्त करना होगा एसिड है यह आहार के माध्यम से।

कुछ खाद्य पदार्थ जैसे दूध और इसके डेरिवेटिव, मीट, अंडे और कुछ अनाज जैसे क्विनोआ और सोया में आवश्यक अमीनो एसिड होते हैं और इसलिए, ट्रिप्टोफैन का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं।

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

प्रकृति में, 300 से अधिक विभिन्न अमीनो एसिड ज्ञात हैं और इनमें से केवल 22 ही सेलुलर प्रोटीन की मोनोमेरिक इकाइयों का निर्माण करते हैं। उत्तरार्द्ध में, 9 आवश्यक अमीनो एसिड हैं, जिसमें ट्रिप्टोफैन भी शामिल है, हालांकि, प्रत्येक की अनिवार्यता एक प्रजाति से दूसरे में भिन्न होती है।

ट्रिप्टोफैन में सेरोटोनिन के संश्लेषण में प्रोटीन संश्लेषण में अपनी भागीदारी सहित विभिन्न कार्य हैं, जो मेलाटोनिन का एक शक्तिशाली वैसोकॉन्स्ट्रिक्टर और न्यूरोट्रांसमीटर है, और कोफोर एनएडी के संश्लेषण में है।

पौधे के साम्राज्य में, ट्रिप्टोफैन पौधे हार्मोन ऑक्सिन (इंडोल-3-एसिटिक एसिड) का एक मौलिक अग्रदूत है। इसे कुछ जीवाणुओं द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है जैसे कि कोरिस्मेट से ई। कोलाई, जो कि कुछ ग्लाइकोलाइटिक डेरिवेटिव जैसे फॉस्फेनोलेफ्रुवेट और एरिथ्रोस-4-फॉस्फेट से उत्पन्न होता है।

स्तनधारियों में इसका क्षरण यकृत में होता है, जहां इसका उपयोग एसिटाइल कोएंजाइम ए (एसिटाइल-सीओए) के संश्लेषण के लिए किया जाता है, और इस कारण से इसे ग्लूकोजेन नामक अमीनो एसिड के रूप में वर्णित किया जाता है, क्योंकि यह ग्लूकोज के गठन चक्र में प्रवेश कर सकता है।

कुछ अध्ययनों में अवसाद और कुछ नींद विकारों जैसे कुछ विकृति के उपचार के लिए आहार अनुपूरक के रूप में ट्रिप्टोफैन के उपयोग से संबंधित विवादास्पद परिणामों के साथ कई अध्ययनों की रिपोर्ट की गई है।

अमीनो एसिड चयापचय में जन्म दोष से संबंधित कुछ बीमारियां हैं। ट्रिप्टोफैन के मामले में, हार्टनप की बीमारी का नाम दिया जा सकता है, ट्रिप्टोफेन-2,3-मोनोऑक्सीजिनेज की कमी के कारण, मानसिक मंदता और पैलेग्रा जैसे त्वचा विकारों द्वारा विशेषता एक पुनरावर्ती वंशानुगत रोग।

विशेषताएँ

फेनिलएलनिन और टाइरोसिन के साथ, ट्रिप्टोफैन सुगंधित और हाइड्रोफोबिक अमीनो एसिड के समूह में है।

हालांकि, ट्रिप्टोफैन को इसकी सुगंधित साइड चेन के बाद से थोड़ा हाइड्रोफोबिक अमीनो एसिड होने की विशेषता है, ध्रुवीय समूह होने के कारण, इस हाइड्रोफोबिसिटी को बढ़ाता है।

क्योंकि उनके पास संयुग्मित छल्ले हैं, उनके पास पराबैंगनी के पास स्पेक्ट्रम के क्षेत्र में प्रकाश का एक मजबूत अवशोषण होता है और इस विशेषता का उपयोग अक्सर प्रोटीन के संरचनात्मक विश्लेषण के लिए किया जाता है।

यह पराबैंगनी प्रकाश (250 और 290 एनएम के बीच) को अवशोषित करता है, हालांकि यह अमीनो एसिड मानव शरीर में अधिकांश प्रोटीन की संरचना में बहुत प्रचुर मात्रा में नहीं है, इसकी उपस्थिति प्रकाश की अवशोषण क्षमता में एक महत्वपूर्ण योगदान का प्रतिनिधित्व करती है। अधिकांश प्रोटीन का 280 एनएम क्षेत्र।

दैनिक ट्रिप्टोफैन की आवश्यकताएं उम्र के साथ भिन्न होती हैं। 4 से 6 महीने के शिशुओं में औसत आवश्यकता प्रति दिन लगभग 17 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम वजन की होती है; 10 से 12 साल के बच्चों में यह प्रति दिन 3.3 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम वजन है और वयस्कों में यह प्रति दिन 3.5 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम वजन है।

ट्रिप्टोफैन आंत के माध्यम से अवशोषित होता है और एक ही समय में केटोजेनिक और ग्लूकोनोजेनिक अमीनो एसिड होता है।

चूंकि यह एक महत्वपूर्ण न्यूरोट्रांसमीटर सेरोटोनिन का एक अग्रदूत है, ट्रिप्टोफैन को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) तक पहुंचना चाहिए और इसके लिए रक्त-मस्तिष्क की बाधा को पार करना होगा, जिसके लिए एक विशिष्ट सक्रिय परिवहन तंत्र है।

संरचना

ट्रिप्टोफैन में एक आणविक सूत्र C11H12N2O2 है और इस आवश्यक अमीनो एसिड में एक सुगंधित पक्ष श्रृंखला है।

सभी अमीनो एसिड की तरह, ट्रिप्टोफैन में एक एमिनो समूह (एनएच 2), एक हाइड्रोजन परमाणु (एच), एक कार्बोक्सिल समूह (सीओओएच) और एक साइड चेन (आर) से जुड़ा एक α कार्बन परमाणु होता है, जो एक हेमोसाइक्लिक संरचना द्वारा गठित होता है, इण्डोल समूह।

इसका रासायनिक नाम 2-एमिनो-3-इंडोलाइल प्रोपियोनिक एसिड है, इसका आणविक द्रव्यमान 204.23 ग्राम / मोल है। 20 डिग्री सेल्सियस पर इसकी घुलनशीलता 100 ग्राम पानी में 1.06 ग्राम है और इसका घनत्व 1.34 ग्राम / सेमी 3 है।

विशेषताएं

मनुष्यों में, ट्रिप्टोफैन का उपयोग प्रोटीन संश्लेषण के लिए किया जाता है और सेरोटोनिन (5-हाइड्रॉक्सीट्रिप्टामाइन), एक शक्तिशाली वासोकोनस्ट्रिक्टर, चिकनी मांसपेशियों के संकुचन के उत्तेजक (विशेष रूप से छोटी आंत में) और एक न्यूरोट्रांसमीटर के लिए आवश्यक है। मानसिक उत्तेजना उत्पन्न करते हैं, अवसाद का सामना करते हैं और चिंता को नियंत्रित करते हैं।

ट्रिप्टोफैन मेलाटोनिन के संश्लेषण में एक अग्रदूत है और इसलिए नींद से जागने के चक्र के लिए इसके निहितार्थ हैं।

कहा गया कि अमीनो एसिड का उपयोग कोफ़ेक्टर एनएडी के गठन के लिए तीन मार्गों में से एक में एक अग्रदूत के रूप में किया जाता है, एक बहुत ही महत्वपूर्ण कॉफ़ेक्टर जो ऑक्सीकरण-कमी की घटनाओं से संबंधित विभिन्न प्रकार की एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है।

ट्रिप्टोफैन और इसके कुछ अग्रदूतों का उपयोग पौधे हार्मोन के निर्माण के लिए किया जाता है जिसे ऑक्सिन (इंडोल-3-एसिटिक एसिड) कहा जाता है। Auxins पौधे हार्मोन होते हैं जो विकास, विकास और पौधों के कई अन्य शारीरिक कार्यों को नियंत्रित करते हैं।

जैवसंश्लेषण

इसे संश्लेषित करने में सक्षम जीवों में, ट्रिप्टोफैन का कार्बन कंकाल फॉस्फेनोलेफ्रुवेट और एरिथ्रोस-4-फॉस्फेट से प्राप्त होता है। ये, बदले में, क्रेब्स चक्र के एक मध्यवर्ती से बनते हैं: ऑक्सीलोसेटेट।

फॉस्फोनेओलेफ्रुवेट और एरिथ्रोस-4-फॉस्फेट का उपयोग सात-चरण एंजाइमी मार्ग में कोरिज्म के संश्लेषण के लिए किया जाता है। फॉस्फोनिओलफ्रूवेट (PEP) ग्लाइकोलाइसिस और पेंटोस फॉस्फेट मार्ग के एरिथ्रोस-4-फॉस्फेट का एक उत्पाद है।

कोरसिमेट का संश्लेषण मार्ग क्या है?

कोरियिमेट संश्लेषण में पहला कदम 2-केटो-3-डीऑक्सी-डी-अरबी-हेप्टुलोसोनेट-7-फॉस्फेट (डीएएचपी) बनाने के लिए एरिथ्रोस-4-फॉस्फेट के साथ पीईपी का बंधन है।

यह प्रतिक्रिया एंजाइम 2-कीटो-3-डीऑक्सी-डी-अरबिनो-हेप्टुलोसोनेट-7-फॉस्फेट सिंथेज़ (डीएएचपी सिंथेज़) द्वारा उत्प्रेरित होती है, जो कोरिज्म द्वारा बाधित होती है।

दूसरी प्रतिक्रिया में डीएएचपी के चक्रण को डीहाइड्रोक्यूनेट सिंटेज द्वारा शामिल किया जाता है, एक एंजाइम जिसे कॉफ़ेक्टर एनएडी की आवश्यकता होती है, जो इस प्रतिक्रिया के दौरान कम हो जाती है; परिणामस्वरूप 5-डिहाइड्रोक्यूनेट उत्पन्न होता है।

इस मार्ग में तीसरे चरण में 5-डिहाइड्रॉक्वाइनेट से एक पानी के अणु को समाप्त करना शामिल है, एंजाइम डीहाइड्रोक्विनेट डीहाइड्रैटेज द्वारा उत्प्रेरित एक प्रतिक्रिया है, जिसमें से अंतिम उत्पाद 5-डिहाइड्रो shikimate से मेल खाती है।

इस अणु के कीटो समूह को एक हाइड्रॉक्सिल समूह में घटाया जाता है और, परिणामस्वरूप, शीकैट बनता है। एंजाइम जो इस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, वह एनएडीपीएच-आश्रित शीकाइम डिहाइड्रोजनेज है।

मार्ग के पांचवें चरण में शिक्मीय 5-फॉस्फेट का निर्माण शामिल है और स्थिति 5 में shikimate के फॉस्फोराइलेशन के लिए जिम्मेदार shikimate kinase नामक एंजाइम की कार्रवाई से एक एटीपी अणु की खपत शामिल है।

इसके बाद, shikimate 5-फॉस्फेट से और 3-enolpyruvyl shikimate-5-फॉस्फेट सिंथेज़ की कार्रवाई से, 3-enolpyruvyl shikimate 5-फॉस्फेट उत्पन्न होता है। उल्लिखित एंजाइम 5-फॉस्फेट की स्थिति 5 में कार्बन के हाइड्रॉक्सिल समूह द्वारा PEP के एक दूसरे अणु के फॉस्फोरिल समूह के विस्थापन को बढ़ावा देता है।

सातवीं और अंतिम प्रतिक्रिया कोरिज़्मेट सिंटेज़ द्वारा उत्प्रेरित की जाती है, जो 3-एनोलीपीरुविअल शीकिमेट 5-फॉस्फेट से फॉस्फेट को हटा देती है और इसे कोरिस्मेट में बदल देती है।

कवक एन क्रैसा में, एक एकल बहुक्रियाशील एंजाइम जटिल इस मार्ग में सात प्रतिक्रियाओं में से पांच को उत्प्रेरित करता है, और तीन अन्य एंजाइमों को इस परिसर में जोड़ा जाता है जो कि ट्रिप्टोफैन उत्पन्न करते हैं।

बैक्टीरिया में ट्रिप्टोफैन का संश्लेषण

ई। कोलाई में, ट्रिप्टोफैन के लिए कोरियिमेट के परिवर्तन में पांच अतिरिक्त एंजाइमेटिक चरणों के साथ एक मार्ग शामिल है:

सबसे पहले, एंजाइम एंथ्रानिलेट सिंथेज़ एंथ्रिनेट को कोरिसेट में परिवर्तित करता है। एक ग्लूटामाइन अणु इस प्रतिक्रिया में भाग लेता है, जो अमीनो समूह को दान करता है जो ट्रिप्टोफैन के इंडोल रिंग से बांधता है और ग्लूटामेट में परिवर्तित हो जाता है।

दूसरा चरण एंथ्रानिलेट फॉस्फोरिबोसिल ट्रांसफ़ेज़ द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है। इस प्रतिक्रिया में, एक पाइरोफॉस्फेट अणु को 5-फॉस्फोरिबोसिल-1-पाइरोफॉस्फेट (PRPP) से विस्थापित किया जाता है, एक ऊर्जा से भरपूर मेटाबोलाइट, और N- (5′-फॉस्फोराइबाइल) -anthranilate बनता है।

ट्रिप्टोफैन संश्लेषण के इस मार्ग में तीसरी प्रतिक्रिया में एंजाइम फॉस्फोरिबोसिल-एंथ्रानिलेट आइसोमेरेज़ की भागीदारी शामिल है। यहाँ N- (5 fur-phosphoribosyl) -ranranilate की फ़ेरन रिंग खुलती है और 1- (o-carboxyphenylamino) -1-डीऑक्सीराइबुलस 5-फॉस्फेट टट्टीकरण द्वारा बनता है।

बाद में, इंडोल-3-ग्लिसरॉल फॉस्फेट का गठन किया जाता है, इंडोल-3-ग्लिसरॉल फॉस्फेट सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया में, जहां एक सीओ 2 और एक एच 2 ओ अणु जारी किए जाते हैं और 1- (ओ-कार्बोक्सीफाइलमाइलीनो) -1- को चक्रित किया जाता है। डीऑक्सीराइबुलस 5-फॉस्फेट।

इस मार्ग की अंतिम प्रतिक्रिया ट्रिप्टोफैन के रूप में समाप्त हो जाती है जब ट्रिप्टोफैन सिंथेज़ पीएलपी (पाइरिडोक्सल फॉस्फेट) और सेरीन के एक अणु के साथ इंडोल-3-ग्लिसरॉल फॉस्फेट की प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, और ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट को रिहा करके ट्रिप्टोफैन बनाता है।

पतन

स्तनधारियों में, ट्रिप्टोफैन एक मार्ग में यकृत में एसिटाइल-सीओए से टूट जाता है जिसमें बारह एंजाइमी चरण शामिल होते हैं: आठ से α-ketoadipate तक पहुंचना और 4 और α-ketoadipate को एसिटाइल कोएंजाइम में बदलना।

Α-ketoadipate में गिरावट का क्रम है:

ट्रिप्टोफैन → एन-फॉर्माइल क्विन्यूरिन → क्विन्यूरिन → 3-हाइड्रॉक्सी क्विनुरिनेन → 3-हाइड्रॉक्सी-एंथ्रानिलनेट → ε-सेमीयालिहाइड 2-एमिनो-3-कार्बोक्सी म्यूकोनिक → ε-सेमीयालडिहाइड α-amino म्यूकोनेटिक → 2-एमिनो म्यूकोनेट → →

क्रमशः इन प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम निम्न हैं:

ट्रिप्टोफैन 2-3-डाइअॉॉक्सिनेज, कीनुरेनिन फॉरमिडेस, एनएडीपीएच-डिपेंडेंट मोनोऑक्सिनेज, कीनुरिननेज, 3-हाइड्रॉक्सी-एंथ्रानिलिएट ऑक्सीजन, डिकार्बोक्सिलेस, एनएडी-डिपेंडेंट α-सेमीइलडिहाइड α-aminonuconic डिहाइड्रोजनेज, और α- एमिनो और एमिनो-डीएक्सए एनएडीपीएच पर निर्भर।

एक बार α-ketoadipate उत्पन्न होने के बाद, ग्लूटरीएल-सीओए ऑक्सीडेटिव डिकार्बोलाइजेशन द्वारा बनता है। यह, ony-ऑक्सीकरण द्वारा, ग्लुटासेनील-सीओए बनाता है जो बाइकार्बोनेट (HCO3-) के रूप में एक कार्बन परमाणु खो देता है, एक पानी के अणु को प्राप्त करता है और क्रोटोनील-सीओए के रूप में समाप्त होता है।

क्रोटोनील-सीओए, ony-ऑक्सीकरण द्वारा भी, एसिटाइल-सीओए उपज देता है। यह एसिटाइल-सीओए ग्लूकोज और क्रेब्स चक्र बनाने के लिए, आवश्यकतानुसार एटीपी बनाने के लिए, कई पथों, विशेष रूप से ग्लूकोनोजेनेसिस का अनुसरण कर सकता है।

हालांकि, इस अणु को कीटोन निकायों के गठन की ओर भी निर्देशित किया जा सकता है, जो अंततः एक ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

ट्रिप्टोफैन से भरपूर खाद्य पदार्थ

सामान्य रूप से लाल मांस, चिकन और मछली (विशेषकर तैलीय मछली जैसे कि सामन और टूना) विशेष रूप से ट्रिप्टोफैन में समृद्ध हैं। दूध और इसके डेरिवेटिव, अंडे, विशेष रूप से जर्दी, ट्रिप्टोफैन की प्रचुर मात्रा वाले खाद्य पदार्थ भी हैं।

अन्य खाद्य पदार्थ जो इस एमिनो एसिड के प्राकृतिक स्रोत के रूप में काम करते हैं:

- सूखे मेवे जैसे अखरोट, बादाम, पिस्ता और काजू आदि।

- चावल का अनाज।

- सूखे अनाज जैसे बीन्स, दाल, छोले, सोयाबीन, क्विनोआ, आदि।

- ब्रूयर का खमीर और ताजा बीन्स, केले और पौधे, अनानास या अनानास, एवोकैडो, प्लम, वॉटरक्रेस, ब्रोकोली, पालक और चॉकलेट।

इसके सेवन के फायदे

ट्रिप्टोफैन की खपत उन सभी प्रोटीनों को संश्लेषित करने के लिए बिल्कुल आवश्यक है जो इसे इसकी संरचना में शामिल करते हैं और अपने विभिन्न कार्यों के माध्यम से यह मूड, नींद और जागने के चक्र और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की एक महान विविधता को विनियमित करने की अनुमति देता है जिसमें एनएडी भाग लेता है। ।

मूड पर ज्ञात प्रभावों के अलावा, सेरोटोनिन (ट्रिप्टोफैन से प्राप्त) सीखने और स्मृति से संबंधित कई संज्ञानात्मक कार्यों में शामिल है, जो इसलिए भी ट्रिप्टोफैन से संबंधित हैं।

मस्तिष्क के भावनात्मक और संज्ञानात्मक केंद्रों और पाचन तंत्र के परिधीय कार्य के बीच द्विदिशीय प्रभावों की एक प्रणाली के रूप में मूड, सेरोटोनिन और जठरांत्र-मस्तिष्क अक्ष के बीच संबंध दिखाते हुए डेटा हैं।

कुछ विकारों के उपचार के लिए एक आहार अनुपूरक के रूप में इसका उपयोग, विशेष रूप से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से संबंधित, बहुत विवादास्पद रहा है क्योंकि बहुत अधिक प्रचुर मात्रा में तटस्थ अमीनो एसिड के साथ इसका प्रतिस्पर्धी परिवहन महत्वपूर्ण और निरंतर वृद्धि को प्राप्त करना मुश्किल बनाता है। मौखिक प्रशासन के बाद ट्रिप्टोफैन।

इन विवादों के बावजूद, इसका उपयोग एक सहायक के रूप में किया गया है:

- दर्द का इलाज

- नींद संबंधी विकार

- अवसाद का उपचार

- उन्माद का उपचार

- भूख कम लगना

कमी के विकार

केंद्रीय ट्रिप्टोफैन उन्मूलन या कमी अवसाद, ध्यान विफलता, स्मृति हानि, नींद की गड़बड़ी और चिंता से जुड़ी है।

उदास और आत्मघाती रोगियों में रक्त और मस्तिष्कमेरु द्रव में ट्रिप्टोफैन की एकाग्रता में परिवर्तन पाया गया है। इसके अलावा, एनोरेक्सिया नर्वोसा वाले कुछ रोगी ट्रिप्टोफैन के कम सीरम स्तर को दर्शाते हैं।

कुछ पॉल्यूरिक रोगी, जो विटामिन बी 6 और जस्ता खो देते हैं, अक्सर फ़ोबिया और चिंता पेश करते हैं और ट्राइथोफ़ेन से भरपूर आहार पूरक के साथ सुधार करते हैं।

कार्सिनॉइड सिंड्रोम को छोटे आंतों के ट्यूमर की उपस्थिति की विशेषता है जो दस्त, संवहनी रोगों और ब्रोन्कोकन्स्ट्रिक्शन का कारण बनती है और नियासिन और ट्रिप्टोफैन की कमी से संबंधित है

पेलाग्रा एक रोग संबंधी स्थिति है जो दस्त, मनोभ्रंश, जिल्द की सूजन के साथ होती है और मृत्यु का कारण बन सकती है, यह नियासिन और ट्रिप्टोफैन के पूरक के साथ भी माना जाता है।

हार्टपप की बीमारी को कुछ चीजों के बीच, ट्रिप्टोफैन सहित कई अमीनो एसिड के चयापचय में दोष के साथ करना पड़ता है।

एंजाइम ट्रिप्टोफैन-2,3-मोनोऑक्सीजिनेज की कमी के मामले में, यह मानसिक मंदता और पेलेग्रा जैसे त्वचा विकारों की विशेषता है।

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