एंजाइम

एंजाइम प्रोटीन अणु होते हैं जो रासायनिक अभिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। वे अभिक्रिया की दर को बढ़ाते हैं बिना स्वयं खपत हुए। एंजाइम अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, प्रत्येक एक विशेष अभिक्रिया या अभिक्रियाओं के समूह को उत्प्रेरित करता है। वे किसी अभिक्रिया को होने के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा को घटाकर कार्य करते हैं, जिससे वह शारीरिक तापमान पर अधिक तेज़ी से हो सके। एंजाइम जीवन के लिए अनिवार्य हैं और सभी जीवित जीवों में पाए जाते हैं। वे पाचन, चयापचय और डीएनए प्रतिकृत्ति सहित विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एंजाइमों के बिना ये प्रक्रियाएँ अव्यावहारिक रूप से धीमी दर से होंगी, जिससे जीवन संभव नहीं हो पाता जैसा हम जानते हैं।

एंजाइम क्या हैं?

एंजाइम: जीवन के उत्प्रेरक

एंजाइम प्रोटीन अणु होते हैं जो रासायनिक अभिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। वे अभिक्रियाओं की दर को तेज करते हैं बिना स्वयं खपत हुए। एंजाइम जीवन के लिए अनिवार्य हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में शामिल होते हैं।

एंजाइम कैसे काम करते हैं?

एंजाइम किसी अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को घटाकर काम करते हैं। सक्रियण ऊर्जा वह ऊर्जा है जो अभिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक होती है। एंजाइम एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करके सक्रियण ऊर्जा को घटाते हैं जिससे अभिक्रिया हो सके। इससे अभिक्रिया अधिक तेज़ी से होती है।

एंजाइमों की संरचना

एंजाइम आमतौर पर एक या अधिक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से बने होते हैं। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएँ एक विशिष्ट त्रि-आयामी संरचना में मुड़ती हैं जो एक जेब या सक्रिय स्थल बनाती है। सक्रिय स्थल वह जगह है जहाँ सब्सट्रेट एंजाइम से जुड़ता है।

सब्सट्रेट बाइंडिंग

सब्सट्रेट वह अणु है जिस पर एंजाइम कार्य करता है। सब्सट्रेट हाइड्रोजन बॉन्डिंग, आयनिक बॉन्डिंग और वान डेर वाल्स बलों सहित विभिन्न बलों के माध्यम से एंजाइम के सक्रिय स्थल से जुड़ता है।

उत्प्रेरण

एक बार जब सब्सट्रेट एंजाइम से जुड़ जाता है, तो एंजाइम अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। एंजाइम ऐसा करता है सब्सट्रेट को अभिकारकों के बेहद निकट लाकर और अभिक्रिया होने के लिए अनुकूल वातावरण प्रदान करके।

उत्पाद मुक्ति

अभिक्रिया पूरी होने के बाद, उत्पाद एंजाइम से मुक्त हो जाते हैं। फिर एंजाइम दूसरे सब्सट्रेट से जुड़ने और दूसरी अभिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए स्वतंत्र हो जाता है।

एंजाइमों के उदाहरण

मानव शरीर में हजारों विभिन्न एंजाइम होते हैं। कुछ सबसे महत्वपूर्ण एंजाइमों में शामिल हैं:

• एमिलेज: कार्बोहाइड्रेट को शर्करा में तोड़ता है
• लिपेज: वसा को फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में तोड़ता है
• प्रोटिएस: प्रोटीन को अमीनो अम्ल में तोड़ता है
• DNA पॉलिमरेज़: नए DNA अणु बनाता है
• RNA पॉलिमरेज़: नए RNA अणु बनाता है

एंजाइम और रोग

एंजाइम जीवन के लिए आवश्यक हैं, लेकिन वे बीमारियों में भी शामिल हो सकते हैं। कुछ बीमारियाँ उन जीनों में उत्परिवर्तन के कारण होती हैं जो एंजाइमों को कोड करते हैं। ये उत्परिवर्तन ऐसे दोषपूर्ण एंजाइमों के उत्पादन का कारण बन सकते हैं जो ठीक से काम नहीं करते। यह कोशिकीय प्रक्रियाओं को बाधित कर सकता है और बीमारी का कारण बन सकता है।

अन्य बीमारियाँ एंजाइमों के अत्यधिक उत्पादन के कारण होती हैं। यह भी कोशिकीय प्रक्रियाओं को बाधित कर सकता है और बीमारी का कारण बन सकता है।

उद्योग में एंजाइम

एंजाइमों का उपयोग विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• खाद्य प्रसंस्करण: एंजाइमों का उपयोग भोजन को छोटे अणुओं में तोड़ने के लिए किया जाता है जिन्हें पचाना आसान होता है।
• टेक्सटाइल निर्माण: एंजाइमों का उपयोग कपड़ों को नरम बनाने और दाग हटाने के लिए किया जाता है।
• कागज़ बनाना: एंजाइमों का उपयोग सेलुलोज़ रेशों को छोटे अणुओं में तोड़ने के लिए किया जाता है जिनका उपयोग कागज़ बनाने में किया जा सकता है।
• ब्रूइंग: एंजाइमों का उपयोग शर्करा को अल्कोहल में बदलने के लिए किया जाता है।

एंजाइम जीवन के लिए आवश्यक हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में शामिल होते हैं। इनका उपयोग विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में भी किया जाता है।

एंजाइम संरचना

एंजाइम संरचना

एंजाइम प्रोटीन अणु होते हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। वे जीवन के लिए आवश्यक हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं। एंजाइम अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, प्रत्येक केवल एक विशेष अभिक्रिया या अभिक्रियाओं के समूह को उत्प्रेरित करता है।

एंजाइम की संरचना उसके कार्य के लिए महत्वपूर्ण होती है। एंजाइमों का एक विशिष्ट त्रि-आयामी आकार होता है जो उन्हें अपने सब्सट्रेट्स से बांधने की अनुमति देता है, वे अणु जिन पर वे अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। एंजाइम का सक्रिय स्थान उस अणु का वह क्षेत्र होता है जो सब्सट्रेट से बांधता है और अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

एंजाइमों की संरचना को चार स्तरों में विभाजित किया जा सकता है:

• प्राथमिक संरचना एंजाइम की अमीनो अम्ल अनुक्रम होती है।
• द्वितीयक संरचना अमीनो अम्लों को नियमित पैटर्नों में व्यवस्थित करना है, जैसे कि अल्फा हेलिक्स और बीटा शीट्स।
• तृतीयक संरचना एंजाइम का त्रि-आयामी आकार होता है, जो अमीनो अम्लों के बीच की अन्योन्य क्रियाओं द्वारा निर्धारित होता है।
• चतुर्धातुक संरचना कई एंजाइम उपइकाइयों को एक बड़े संकुल में व्यवस्थित करना है।

एंजाइम की प्राथमिक संरचना उन जीनों द्वारा निर्धारित होती है जो इसे कोडित करते हैं। द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाएं अमीनो अम्लों और पर्यावरण के बीच की अन्योन्य क्रियाओं द्वारा निर्धारित होती हैं।

एंजाइम की संरचना उसके कार्य के लिए आवश्यक होती है। एंजाइम की संरचना में परिवर्तन उसकी सक्रियता या विशिष्टता में परिवर्तन का कारण बन सकते हैं। इसका उस कोशिका या जीव पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है जिसका हिस्सा वह एंजाइम होता है।

एंजाइम संरचना के उदाहरण

निम्नलिखित कुछ एंजाइम संरचना के उदाहरण हैं:

• हीमोग्लोबिन एक एंजाइम है जो रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन करता है। इसकी एक चतुष्कीय संरचना होती है, जिसमें चार उपइकाइयाँ होती हैं। प्रत्येक उपइकाई में एक हीम समूह होता है, जो एक आयरन युक्त अणु है जो ऑक्सीजन से बंधता है।
• इंसुलिन एक एंजाइम है जो रक्त में शर्करा के स्तर को नियंत्रित करता है। इसकी एक तृतीयक संरचना होती है, जिसमें दो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएँ होती हैं जो डाइसल्फाइड बंधों द्वारा एक साथ जुड़ी होती हैं।
• साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज एक एंजाइम है जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में शामिल होता है। इसकी एक जटिल चतुष्कीय संरचना होती है, जिसमें 13 उपइकाइयाँ होती हैं।

इन एंजाइमों की संरचना उनके कार्य के लिए आवश्यक है। इन एंजाइमों की संरचना में परिवर्तन ऐसी बीमारियों का कारण बन सकता है जैसे सिकल सेल एनीमिया, मधुमेह और कैंसर।

निष्कर्ष

एंजाइम जीवन के लिए आवश्यक होते हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं। किसी एंजाइम की संरचना उसके कार्य के लिए महत्वपूर्ण होती है। एंजाइम की संरचना में परिवर्तन उसकी सक्रियता या विशिष्टता में परिवर्तन का कारण बन सकता है, जिसका उस कोशिका या जीव पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है जिसका वह एंजाइम हिस्सा होता है।

एंजाइम वर्गीकरण

एंजाइमों को उनकी उत्प्रेरक क्रियाविधियों, उन रासायनिक अभिक्रियाओं जिन्हें वे उत्प्रेरित करते हैं, या उन सब्सट्रेट के प्रकार के आधार पर जिन पर वे कार्य करते हैं, विभिन्न समूहों में वर्गीकृत किया जाता है। यहाँ कुछ प्रमुख एंजाइम वर्गीकरण दिए गए हैं:

1. ऑक्सिडोरिडक्टेसेज़:

• अणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण से जुड़ी ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।
• उदाहरण:
  • डिहाइड्रोजनेज़: किसी सब्सट्रेट से हाइड्रोजन को हटाकर उसका ऑक्सीकरण करता है।
  • ऑक्सिडेस: सब्सट्रेट से ऑक्सीजन की ओर इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण करके उसे अपचयित करता है।

2. ट्रांसफ़ेरेसेज़:

• एक अणु से दूसरे अणु में कार्यात्मक समूहों के स्थानांतरण को उत्प्रेरित करते हैं।
• उदाहरण:
  • काइनेज़: ATP से फॉस्फेट समूह को सब्सट्रेट में स्थानांतरित करता है।
  • ट्रांसएमिनेज़: दो अणुओं के बीच अमीनो समूह का स्थानांतरण करता है।

3. हाइड्रोलेज़:

• जल अणुओं को जोड़कर विभिन्न बंधों की हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करते हैं।
• उदाहरण:
  • प्रोटेज़: प्रोटीनों में पेप्टाइड बंधों की हाइड्रोलिसिस करता है।
  • लाइपेज़: लिपिड्स में एस्टर बंधों की हाइड्रोलिसिस करता है।

4. लाइएसेज़:

• जल के जोड़े या हटाए बिना विभिन्न बंधों की विभाजन अभिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं।
• उदाहरण:
  • डिकार्बोक्सिलेज़: सब्सट्रेट से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाता है।
  • एल्डोलेज़: एल्डोज़ में कार्बन-कार्बन बंधों का विभाजन करता है।

5. आइसोमरेज़:

• अणुओं की आइसोमरीकरण कर एक आइसोमरिक रूप को दूसरे में बदलते हैं।
• उदाहरण:
  • रेसेमेज़: एनैंटिओमरों की आपसी रूपांतरण अभिक्रिया करता है।
  • एपिमरेज़: एपिमरों की आपसी रूपांतरण अभिक्रिया करता है।

6. लाइगेसेज़:

• दो अणुओं के बीच नए सहसंयोजक बंध बनाने की क्रिया को उत्प्रेरित करते हैं, अक्सर ATP के जल-अपघटन के साथ।
• उदाहरण:
  • DNA लाइगेस: DNA के टुकड़ों को फ़ॉस्फ़ोडाइएस्टर बंध बनाकर जोड़ने की क्रिया को उत्प्रेरित करता है।
  • अमीनोएसिल tRNA सिंथेटेज़: अमीनो अम्लों को उनके संगत tRNA अणुओं से जोड़ने की क्रिया को उत्प्रेरित करता है।

ये एंज़ाइम वर्गीकरण जैविक तंत्रों में पाए जाने वाले एंज़ाइमों की विशाल विविधता को व्यवस्थित और समझने का एक तंत्रिक तरीका प्रदान करते हैं। प्रत्येक वर्ग में अनेक विशिष्ट एंज़ाइम सम्मिलित होते हैं जो विभिन्न उपापचयी पथों और कोशिकीय प्रक्रियाओं में आवश्यक भूमिकाएँ निभाते हैं।

एंज़ाइमों के उदाहरण

एंज़ाइमों के उदाहरण

एंज़ाइम प्रोटीन अणु होते हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। वे जीवन के लिए अनिवार्य हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं। हज़ारों भिन्न-भिन्न एंज़ाइम होते हैं, प्रत्येक की अपनी विशिष्ट कार्य होता है।

कुछ सामान्य एंज़ाइमों के उदाहरण इस प्रकार हैं:

• एमिलेज़: यह एंज़ाइम कार्बोहाइड्रेट्स को सरल शर्कराओं में तोड़ता है। यह लार और अग्न्याशयीय रस में पाया जाता है।
• लिपेज़: यह एंज़ाइम वसा को फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में तोड़ता है। यह अग्न्याशयीय रस और पित्त में पाया जाता है।
• प्रोटेज़: यह एंज़ाइम प्रोटीन को अमीनो अम्लों में तोड़ता है। यह पेट के अम्ल और अग्न्याशयीय रस में पाया जाता है।
• एटीपी सिंथेज़: यह एंज़ाइम कोशिकाओं की ऊर्जा मुद्रा एटीपी का संश्लेषण करता है। यह माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में पाया जाता है।
• डीएनए पॉलिमरेज़: यह एंज़ाइम कोशिकाओं की आनुवंशिक सामग्री डीएनए की प्रतिकृति करता है। यह कोशिका के केंद्रक में पाया जाता है।

एंज़ाइम किसी रासायनिक अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा घटाकर कार्य करते हैं। इसका अर्थ है कि वे अभिक्रिया को घटित होने में आसान बना देते हैं। एंज़ाइम उन अभिक्रियाओं में उपयोग नहीं होते जिन्हें वे उत्प्रेरित करते हैं, इसलिए उन्हें बार-बार पुन: उपयोग किया जा सकता है।

एंज़ाइम-उत्प्रेरित अभिक्रिया की दर कई कारकों से प्रभावित होती है, जिनमें शामिल हैं:

• तापमान: अधिकांश एंज़ाइम एक विशिष्ट तापमान पर सर्वोत्तम कार्य करते हैं। यदि तापमान बहुत अधिक या बहुत कम हो, तो एंज़ाइम उतना अच्छा कार्य नहीं करेगा।
• पीएच: अधिकांश एंज़ाइम एक विशिष्ट पीएच पर सर्वोत्तम कार्य करते हैं। यदि पीएह बहुत अम्लीय या बहुत क्षारीय हो, तो एंज़ाइम उतना अच्छा कार्य नहीं करेगा।
• सब्सट्रेट की सांद्रता: एंज़ाइम-उत्प्रेरित अभिक्रिया की दर सब्सट्रेट की सांद्रता बढ़ने के साथ बढ़ती है।
• एंज़ाइम की सांद्रता: एंज़ाइम-उत्प्रेरित अभिक्रिया की दर एंज़ाइम की सांद्रता बढ़ने के साथ बढ़ती है।

एंजाइम जीवन के लिए आवश्यक हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं। वे अत्यधिक विशिष्ट होते हैं और केवल एक विशिष्ट अभिक्रिया को उत्प्रेरित कर सकते हैं। एंजाइम बहुत कुशल भी होते हैं और प्रति सेकंड लाखों अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं।

यहां एंजाइमों और उनके कार्यों के कुछ अतिरिक्त उदाहरण दिए गए हैं:

• एल्कोहॉल डिहाइड्रोजनेज़: यह एंजाइम एल्कोहॉल को एसिटाल्डिहाइड में बदलता है। यह लिवर में पाया जाता है।
• कैटलेज़: यह एंजाइम हाइड्रोजन पेरॉक्साइड को पानी और ऑक्सीजन में तोड़ता है। यह लिवर, किडनी और अन्य ऊतकों में पाया जाता है।
• साइटोक्रोम ऑक्सीडेज़: यह एंजाइम इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन में शामिल है, जो ATP उत्पन्न करता है। यह माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में पाया जाता है।
• ग्लूकोकाइनेज़: यह एंजाइम ग्लूकोज़ को फॉस्फोरिलेट करता है, ग्लाइकोलिसिस का पहला कदम। यह लिवर और पैंक्रियास में पाया जाता है।
• हेक्सोकाइनेज़: यह एंजाइम ग्लूकोज़ को फॉस्फोरिलेट करता है, ग्लाइकोलिसिस का पहला कदम। यह अधिकांश कोशिकाओं में पाया जाता है।
• इंसुलिन: यह एंजाइम कोशिकाओं को रक्त से ग्लूकोज़ लेने में मदद करता है। यह पैंक्रियास द्वारा उत्पादित होता है।
• लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज़: यह एंजाइम लैक्टेट को पाइरुवेट में बदलता है। यह लिवर, हृदय और अन्य ऊतकों में पाया जाता है।
• मैलेट डिहाइड्रोजनेज़: यह एंजाइम सिट्रिक एसिड चक्र में शामिल है, जो ATP उत्पन्न करता है। यह माइटोकॉन्ड्रिया में पाया जाता है।
• पेप्सिन: यह एंजाइम पेट में प्रोटीन को तोड़ता है। यह पेट की परत द्वारा उत्पादित होता है।
• रेनिन: यह एंजाइम रक्तचाप के नियमन में शामिल है। यह किडनी द्वारा उत्पादित होता है।
• ट्रिप्सिन: यह एंजाइम छोटी आंत में प्रोटीन को तोड़ता है। यह पैंक्रियास द्वारा उत्पादित होता है।

एंजाइम जीवन के लिए आवश्यक हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं। वे अत्यधिक विशिष्ट होते हैं और केवल एक विशिष्ट अभिक्रिया को उत्प्रेरित कर सकते हैं। एंजाइम बहुत ही कुशल भी होते हैं और प्रति सेकंड लाखों अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं।

एंजाइम अभिक्रिया की क्रियाविधि

एंजाइम अभिक्रिया की क्रियाविधि

एंजाइम जैविक उत्प्रेरक होते हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज करते हैं। वे यह काम किसी अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करके करते हैं, जो ऊर्जा अभिक्रिया को शुरू करने के लिए आवश्यक होती है। एंजाइम यह सक्रियण ऊर्जा कम करके अभिक्रिया के लिए एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करते हैं, जिसकी सक्रियण ऊर्जा कम होती है।

एंजाइम अभिक्रिया की क्रियाविधि को कई चरणों में बाँटा जा सकता है:

1. एंज़ाइम से सब्सट्रेट का बंधन। सब्सट्रेट वह अणु है जिस पर एंज़ाइम कार्य करता है। यह एंज़ाइम के एक विशिष्ट स्थान, सक्रिय स्थल (active site) पर बंधित होता है। सक्रिय स्थल एंज़ाइम में एक ऐसा गुहा या फांक है जो सब्सट्रेट के अनुरूप होता है।
2. एंज़ाइम-सब्सट्रेट संकुल का निर्माण। एक बार सब्सट्रेट एंज़ाइम से बंध जाने पर, यह एक एंज़ाइम-सब्सट्रेट संकुल बनाता है। यह संकुल विभिन्न बलों—जिनमें हाइड्रोजन बंध, आयनिक बंध और वान डेर वाल्स बल शामिल हैं—के द्वारा एक साथ बंधा रहता है।
3. अभिक्रिया का उत्प्रेरण। एंज़ाइम अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है अर्थात् इसकी सक्रियण ऊर्जा घटाकर। यह ऐसा करता है कि अभिक्रिया के लिए एक ऐसा मार्ग प्रदान करता है जिसकी ऊर्जा अवरोध कम होता है। एंज़ाइम सब्सट्रेट अणुओं को सही अभिविन्यास में एक साथ लाकर और अभिक्रिया के लिए उपयुक्त वातावरण बनाकर ऐसा करता है।
4. उत्पाद का विमोचन। अभिक्रिया पूरी हो जाने पर उत्पाद एंज़ाइम से मुक्त हो जाता है। एंज़ाइम फिर दूसरे सब्सट्रेट अणु से बंधने और प्रक्रिया को दोहराने के लिए स्वतंत्र हो जाता है।

एंज़ाइम अभिक्रियाओं के उदाहरण

कई प्रकार की एंज़ाइम अभिक्रियाएँ होती हैं, जिनमें से प्रत्येक एक विशिष्ट एंज़ाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है। कुछ एंज़ाइम अभिक्रियाओं के उदाहरण इस प्रकार हैं:

• हाइड्रोलिसिस: किसी अणु का जल के योग से विघटन। उदाहरण के लिए, एंजाइम एमाइलेज स्टार्च को ग्लूकोज़ में तोड़ता है।
• ऑक्सीकरण: किसी अणु से इलेक्ट्रॉनों का हटाया जाना। उदाहरण के लिए, एंजाइम साइटोक्रोम ऑक्सीडेस साइटोक्रोम c को ऑक्सीडाइज़ करता है।
• रिडक्शन: किसी अणु में इलेक्ट्रॉनों की वृद्धि। उदाहरण के लिए, एंजाइम रिडक्टेस NAD+ को NADH में रिड्यूस करता है।
• फॉस्फोरिलेशन: किसी अणु में फॉस्फेट समूह की वृद्धि। उदाहरण के लिए, एंजाइम प्रोटीन काइनेज प्रोटीनों को फॉस्फोरिलेट करता है।
• मेथिलेशन: किसी अणु में मेथिल समूह की वृद्धि। उदाहरण के लिए, एंजाइम DNA मेथिलट्रांसफ़रेज़ DNA को मेथिलेट करता है।

एंजाइम जीवन के लिए अत्यावश्यक हैं। वे रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं जो कोशिकाओं के कार्य करने के लिए आवश्यक हैं। एंजाइमों के बिना ये अभिक्रियाएँ इतनी तेज़ दर से नहीं होतीं कि जीवन को बनाए रखा जा सके।

एंजाइम-सब्सट्रेट अन्योन्यता

एंजाइमों की क्रिया और प्रकृति

एंजाइमों की क्रिया

एंजाइम जैविक उत्प्रेरक हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज़ करते हैं। वे ऐसा किसी अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को घटाकर करते हैं, जो अभिक्रिया को प्रारंभ करने के लिए आवश्यक ऊर्जा होती है। एंजाइम यह काम अभिक्रिया के लिए एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करके करते हैं, जिसकी सक्रियण ऊर्जा कम होती है।

एंजाइमों की क्रिया को लॉक-एंड-की मॉडल का उपयोग कर समझाया जा सकता है। इस मॉडल में, एंजाइम लॉक होता है और सब्सट्रेट चाबी होता है। सब्सट्रेट एंजाइम के सक्रिय स्थल से बंधता है, जो एंजाइम का एक विशिष्ट क्षेत्र होता है जो सब्सट्रेट के पूरक होता है। एक बार सब्सट्रेट बंध जाने के बाद, एंजाइम अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है अभिकारकों को सही अभिविन्यास में एक साथ लाकर और उत्पादों के निर्माण की सुविधा प्रदान करता है।

एंजाइमों की प्रकृति

एंजाइम आमतौर पर प्रोटीन होते हैं, यद्यपि कुछ RNA अणु भी होते हैं। वे कोशिकाओं द्वारा उत्पन्न किए जाते हैं और सभी जीवित जीवों में मौजूद होते हैं। एंजाइम अपने सब्सट्रेट के लिए अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, और प्रत्येक एंजाइम आमतौर पर केवल एक या कुछ ही अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है।

एंजाइम अत्यधिक कुशल भी होते हैं। वे उन अभिक्रियाओं को लाखों गुना तेजी से उत्प्रेरित कर सकते हैं जो उनके बिना होतीं। यह दक्षता जीवन के लिए आवश्यक है, क्योंकि यह कोशिकाओं को हजारों रासायनिक अभिक्रियाएँ करने की अनुमति देती है जो जीवित रहने के लिए आवश्यक हैं।

एंजाइमों के उदाहरण

कई प्रकार के एंजाइम होते हैं, प्रत्येक की अपनी विशिष्ट कार्य होता है। एंजाइमों के कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं:

• एमिलेज़: यह एंजाइम कार्बोहाइड्रेट्स को शर्करा में तोड़ता है।
• लाइपेज़: यह एंजाइम वसा को फैटी अम्लों और ग्लिसरॉल में तोड़ता है।
• प्रोटिएज़: यह एंजाइम प्रोटीनों को अमीनो अम्लों में तोड़ता है।
• DNA पॉलिमरेज़: यह एंजाइम DNA अणुओं का संश्लेषण करता है।
• RNA पॉलिमरेज़: यह एंजाइम RNA अणुओं का संश्लेषण करता है।

एंजाइम जीवन के लिए आवश्यक हैं। वे लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं, और वे कोशिकाओं को रासायनिक अभिक्रियाएं करने की अनुमति देते हैं जो जीवित रहने के लिए आवश्यक हैं।

एंजाइम गतिविधि को प्रभावित करने वाले कारक

एंजाइम गतिविधि विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है, जिनमें शामिल हैं:

1. तापमान: एंजाइमों का एक इष्टतम तापमान होता है जिस पर वे अधिकतम गतिविधि प्रदर्शित करते हैं। इस इष्टतम तापमान से विचलन से एंजाइम गतिविधि में कमी आ सकती है। उदाहरण के लिए, अधिकांश मानव एंजाइमों का इष्टतम तापमान लगभग 37°C (शरीर का तापमान) होता है। यदि तापमान बहुत अधिक बढ़ जाए, तो एंजाइम विकृत हो सकता है और अपनी गतिविधि खो सकता है। इसके विपरीत, यदि तापमान बहुत कम हो जाए, तो एंजाइम की गतिविधि धीमी हो सकती है।

2. pH: एंजाइमों का एक इष्टतम pH भी होता है जिस पर वे अधिकतम गतिविधि प्रदर्शित करते हैं। इस इष्टतम pH से विचलन से भी एंजाइम गतिविधि में कमी आ सकती है। उदाहरण के लिए, पेप्सिन, एक एंजाइम जो पेट में प्रोटीन को पचाने में मदद करता है, का इष्टतम pH लगभग 2.0 होता है। यदि पेट का pH बहुत अधिक हो जाए, तो पेप्सिन की गतिविधि घट जाएगी।

3. सब्सट्रेट सांद्रता: एंजाइम-उत्प्रेरित अभिक्रिया की दर सब्सट्रेट सांद्रता बढ़ने के साथ बढ़ती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एंजाइम के लिए बंधने और उत्पाद में परिवर्तित करने के लिए अधिक सब्सट्रेट अणु उपलब्ध होते हैं। हालांकि, बहुत अधिक सब्सट्रेट सांद्रता पर, एंजाइम संतृप्त हो सकता है और उसकी गतिविधि घट सकती है।

4. उत्पाद सांद्रता: एंजाइम-उत्प्रेरित अभिक्रिया की दर उत्पाद सांद्रता बढ़ने के साथ घटती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उत्पाद अणु सब्सट्रेट अणुओं के साथ एंजाइम से बंधने के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं। जैसे-जैसे उत्पाद सांद्रता बढ़ती है, सब्सट्रेट अणु के एंजाइम से बंधने की संभावना घटती है और अभिक्रिया की दर धीमी हो जाती है।

5. एंजाइम सांद्रता: एंजाइम-उत्प्रेरित अभिक्रिया की दर एंजाइम सांद्रता बढ़ने के साथ बढ़ती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अभिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए अधिक एंजाइम अणु उपलब्ध होते हैं। हालांकि, बहुत अधिक एंजाइम सांद्रता पर, एंजाइम अणु एक-दूसरे में हस्तक्षेप करने लग सकते हैं और अभिक्रिया की दर घट सकती है।

6. अवरोधक: अवरोधक ऐसे अणु होते हैं जो एंजाइम से बंधकर उनकी सक्रियता घटाते हैं। अवरोधकों के दो मुख्य प्रकार होते हैं: प्रतिस्पर्धी अवरोधक और गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोधक। प्रतिस्पर्धी अवरोधक एंजाइम पर उसी स्थान पर बंधते हैं जहाँ सब्सट्रेट बंधता है, जिससे सब्सट्रेट के बंधने और उत्पाद में परिवर्तित होने से रोका जाता है। गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोधक एंजाइम पर किसी अलग स्थान पर बंधते हैं, जिससे एक संरचनात्मक परिवर्तन होता है जो एंजाइम की सक्रियता घटाता है।

7. सहकारक और सहएंजाइम: सहकारक और सहएंजाइम ऐसे अणु होते हैं जो एंजाइम गतिविधि के लिए आवश्यक होते हैं। सहकारक धातु आयन होते हैं, जैसे लोहा, तांबा और जिंक। सहएंजाइम कार्बनिक अणु होते हैं, जैसे विटामिन और न्यूक्लियोटाइड। सहकारक और सहएंजाइम एंजाइमों को अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने में मदद करते हैं आवश्यक कार्यात्मक समूह प्रदान करके या स्वयं रासायनिक अभिक्रियाओं में भाग लेकर।

एंजाइम गतिविधि को प्रभावित करने वाले कारकों को समझना विभिन्न कारणों से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, यह हमें ऐसी दवाएं डिज़ाइन करने की अनुमति देता है जो रोग प्रक्रियाओं में शामिल एंजाइमों को रोकती हैं। यह हमें खाद्य और अन्य उत्पादों में एंजाइमों को संरक्षित करने की विधियां विकसित करने की भी अनुमति देता है।

एंजाइमों के कार्य

एंजाइमों के कार्य

एंजाइम जैविक उत्प्रेरक होते हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज करते हैं। ये जीवन के लिए आवश्यक होते हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं। एंजाइम एक अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करके काम करते हैं, जो अभिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक ऊर्जा होती है। यह अभिक्रियाओं को कम तापमान और दबाव पर अधिक तेज़ी से होने की अनुमति देता है।

एंजाइम उन अभिक्रियाओं के लिए अत्यधिक विशिष्ट होते हैं जिन्हें वे उत्प्रेरित करते हैं। प्रत्येक एंजाइम का एक विशिष्ट सक्रिय स्थल होता है जो एक विशिष्ट आधार अणु से बंधता है। सक्रिय स्थल एंजाइम का वह क्षेत्र होता है जो आकार और आवेश में आधार अणु के पूरक होता है। यह एंजाइम को आधार से बंधने और अभिक्रिया होने तक उसे स्थान पर रखने की अनुमति देता है।

एंजाइम-उत्प्रेरित अभिक्रिया की दर कई कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है, जिनमें एंजाइम की सांद्रता, सब्सट्रेट की सांद्रता, तापमान और pH शामिल हैं। किसी एंजाइम के लिए इष्टतम तापमान और pH सामान्यतः क्रमशः 37°C और 7.4 होते हैं। ये परिस्थितियाँ मानव शरीर में पाई जाती हैं, इसीलिए एंजाइम इन तापमान और pH स्तरों पर सर्वोत्तम रूप से कार्य करते हैं।

एंजाइमों को विभिन्न कारक अवरुद्ध कर सकते हैं, जिनमें ऊष्मा, रसायन और अन्य अणु शामिल हैं। अवरोधक एंजाइम की सक्रिय साइट से बंधकर उसे सब्सट्रेट अणु से बंधने से रोकते हैं। इससे अभिक्रिया धीमी हो सकती है या रुक भी सकती है।

एंजाइम जीवन के लिए अत्यावश्यक हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं। वे जिन अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं उनके प्रति अत्यधिक विशिष्ट होते हैं और विभिन्न कारकों द्वारा नियमित होते हैं।

एंजाइमों के उदाहरण

मानव शरीर में हज़ारों भिन्न-भिन्न एंजाइम होते हैं। कुछ सबसे महत्वपूर्ण एंजाइम इस प्रकार हैं:

• एमिलेज़: यह एंजाइम कार्बोहाइड्रेट्स को शर्कराओं में तोड़ता है।
• लाइपेज़: यह एंजाइम वसा को फैटी अम्लों और ग्लिसरॉल में तोड़ता है।
• प्रोटीअेज़: यह एंजाइम प्रोटीनों को अमीनो अम्लों में तोड़ता है।
• DNA पॉलिमरेज़: यह एंजाइम DNA की प्रतिकृति बनाता है।
• RNA पॉलिमरेज़: यह एंजाइम DNA से RNA का प्रतिलेखन करता है।

ये केवल कुछ उदाहरण हैं उन अनेकों एंजाइमों के, जो जीवन के लिए अत्यावश्यक हैं। एंजाइम लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और हमारे जीवित रहने के लिए अनिवार्य हैं।

एंजाइमों के अनुप्रयोग

एंज़ाइमों का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• खाद्य प्रसंस्करण: एंज़ाइमों का उपयोग जटिल कार्बोहाइड्रेट्स को शर्करा में तोड़ने के लिए किया जाता है, जिनका उपयोग स्वीटनर, सिरप और अन्य खाद्य उत्पाद बनाने के लिए किया जा सकता है।
• ब्रूइंग: एंज़ाइमों का उपयोग स्टार्च को शर्करा में बदलने के लिए किया जाता है, जिसे फिर खमीर द्वारा किण्वित कर शराब उत्पन्न की जाती है।
• चीज़ बनाना: एंज़ाइमों का उपयोग दूध के प्रोटीन को दही के लोथों में जमाने के लिए किया जाता है, जिन्हें फिर दबाकर चीज़ बनाया जाता है।
• मांस को नरम बनाना: एंज़ाइमों का उपयोग मांस में मौजूद कठोर संयोजी ऊतक को तोड़ने के लिए किया जाता है, जिससे वह अधिक नरम हो जाता है।
• डिटर्जेंट निर्माण: एंज़ाइमों का उपयोग कपड़ों पर दाग और गंदगी को तोड़ने के लिए किया जाता है।
• फार्मास्यूटिकल उद्योग: एंज़ाइमों का उपयोग एंटीबायोटिक्स, विटामिन और अन्य दवाओं के उत्पादन के लिए किया जाता है।

एंज़ाइम एक शक्तिशाली उपकरण हैं जिनका उपयोग हमारे जीवन को कई तरीकों से बेहतर बनाने के लिए किया जा सकता है। वे जीवन के लिए आवश्यक हैं और लगभग हर कोशिकीय प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

लगभग सभी एंज़ाइम प्रोटीन होते हैं, तो कौन-सा एंज़ाइम प्रोटीन नहीं है?

यद्यपि यह सच है कि अधिकांश एंज़ाइम प्रोटीन होते हैं, इस नियम के कुछ अपवाद भी हैं। राइबोज़ाइम्स एक प्रकार के एंज़ाइम हैं जो प्रोटीन के बजाय RNA से बने होते हैं। राइबोज़ाइम विभिन्न रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, जिनमें RNA अणुओं की स्प्लाइसिंग और mRNA के प्रोटीन में अनुवाद शामिल हैं।

एक और गैर-प्रोटीन एंजाइम का उदाहरण एंजाइम टेलोमरेज़ है। टेलोमरेज़ एक राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन एंजाइम है जो गुणसूत्रों के सिरों पर टेलोमेरिक डीएनए अनुक्रम जोड़ता है। टेलोमरेज़ जीनोमिक स्थिरता के रखरखाव के लिए आवश्यक है और कोशिका विभाजन और उम्र बढ़ने सहित विभिन्न कोशिकीय प्रक्रियाओं में शामिल है।

ये गैर-प्रोटीन एंजाइमों के कुछ उदाहरण मात्र हैं। यद्यपि प्रोटीन एंजाइमों का सबसे सामान्य प्रकार हैं, इस नियम के कुछ अपवाद भी हैं। राइबोज़ाइम और टेलोमरेज़ दो ऐसे गैर-प्रोटीन एंजाइम हैं जो विभिन्न कोशिकीय प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एंजाइमों को परिभाषित करें।

एंजाइम जैविक उत्प्रेरक होते हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज करते हैं। ये प्रोटीन अणु होते हैं जो कोशिकाओं द्वारा उत्पादित किए जाते हैं और उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं, विशिष्ट रासायनिक अभिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाते हैं और उन्हें तेज करते हैं बिना स्वयं खपत के। एंजाइम विभिन्न उपापचयी अभिक्रियाओं को शारीरिक तापमान और दबाव पर होने में सक्षम बनाते हैं, जिससे वे जीवन के लिए आवश्यक हो जाते हैं।

एंजाइमों के बारे में प्रमुख बिंदु:

1. उत्प्रेरण: एंजाइम रासायनिक अभिक्रियाओं की दर को बढ़ाते हैं अभिक्रिया के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा को कम करके। वे ऐसा अभिक्रिया के लिए एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करके करते हैं, जिससे वह कम तापमान पर अधिक तेजी से आगे बढ़ सके।

2. विशिष्टता: एंजाइम अपने कार्य में अत्यधिक विशिष्ट होते हैं। प्रत्येक एंजाइम सामान्यतः एक विशिष्ट अभिक्रिया या सम्बन्धित अभिक्रियाओं के एक समूह को उत्प्रेरित करता है। यह विशिष्टता एंजाइम के सक्रिय स्थल के अद्वितीय आकार और रासायनिक गुणों द्वारा निर्धारित होती है, जो विशिष्ट अभिकारकों से बंधता है।

3. सक्रिय स्थल: सक्रिय स्थल एंजाइम का एक विशिष्ट क्षेत्र होता है जहाँ अभिकारक बंधता है और उत्प्रेरण होता है। सक्रिय स्थन में ऐसे अमीनो अम्ल अवशेष होते हैं जो अभिकारक से अन्योन्यक्रिया कर रासायनिक अभिक्रिया को सरल बनाते हैं।

4. अभिकारक बंधन: एंजाइम विशिष्ट अभिकारकों को हाइड्रोजन बंधन, आयनिक अन्योन्यक्रियाओं और वान डर वाल्स बलों जैसी विभिन्न शक्तियों के माध्यम से बांधते हैं। अभिकारक के बंधन से एंजाइम में संरचनात्मक परिवर्तन उत्पन्न होते हैं, जिससे उत्प्रेरक समूह अभिकारक के निकट आ जाते हैं।

5. संक्रमण अवस्था स्थिरीकरण: एंजाइम अभिक्रिया की संक्रमण अवस्था को स्थिर करते हैं, जो अभिकारक से उत्पाद में रूपांतरण के दौरान बनने वाली उच्च-ऊर्जा मध्यवर्ती अवस्था होती है। यह स्थिरीकरण सक्रियण ऊर्जा को घटाता है और अभिक्रिया को तेज करता है।

6. नियमन: एंजाइम की सक्रियता को प्रतिपुष्टि निरोध, समस्थानिक नियमन और सहसंयोजक संशोधनों सहित विभिन्न तंत्रों द्वारा नियमित किया जा सकता है। ये नियामक तंत्र यह सुनिश्चित करते हैं कि एंजाइम की सक्रियता कोश की उपापचयी आवश्यकताओं के साथ समन्वयित रहे।

एंजाइमों के उदाहरण:

1. एमिलेज: कार्बोहाइड्रेट्स को सरल शर्कराओं में तोड़ता है। लार और अग्न्याशयी रसों में पाया जाता है।

2. प्रोटीज: प्रोटीनों को अमीनो अम्लों में तोड़ता है। पाचन तंत्र में पाया जाता है।

3. लाइपेज: वसा को फैटी अम्लों और ग्लिसरॉल में तोड़ता है। पाचन तंत्र में पाया जाता है।

4. एटीपी सिंथेज: ऑक्सीडेटिव फॉस्फोरिलेशन के माध्यम से कोशिकाओं की ऊर्जा मुद्रा एटीपी उत्पन्न करता है। माइटोकॉन्ड्रिया में पाया जाता है।

5. डीएनए पॉलिमरेज: प्रतिकृतिकरण के दौरान डीएनए का संश्लेषण करता है। कोशिका विभाजन और डीएनए मरम्मत के लिए आवश्यक।

एंजाइम अनेक जैविक प्रक्रियाओं में, जिनमें चयापचय, पाचन, डीएनए प्रतिकृतिकरण और जीन अभिव्यक्ति शामिल हैं, एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उनकी विशिष्टता, दक्षता और नियमन कोशिकीय होमियोस्टेसिस और समग्र जीव कार्य को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं। एंजाइमों और उनके क्रियाविधि की समझ जीव विज्ञान, जैवप्रौद्योगिकी और चिकित्सा के विभिन्न क्षेत्रों के लिए मूलभूत है।

प्रेरित अनुरूपता सिद्धांत क्या है?

प्रेरित अनुरूपता सिद्धांत

प्रेरित अनुरूपता सिद्धांत प्रस्तावित करता है कि किसी लिगैंड का प्रोटीन से बंधन प्रोटीन में एक रचनात्मक परिवर्तन उत्पन्न करता है, जिससे दोनों अणुओं के बीच अधिक पूरक अनुरूपता आ जाती है। इस सिद्धांत को सर्वप्रथम डैनियल कोशलैंड ने 1958 में प्रस्तावित किया था और तब से यह एंजाइम उत्प्रेरण के मूलभूत सिद्धांतों में से एक बन गया है।

प्रेरित फिट सिद्धांत के अनुसार, एक एंजाइम का सक्रिय स्थान कोई कठोर संरचना नहीं होता है, बल्कि यह एक लचीला क्षेत्र होता है जो लिगेंड से बंधने पर संरचनात्मक परिवर्तनों से गुजर सकता है। जब कोई लिगेंड एंजाइम से बंधता है, तो यह सक्रिय स्थान के आकार में परिवर्तन प्रेरित करता है, जिससे एंजाइम लिगेंड को बेहतर ढंग से समायोजित कर सकता है और वांछित रासायनिक अभिक्रिया को उत्प्रेरित कर सकता है।

प्रेरित फिट सिद्धांत को हेक्सोकाइनेज नामक एंजाइम के उदाहरण से समझाया जा सकता है, जो एटीपी से ग्लूकोज़ में फॉस्फेट समूह के स्थानांतरण को उत्प्रेरित करता है। जब ग्लूकोज़ हेक्सोकाइनेज के सक्रिय स्थान से बंधता है, तो यह एंजाइम में एक संरचनात्मक परिवर्तन प्रेरित करता है जो एंजाइम के उत्प्रेरक अवशेषों को ग्लूकोज़ अणु के करीब ले आता है। यह एंजाइम को एटीपी से ग्लूकोज़ में फॉस्फेट समूह के स्थानांतरण को उत्प्रेरित करने की अनुमति देता है, जिससे ग्लूकोज़-6-फॉस्फेट बनता है।

प्रेरित फिट सिद्धांत का एक अन्य उदाहरण हीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन का बंधन है। जब ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन से बंधता है, तो यह प्रोटीन में एक संरचनात्मक परिवर्तन प्रेरित करता है जो अन्य उपइकाइयों की ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण को बढ़ाता है। ऑक्सीजन का हीमोग्लोबिन से यह सहकारी बंधन प्रोटीन को रक्तप्रवाह के माध्यम से ऑक्सीजन को कुशलता से परिवहन करने की अनुमति देता है।

प्रेरित फिट सिद्धांत एंजाइम उत्प्रेरण का एक मूलभूत सिद्धांत है और इसके एंजाइमों के कार्य करने के तरीके को समझने में महत्वपूर्ण प्रभाव हैं। यह सिद्धांत यह समझाने में मदद करता है कि एंजाइम उच्च विशिष्टता और उत्प्रेरक दक्षता कैसे प्राप्त करते हैं, और वे पर्यावरण में परिवर्तन के प्रतिसाद में अपनी सक्रियता को कैसे नियंत्रित करते हैं।

पौधों में एंजाइमों के उदाहरण क्या हैं?

एंजाइम प्रोटीन अणु होते हैं जो रासायनिक अभिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं, जिससे वे शारीरिक तापमान पर अधिक तेजी से हो सकती हैं। पौधों में विभिन्न उपापचयी प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने वाले विभिन्न प्रकार के एंजाइम होते हैं। यहां पौधों में पाए जाने वाले कुछ एंजाइमों के उदाहरण दिए गए हैं:

1. रुबिस्को (रिब्युलोज़-1,5-बिस्फॉस्फेट कार्बोक्सिलेज़/ऑक्सीजनेज़):

• रुबिस्को प्रकाश संश्लेषण में शामिल एक प्रमुख एंजाइम है, वह प्रक्रिया जिससे पौधे सूर्य के प्रकाश को रासायनिक ऊर्जा में बदलते हैं।
• यह कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को कार्बनिक यौगिकों में, विशेष रूप से रिब्युलोज़-1,5-बिस्फॉस्फेट (RuBP) में स्थिर करने की अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, ताकि 3-फॉस्फोग्लिसरेट (3-PGA) के दो अणु उत्पन्न हों।
• रुबिस्को क्लोरोप्लास्ट्स में प्रचुर मात्रा में पाया जाता है, वे कोशिकांग जो पौधे की कोशिकाओं में प्रकाश संश्लेषण के लिए उत्तरदायी होते हैं।

2. ATP synthase:

• ATP synthase एक एंजाइम कॉम्प्लेक्स है जो क्लोरोप्लास्ट्स की थाइलाकॉयड झिल्लियों और माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों में स्थित होता है।
• यह एडेनोसिन डाइफॉस्फेट (ADP) और अकार्बनिक फॉस्फेट (Pi) से एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) – कोशिकाओं की प्राथमिक ऊर्जा मुद्रा – के संश्लेषण की क्रिया को उत्प्रेरित करता है।
• ATP synthase झिल्ली के पार प्रोटॉनों (H+) के प्रवाह से मुक्त ऊर्जा का उपयोग कर ADP को ATP में फॉस्फोरिलेट करता है।

3. Cellulose synthase:

• Cellulose synthase एक एंजाइम कॉम्प्लेक्स है जो सेल्युलोज़ के संश्लेषण में संलग्न होता है, जो पादप कोशिका भित्ति का प्रमुख घटक है।
• यह ग्लूकोज अणुओं की बहुलकीकरण द्वारा लंबी, अशाखित सेल्युलोज़ श्रृंखलाओं का निर्माण करता है, जो पादप ऊतकों को संरचनात्मक सहारा और दृढ़ता प्रदान करती हैं।
• Cellulose synthase पादप कोशिकाओं की प्लाज्मा झिल्ली में स्थित होता है।

4. Proteases:

• Proteases ऐसे एंजाइम हैं जो पेप्टाइड बंधों के जलअपघटन की क्रिया को उत्प्रेरित करते हैं, प्रोटीनों को छोटे पेप्टाइड्स या अमीनो अम्लों में तोड़ते हैं।
• पादपों में विभिन्न विशिष्टताओं वाले कई प्रोटीज़ होते हैं, जो प्रोटीन चक्रण, कोशिकीय प्रक्रियाओं के नियमन और रोगजनकों के विरुद्ध रक्षा में संलग्न हैं।
• पादपों में प्रोटीज़ के उदाहरणों में पपीते से पपैन, अनानास से ब्रोमेलैन और अंजीर से फाइसिन शामिल हैं।

5. एमिलेज़:

• एमिलेज़ ऐसे एंजाइम होते हैं जो स्टार्च—एक संचय पॉलिसैकेराइड जो पौधों में पाया जाता है—के जलअपघटन को सरल शर्कराओं जैसे ग्लूकोज़ और माल्टोज़ में उत्प्रेरित करते हैं।
• वे बीज अंकुरण में निर्णायक भूमिका निभाते हैं, संचित स्टार्च भंडार को गतिशील बनाकर विकसित हो रहे अंकुर को ऊर्जा प्रदान करते हैं।
• एमिलेज़ फलों के पकने और वृद्धावस्था के दौरान पौधे के ऊतकों में स्टार्च के पाचन में भी संलग्न होते हैं।

6. लाइपेज़:

• लाइपेज़ ऐसे एंजाइम होते हैं जो वसा और तेलों (ट्राइग्लिसराइड्स) को ग्लिसरॉल और फैटी अम्लों में जलअपघटित करते हैं।
• वे बीज अंकुरण के दौरान संचित लिपिड्स को गतिशील बनाने और पौधे की वृद्धि व विकास के दौरान लिपिड्स के विघटन में संलग्न होते हैं।
• लाइपेज़ खाद्य और औद्योगिक उपयोगों में प्रयुक्त पौधों के तेलों और वसाओं के उत्पादन में भी भूमिका निभाते हैं।

ये पौधों में पाए जाने वाले असंख्य एंजाइमों के कुछ उदाहरण मात्र हैं। प्रत्येक एंजाइम की एक विशिष्ट कार्य होता है और वे विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिससे पौधों की वृद्धि, विकास और जीवित रहने में योगदान मिलता है।

क्या किसी एंजाइम को बहुलक कहा जा सकता है?

क्या किसी एंजाइम को बहुलक कहा जा सकता है?

एंजाइम एक प्रोटीन होता है जो रासायनिक अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। प्रोटीन अमीनो अम्लों के बहुलक होते हैं, इसलिए एक अर्थ में एंजाइमों को बहुलक कहा जा सकता है। फिर भी, एंजाइमों को सामान्यतः बहुलक नहीं कहा जाता क्योंकि उनका एक विशिष्ट कार्य होता है—अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना।

एंजाइमों के उदाहरण

कुछ एंजाइमों के उदाहरण इस प्रकार हैं:

• एमिलेज़: यह एंजाइम कार्बोहाइड्रेट्स को शर्करा में तोड़ता है।
• लाइपेज़: यह एंजाइम वसा को फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में तोड़ता है।
• प्रोटीएज़: यह एंजाइम प्रोटीन को अमीनो अम्ल में तोड़ता है।

एंजाइम कैसे काम करते हैं

एंजाइम एक सब्सट्रेट अणु से बंधकर उस पर रासायनिक अभिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं। सब्सट्रेट अणु वह अणु होता है जिस पर एंजाइम कार्य करता है। एंजाइम अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा घटा देता है, जिससे अभिक्रिया तेजी से हो सकती है।

एंजाइम जीवन के लिए अत्यावश्यक हैं

एंजाइम जीवन के लिए अत्यावश्यक हैं क्योंकि वे उन रासायनिक अभिक्रियाओं को संभव बनाते हैं जो जीवन के लिए आवश्यक हैं। एंजाइमों के बिना ये अभिक्रियाएँ इतनी तेजी से नहीं हो पातीं कि जीवन बना रहे।

निष्कर्ष

एंजाइम प्रोटीन होते हैं जो रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। इन्हें पॉलिमर कहा जा सकता है, लेकिन इन्हें आमतौर पर ऐसा नहीं कहा जाता क्योंकि इनका एक विशिष्ट कार्य होता है। एंजाइम जीवन के लिए अत्यावश्यक हैं क्योंकि वे जीवन के लिए आवश्यक रासायनिक अभिक्रियाओं को संभव बनाते हैं।

एंजाइमों के कौन-से प्रकार मौजूद हैं?

एंजाइम जैविक उत्प्रेरक हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज करते हैं। ये अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, प्रत्येक एंजाइम केवल एक विशेष अभिक्रिया या अभिक्रियाओं के समूह को उत्प्रेरित करता है। एंजाइमों को उनके उत्प्रेरणीय तंत्र, रासायनिक प्रकृति या सब्सट्रेट विशिष्टता के आधार पर विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। यहाँ कुछ प्रमुख प्रकार के एंजाइम दिए गए हैं:

1. ऑक्सिडोरिडक्टेस:

• ये एंजाइम ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, जिनमें अणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है।
• उदाहरण: डिहाइड्रोजनेज, ऑक्सिडेस, पेरॉक्सिडेस।

2. ट्रांसफेरेस:

• ट्रांसफेरेस कार्यात्मक समूहों (जैसे मेथिल, एसिटिल या ग्लाइकोसिल समूह) को एक अणु से दूसरे अणु में स्थानांतरित करने में सहायता करते हैं।
• उदाहरण: ट्रांसएमिनेस, काइनेज, ग्लाइकोसिलट्रांसफेरेस।

3. हाइड्रोलेज़:

• हाइड्रोलेज़ विभिन्न बंधों के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करते हैं, जटिल अणुओं को सरल अणुओं में तोड़ने के लिए पानी का उपयोग करते हैं।
• उदाहरण: प्रोटिएस, लिपेस, एमिलेस, न्यूक्लिएस।

4. लाइएस:

• लाइएस गैर-हाइड्रोलिटिक तरीकों से विभिन्न बंधों के विखंडन को उत्प्रेरित करते हैं, अक्सर दोहरे बंधों के निर्माण या CO2 या H2O जैसे छोटे अणुओं के मुक्त होने का परिणाम होता है।
• उदाहरण: डिकार्बॉक्सिलेस, एल्डोलेज, सिंथेस।

5. आइसोमरेज़:

• आइसोमरेज़ समावयवों के पारस्परिक रूपांतरण को उत्प्रेरित करते हैं, जो समान आण्विक सूत्र लेकिन भिन्न संरचनात्मक व्यवस्था वाले अणु होते हैं।
• उदाहरण: रेसेमेस, एपिमेरेस, म्यूटेस।

6. लाइगेस:

• लाइगेस दो अणुओं के बीच नए सहसंयोजी बंधों के निर्माण को उत्प्रेरित करते हैं, अक्सर ATP के हाइड्रोलिसिस के साथ।
• उदाहरण: DNA लाइगेस, RNA लाइगेस, अमीनोएसिल tRNA सिंथेटेस।

7. मेटैलोएंजाइम:

• मेटैलोएंजाइम ऐसे एंजाइम होते हैं जिन्हें उनकी उत्प्रेरक गतिविधि के लिए धातु आयनों (सहकारकों) की उपस्थिति आवश्यक होती है।
• उदाहरण: साइटोक्रोम ऑक्सिडेस (तांबा), कार्बोनिक एनहाइड्रेज (जिंक), नाइट्रोजनेज (लोहा और मोलिब्डेनम)।

8. राइबोज़ाइम्स:

• राइबोज़ाइम्स RNA अणु होते हैं जो प्रोटीन एंजाइमों की तरह विशिष्ट रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं।
• उदाहरण: ग्रुप I और ग्रुप II इंट्रॉन, RNase P।

9. उत्प्रेरक एंटीबॉडीज़:

• उत्प्रेरक एंटीबॉडीज़ ऐसे एंटीबॉडी होते हैं जो सोमैटिक हाइपरम्यूटेशन और चयन के माध्यम से एंजाइमेटिक गतिविधि प्राप्त कर लेते हैं।
• उदाहरण: एब्ज़ाइम्स, उत्प्रेरक इम्यूनोग्लोब्युलिन्स।

ये जीवित जीवों में पाए जाने वाले विविध प्रकार के एंजाइमों के कुछ उदाहरण मात्र हैं। प्रत्येक प्रकार का एंजाइम कोशिकीय चयापचय और शारीरिक प्रक्रियाओं में विशिष्ट भूमिका निभाता है, जिससे जीव के समग्र कार्य और अस्तित्व में योगदान होता है।

एंजाइम का सक्रिय स्थल क्या होता है?

सक्रिय स्थल एंजाइम का एक विशिष्ट क्षेत्र होता है जहाँ सब्सट्रेट बंधता है और रासायनिक अभिक्रिया से गुजरता है। यह अमीनो अम्ल अवशेषों के एक समूह से बना होता है जो एक सटीक तरीके से व्यवस्थित होकर सब्सट्रेट के लिए एक अद्वितीय वातावरण बनाते हैं। सक्रिय स्थल एंजाइम को अभिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ प्रदान करता है, जैसे सही pH, तापमान और सब्सट्रेट की उन्मुखीकरण।

यहाँ सक्रिय स्थल की कुछ प्रमुख विशेषताएँ दी गई हैं:

1. सब्सट्रेट बाइंडिंग: सक्रिय स्थल में सब्सट्रेट अणु के लिए विशिष्ट बाइंडिंग स्थल होते हैं। ये बाइंडिंग स्थल आकार, आकृति और रासायनिक गुणों के मामले में सब्सट्रेट के पूरक होते हैं। सब्सट्रेट हाइड्रोजन बॉन्डिंग, आयनिक अन्योन्यक्रियाओं और वान डेर वाल्स बलों जैसी विभिन्न ताकतों के माध्यम से सक्रिय स्थल से बंधता है।

2. उत्प्रेरक अवशेष: सक्रिय स्थल के भीतर विशिष्ट अमीनो अम्ल अवशेष होते हैं जिन्हें उत्प्रेरक अवशेष कहा जाता है जो रासायनिक अभिक्रिया को सुगम बनाने के लिए उत्तरदायी होते हैं। ये अवशेष अभिक्रिया में भाग लेते हैं प्रोटोन दान या ग्रहण करके, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित करके, या सब्सट्रेट के साथ सहसंयोजक बंध बनाकर।

3. एंजाइम-सब्सट्रेट संकुल: जब सब्सट्रेट सक्रिय स्थल से बंधित होता है, तो यह एक एंजाइम-सब्सट्रेट संकुल बनाता है। यह संकुल सब्सट्रेट को उत्प्रेरक अवशेषों के निकट लाता है, जिससे अभिक्रिया होने की अनुमति मिलती है।

4. संक्रमण अवस्था स्थिरीकरण: एंजाइम एक अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करते हैं संक्रमण अवस्था को स्थिर करके, जो अभिक्रिया के दौरान बनने वाली उच्च-ऊर्जा मध्यवर्ती अवस्था होती है। सक्रिय स्थल संक्रमण अवस्था के लिए एक उपयुक्त वातावरण प्रदान करता है, जिससे यह अधिक तेजी से बनती और विघटित होती है।

5. विशिष्टता: एक एंजाइम का सक्रिय स्थल अपने सब्सट्रेट के लिए अत्यधिक विशिष्ट होता है। यह विशिष्टता सक्रिय स्थल में अमीनो अम्ल अवशेषों की सटीक व्यवस्था द्वारा निर्धारित होती है, जो केवल कुछ विशिष्ट सब्सट्रेटों को बंधित होने और अभिक्रिया से गुजरने की अनुमति देती है।

सक्रिय स्थलों के उदाहरण:

1. लाइसोजाइम: लाइसोजाइम एक एंजाइम है जो जीवाणुओं की कोशिका भित्तियों को तोड़ता है। इसके सक्रिय स्थल में दो ग्लूटामिक अम्ल अवशेष होते हैं जो जीवाणु कोशिका भित्ति में ग्लाइकोसाइडिक बंधों को विदलित करने के लिए प्रोटोन दान करते हैं।

2. ट्रिप्सिन: ट्रिप्सिन एक पाचक एंजाइम है जो प्रोटीन को तोड़ता है। इसकी सक्रिय साइट में एक सेरिन अवशेष होता है जो सब्सट्रेट के साथ एक सहसंयोजक बंध बनाता है, जिससे पेप्टाइड बंधों के जल-अपघटन की सुविधा मिलती है।

3. अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज: अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज एक एंजाइम है जो अल्कोहल को एल्डिहाइड में बदलता है। इसकी सक्रिय साइट में एक जिंक आयन होता है जो सब्सट्रेट के साथ समन्वय करता है और हाइड्राइड आयनों के स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करता है।

संक्षेप में, किसी एंजाइम की सक्रिय साइट एक विशिष्ट क्षेत्र होता है जो सब्सट्रेट को बांधता है और रासायनिक अभिक्रिया होने के लिए आवश्यक वातावरण प्रदान करता है। इसमें विशिष्ट अमीनो अम्ल अवशेष होते हैं जो मिलकर अभिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं और इसकी विशिष्टता सुनिश्चित करते हैं। सक्रिय साइटों की संरचना और कार्य को समझना एंजाइम उत्प्रेरण को समझने और चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए एंजाइम अवरोधक तैयार करने के लिए महत्वपूर्ण है।