एंजाइम्स सत्र I

एंजाइम बड़े, जटिल proteins होते हैं जो amino acids की लंबी श्रृंखलाओं से बने होते हैं। वे गोलाकार proteins हैं। जैसा कि हम जानते हैं, proteins amino acids की लंबी श्रृंखलाओं से बने होते हैं। इन amino acids का विशिष्ट अनुक्रम एंजाइमों की संरचना और कार्य निर्धारित करता है। एन्ज़ाइम हमारे शरीर में रासायनिक अभिक्रियाएँ सम्पन्न करते हैं। वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति को बढ़ाकर मदद करते हैं। एंजाइम तापमान में परिवर्तन के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। हमारे शरीर के एंजाइम लगभग सैंतीस सेल्सियस तापमान पर कार्य करते हैं। तापमान में कोई भी छोटा या बड़ा परिवर्तन एंजाइमों की कार्यप्रणाली को प्रभावित करता है।

एंजाइम में प्रोटीन और गैर-प्रोटीन दोनों घटक शामिल होते हैं, जिनमें सहकारक और सहएंजाइम शामिल होते हैं। एन्ज़ाइम के प्रोटीन घटक को एपोएन्ज़ाइम कहा जाता है। सहकारक गैर-प्रोटीन अणु या आयन होते हैं जो विशेष एंजाइमों के समुचित कार्य के लिए आवश्यक होते हैं। सहएंजाइम छोटे, गैर प्रोटीन अणु होते हैं जो एंजाइम से शिथिल रूप से जुड़े होते हैं। वे एंजाइमी प्रतिक्रियाओं के दौरान रासायनिक समूहों या इलेक्ट्रॉनों के वाहक होते हैं। पूर्ण कार्यात्मक एंजाइम को होलोएंजाइम कहा जाता है।

एंजाइम के भीतर एक विशेष क्षेत्र होता है जहां एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। इस क्षेत्र को सक्रिय स्थल कहा जाता है। सक्रिय स्थल एंजाइम की त्रि-आयामी संरचना के भीतर का वह क्षेत्र है जो विशिष्ट रूप से सब्सट्रेट से बंधता है। सब्सट्रेट एक अणु या यौगिक है जिस पर एंजाइम कार्य करता है और उसे उत्पाद में परिवर्तित करता है। सक्रिय स्थल अत्यधिक विशिष्ट होता है तथा विशिष्ट सब्सट्रेट अणुओं को समायोजित करने के लिए सटीक रूप से आकार दिया जाता है।

अंतरकोशिकीय एंजाइम वे proteins होते हैं जो कोशिकाओं के अंदर स्थित होते हैं। ये proteins कोशिकाओं के अंदर आवश्यक कार्य करते हैं। वे छोटे आणविक मशीनों की तरह हैं जो कोशिका के भीतर विभिन्न महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में मदद करते हैं। इन प्रक्रियाओं में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए बड़े अणुओं को छोटे अणुओं में तोड़ना तथा वृद्धि और मरम्मत के लिए नए अणुओं का निर्माण करना शामिल है। ये एंजाइम कोशिका द्वारा अपनी आवश्यकताओं के आधार पर स्वयं निर्मित होते हैं।

अंतरकोशिकीय एंजाइमों को कोशिका के भीतर कार्यरत श्रमिकों के रूप में सोचें। अंतरकोशिकीय एंजाइम कोशिका के भीतर विशिष्ट कक्षों में स्थित होते हैं, जहां वे अपने निर्दिष्ट कार्य प्रभावी ढंग से कर सकते हैं। वे विशिष्ट कार्य करने के लिए जिम्मेदार होते हैं, जैसे रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करना या one अणु को दूसरे में बदलना। अंतरकोशिकीय एंजाइमों के उदाहरणों में डीएनए पॉलीमरेज़, एटीपी सिंथेस और कैटेलेज़ शामिल हैं।

बाह्यकोशिकीय एंजाइम वे एंजाइम होते हैं जो कोशिकाओं द्वारा उत्पादित होते हैं और आसपास के वातावरण में छोड़े जाते हैं। अंतःकोशिकीय एंजाइम कोशिका के भीतर रहते हैं और कोशिकाद्रव्य या कोशिकांगों के अंदर प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। बाह्यकोशिकीय एंजाइम कोशिका के बाहर कार्य करते हैं। वे जटिल मैक्रोमॉलिक्यूल्स, जैसे proteins, carbohydrates और lipids को सरल घटकों में तोड़ने में शामिल होते हैं। इन सरल घटकों को जीव द्वारा आसानी से अवशोषित और उपयोग किया जा सकता है।

कोशिकाबाह्य एंजाइमों के स्राव से जीवों को पोषक तत्वों और ऊर्जा स्रोतों तक पहुंच प्राप्त होती है, जो अन्यथा उनके लिए दुर्गम होते। उदाहरण के लिए, कई बैक्टीरिया कोशिकाबाह्य एंजाइम उत्पन्न करते हैं जो पौधों की कोशिका भित्ति में पाए जाने वाले जटिल polysaccharides को तोड़ देते हैं। इससे बैक्टीरिया को इन carbohydrates को पोषक स्रोत के रूप में उपयोग करने में मदद मिलती है। इसी प्रकार, कवक पर्यावरण में कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने के लिए बाह्यकोशिकीय एंजाइम छोड़ते हैं। इससे पोषक तत्वों के पुनर्चक्रण में सहायता मिलती है।

जैसा कि हम जानते हैं, एंजाइम प्रोटीन अणु होते हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करके उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। एन्ज़ाइम क्रिया की प्रक्रिया में कई चरण सम्मिलित होते हैं। सबसे पहले, सब्सट्रेट अणु एंजाइम के सक्रिय स्थल से बंधता है। सक्रिय स्थल का एक विशिष्ट आकार होता है जो इसे विशिष्ट सब्सट्रेट को पहचानने और उससे बंधने में सक्षम बनाता है। जब सब्सट्रेट सक्रिय साइट से बंधता है, तो एक एंजाइम सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स बनता है।

एंजाइम सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स को अस्थायी कमजोर अंतःक्रियाओं, जैसे हाइड्रोजन बांड और वैन डेर वाल्स बलों द्वारा स्थिर किया जाता है। जब एंजाइम और सब्सट्रेट एक साथ आते हैं, तो एंजाइम अपना आकार थोड़ा बदल देता है। यह परिवर्तन एंजाइम के विशिष्ट भागों, जिन्हें अमीनो एसिड अवशेष कहा जाता है, को सब्सट्रेट के करीब पहुंचने की अनुमति देता है। यह निकटता प्रतिक्रिया को अधिक आसानी से घटित होने में मदद करती है।

एंजाइम के सक्रिय स्थल के अंदर, प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा कम हो जाती है। सक्रियण ऊर्जा ऊर्जा की वह मात्रा है जो किसी रासायनिक प्रतिक्रिया को आगे बढ़ने के लिए प्रदान की जानी आवश्यक है। एंजाइम प्रतिक्रिया के लिए आदर्श परिस्थितियां निर्मित करके ऐसा करता है। परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया अधिक तेजी से और अधिक कुशलता से होती है।

इस अभिक्रिया के परिणामस्वरूप सब्सट्रेट one या एक से अधिक उत्पादों में परिवर्तित हो जाता है। इनमें सब्सट्रेट से भिन्न रासायनिक गुण होते हैं। ये उत्पाद सक्रिय साइट से मुक्त होते हैं। एक बार उत्पाद जारी हो जाने पर, एंजाइम अपनी मूल संरचना में वापस आ जाता है। अब यह नये सब्सट्रेट अणुओं से बंधने के लिए तैयार है। प्रतिक्रिया के दौरान एंजाइम नष्ट नहीं होते या उनमें स्थायी परिवर्तन नहीं होता। इससे उनका बार-बार उपयोग किया जा सकता है।

क्या आपने कभी सोचा है कि एंजाइम अपना काम इतनी सटीकता से कैसे कर पाते हैं?। यह एंजाइम्स की विशिष्टता के कारण है। एंजाइम विशिष्टता से तात्पर्य एंजाइमों की विशिष्ट अणुओं को चुनिंदा रूप से पहचानने और उनसे बंधने की क्षमता से है। एंजाइमों का सक्रिय स्थल इस प्रकार डिजाइन किया गया है कि वह विशिष्ट सब्सट्रेट से पूरी तरह से फिट हो जाए और उससे बंध जाए। सक्रिय स्थल में विशेष रासायनिक समूह होते हैं जो हाइड्रोजन बंध बना सकते हैं और सब्सट्रेट के साथ इलेक्ट्रोस्टेटिक अंतःक्रिया कर सकते हैं। ये अंतःक्रियाएं एंजाइम को अपने लक्ष्य को पहचानने और एक मजबूत बंधन स्थापित करने में मदद करती हैं।

ताला और चाबी परिकल्पना एक अवधारणा है जो हमें यह समझने में मदद करती है कि एंजाइम अपने विशिष्ट सब्सट्रेट के साथ कैसे अंतःक्रिया करते हैं। इसमें कहा गया है कि एन्जाइम का सक्रिय स्थल एक ताले की तरह होता है, तथा सब्सट्रेट एक चाबी की तरह होता है जो उस ताले में पूरी तरह से फिट हो जाता है। इस परिकल्पना के अनुसार, किसी एंजाइम के सक्रिय स्थल का एक विशिष्ट आकार और रासायनिक गुण होते हैं, जो उसके सब्सट्रेट के आकार और गुणों के बिल्कुल अनुरूप होते हैं। इससे एंजाइम को चुनिंदा रूप से केवल अपने विशिष्ट सब्सट्रेट से ही बंधने और अंतःक्रिया करने की अनुमति मिलती है। यह उस ताले के समान है जिसे केवल सही चाबी से ही खोला जा सकता है।

जब सब्सट्रेट सक्रिय साइट में फिट हो जाता है, तो यह एंजाइम के साथ एक अस्थायी बंधन बनाता है। इससे एंजाइम को अपना काम करने और सब्सट्रेट पर रासायनिक प्रतिक्रियाएं करने की अनुमति मिलती है। यह ऐसा है जैसे ताला और चाबी मिलकर किसी चीज को खोलते हैं। यह परिकल्पना हमें यह समझने में मदद करती है कि एंजाइम अपने कार्य में इतने अच्छे क्यों हैं। वे कार्य करने के लिए सही अणुओं का चयन कर सकते हैं, क्योंकि उनके सक्रिय स्थल ठीक उन्हीं अणुओं के लिए आकारबद्ध होते हैं।

लॉक और कुंजी परिकल्पना के विपरीत, प्रेरित फिट परिकल्पना सक्रिय साइट पर सब्सट्रेट के बंधन की बेहतर व्याख्या प्रदान करती है। प्रेरित फिट परिकल्पना के अनुसार, किसी एंजाइम का सक्रिय स्थल एक कठोर संरचना नहीं है। यह एक लचीला क्षेत्र है जो सब्सट्रेट बंधन पर अपना आकार बदल सकता है। प्रारंभ में, सक्रिय साइट सब्सट्रेट पर पूरी तरह से फिट नहीं हो सकती है। लेकिन जब सब्सट्रेट सक्रिय साइट में प्रवेश करता है, तो सक्रिय साइट सब्सट्रेट में पूरी तरह से फिट होने के लिए अपना आकार बदल लेती है। क्या आप बता सकते हैं कि कौन सी परिकल्पना एंजाइमों की कार्यप्रणाली का सबसे अच्छा वर्णन करती है?।