एंजाइम्स – सत्र 2

जैसा कि हमने अध्ययन किया है, एंजाइम जैविक उत्प्रेरक हैं। वे अभिकारकों को उत्पादों में परिवर्तित करके रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करने में मदद करते हैं। वे रासायनिक प्रतिक्रिया को तीव्र करते हैं। लेकिन ये एंजाइम अभिकारकों को उत्पादों में बदलने का काम कैसे करते हैं?।

हम उस क्रियाविधि का अध्ययन करेंगे जिसके द्वारा एंजाइम अपना कार्य करते हैं। ऐसा करने के लिए, आइए पहले एंजाइमों की संरचना को समझें। एंजाइम प्रोटीन से बने होते हैं। प्रोटीन आपके शरीर में छोटे-छोटे निर्माण-खंडों की तरह होते हैं जो आपको बढ़ने, स्वस्थ रहने और कई महत्वपूर्ण कार्य करने में मदद करते हैं।

प्रोटीन छोटे-छोटे भागों से बने होते हैं जिन्हें अमीनो एसिड कहा जाता है। इन अमीनो एसिड की कल्पना रंग-बिरंगे मोतियों के रूप में करें जिन्हें आप एक साथ पिरोकर एक सुंदर हार बना सकते हैं। जब आप इन अमीनो एसिड के मोतियों को एक विशेष क्रम में पिरोते हैं, तो आप प्रोटीन बनाते हैं। यह विभिन्न प्रकार और रंगों के मोतियों से एक विशेष हार बनाने जैसा है।

एंजाइमों के आकार में एक विशेष भाग होता है जिसे सक्रिय स्थल कहा जाता है। यह भाग एक छोटी सी जेब की तरह होता है जो सामग्री को पकड़ कर रख सकता है। यह कुछ-कुछ वैसा ही है जैसे आप किसी चित्र में रंग भरने के लिए अपने हाथ में क्रेयॉन पकड़ते हैं। सक्रिय साइट में अभिकारक को उत्पाद में परिवर्तित करने की शक्ति होती है।

अभिकारक को सब्सट्रेट कहा जाता है। मान लीजिए आप केक पका रहे हैं। केक बनाने के लिए आवश्यक सामग्री को सब्सट्रेट कहा जाता है। एंजाइम सब्सट्रेट को उत्पादों में परिवर्तित करते हैं। आइये देखें कि यह पूरी प्रक्रिया कैसे चलती है।

एंजाइमों की संरचना के अनुसार विभिन्न सब्सट्रेटों के आकार अलग-अलग होते हैं। सब्सट्रेट एंजाइम के पास आता है। सब्सट्रेट एंजाइम के सक्रिय स्थल में फिट हो जाता है। यदि सब्सट्रेट सक्रिय साइट में फिट बैठता है, तो प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है। अन्यथा प्रतिक्रिया नहीं होती।

जब सब्सट्रेट एंजाइम के सक्रिय स्थल में फिट हो जाता है, तो एंजाइम सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स का निर्माण होता है। सक्रिय साइट सब्सट्रेट पर पकड़ बनाए रखती है। सक्रिय साइट और सब्सट्रेट के बीच एक कनेक्शन बनता है। यह संबंध सक्रिय स्थल और सब्सट्रेट के बीच विशेष प्रकार के बलों की उपस्थिति के कारण होता है। इन बलों को अंतराण्विक बल कहा जाता है।

एंजाइम प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। यह संलग्न सब्सट्रेट को उत्पादों में परिवर्तित करता है। अब इस एंजाइम का पुनः उपयोग किया जा सकता है। यह दूसरे सब्सट्रेट को उत्पाद में परिवर्तित कर देगा। हम कह सकते हैं कि एंजाइम प्रक्रिया में उपयोग हुए बिना ही प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

एंजाइम क्रिया की क्रियाविधि को समझाने वाले दो मॉडल हैं। पहला है ताला और चाबी वाला मॉडल। इस मॉडल के अनुसार, एंजाइम का सक्रिय स्थल एक कठोर संरचना है। इसका आकार नहीं बदलता।

यह मॉडल कहता है कि केवल एक विशिष्ट सब्सट्रेट ही एंजाइम के सक्रिय स्थल में फिट हो सकता है। यह ताले में चाबी फिट करने जैसा है। सब्सट्रेट कुंजी के रूप में कार्य करता है। सक्रिय साइट लॉक के रूप में कार्य करती है। केवल सही चाबी ही ताला खोल सकती है। इसी प्रकार, केवल एक विशिष्ट सब्सट्रेट ही एंजाइम के सक्रिय स्थल पर फिट हो सकता है।

दूसरा मॉडल प्रेरित फिट मॉडल है। इस मॉडल के अनुसार, एंजाइम का सक्रिय स्थल एक कठोर संरचना नहीं है। यह थोड़ा लचीला है। मान लीजिए कि सब्सट्रेट का आकार सक्रिय साइट के लिए उपयुक्त नहीं है। जैसे ही सब्सट्रेट सक्रिय साइट से जुड़ता है, सक्रिय साइट सब्सट्रेट पर पूरी तरह से फिट होने के लिए अपना आकार थोड़ा बदल लेती है।

ये एंजाइम बहुत विशिष्ट प्रकृति के होते हैं। केवल एक विशिष्ट एंजाइम ही विशिष्ट सब्सट्रेट को उत्पादों में परिवर्तित कर सकता है। ऐसा एंजाइम के सक्रिय स्थल के विशिष्ट आकार के कारण होता है। यह आकार सब्सट्रेट अणुओं के लिए विशिष्ट है। विभिन्न एंजाइमों के सक्रिय स्थलों का आकार भिन्न-भिन्न होता है।

विभिन्न कारक एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक तापमान है। एंजाइम विशिष्ट तापमान सीमा पर काम करते हैं। जैसे ही हम तापमान को एक सीमा के भीतर बढ़ाते हैं, एंजाइमों की सक्रियता बढ़ जाती है।

वह तापमान जिस पर एंजाइमों की सक्रियता अधिकतम होती है उसे इष्टतम तापमान कहा जाता है। उदाहरण के लिए, मानव शरीर के एंजाइम 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सबसे अच्छा काम करते हैं 37 degrees Celsius। यह मानव शरीर के एंजाइम्स का इष्टतम तापमान है।