ऑक्सीडोरडक्टेस / डिहाइड्रोजनेज

ऑक्सीडोरेडक्टेस एंजाइमों का एक वर्ग है जो जैविक प्रणालियों में ऑक्सीकरण-कमी अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है। इन अभिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल होता है, जो अक्सर हाइड्रोजन या ऑक्सीजन परमाणुओं के रूप में एक अणु (दाता) से दूसरे (स्वीकर्ता) में होता है।

डाइहाइड्रोजनेज, ऑक्सीडोरेडक्टेस का एक उपवर्ग, विशेष रूप से इन अभिक्रियाओं के दौरान सब्सट्रेट से हाइड्रोजन परमाणुओं को हटाने को उत्प्रेरित करता है।

ऑक्सीडोरेडक्टेस की मुख्य विशेषताएं

अभिक्रिया का प्रकार

• ऑक्सीडोरेडक्टेस ऑक्सीकरण-कमी अभिक्रियाओं को सुगम बनाते हैं, जहाँ:
• ऑक्सीकरण में इलेक्ट्रॉनों या हाइड्रोजन का नुकसान शामिल होता है।
• कमी में इलेक्ट्रॉनों या हाइड्रोजन का लाभ शामिल होता है।

इलेक्ट्रॉन वाहक

इन एंजाइमों को अक्सर इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करने के लिए NAD⁺ (निकोटिनामाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड), NADP⁺, या FAD (फ्लेविन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड) जैसे कोएंजाइम की आवश्यकता होती है।

ऑक्सीडोरिडक्टेस के सामान्य प्रकार

• ऑक्सीडेस: इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन में स्थानांतरित करने में उत्प्रेरक का काम करते हैं।
• डाइहाइड्रोजनेज: हाइड्रोजन परमाणुओं को NAD⁺ या FAD जैसे इलेक्ट्रॉन वाहकों में स्थानांतरित करने में उत्प्रेरक का काम करते हैं।

डाइहाइड्रोजनेज की मुख्य विशेषताएं

ग्लाइकोलाइसिस, क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला जैसी प्रक्रियाओं के दौरान सब्सट्रेट के ऑक्सीकरण को सुविधाजनक बनाकर डाइहाइड्रोजनेज ऊर्जा चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

चयापचय में उदाहरण

• ग्लिसराल्डाइहाइड-3-फॉस्फेट डाइहाइड्रोजनेज (G3P डाइहाइड्रोजनेज): ग्लाइकोलाइसिस में शामिल।
• लैक्टेट डाइहाइड्रोजनेज: एनारोबिक स्थितियों के तहत पाइरूवेट को लैक्टेट में परिवर्तित करता है।
• सक्सिनेट डाइहाइड्रोजनेज: क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला दोनों में भाग लेता है।

कोएंजाइम की भूमिका

डाइहाइड्रोजनेज हाइड्रोजन और इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने के लिए NAD⁺/NADH, NADP⁺/NADPH, और FAD/FADH₂ जैसे कोएंजाइम पर निर्भर करते हैं।

ऑक्सीडोरेडक्टेस/डाइहाइड्रोजनेज के कार्य

कोशिकीय श्वसन

डाइहाइड्रोजनेज ग्लूकोज और अन्य ऊर्जा-समृद्ध अणुओं को तोड़ने में मदद करते हैं ताकि ATP के रूप में ऊर्जा जारी की जा सके।

उदाहरण: NADH और FADH₂ ग्लाइकोलाइसिस और क्रेब्स चक्र के दौरान डाइहाइड्रोजनेज द्वारा उत्पन्न होते हैं और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में उपयोग किए जाते हैं।

प्रकाश संश्लेषण

पौधों में, ऑक्सीडोरेडक्टेस प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण में शामिल होते हैं, जो ATP और NADPH का उत्पादन करते हैं।

विषहरण

साइटोक्रोम ऑक्सीडेज (एक ऑक्सीडोरेडक्टेस) जैसे एंजाइम ऑक्सीजन को पानी में बदलकर हानिकारक पदार्थों के विषहरण में शामिल होते हैं।

ऑक्सीडोरिडक्टेस/डाइहाइड्रोजनेज के उदाहरण

अल्कोहल डाइहाइड्रोजनेज

यकृत में इथेनॉल को एसीटैल्डाइहाइड में बदलता है।

अभिक्रिया: इथेनॉल + NAD⁺ → एसीटैल्डाइहाइड + NADH।

लैक्टेट डाइहाइड्रोजनेज

एनारोबिक श्वसन के दौरान पाइरूवेट को लैक्टेट में बदलता है।

अभिक्रिया: पाइरूवेट + NADH → लैक्टेट + NAD⁺।

सक्सीनेट डाइहाइड्रोजनेज

क्रेब्स चक्र में सक्सीनेट को फ्यूमरेट में बदलता है और इलेक्ट्रॉनों को FAD में स्थानांतरित करता है।

अभिक्रिया: सक्सीनेट + FAD → फ्यूमरेट + FADH₂।

साइटोक्रोम ऑक्सीडेज

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के अंतिम चरण में इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन में स्थानांतरित करता है।

अभिक्रिया:

4e + 4H⁺ + O₂ → 2 H₂O

अभ्यास प्रश्न

• ऑक्सीडोरडक्टेस क्या हैं, और वे किस प्रकार की प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं?
• चयापचय में डाइहाइड्रोजनेज की क्या भूमिका है?
• ऑक्सीडोरडक्टेस और डाइहाइड्रोजनेज के बीच अंतर स्पष्ट करें।
• ऑक्सीडोरडक्टेस से आमतौर पर जुड़े कोएंजाइम का नाम बताएँ।
• ऑक्सीडोरडक्टेस कोशिकाओं में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को कैसे सुगम बनाते हैं?
• कोशिकीय श्वसन में ATP संश्लेषण के लिए डाइहाइड्रोजनेज क्यों महत्वपूर्ण हैं?
• डाइहाइड्रोजनेज के कार्य में NAD⁺ और FAD की भूमिका का वर्णन करें।
• डाइहाइड्रोजनेज NADH और FADH₂ के उत्पादन में कैसे योगदान करते हैं?