एंजाइम क्रिया की प्रकृति

एंजाइम मानव शरीर में रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज़ करने में मदद करते हैं। वे हजारों अन्य भूमिकाओं के अलावा श्वसन, भोजन पचाने, मांसपेशियों और तंत्रिका कार्यों के लिए आवश्यक हैं। मानव शरीर की प्रत्येक कोशिका में हजारों एंजाइम होते हैं। एंजाइम प्रत्येक कोशिका के भीतर रासायनिक अभिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने में सहायता प्रदान करते हैं। मानव शरीर विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं, ऊतकों और अन्य जटिल अंगों से बना है। कुशल कामकाज के लिए, हमारा शरीर स्वस्थ जीवन को बनाए रखने के लिए श्वसन, पाचन, उत्सर्जन और कुछ अन्य चयापचय गतिविधियों जैसी जैविक प्रक्रियाओं को तेज करने के लिए कुछ रसायन छोड़ता है। इसलिए, एंजाइम सभी जीवित संस्थाओं में महत्वपूर्ण हैं जो सभी जैविक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।

एंजाइम क्या हैं?

"एंजाइमों को जैविक पॉलिमर के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो जैव रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।"

अधिकांश एंजाइम विभिन्न प्रक्रियाओं को निष्पादित करने के लिए महत्वपूर्ण उत्प्रेरक क्षमताओं वाले प्रोटीन होते हैं। कोशिका में चयापचय प्रक्रियाएं और अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाएं एंजाइमों के एक समूह द्वारा की जाती हैं जो जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं।

चयापचय प्रक्रिया का प्रारंभिक चरण एंजाइमों पर निर्भर करता है, जो एक अणु के साथ प्रतिक्रिया करता है और सब्सट्रेट कहलाता है। एंजाइम सब्सट्रेट्स को अन्य विशिष्ट अणुओं में परिवर्तित करते हैं, जिन्हें उत्पादों के रूप में जाना जाता है।

जीवन प्रक्रियाओं को बनाए रखने में उनकी भूमिका के कारण एंजाइमों का विनियमन नैदानिक निदान में एक प्रमुख तत्व रहा है। राइबोजाइम नामक आरएनए उत्प्रेरक के वर्ग को छोड़कर, सभी एंजाइमों के मैक्रोमोलेक्यूलर घटकों में प्रोटीन होता है। राइबोजाइम शब्द राइबोन्यूक्लिक अम्ल एंजाइम से लिया गया है। कई राइबोजाइम राइबोन्यूक्लिक अम्ल के अणु होते हैं, जो अपने स्वयं के बंध में या अन्य आरएनए के बीच अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।

एंजाइम शरीर के सभी ऊतकों और तरल पदार्थों में पाए जाते हैं। चयापचय मार्गों में होने वाली सभी अभिक्रियाओं का उत्प्रेरण इंट्रासेल्युलर एंजाइमों द्वारा किया जाता है। प्लाज्मा झिल्ली में एंजाइम सेलुलर संकेतों की प्रतिक्रिया के रूप में कोशिकाओं में उत्प्रेरण को नियंत्रित करते हैं और संचार प्रणाली में एंजाइम रक्त के थक्के को नियंत्रित करते हैं। अधिकांश महत्वपूर्ण जीवन प्रक्रियाएं एंजाइमों के कार्यों पर स्थापित होती हैं।

एंजाइम क्या करते हैं?

एंजाइम शरीर के भीतर कई महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए सहायता प्रदान करते हैं। कुछ उदाहरणों में सम्मिलित हैं:

पाचन तंत्र: एंजाइम शरीर को बड़े जटिल अणुओं को ग्लूकोज जैसे छोटे अणुओं में तोड़ने में मदद करते हैं, ताकि शरीर उन्हें ईंधन के रूप में उपयोग कर सके।
डीएनए प्रतिकृति: शरीर की प्रत्येक कोशिका में डीएनए होता है। हर बार जब कोई कोशिका विभाजित होती है, तो कोशिका को अपने डीएनए की प्रतिलिपि बनाने की आवश्यकता होती है। एंजाइम डीएनए कॉइल्स को खोलकर इस प्रक्रिया में मदद करते हैं।
यकृत एंजाइम: यकृत शरीर में विषाक्त पदार्थों को तोड़ता है। ऐसा करने के लिए, यह एंजाइमों की एक श्रृंखला का उपयोग करता है जो विषाक्त पदार्थों को नष्ट करने की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाता है।

अन्य गतिविधियाँ जिनमें एंजाइम मदद करते हैं उनमें सम्मिलित हैं:

हार्मोन उत्पादन
कोशिका विनियमन
मांसपेशियों को सिकोड़ने के लिए गति पैदा करना
एक कोशिका के चारों ओर सामग्री का परिवहन
श्वसन
संकेत पारगमन

एंजाइमों के प्रकार

विशेषज्ञ शरीर में उनके कार्यों के आधार पर एंजाइमों को कई अलग-अलग प्रकारों में विभाजित करते हैं। विभिन्न प्रकारों में सम्मिलित हैं:

ऑक्सीडोरडक्टेस
ट्रांसफ़ेज़
हाइड्रोलिसिस
लाइसेस
लिगेज
आइसोमेरेज़

शरीर को ठीक से काम करने के लिए सभी विभिन्न प्रकारों की आवश्यकता होती है।

एंजाइम संरचना

एंजाइम अमीनो अम्ल की एक रैखिक श्रृंखला हैं, जो त्रि-आयामी संरचना को जन्म देती हैं। अमीनो अम्ल का अनुक्रम संरचना को निर्दिष्ट करता है, जो बदले में एंजाइम की उत्प्रेरक गतिविधि की पहचान करता है। गर्म करने पर, एंजाइम की संरचना विकृत हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप एंजाइम गतिविधि का नुकसान होता है, जो सामान्यतः तापमान से जुड़ा होता है।

इसके सब्सट्रेट की तुलना में, एंजाइम सामान्यतः अलग-अलग आकार के होते हैं, जिनमें 62 अमीनो अम्ल अवशेष से लेकर फैटी अम्ल सिंथेज़ में पाए जाने वाले औसतन 2500 अवशेष तक होते हैं। संरचना का केवल एक छोटा सा भाग उत्प्रेरण में सम्मिलित होता है और बंधन स्थलों के बगल में स्थित होता है। उत्प्रेरक साइट और बाइंडिंग साइट मिलकर एंजाइम की सक्रिय साइट बनाती हैं। थोड़ी संख्या में राइबोजाइम उपस्थित होते हैं जो आरएनए-आधारित जैविक उत्प्रेरक के रूप में काम करते हैं। यह प्रोटीन के साथ जटिल रूप से प्रतिक्रिया करता है।

एंजाइम उत्प्रेरक के प्रकार

एंजाइम उत्प्रेरक मुख्य रूप से दो प्रकार के होते हैं:

सक्रियण एंजाइम
एंजाइम अवरोधक

एंजाइम उत्प्रेरक के लक्षण

धातु, अम्ल और क्षार सहित अकार्बनिक उत्प्रेरकों की तुलना में, जब अभिक्रियाओं की बात आती है तो एंजाइम बहुत विशिष्ट होते हैं। एक निश्चित प्रकार का एंजाइम केवल एक विशेष यौगिक या उसके सब्सट्रेट के साथ अभिक्रिया कर सकता है। जब एंजाइम उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं, तो वे सब्सट्रेट बंध को कमजोर कर देते हैं, जिससे समग्र सक्रियण ऊर्जा कम हो जाती है, और उत्पाद आसानी से बनता है। एंजाइम उत्प्रेरक सामान्यतः रासायनिक अभिक्रियाओं की दर को बढ़ाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सब्सट्रेट एक उत्पाद में परिवर्तित हो जाता है।

एंजाइमों की विशिष्टता

एंजाइम प्रकृति में अत्यधिक विशिष्ट होते हैं।

अनुकूलन ताप

उच्च तापमान एंजाइमों के निष्क्रिय होने का कारण बनता है। इसलिए, अधिकांश एंजाइम 25 - 35°C के अनुकूलन ताप पर बहुत प्रभावी ढंग से कार्य करते हैं।

एंजाइम अवरोधक

एक निश्चित अणु एक एंजाइम की सक्रिय साइट पर आता है और बंध बनाता है जिससे कोई नया अणु नहीं आ पता, जिसे एंजाइम अवरोधक के रूप में जाना जाता है।

अनुकूलन पीएच

पीएच जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक बहुत ही महत्वपूर्ण विशेषता है। उच्च पीएच प्रतिक्रियाएं सामान्यतः एंजाइम गतिविधि को निष्क्रिय कर देती हैं, और निम्न पीएच मीडिया रोगाणुओं के विकास को प्रोत्साहित करता है। इसलिए, एंजाइम उत्प्रेरण के लिए विशिष्ट पीएच स्थितियों की आवश्यकता होती है।

सक्रियण केंद्र

जिन एंजाइम में बड़ी संख्या में सक्रियण केंद्रों की संख्या होती है और पृष्ठक्षेत्रफल अधिक होता है वे जैविक उत्प्रेरक हैं।

उदाहरण: स्टार्च का जल अपघटन, एथिल एल्कोहल उत्पादन

अभ्यास

1.एंजाइम क्या है? संक्षेप में बताएं।

2.एंजाइम क्या करते हैं?

3.विभिन्न प्रकार के एंजाइम लिखिए।

4.एंजाइम की संरचना समझाइये।

5.एन्जाइम सक्रियण केंद्र क्या हैं?

6.एंजाइम उत्प्रेरक की क्रियाविधि समझाइये।

7.एंजाइम उत्प्रेरक से क्या तातपर्य है? उदाहरण द्वारा समझाइये।