regulation of enzyme activity in hindi , विकर सक्रियता का नियमन क्या है , बहुविकर तंत्र (Multienzyme system)

जानिये regulation of enzyme activity in hindi , विकर सक्रियता का नियमन क्या है ?

बहुविकर तंत्र (Multienzyme system)

ये विकर उन उत्प्रेरकों की एक क्रमबद्ध श्रृंखला है जो उन अभिक्रियाओं में सम्मिलित होते हैं जिनमें एक अभिक्रिया का उत्पाद अगली अभिक्रिया के लिए क्रियाधार की तरह श्रृंखलाबद्ध रूप में काम करता है। पृथक-पृथक विकरों (enzymes का समूह जो साथ कार्य करने के लिए एक दूसरे से भौतिक रूप से सम्बद्ध (physically correlate or joined) होते हैं, विकर . संकुल (enzyme complex) कहलाते हैं। यहाँ अकेला (individual) विकर तो निष्क्रिय (inactive) रहता है लेकिन विकारों का पूरा समुच्चय (set) प्रारंभक (precursor) से एक विशिष्ट अणु में बदलने के लिए साथ कार्य करते हैं। दो कार्बन प्रारंभक (precursor) से वसीय अम्लों (fatty acids) का निर्माण इसका एक उदाहरण हे। कलाओं से बद्ध बहुविकर (multienzymes) अधिक जटिल (complex) होते हैं।

सक्रियकारक (Activators)

अनेक विकरों की सक्रियता धात्विक आयनों के कारण होती है। ये सक्रिय स्थल पर विशिष्ट पार्श्व श्रृंखलाओं में समन्वय बंध (coordination bonds) बनाते हैं तथा साथ ही ये क्रियाधार (substrate) के साथ एक अथवा अधिक समन्वय बंध बनाते हैं। जो कि क्रियाधार के उन बंधों (bonds) जिनको विकर द्वारा अलग करना है में धुर्वीकरण (Polarisation) प्रेरित करते हैं। सामान्य धात्विक आयन सक्रियकारक Mn, Zn, Cu इत्यादि है।

विकर सक्रियता का नियमन (Regulation of enzyme activity)

कोशिकाओं में विकरों की सक्रियता (enzymatic activity) अक्सर नियंत्रित होती है। कोशिकाएँ विकरों की सान्द्रता एवं उनकी उत्प्रेरक सक्रियता को नियमित (regulate) करके उत्पादों के प्रवाह (Flux) को नियंत्रित कर सकती है। ऐलोस्टेरिक सक्रियकारक (allosteric activators) अथवा संदमक (inhibitors) के प्रयोग द्वारा कोशिकाएँ विकर सक्रियता को घटा-बढ़ा (modulate) सकती है तथा निश्चित उत्प्रेरकता प्राप्त कर सकती है।

1. विकर की सान्द्रता का नियंत्रण (Control of enzyme concentration)

एक कोशिका में विकर की मात्रा विकर संश्लेषण (synthesis) एवं निम्नीकरण (degradition) की सापेक्ष दरों से त की जाती है। संश्लेषण की दर आनुवांशिकी स्तर (genetic level) पर विभिन्न क्रियाविधियों द्वारा नियमित की जाती है।

2. कोष्ठीकरण (Compartmentalization)

विभिन्न प्रकार की उत्प्रेरक गुणों युक्त (उदाहरण – क्रियाधार संबंध, substrate affinity) विभिन्न विकर एवं आइसोएन्जाइन कोशिका के विभिन्न भागों (उदाहरण माइटोकॉन्ड्रिया एवं कोशिका द्रव) में स्थित हो सकते हैं। इसी प्रकार विशिष्ट कार्य के लिये उपयुक्त विकर अक्सर कोष्ठीकृत होते हैं। उदाहरण- प्रकाश संश्लेषण में भाग लेने वाले विकर क्लोरोप्लास्ट में पाय जाते हैं रिक्तिकाओं (vacuoles) में अनेक हाइड्रोलाइटिक विकर जैसे- प्रोटीएज, राइबोन्यूक्लिएज, ग्लाइकोसिडेज, फोस्फेटेज, पॉक्सिडेज इत्यादि पाये जाते है। माइटोकॉन्ड्रिया में मुख्यतः वे विकर स्थित होते हैं जो कि आक्सिडेटिव फोस्फोरिलेशन एवं ऊर्जा उपापचय (ड्राइकॉर्बोक्सिलिक अम्ल चक्र, TCA चक्र सहित) में भाग लेते है।

3. सहबन्ध परिवर्तन (Covalent modification)

कोशिकाओं में विकरों के सहबन्ध परिवर्तन द्वारा उन्हें नियंत्रित किया जाता है। इस प्रक्रिया में सामान्यतया उनका फॉस्फोरीकरण (phosphorylation) अथवा एडिनिललाइलेशन (adenylylation = adenylation) हो जाता है। इससे बनी फॉस्फोरीकृत अवस्था (phosphorylated form) सक्रिय रहती है जबकि अफास्फोरीकृत अवस्था (non-phosphorylated form) निष्क्रिय (inactive) रहती है। विकरों की इस प्रकार कि नियामक क्रियाविधि उर्जा पर आधारित है तथा सामान्यतया  ATP का उपयोग होता है।

प्रोटिएज (Proteases) सामान्यतया निष्क्रिय ( inactive) पूर्ववर्त्ती (precursor) के रूप में बनते हैं जिन्हें जाइमोजन (zymogens) अथवा प्रोपेन – एन्जाइम (proenzymes) कहते है। उदाहरण पैपेन विकर एक निक्रिष्य पूर्ववर्ती, प्रोपैपेन (propapain) के रूप में संश्लेषित होता है तथा यह बाद में पेप्टाइड बंध के विदलन (cleavage) द्वारा जल अपघटन (hydrolysis) द्वारा सक्रिय विकर हो जाता है। इस प्रकार के सहबंध परिवर्तन कोशिका संगठनों को नव निर्मित विकर द्वारा प्रोटीन निम्निकरण (proteolytic degradation) की क्रिया से बचाये रखते है।

4. पुनर्भरण निरोध (Feedback inhibition)

कोशिका में यदि किसी अभिक्रिया में अंतिम उत्पाद अत्यधिक बनते हैं तो उनके बनने की दर कम करके विकरों की सक्रियता को नियमित किया जाता है। यदि प्रारंभिक क्रियाधार की मात्रा अत्यधिक हो जाती है तो अभिक्रिया में इसके उत्पाद में बदलने की दर बढ़ जाती है। यह प्रक्रिया अभिक्रिया (pathway) के प्रथम चरण (first step) में प्रवाह (flut) के नियंत्रण द्वारा नियमित (regulate) की जाती है तथा तत्पश्चात अभिक्रिया की प्रत्येक शाखित बिन्दु (branch point ) पर विकरों को संदमित करके अंतिम उत्पादों द्वारा की जाती है।

उदाहरण- पादपों में कार्बन उपापचय के नियमन में फ्रक्टोस -2, 6-बाई फॉस्फेट एक महत्त्वपूर्ण केन्द्रीय भाग अदा करता है। यह ग्लाइकोलाइसिस (glycolysis) में एक क्रियाकारक (activator) का कार्य करता है। तथा शर्करा संश्लेषण ग्लूकोनिओकरण (gluconeogenesis) में एक संदमक (inhibitor) का कार्य करता है।

जीवाणु ईस्वेरिचिया कोलाई ( Escherichia coli) में आइसोल्यूसिन (अमीनो अम्ल), थिओनिन डीएमीनेज़ विकर को संदमित करता है जिससे अभिक्रिया के प्रथम चरण का पुनर्भरण निरोध होता है।

महत्त्वपूर्ण प्रश्न (Important Questions)

रिक्त स्थान भरो / सत्य या असत्य लिखो / एक शब्द दें (Fill in the Blanks/Write True or False / Give One Word)

1. होलो एन्जाइम वास्तव में……………… प्रोटीन होता है।

Holoenzymes are actually……………… proteins.

2 NAD एक …..विकर है।

NAD is a …………..enzyme.

3. प्रोस्थेटिक समूह…………………यौगिक होते है।

Prosthetic groups are………………compounds.

4. होलो एन्जाइम…………..एवं……………दोनों से मिलकर कहलाता है।

Holoenzyme is made up of …………and………….

5……. °C पर विकर की सक्रियता विकृतिकरण के कारण घट जाती है।

The enzyme activity decreased at ………….C due to denaturation

6……………में विकर उच्चताप से प्रभावित होते है।

The enzymes are not affected to high temperature in …………..

7. विकरों की प्रभावी PH परास………….की होती है।

The optimum pH range of enzymes is………….

8. पायरूवेट विकरों की ई. सी. संख्या………….. है।

The E.C. number of pyruvate enzyme is.

9. लाइगेज विकर की अभिक्रिया में ATP अणुओं का विघटन भी होता है। (सत्य/असत्य)

The dissociation of ATP molecules are found in the reaction of ligase enzyme.

10. आक्सीडोरिडक्टेज विकर कोशिका श्वसन से संबंधित है। (सत्य/असत्य)

Oxidoreductase enzyme is related with cell respiration.

11. विकर उत्प्रेरक की भांति किसी रासायनिक क्रिया को विपरित दिशा में त्वरित नहीं कर सकते है। (सत्य / असत्य)

Enzymes can not accelerate any chemical reaction in reverse direction like a catalyst.

12. विकर, क्रियाधार विशिष्ट नहीं होते है। (सत्य / असत्य)

Enzyme are substrate specific.

13. कई सह-विकरों में विटामिन एक आवश्यक संगठन होते है। (सत्य/असत्य)

In many co-enzymes vitamin are necessarily organised.

14. एपोएन्जाइम एवं सह विकर मिलकर क्या बनाते है?

When apoenzyme and co-enzyme cambine, what will be formed ?

15. एन्जाइम क्रियाधार जटिल की ताले एवं कुंजी के सिद्धान्त को किसने प्रतिपादित किया ?

Who proposed the lock and key theory of enzyme substrate complex ?

16. एपोएन्ज़ाइम एवं सहविकर मिलकर क्या बनाते हैं ?

What is formed when apoenzyme combines with coenzyme?

17. प्रेरित ससंजक सिद्धान्त किसने प्रतिपादित किया?

Who proposed the induced fit theory?

18. एपोएन्जाइम की रासायनिक प्रकृति क्या होती हैं?

What is the chemical nature apoenzymes?

उत्तर

1. संयुग्मित (Conjugated), 2. सह (Co), 3. अप्रोटीनीय (Non-proteinaceous), 4. एपोएन्जाइम (Apoenzyme), सह विकर (co-enzyme), 5.40°-60° C 6. शुष्क ऊतकों (dry tissues), 7.49, 8.4.1.1.1, 9. सत्य (true), 10. सत्य (true), · 11.असत्य (false), 12. असत्य (false), 13. सत्य (true), 14. होलो एन्जाइम (holoenzyme ), 15. फिशर (Fisher), 16. होलो एन्जाइम (holoenzyme ), 17. कोश लैण्ड (Koshland), 18. प्रोटीन (Protein)

अतिलघूत्तरात्मक प्रश्न (Very Short Answer Type Questions)

1. यह किसके द्वारा स्थापित किया गया कि विकर प्रोटीन के बने होते हैं?

Who established it that enzymes are made up of proteins ?

2. पादपों में विकर कहाँ पाये जाते हैं?

Where the enzyme are found in plants?

3. को – एन्जाइम किसे कहते हैं? ‘

What are co-enzymes ?

4. एक उदाहरण सहित प्रोस्थेटिक समूह को परिभाषित कीजिये ।

Define prosthetic group with an example.

5. सक्रिय स्थल क्या होता हैं?

What is active site ?

6. एन्जाइम का कौनसा वर्ग एक विशेष समूह को दूसरे समूह में स्थानांतरण को उत्प्रेरित करता है ?

Which category of enzymes catalyze the transfer of specific group from one substance to the other?

7. हाइड्रोलेज क्या होते हैं?

What are hydrolases ?

8. आइसोमरेज क्या होते हैं?

What are isomerases?

9. यूरिएज विकर को सर्व प्रथम किसने पृथक कर उसका रवीकरण कर प्राप्त किया। यह किस पादप से प्राप्त किया गया ?

Who crylstalised the urease enzyme at first time? From which plant is was obtained?

10. किस pH पर अधिकांश विकर सक्रिय होते हैं?

At which pH most enzymes are active?

11. ई. सी. नामकरण के अनुसार दो विकर समूहों की ई. सी. संख्या लिखो।

Write E.C. number of two enzyme groups according to E.C. nomenclature.

12. आइसोमरेज विकर की अभिक्रिया का एक उदाहरण बताइये ।

Give one example of reaction of isomerase enzyme?

13. होलो एन्जाइम क्या है ?

What is holo enzyme?

14. किस प्रकार के संदमन में उत्पाद नहीं बन पाते है?

In which type of inhibition the products are not formed?

15. प्रतियोगी संदमन का मुख्य कारण है –

The main cause of competitive inhibition is-

16. विकर, विटामिन एवं हार्मोन्स में कौनसी एक समानता है ?

Which property is common to enzyme, vitamin and hormones?

उत्तर

1. नोरथ्रोप (Northrope), 2. सभी जीवित कोशिकाओं में (In all living cells), 3-5 अध्याय देखें (see chapter), 6. ट्रांसफरेज, 7 अध्याय देखें (see chapter), 8. जो समावयवी परिवर्तनों को उत्प्रेरित करते हैं (which catalyse the isomeric changes), 9. सुमनर (Sumner, 1926), जैक बीन (Jack bean) (कैनावेलिया एन्सीफोरमस, Canavalia (thensiformus) 10. pH 7-7.511. (i) ट्रांसफरेज (transferase), = 2.1.1.1 (ii) लाइगेज (ligase) =6.1.1.1

12-13. अध्याय देखे (see chapter),14. संकुल संदमन में (In complex inhibition), 15. क्रियाधार समानता ( Substrate similarity),16. ये सभी नियंत्रणकारी गतिविधियों में भाग लेते हैं। (They all participate in regulatory activity).

निबन्धात्मक प्रश्न (Essay Type Questions)

1. विकर किसे कहते हैं। उदाहरण सहित इनका वर्गीकरण कीजिए ।

What are enzymes? Give their classification with examples.

2 विकर क्रिया की क्रियाविधि का वर्णन कीजिए ।

Describe the mechanism of enzyme action.

3. विकर क्रिया को प्रभावित करने वाले कारक बताइये ।

Give the factors which influence the enzyme action.

4. विकर की प्रकृति का वर्णन कीजिए।

Describe the nature of enzymes.

5. विकर अभिक्रियाओं में विकर-क्रियाधार संकुल की भूमिका को समझाइये |

Write about the role of enzyme-substrate complex in enzymatic reactions.

6. विकर संदमन के बारे में विस्तार से लिखिये ।

Write in detail about enzyme inhibition.

1. विकर को परिभाषित कीजिए। इसकी रासायनिक प्रकृति एवं नामकरण के बारे में लिखिए ।

Define the enzyme and write about its chemical nature and nomenclature.

8. टिप्पणी लिखिए:

(a) एपोएन्जाइम

(d) को फैक्टर

(g) Km मान

(b) होलोएन्जाइम

(c) को एन्जाइम

(e) प्रोस्थेटिक समूह

(f) सक्रिय स्थल

(h) बहुविकर तंत्र

(i) एन्जाइम क्रिया के ताला – कुंजी सिद्धान्त को समझाइये ।

Write short notes on:

(a) Apoenzyme

(d) Co-factor

(g) Km value

(b) Holoenzyme

(c) Co-factor

(e) Prosthetic group

(f) Active site

(h) Multienzyme system

(i) Explain lock-key hypothesis of enzyme action

विकरों की संरचना एवं विशिष्टता का विस्तारपूर्वक से लिखिये ।

Describe enzyme specificity and structure indetail.

10. विकर गतिकी की व्याख्या कीजिए।

Describe enzyme kinetics.

11. एन्जाइम क्या होते हैं ? एन्जाइम की क्रियाविधि समझाइये |

What are enzymes? Describe the mechanism of action of enzyme.