पाचन एंजाइमों, उनके प्रकार और कार्यों के बारे में। एंजाइमों की जैव रसायन

कोई भी जीवित जीव एक संपूर्ण प्रणाली है जिसमें, शाब्दिक रूप से हर मिनट, किसी न किसी तरह की और ये प्रक्रियाएं एंजाइम की भागीदारी के बिना पूरी नहीं होती हैं। तो एंजाइम क्या हैं? जीव के जीवन में उनकी क्या भूमिका है? वे किससे बने हुए हैं? उनके प्रभाव का तंत्र क्या है? इन सभी सवालों के जवाब नीचे दिए गए हैं।

एंजाइम क्या हैं?

एंजाइम, या, जैसा कि उन्हें भी कहा जाता है, एंजाइम, प्रोटीन कॉम्प्लेक्स हैं। ये रासायनिक अभिक्रियाओं के उत्प्रेरक हैं। वास्तव में, एंजाइमों की भूमिका को कम करना मुश्किल है, क्योंकि जीवित कोशिका में एक भी प्रक्रिया और पूरा जीव उनके बिना नहीं कर सकता।

शब्द "एंजाइम" स्वयं 17 वीं शताब्दी में हेल्मोंट द्वारा प्रस्तावित किया गया था। और यद्यपि उस समय के महान वैज्ञानिकों ने समझा कि मांस मौजूद होने पर पच जाता है, और लार के प्रभाव में स्टार्च सरल शर्करा में टूट जाता है, कोई नहीं जानता था कि ऐसी प्रक्रियाओं का क्या कारण है। लेकिन पहले से ही 19 वीं शताब्दी की शुरुआत में, किरचॉफ ने पहली बार लार एंजाइम - एमाइलेज को अलग किया। कुछ साल बाद, गैस्ट्रिक पेप्सिन का वर्णन किया गया था। तब से, एंजाइम विज्ञान का विज्ञान सक्रिय रूप से विकसित होना शुरू हुआ।

एंजाइम क्या हैं? गुण और क्रिया का तंत्र

शुरू करने के लिए, यह ध्यान देने योग्य है कि सभी एंजाइम या तो शुद्ध प्रोटीन या प्रोटीन कॉम्प्लेक्स हैं। आज तक, मानव शरीर में अधिकांश एंजाइमों के अमीनो एसिड अनुक्रम को समझ लिया गया है।

एंजाइमों की मुख्य संपत्ति उच्च विशिष्टता है। प्रत्येक एंजाइम केवल एक प्रकार की प्रतिक्रिया उत्प्रेरित कर सकता है। उदाहरण के लिए, प्रोटीयोलाइटिक एंजाइम केवल प्रोटीन अणु के अमीनो एसिड अवशेषों के बीच के बंधन को तोड़ सकते हैं। कभी-कभी एक सब्सट्रेट (एंजाइम क्रिया की वस्तु) एक साथ संरचना में समान कई एंजाइमों से प्रभावित हो सकता है।

लेकिन एक एंजाइम न केवल प्रतिक्रिया के संबंध में, बल्कि सब्सट्रेट के संबंध में भी विशिष्ट हो सकता है। सबसे आम समूह है। इसका मतलब है कि एक निश्चित एंजाइम केवल सब्सट्रेट के एक निश्चित समूह को प्रभावित कर सकता है जिसमें समान संरचना होती है।

लेकिन कभी-कभी तथाकथित पूर्ण विशिष्टता होती है। इसका मतलब यह है कि एंजाइम केवल एक सब्सट्रेट की सक्रिय साइट से बंध सकता है। बेशक, ऐसी विशिष्टता प्रकृति में दुर्लभ है। लेकिन उदाहरण के लिए, हम एंजाइम यूरिया को याद कर सकते हैं, जो केवल यूरिया के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित कर सकता है।

अब हमने पता लगाया है कि एंजाइम क्या हैं। लेकिन ये पदार्थ पूरी तरह से अलग हो सकते हैं। इसलिए इनका वर्गीकरण किया जाता है।

एंजाइम वर्गीकरण

आधुनिक विज्ञान दो हजार से अधिक एंजाइमों को जानता है, लेकिन यह किसी भी तरह से एक सटीक संख्या नहीं है। सुविधा के लिए, उन्हें उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के आधार पर छह मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है।

• ऑक्सीडोरडक्टेस एंजाइमों का एक समूह है जो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में शामिल होता है। एक नियम के रूप में, वे या तो इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन आयनों के दाताओं या स्वीकर्ता के रूप में कार्य करते हैं। ये एंजाइम बहुत महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे सेलुलर और माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन की प्रक्रियाओं में शामिल हैं।
• ट्रांसफरेज एंजाइम होते हैं जो परमाणु समूहों को एक सब्सट्रेट से दूसरे सब्सट्रेट में स्थानांतरित करते हैं। मध्यवर्ती चयापचय में भाग लें।
• Lyases - ऐसे एंजाइम हाइड्रोलाइटिक प्रतिक्रिया के बिना सब्सट्रेट से परमाणु समूहों को अलग करने में सक्षम होते हैं। एक नियम के रूप में, ऐसी प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, पानी या कार्बन डाइऑक्साइड का एक अणु बनता है।
• हाइड्रोलिसिस एंजाइम होते हैं जो एक सब्सट्रेट के हाइड्रोलाइटिक क्लेवाज को उत्प्रेरित करते हैं
• आइसोमेरेस - जैसा कि नाम से पता चलता है, ये एंजाइम एक पदार्थ के एक आइसोमेरिक रूप से दूसरे में संक्रमण को उत्प्रेरित करते हैं।
• लिगेज एंजाइम होते हैं जो सिंथेटिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।

जैसा कि आप देख सकते हैं, एंजाइम शरीर के लिए बहुत महत्वपूर्ण पदार्थ हैं, जिसके बिना महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं असंभव हैं।

विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाएं किसी भी जीव के जीवन का आधार होती हैं। एंजाइम उनमें मुख्य भूमिका निभाते हैं। एंजाइम या एंजाइम प्राकृतिक जैव उत्प्रेरक हैं। मानव शरीर में, वे भोजन को पचाने, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कामकाज और नई कोशिकाओं के विकास को प्रोत्साहित करने की प्रक्रिया में सक्रिय भाग लेते हैं। उनके स्वभाव से, एंजाइम प्रोटीन होते हैं जो शरीर में विभिन्न जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं। प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और खनिजों का टूटना ऐसी प्रक्रियाएं हैं जिनमें एंजाइम मुख्य सक्रिय घटकों में से एक हैं।

एंजाइमों की काफी कुछ किस्में हैं, जिनमें से प्रत्येक को एक विशेष पदार्थ पर कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रोटीन अणु अद्वितीय हैं और एक दूसरे को प्रतिस्थापित नहीं कर सकते हैं। उनकी गतिविधि के लिए एक निश्चित तापमान सीमा की आवश्यकता होती है। मानव एंजाइमों के लिए, शरीर का सामान्य तापमान आदर्श होता है। ऑक्सीजन और सूरज की रोशनी एंजाइमों को नष्ट कर देती है।

एंजाइमों की सामान्य विशेषताएं

प्रोटीन मूल के कार्बनिक पदार्थ होने के कारण, एंजाइम अकार्बनिक उत्प्रेरक के सिद्धांत पर कार्य करते हैं, कोशिकाओं में प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं जिसमें वे संश्लेषित होते हैं। ऐसे प्रोटीन अणुओं के नाम का एक पर्याय एंजाइम है। कोशिकाओं में लगभग सभी प्रतिक्रियाएं विशिष्ट एंजाइमों की भागीदारी के साथ होती हैं। इन्हें दो भागों में बांटा गया है। पहला सीधे प्रोटीन भाग है, जिसे तृतीयक संरचना के प्रोटीन द्वारा दर्शाया जाता है और जिसे एपोएंजाइम कहा जाता है, दूसरा एंजाइम का सक्रिय केंद्र होता है, जिसे कोएंजाइम कहा जाता है। उत्तरार्द्ध कार्बनिक / अकार्बनिक पदार्थ हो सकते हैं, और यह वह है जो कोशिका में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के मुख्य "त्वरक" के रूप में कार्य करता है। दोनों भाग एक एकल प्रोटीन अणु बनाते हैं जिसे होलोनीजाइम कहा जाता है।

प्रत्येक एंजाइम को एक विशिष्ट पदार्थ पर कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसे सब्सट्रेट कहा जाता है। जो प्रतिक्रिया हुई है उसका परिणाम उत्पाद कहलाता है। एंजाइमों के नाम अक्सर सब्सट्रेट के नाम के आधार पर "-अज़ा" के अंत के साथ बनते हैं। उदाहरण के लिए, succinic acid (succinate) को तोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया एक एंजाइम succinate dehydrogenase कहलाता है। इसके अलावा, प्रोटीन अणु का नाम प्रतिक्रिया के प्रकार से निर्धारित होता है, जिसके कार्यान्वयन से यह प्रदान करता है। इस प्रकार, डिहाइड्रोजनेज पुनर्जनन और ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार हैं, और हाइड्रोलिसिस रासायनिक बंधों के दरार के लिए जिम्मेदार हैं।

विभिन्न प्रकार के एंजाइमों की क्रिया कुछ सबस्ट्रेट्स को निर्देशित होती है। यही है, कुछ जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रोटीन अणुओं की भागीदारी व्यक्तिगत है। प्रत्येक एंजाइम अपने सब्सट्रेट से जुड़ा होता है और केवल इसके साथ काम कर सकता है। इस संबंध की निरंतरता के लिए एपोएंजाइम जिम्मेदार है।

एंजाइम एक कोशिका के कोशिका द्रव्य में मुक्त अवस्था में रह सकते हैं या अधिक जटिल संरचनाओं के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं। उनमें से कुछ प्रकार भी हैं जो कोशिका के बाहर कार्य करते हैं। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, एंजाइम जो प्रोटीन और स्टार्च को तोड़ते हैं। इसके अलावा, विभिन्न सूक्ष्मजीवों द्वारा एंजाइम का उत्पादन किया जा सकता है।

एंजाइमों और उनकी भागीदारी से होने वाली प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए, जैव रासायनिक विज्ञान के एक अलग क्षेत्र का इरादा है - एंजाइमोलॉजी। पहली बार, उत्प्रेरक के सिद्धांत पर काम करने वाले विशेष प्रोटीन अणुओं के बारे में जानकारी मानव शरीर में होने वाली पाचन प्रक्रियाओं और किण्वन प्रतिक्रियाओं के अध्ययन के परिणामस्वरूप दिखाई दी। आधुनिक एंजाइमोलॉजी के विकास में एक महत्वपूर्ण योगदान एल पाश्चर को दिया जाता है, जो मानते थे कि शरीर में सभी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं विशेष रूप से जीवित कोशिकाओं की भागीदारी के साथ होती हैं। इस तरह की प्रतिक्रियाओं के निर्जीव "प्रतिभागियों" की घोषणा पहली बार ई। बुचनर ने 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में की थी। उस समय, शोधकर्ता यह निर्धारित करने में सक्षम था कि एक सेल-मुक्त खमीर निकालने सुक्रोज को किण्वित करने की प्रक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है, इसके बाद एथिल अल्कोहल और कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई होती है। यह खोज शरीर में विभिन्न जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के तथाकथित उत्प्रेरकों के विस्तृत अध्ययन के लिए एक निर्णायक प्रेरणा थी।

पहले से ही 1926 में, पहला एंजाइम, यूरेस, पृथक किया गया था। खोज के लेखक कॉर्नेल विश्वविद्यालय के एक कर्मचारी जे. सुमनेर थे। उसके बाद, एक दशक के भीतर, वैज्ञानिकों ने कई अन्य एंजाइमों को अलग कर दिया, और सभी कार्बनिक उत्प्रेरकों की प्रोटीन प्रकृति अंततः सिद्ध हो गई। आज तक, दुनिया 700 से अधिक विभिन्न एंजाइमों को जानती है। लेकिन साथ ही, आधुनिक एंजाइमोलॉजी कुछ प्रकार के प्रोटीन अणुओं के गुणों का सक्रिय रूप से अध्ययन, अलगाव और अध्ययन जारी रखती है।

एंजाइम: प्रोटीन प्रकृति

साथ ही, एंजाइमों को आमतौर पर सरल और जटिल में विभाजित किया जाता है। पूर्व में अमीनो एसिड से बने यौगिक होते हैं, जैसे कि ट्रिप्सिन, पेप्सिन या लाइसोजाइम। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, जटिल एंजाइम में अमीनो एसिड (एपोएंजाइम) के साथ एक प्रोटीन भाग और एक गैर-प्रोटीन भाग होता है, जिसे कोफ़ेक्टर कहा जाता है। केवल जटिल एंजाइम ही बायोरिएक्शन में भाग ले सकते हैं। इसके अलावा, प्रोटीन की तरह, एंजाइम मोनो- और पॉलिमर होते हैं, यानी उनमें एक या एक से अधिक सबयूनिट होते हैं।

प्रोटीन संरचना के रूप में एंजाइमों के सामान्य गुण हैं:

• कार्रवाई की दक्षता, शरीर में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक महत्वपूर्ण त्वरण प्रदान करती है;
• सब्सट्रेट के लिए चयनात्मकता और प्रदर्शन की गई प्रतिक्रिया का प्रकार;
• तापमान, एसिड-बेस बैलेंस और पर्यावरण के अन्य गैर-विशिष्ट भौतिक-रासायनिक कारकों के प्रति संवेदनशीलता जिसमें एंजाइम काम करते हैं;
• रासायनिक अभिकर्मकों, आदि की कार्रवाई के प्रति संवेदनशीलता।

मानव शरीर में एंजाइमों की मुख्य भूमिका कुछ पदार्थों का दूसरों में परिवर्तन है, अर्थात सब्सट्रेट को उत्पादों में बदलना है। वे 4 हजार से अधिक जैव रासायनिक महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। एंजाइमों का कार्य चयापचय प्रक्रियाओं को निर्देशित और विनियमित करना है। अकार्बनिक उत्प्रेरक के रूप में, एंजाइम आगे और रिवर्स बायोरिएक्शन को तेज कर सकते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि उनकी कार्रवाई के दौरान रासायनिक संतुलन भंग नहीं होता है। होने वाली प्रतिक्रियाएं कोशिकाओं में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों के टूटने और ऑक्सीकरण को सुनिश्चित करती हैं। प्रत्येक प्रोटीन अणु प्रति मिनट बड़ी संख्या में क्रिया कर सकता है। इसी समय, विभिन्न पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करने वाले एंजाइमों का प्रोटीन अपरिवर्तित रहता है। पोषक तत्वों के ऑक्सीकरण के दौरान उत्पन्न ऊर्जा का उपयोग कोशिका द्वारा उसी तरह किया जाता है जैसे कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए आवश्यक पदार्थों के टूटने वाले उत्पाद।

आज, न केवल चिकित्सा प्रयोजनों के लिए एंजाइम की तैयारी ने व्यापक आवेदन पाया है। आधुनिक औषध विज्ञान में, खाद्य और कपड़ा उद्योगों में भी एंजाइमों का उपयोग किया जाता है।

एंजाइम वर्गीकरण

1961 में मास्को में आयोजित वी इंटरनेशनल बायोकेमिकल यूनियन की बैठक में एंजाइमों के आधुनिक वर्गीकरण को अपनाया गया था। यह वर्गीकरण उनके वर्गों में विभाजन का तात्पर्य है, प्रतिक्रिया के प्रकार पर निर्भर करता है जिसमें एंजाइम उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। इसके अलावा, एंजाइमों के प्रत्येक वर्ग को उपवर्गों में विभाजित किया गया है। उन्हें नामित करने के लिए, डॉट्स द्वारा अलग किए गए चार नंबरों के एक कोड का उपयोग किया जाता है:

• पहली संख्या प्रतिक्रिया तंत्र को इंगित करती है जिसमें एंजाइम उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है;
• दूसरी संख्या उस उपवर्ग को इंगित करती है जिससे एंजाइम संबंधित है;
• तीसरी संख्या वर्णित एंजाइम का एक उपवर्ग है;
• और चौथा उपवर्ग में एंजाइम की क्रम संख्या है जिससे वह संबंधित है।

कुल मिलाकर, एंजाइमों के आधुनिक वर्गीकरण में एंजाइमों के छह वर्ग प्रतिष्ठित हैं, अर्थात्:

• ऑक्सीडोरडक्टेस एंजाइम होते हैं जो कोशिकाओं में होने वाली विभिन्न रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। इस वर्ग में 22 उपवर्ग शामिल हैं।
• ट्रांसफरेज 9 उपवर्गों वाले एंजाइमों का एक वर्ग है। इसमें एंजाइम शामिल हैं जो विभिन्न सबस्ट्रेट्स के बीच परिवहन प्रतिक्रियाएं प्रदान करते हैं, एंजाइम जो पदार्थों के अंतःपरिवर्तन की प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, साथ ही साथ विभिन्न कार्बनिक यौगिकों के तटस्थकरण भी शामिल हैं।
• हाइड्रॉलिस एंजाइम होते हैं जो पानी के अणुओं को जोड़कर एक सब्सट्रेट के इंट्रामोल्युलर बॉन्ड को तोड़ते हैं। इस वर्ग में 13 उपवर्ग हैं।
• Lyases एक वर्ग है जिसमें केवल जटिल एंजाइम होते हैं। इसके सात उपवर्ग हैं। इस वर्ग से संबंधित एंजाइम सीओ, सी-सी, सी-एन और अन्य प्रकार के कार्बनिक बंधनों को तोड़ने की प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। इसके अलावा, लाइसे वर्ग के एंजाइम गैर-हाइड्रोलाइटिक तरीके से प्रतिवर्ती जैव रासायनिक दरार प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं।
• आइसोमेरेज़ एंजाइम होते हैं जो एक अणु में होने वाले आइसोमेरिक परिवर्तनों की रासायनिक प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। पिछली कक्षा की तरह, उनमें केवल जटिल एंजाइम शामिल हैं।
• लिगेज, जिसे अन्यथा सिंथेटेस के रूप में जाना जाता है, एक वर्ग है जिसमें छह उपवर्ग शामिल हैं और एंजाइमों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो एटीपी के प्रभाव में दो अणुओं में शामिल होने की प्रक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं।

एंजाइमों की संरचना विशिष्ट कार्यों के प्रदर्शन के लिए जिम्मेदार अलग-अलग क्षेत्रों को जोड़ती है। तो, एंजाइमों की संरचना में, एक नियम के रूप में, सक्रिय और एलोस्टेरिक केंद्र पृथक होते हैं। उत्तरार्द्ध, वैसे, सभी प्रोटीन अणुओं में नहीं पाया जाता है। सक्रिय साइट सब्सट्रेट और कटैलिसीस के संपर्क के लिए जिम्मेदार अमीनो एसिड अवशेषों का एक संयोजन है। सक्रिय केंद्र, बदले में, दो भागों में विभाजित है: लंगर और उत्प्रेरक। कई मोनोमर्स वाले एंजाइमों में एक से अधिक सक्रिय साइट हो सकती हैं।

एलोस्टेरिक केंद्र एंजाइमों की गतिविधि के लिए जिम्मेदार है। एंजाइमों के इस हिस्से का नाम इस तथ्य के कारण पड़ा कि इसके स्थानिक विन्यास का सब्सट्रेट अणु से कोई लेना-देना नहीं है। एंजाइम की भागीदारी के साथ होने वाली प्रतिक्रिया की दर में परिवर्तन विभिन्न अणुओं के एलोस्टेरिक केंद्र के बंधन से निर्धारित होता है। उनकी संरचना में एलोस्टेरिक केंद्रों वाले एंजाइम बहुलक प्रोटीन होते हैं।

एंजाइमों की क्रिया का तंत्र

एंजाइमों की क्रिया को विशेष रूप से कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

• पहले चरण में एंजाइम से सब्सट्रेट का लगाव शामिल होता है, जिसके परिणामस्वरूप एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स बनता है;
• दूसरे चरण में परिणामी परिसर को एक बार में एक या कई संक्रमणकालीन परिसरों में परिवर्तित करना शामिल है;
• तीसरा चरण एंजाइम-उत्पाद परिसर का निर्माण है;
• और, अंत में, चौथे चरण में प्रतिक्रिया के अंतिम उत्पाद और एंजाइम को अलग करना शामिल है, जो अपरिवर्तित रहता है।

इसके अलावा, उत्प्रेरण के विभिन्न तंत्रों की भागीदारी के साथ एंजाइम की क्रिया हो सकती है। इस प्रकार, अम्ल-क्षार और सहसंयोजक उत्प्रेरण पृथक होते हैं। पहले मामले में, एंजाइम जिनके सक्रिय केंद्र में विशिष्ट अमीनो एसिड अवशेष होते हैं, प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं। एंजाइमों के ऐसे समूह शरीर में कई प्रतिक्रियाओं के लिए उत्कृष्ट उत्प्रेरक हैं। सहसंयोजक उत्प्रेरण में एंजाइमों की क्रिया शामिल होती है जो सब्सट्रेट के संपर्क में अस्थिर परिसरों का निर्माण करते हैं। ऐसी प्रतिक्रियाओं का परिणाम इंट्रामोल्युलर पुनर्व्यवस्था के माध्यम से उत्पादों का निर्माण होता है।

तीन मुख्य प्रकार की एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं भी हैं:

• "पिंग-पोंग" एक प्रतिक्रिया है जिसमें एक एंजाइम एक सब्सट्रेट के साथ जुड़ता है, इससे कुछ पदार्थ उधार लेता है, और फिर दूसरे सब्सट्रेट के साथ बातचीत करता है, जिससे परिणामी रासायनिक समूह मिलते हैं।
• अनुक्रमिक प्रतिक्रियाएं एंजाइम के लिए एक और फिर एक और सब्सट्रेट के क्रमिक जोड़ का अर्थ है, जिसके परिणामस्वरूप तथाकथित "ट्रिपल कॉम्प्लेक्स" बनता है, जिसमें कटैलिसीस होता है।
• रैंडम इंटरैक्शन वे प्रतिक्रियाएं हैं जिनमें सब्सट्रेट एक एंजाइम के साथ बेतरतीब ढंग से बातचीत करते हैं, और कटैलिसीस के बाद, वे उसी क्रम में विभाजित हो जाते हैं।

एंजाइमों की गतिविधि अस्थिर होती है और काफी हद तक विभिन्न पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर करती है जिसमें उन्हें कार्य करना होता है। तो एंजाइम की गतिविधि के मुख्य संकेतक कोशिका पर आंतरिक और बाहरी प्रभावों के कारक हैं। एंजाइमों की गतिविधि को उत्प्रेरक में बदल दिया जाता है, जो एंजाइम की मात्रा को दर्शाता है जो प्रति सेकंड 1 मोल सब्सट्रेट में परिवर्तित होता है जिसके साथ यह बातचीत करता है। माप की अंतर्राष्ट्रीय इकाई ई है, जो 1 मिनट में सब्सट्रेट के 1 माइक्रोन को परिवर्तित करने में सक्षम एंजाइम की मात्रा को दर्शाती है।

एंजाइम निषेध: प्रक्रिया

आधुनिक चिकित्सा और विशेष रूप से एंजाइमोलॉजी में मुख्य दिशाओं में से एक एंजाइम की भागीदारी के साथ होने वाली चयापचय प्रतिक्रियाओं की दर को नियंत्रित करने के तरीकों का विकास है। अवरोध को आमतौर पर विभिन्न यौगिकों के उपयोग के माध्यम से एंजाइम गतिविधि में कमी के रूप में जाना जाता है। तदनुसार, एक पदार्थ जो प्रोटीन अणुओं की गतिविधि में एक विशिष्ट कमी प्रदान करता है उसे अवरोधक कहा जाता है। विभिन्न प्रकार के निषेध हैं। तो, अवरोधक के साथ एंजाइम की बाध्यकारी ताकत के आधार पर, उनकी बातचीत की प्रक्रिया प्रतिवर्ती हो सकती है और तदनुसार, अपरिवर्तनीय हो सकती है। और इस पर निर्भर करते हुए कि अवरोधक एंजाइम की सक्रिय साइट पर कैसे कार्य करता है, निषेध की प्रक्रिया प्रतिस्पर्धी या गैर-प्रतिस्पर्धी हो सकती है।

शरीर में एंजाइम सक्रियण

निषेध के विपरीत, एंजाइमों की सक्रियता का तात्पर्य चल रही प्रतिक्रियाओं में उनकी क्रिया में वृद्धि से है। वे पदार्थ जो आपको वांछित परिणाम प्राप्त करने की अनुमति देते हैं, उत्प्रेरक कहलाते हैं। ऐसे पदार्थ प्रकृति में कार्बनिक या अकार्बनिक हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, पित्त अम्ल, ग्लूटाथियोन, एंटरोकिनेस, विटामिन सी, विभिन्न ऊतक एंजाइम, आदि कार्बनिक सक्रियक के रूप में कार्य कर सकते हैं। पेप्सिनोजेन और विभिन्न धातुओं के आयन, जो अक्सर द्विसंयोजक होते हैं, अकार्बनिक उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं।

विभिन्न एंजाइम, उनकी भागीदारी के साथ होने वाली प्रतिक्रियाएं, साथ ही उनके परिणाम, ने विविध क्षेत्रों में अपना व्यापक अनुप्रयोग पाया है। कई वर्षों से, भोजन, चमड़ा, कपड़ा, दवा और कई अन्य उद्योगों में एंजाइमों की क्रिया का सक्रिय रूप से उपयोग किया गया है। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक एंजाइमों की मदद से, शोधकर्ता मादक पेय पदार्थों के निर्माण में अल्कोहलिक किण्वन की दक्षता बढ़ाने, भोजन की गुणवत्ता में सुधार करने, वजन घटाने के नए तरीके विकसित करने आदि की कोशिश कर रहे हैं। लेकिन यह ध्यान देने योग्य है कि एंजाइमों का उपयोग रासायनिक उत्प्रेरकों के उपयोग की तुलना में विभिन्न उद्योगों को काफी नुकसान होता है। आखिरकार, इस तरह के कार्य को व्यवहार में लागू करने में मुख्य कठिनाई एंजाइमों की थर्मल अस्थिरता और विभिन्न कारकों के प्रति उनकी संवेदनशीलता में वृद्धि है। प्रदर्शन की गई प्रतिक्रियाओं के तैयार उत्पादों से उन्हें अलग करने की कठिनाई के कारण उत्पादन में एंजाइमों का पुन: उपयोग करना भी असंभव है।

इसके अलावा, एंजाइमों की क्रिया ने दवा, कृषि और रासायनिक उद्योगों में इसका सक्रिय उपयोग पाया है। आइए अधिक विस्तार से विचार करें कि एंजाइमों की क्रिया का उपयोग कैसे और कहाँ किया जा सकता है:

खाद्य उद्योग। सभी जानते हैं कि बेक करते समय एक अच्छा आटा उठना चाहिए और फूल जाना चाहिए। लेकिन हर कोई ठीक से नहीं समझता कि ऐसा कैसे होता है। जिस आटे से आटा बनाया जाता है उसमें कई तरह के एंजाइम होते हैं। तो, आटे की संरचना में एमाइलेज स्टार्च के अपघटन की प्रक्रिया में शामिल होता है, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड सक्रिय रूप से निकलता है, जो आटे की तथाकथित "सूजन" में योगदान देता है। आटे की चिपचिपाहट और उसमें CO2 की अवधारण प्रोटीज नामक एंजाइम की क्रिया द्वारा प्रदान की जाती है, जो आटे में भी पाया जाता है। यह पता चला है कि ऐसा प्रतीत होगा। बेकिंग के लिए आटा बनाने जैसी साधारण चीजों में जटिल रासायनिक प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। इसके अलावा, कुछ एंजाइम, उनकी भागीदारी के साथ होने वाली प्रतिक्रियाओं ने शराब उत्पादन के क्षेत्र में विशेष मांग प्राप्त की है। अल्कोहल किण्वन प्रक्रिया की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए खमीर में विभिन्न एंजाइमों का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, कुछ एंजाइम (जैसे पपैन या पेप्सिन) मादक पेय पदार्थों में तलछट को घोलने में मदद करते हैं। किण्वित दूध उत्पादों और पनीर के उत्पादन में भी एंजाइमों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है।

चमड़ा उद्योग में, एंजाइमों का उपयोग प्रोटीन को कुशलतापूर्वक तोड़ने के लिए किया जाता है, जो कि विभिन्न खाद्य उत्पादों, रक्त आदि से लगातार दाग हटाने के लिए सबसे महत्वपूर्ण है।

सेल्युलेस का उपयोग कपड़े धोने के डिटर्जेंट के उत्पादन में किया जा सकता है। लेकिन ऐसे पाउडर का उपयोग करते समय, घोषित परिणाम प्राप्त करने के लिए, धोने के अनुमेय तापमान शासन का पालन करना आवश्यक है।

इसके अलावा, फ़ीड एडिटिव्स के उत्पादन में, एंजाइमों का उपयोग उनके पोषण मूल्य, हाइड्रोलाइज़ प्रोटीन और गैर-स्टार्च पॉलीसेकेराइड को बढ़ाने के लिए किया जाता है। कपड़ा उद्योग में, एंजाइम कपड़ा की सतह के गुणों को बदलना संभव बनाते हैं, और लुगदी और कागज उद्योग में, कागज रीसाइक्लिंग के दौरान स्याही और टोनर को हटाने के लिए।

आधुनिक मनुष्य के जीवन में एंजाइमों की विशाल भूमिका निर्विवाद है। पहले से ही आज, विभिन्न क्षेत्रों द्वारा उनके गुणों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन एंजाइमों के अद्वितीय गुणों और कार्यों के नए अनुप्रयोगों को भी लगातार खोजा जा रहा है।

मानव एंजाइम और वंशानुगत रोग

एंजाइमोपैथी की पृष्ठभूमि के खिलाफ कई बीमारियां विकसित होती हैं - एंजाइमों के कार्यों का उल्लंघन। प्राथमिक और माध्यमिक एंजाइमोपैथी आवंटित करें। प्राथमिक विकार वंशानुगत हैं, द्वितीयक - अधिग्रहित। वंशानुगत एंजाइमोपैथी को आमतौर पर चयापचय रोगों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। आनुवंशिक दोष या कम एंजाइम गतिविधि का वंशानुक्रम मुख्य रूप से एक ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके से होता है। उदाहरण के लिए, फेनिलकेटोनुरिया जैसी बीमारी फेनिलएलनिन-4-मोनोऑक्सीजिनेज जैसे एंजाइम में दोष का परिणाम है। यह एंजाइम सामान्य रूप से फेनिलएलनिन को टाइरोसिन में बदलने के लिए जिम्मेदार होता है। एंजाइम के कार्यों के उल्लंघन के परिणामस्वरूप, फेनिलएलनिन के असामान्य चयापचयों का संचय होता है, जो शरीर के लिए विषाक्त होते हैं।

एंजाइमोपैथी को भी संदर्भित किया जाता है, जिसका विकास प्यूरीन बेस के चयापचय के उल्लंघन के कारण होता है और परिणामस्वरूप, रक्त में यूरिक एसिड के स्तर में स्थिर वृद्धि होती है। गैलेक्टोसिमिया एक अन्य बीमारी है जो एंजाइमों के वंशानुगत शिथिलता के कारण होती है। यह विकृति कार्बोहाइड्रेट चयापचय के उल्लंघन के कारण विकसित होती है, जिसमें शरीर गैलेक्टोज को ग्लूकोज में परिवर्तित नहीं कर सकता है। इस तरह के उल्लंघन का परिणाम कोशिकाओं में गैलेक्टोज और इसके चयापचय उत्पादों का संचय है, जो यकृत, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और अन्य महत्वपूर्ण शरीर प्रणालियों को नुकसान पहुंचाता है। गैलेक्टोसिमिया की मुख्य अभिव्यक्तियाँ दस्त, उल्टी हैं, जो बच्चे के जन्म के तुरंत बाद दिखाई देती हैं, प्रतिरोधी पीलिया, मोतियाबिंद और शारीरिक और बौद्धिक विकास में देरी होती है।

विभिन्न ग्लाइकोजेनोज और लिपिडोज भी वंशानुगत एंजाइमोपैथी से संबंधित हैं, अन्यथा एंजाइमोपैथोलॉजी के रूप में जाना जाता है। इस तरह के विकारों का विकास मानव शरीर में कम एंजाइमेटिक गतिविधि या इसकी पूर्ण अनुपस्थिति के कारण होता है। वंशानुगत चयापचय दोष, एक नियम के रूप में, गंभीरता की बदलती डिग्री के साथ रोगों के विकास के साथ होते हैं। उसी समय, कुछ एंजाइमोपैथी स्पर्शोन्मुख हो सकती हैं और केवल तभी निर्धारित की जाती हैं जब उपयुक्त नैदानिक ​​​​प्रक्रियाएं की जाती हैं। लेकिन सामान्य तौर पर, वंशानुगत चयापचय संबंधी विकारों के पहले लक्षण बचपन में ही दिखाई देते हैं। यह अक्सर बड़े बच्चों में कम होता है और वयस्कों में इससे भी ज्यादा।

वंशानुगत एंजाइमोपैथी के निदान में, अनुसंधान की वंशावली पद्धति द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है। वहीं, विशेषज्ञ प्रयोगशाला में एंजाइमों की प्रतिक्रियाओं की जांच करते हैं। वंशानुगत fermentopathy हार्मोन के उत्पादन में विकार पैदा कर सकता है, जो शरीर के पूर्ण कामकाज के लिए विशेष महत्व के हैं। उदाहरण के लिए, अधिवृक्क प्रांतस्था कार्बोहाइड्रेट चयापचय के नियमन के लिए जिम्मेदार ग्लूकोकार्टिकोइड्स का उत्पादन करती है, पानी-नमक चयापचय में शामिल मिनरलोकोर्टिकोइड्स, साथ ही एंड्रोजेनिक हार्मोन जो किशोरों में माध्यमिक यौन विशेषताओं के विकास को सीधे प्रभावित करते हैं। इस प्रकार, इन हार्मोनों के उत्पादन के उल्लंघन से विभिन्न अंग प्रणालियों से कई विकृति का विकास हो सकता है।

मानव शरीर में खाद्य प्रसंस्करण की प्रक्रिया विभिन्न पाचक एंजाइमों की भागीदारी से होती है। भोजन के पाचन की प्रक्रिया में, सभी पदार्थ छोटे अणुओं में टूट जाते हैं, क्योंकि केवल कम आणविक भार यौगिक ही आंतों की दीवार में घुसने और रक्तप्रवाह में अवशोषित होने में सक्षम होते हैं। इस प्रक्रिया में एक विशेष भूमिका उन एंजाइमों को दी जाती है जो प्रोटीन को अमीनो एसिड, ग्लिसरॉल और फैटी एसिड और स्टार्च को शर्करा में तोड़ते हैं। प्रोटीन का टूटना एंजाइम पेप्सिन की क्रिया से सुनिश्चित होता है, जो पाचन तंत्र के मुख्य अंग - पेट में निहित होता है। पाचन एंजाइमों का एक हिस्सा अग्न्याशय द्वारा आंतों में निर्मित होता है। विशेष रूप से, इनमें शामिल हैं:

• ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन, जिसका मुख्य उद्देश्य प्रोटीन का हाइड्रोलिसिस है;
• एमाइलेज - एंजाइम जो वसा को तोड़ते हैं;
• लाइपेस - पाचन एंजाइम जो स्टार्च को तोड़ते हैं।

ट्रिप्सिन, पेप्सिन, काइमोट्रिप्सिन जैसे पाचन एंजाइम प्रोएंजाइम के रूप में निर्मित होते हैं, और पेट और आंतों में प्रवेश करने के बाद ही वे सक्रिय होते हैं। यह विशेषता पेट और अग्न्याशय के ऊतकों को उनके आक्रामक प्रभावों से बचाती है। इसके अलावा, इन अंगों का आंतरिक आवरण अतिरिक्त रूप से बलगम की एक परत से ढका होता है, जो उनकी और भी अधिक सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

कुछ पाचक एंजाइम छोटी आंत में भी बनते हैं। सेल्यूलोज के प्रसंस्करण के लिए जो पादप खाद्य पदार्थों के साथ शरीर में प्रवेश करता है, सेल्युलेस के व्यंजन नाम वाला एक एंजाइम जिम्मेदार होता है। दूसरे शब्दों में, जठरांत्र संबंधी मार्ग का लगभग हर हिस्सा लार ग्रंथियों से लेकर बृहदान्त्र तक पाचक एंजाइम पैदा करता है। प्रत्येक प्रकार का एंजाइम अपने कार्य करता है, साथ में भोजन के उच्च गुणवत्ता वाले पाचन और शरीर में सभी उपयोगी पदार्थों का पूर्ण अवशोषण प्रदान करता है।

अग्नाशयी एंजाइम

अग्न्याशय मिश्रित स्राव का अंग है, अर्थात यह एंडो- और बहिर्जात दोनों कार्य करता है। अग्न्याशय, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कई एंजाइम पैदा करता है जो पित्त के प्रभाव में सक्रिय होते हैं, जो एंजाइमों के साथ पाचन अंगों में प्रवेश करते हैं। अग्नाशयी एंजाइम वसा, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट को सरल अणुओं में तोड़ने के लिए जिम्मेदार होते हैं जो कोशिका झिल्ली से रक्तप्रवाह में जा सकते हैं। इस प्रकार, अग्न्याशय के एंजाइमों के लिए धन्यवाद, उपयोगी पदार्थों का पूर्ण आत्मसात होता है जो भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करते हैं। आइए जठरांत्र संबंधी मार्ग के इस अंग की कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित एंजाइमों की क्रिया पर अधिक विस्तार से विचार करें:

• एमाइलेज, छोटी आंतों के एंजाइम जैसे माल्टेज, इनवर्टेज और लैक्टेज के साथ मिलकर जटिल कार्बोहाइड्रेट के टूटने की प्रक्रिया प्रदान करते हैं;
• प्रोटीज, अन्यथा मानव शरीर में प्रोटीयोलाइटिक एंजाइम के रूप में संदर्भित, ट्रिप्सिन, कार्बोक्सीपेप्टिडेज़ और इलास्टेज द्वारा दर्शाए जाते हैं और प्रोटीन के टूटने के लिए जिम्मेदार होते हैं;
• न्यूक्लीज - अग्नाशयी एंजाइम, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिअस और राइबोन्यूक्लिएज द्वारा दर्शाए गए, आरएनए, डीएनए के अमीनो एसिड पर कार्य करते हैं;
• लाइपेस एक अग्नाशयी एंजाइम है जो वसा को फैटी एसिड में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है।

अग्न्याशय फॉस्फोलिपेज़, एस्टरेज़ और क्षारीय फॉस्फेट को भी संश्लेषित करता है।

सक्रिय रूप में सबसे खतरनाक शरीर द्वारा उत्पादित प्रोटीयोलाइटिक एंजाइम होते हैं। यदि पाचन तंत्र के अन्य अंगों को उनके उत्पादन और रिलीज की प्रक्रिया परेशान होती है, तो एंजाइम सीधे पैनक्रिया में सक्रिय होते हैं, जिससे तीव्र अग्नाशयशोथ और संबंधित जटिलताओं का विकास होता है। प्रोटीयोलाइटिक एंजाइमों के अवरोधक जो उनकी क्रिया को धीमा कर सकते हैं वे हैं अग्नाशयी पॉलीपेप्टाइड और ग्लूकागन, सोमैटोस्टैटिन, पेप्टाइड वाई वाई, एनकेफेलिन और पैनक्रियास्टैटिन। ये अवरोधक पाचन तंत्र के सक्रिय तत्वों को प्रभावित करके अग्नाशयी एंजाइमों के उत्पादन को रोक सकते हैं।

शरीर में प्रवेश करने वाले भोजन के पाचन की मुख्य प्रक्रिया छोटी आंत में होती है। जठरांत्र संबंधी मार्ग के इस खंड में, एंजाइमों को भी संश्लेषित किया जाता है, जिसकी सक्रियता प्रक्रिया अग्न्याशय और पित्ताशय की थैली के एंजाइमों के संयोजन में होती है। छोटी आंत पाचन तंत्र का वह हिस्सा है जहां भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों के हाइड्रोलिसिस के अंतिम चरण होते हैं। यह विभिन्न एंजाइमों को संश्लेषित करता है जो ओलिगो- और पॉलिमर को मोनोमर्स में तोड़ते हैं, जिन्हें छोटी आंत के म्यूकोसा द्वारा आसानी से अवशोषित किया जा सकता है और लसीका और रक्तप्रवाह में प्रवेश किया जा सकता है।

छोटी आंत के एंजाइमों के प्रभाव में, प्रोटीन को विभाजित करने की प्रक्रिया होती है, जो पेट में अमीनो एसिड में, जटिल कार्बोहाइड्रेट मोनोसेकेराइड में, वसा फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में प्रारंभिक परिवर्तन से गुजरता है। आंतों के रस की संरचना में भोजन के पाचन की प्रक्रिया में 20 से अधिक प्रकार के एंजाइम शामिल होते हैं। अग्नाशय और आंतों के एंजाइमों की भागीदारी से, काइम (आंशिक रूप से पचने वाले भोजन) का पूर्ण विकास सुनिश्चित होता है। पाचन तंत्र के इस भाग में काइम के प्रवेश करने के 4 घंटे के भीतर छोटी आंत में सभी प्रक्रियाएं होती हैं।

छोटी आंत में भोजन के पाचन में एक महत्वपूर्ण भूमिका पित्त द्वारा निभाई जाती है, जो पाचन के दौरान ग्रहणी में प्रवेश करती है। पित्त में ही एंजाइम नहीं होते हैं, लेकिन यह जैविक द्रव एंजाइमों की क्रिया को बढ़ाता है। सबसे महत्वपूर्ण पित्त वसा के टूटने के लिए है, उन्हें एक पायस में बदलना। एंजाइमों के प्रभाव में ऐसी इमल्सीफाइड वसा बहुत तेजी से टूटती है। फैटी एसिड, पित्त एसिड के साथ बातचीत करके आसानी से घुलनशील यौगिकों में परिवर्तित हो जाते हैं। इसके अलावा, पित्त का स्राव आंतों की गतिशीलता और अग्न्याशय द्वारा पाचक रस के उत्पादन को उत्तेजित करता है।

आंतों के रस को छोटी आंत के म्यूकोसा में स्थित ग्रंथियों द्वारा संश्लेषित किया जाता है। इस तरह के तरल की संरचना में पाचन एंजाइम होते हैं, साथ ही एंटरोकाइनेज, जिसे ट्रिप्सिन की क्रिया को सक्रिय करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके अलावा, आंतों के रस में इरेप्सिन नामक एक एंजाइम होता है, जो प्रोटीन के टूटने के अंतिम चरण के लिए आवश्यक होता है, एंजाइम जो विभिन्न प्रकार के कार्बोहाइड्रेट (उदाहरण के लिए, एमाइलेज और लैक्टेज) पर कार्य करते हैं, और लाइपेज, वसा को परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

गैस्ट्रिक एंजाइम

भोजन के पाचन की प्रक्रिया जठरांत्र संबंधी मार्ग के प्रत्येक भाग में चरणों में होती है। तो, यह मौखिक गुहा में शुरू होता है, जहां भोजन को दांतों से कुचल दिया जाता है और लार के साथ मिलाया जाता है। लार में एंजाइम होते हैं जो चीनी और स्टार्च को तोड़ते हैं। मौखिक गुहा के बाद, कुचला हुआ भोजन पेट में अन्नप्रणाली में प्रवेश करता है, जहां इसके पाचन का अगला चरण शुरू होता है। मुख्य गैस्ट्रिक एंजाइम पेप्सिन है, जिसे प्रोटीन को पेप्टाइड्स में बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पेट में भी जिलेटिन होता है - एक एंजाइम, कोलेजन और जिलेटिन को विभाजित करने की प्रक्रिया, जिसके लिए मुख्य कार्य है। इसके अलावा, इस अंग की गुहा में भोजन क्रमशः एमाइलेज और लाइपेज की क्रिया के संपर्क में आता है, जो स्टार्च और वसा को तोड़ता है।

सभी आवश्यक पोषक तत्व प्राप्त करने के लिए शरीर की क्षमता पाचन प्रक्रिया की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। जटिल अणुओं का कई सरल भागों में विभाजन, जठरांत्र संबंधी मार्ग के अन्य भागों में पाचन के बाद के चरणों में रक्त और लसीका प्रवाह में उनके आगे अवशोषण को सुनिश्चित करता है। गैस्ट्रिक एंजाइमों का अपर्याप्त उत्पादन विभिन्न रोगों के विकास का कारण बन सकता है।

शरीर में विभिन्न जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के दौरान लिवर एंजाइम का बहुत महत्व है। इस अंग द्वारा उत्पादित प्रोटीन अणुओं के कार्य इतने असंख्य और विविध हैं कि सभी यकृत एंजाइम आमतौर पर तीन मुख्य समूहों में विभाजित होते हैं:

• रक्त के थक्के जमने की प्रक्रिया को विनियमित करने के लिए डिज़ाइन किए गए स्रावी एंजाइम। इनमें कोलिनेस्टरेज़ और प्रोथ्रोम्बिनेज़ शामिल हैं।
• एस्पार्टेट एमिनोट्रांस्फरेज सहित लिवर संकेतक एंजाइम, एएसटी के रूप में संक्षिप्त, एलानिन एमिनोट्रांस्फरेज, संबंधित पदनाम एएलटी, और लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज, एलडीएच के साथ। सूचीबद्ध एंजाइम अंग के ऊतकों को नुकसान का संकेत देते हैं, जिसमें हेपेटोसाइट्स नष्ट हो जाते हैं, यकृत कोशिकाओं को "छोड़" देते हैं और रक्तप्रवाह में प्रवेश करते हैं;
• उत्सर्जी एंजाइम यकृत द्वारा निर्मित होते हैं और पित्त पसीने के साथ अंग को छोड़ देते हैं। इन एंजाइमों में क्षारीय फॉस्फेट शामिल हैं। अंग से पित्त के बहिर्वाह के उल्लंघन के साथ, क्षारीय फॉस्फेट का स्तर बढ़ जाता है।

भविष्य में कुछ यकृत एंजाइमों के काम का उल्लंघन विभिन्न रोगों के विकास को जन्म दे सकता है या वर्तमान समय में उनकी उपस्थिति का संकेत दे सकता है।

जिगर की बीमारियों के लिए सबसे अधिक जानकारीपूर्ण परीक्षणों में से एक रक्त जैव रसायन है, जो आपको संकेतक एंजाइम एएसटी, एटीएल के स्तर को निर्धारित करने की अनुमति देता है। तो, एक महिला के लिए एस्पार्टेट एमिनोट्रांस्फरेज के सामान्य संकेतक 20-40 यू / एल हैं, और मजबूत सेक्स के लिए - 15-31 यू / एल। इस एंजाइम की गतिविधि में वृद्धि एक यांत्रिक या परिगलित प्रकृति के हेपेटोसाइट्स को नुकसान का संकेत दे सकती है। महिलाओं में एलेनिन एमिनोट्रांस्फरेज की सामग्री 12-32 यू / एल से अधिक नहीं होनी चाहिए, और पुरुषों के लिए, 10-40 यू / एल की सीमा में एएलटी गतिविधि को सामान्य माना जाता है। एएलटी गतिविधि में दस गुना वृद्धि अंग के संक्रामक रोगों के विकास का संकेत दे सकती है, और उनके पहले लक्षणों की उपस्थिति से भी बहुत पहले।

विभेदक निदान के लिए, एक नियम के रूप में, यकृत एंजाइमों की गतिविधि के अतिरिक्त अध्ययन का उपयोग किया जाता है। ऐसा करने के लिए, LDH, GGT और GlDH के लिए एक विश्लेषण किया जा सकता है:

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज गतिविधि का मानदंड 140-350 यू / एल से लेकर एक संकेतक है।

जीडीएच का ऊंचा स्तर अंग के डिस्ट्रोफिक घावों, गंभीर नशा, संक्रामक प्रकृति के रोगों या ऑन्कोलॉजी का संकेत हो सकता है। महिलाओं के लिए इस तरह के एंजाइम का अधिकतम स्वीकार्य संकेतक 3.0 यू / एल है, और पुरुषों के लिए - 4.0 यू / एल।

पुरुषों के लिए जीजीटी एंजाइम गतिविधि की दर 55 यू / एल तक है, महिलाओं के लिए - 38 यू / एल तक। इस मानदंड से विचलन मधुमेह के विकास के साथ-साथ पित्त पथ के रोगों का संकेत दे सकता है। इस मामले में, एंजाइम गतिविधि सूचकांक दस गुना बढ़ सकता है। इसके अलावा, आधुनिक चिकित्सा में जीजीटी का उपयोग मादक हेपेटोसिस को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

जिगर द्वारा संश्लेषित एंजाइमों के अलग-अलग कार्य होते हैं। तो, उनमें से कुछ, पित्त के साथ, पित्त नलिकाओं के माध्यम से शरीर से उत्सर्जित होते हैं और भोजन के पाचन की प्रक्रिया में सक्रिय भाग लेते हैं। इसका एक ज्वलंत उदाहरण क्षारीय फॉस्फेट है। रक्त में इस एंजाइम की गतिविधि का सामान्य संकेतक 30-90 U / l की सीमा में होना चाहिए। यह ध्यान देने योग्य है कि पुरुषों में यह आंकड़ा 120 यू / एल तक पहुंच सकता है (गहन चयापचय प्रक्रियाओं के साथ, यह आंकड़ा बढ़ सकता है)।

रक्त एंजाइम

शरीर में एंजाइमों की गतिविधि और उनकी सामग्री का निर्धारण विभिन्न रोगों के निर्धारण में मुख्य निदान विधियों में से एक है। इस प्रकार, इसके प्लाज्मा में निहित रक्त एंजाइम यकृत विकृति के विकास, ऊतक कोशिकाओं में भड़काऊ और परिगलित प्रक्रियाओं, हृदय प्रणाली के रोगों आदि का संकेत दे सकते हैं। रक्त एंजाइम आमतौर पर दो समूहों में विभाजित होते हैं। पहले समूह में कुछ अंगों द्वारा रक्त प्लाज्मा में जारी एंजाइम शामिल हैं। उदाहरण के लिए, यकृत रक्त जमावट प्रणाली के कामकाज के लिए आवश्यक एंजाइमों के तथाकथित अग्रदूत पैदा करता है।

दूसरे समूह में रक्त एंजाइमों की संख्या बहुत अधिक होती है। एक स्वस्थ व्यक्ति के शरीर में, ऐसे प्रोटीन अणुओं का रक्त प्लाज्मा में शारीरिक महत्व नहीं होता है, क्योंकि वे विशेष रूप से उन अंगों और ऊतकों में इंट्रासेल्युलर स्तर पर कार्य करते हैं जिनके द्वारा वे उत्पन्न होते हैं। आम तौर पर, ऐसे एंजाइमों की गतिविधि कम और स्थिर होनी चाहिए। जब कोशिकाएं क्षतिग्रस्त हो जाती हैं, जो विभिन्न बीमारियों के साथ होती हैं, तो उनमें निहित एंजाइम निकल जाते हैं और रक्तप्रवाह में प्रवेश करते हैं। इसका कारण भड़काऊ और परिगलित प्रक्रियाएं हो सकती हैं। पहले मामले में, एंजाइमों की रिहाई कोशिका झिल्ली की पारगम्यता के उल्लंघन के कारण होती है, दूसरे में - कोशिकाओं की अखंडता के उल्लंघन के कारण। इसी समय, रक्त में एंजाइमों का स्तर जितना अधिक होता है, कोशिका क्षति की डिग्री उतनी ही अधिक होती है।

जैव रासायनिक विश्लेषण आपको रक्त प्लाज्मा में कुछ एंजाइमों की गतिविधि निर्धारित करने की अनुमति देता है। यह मानव शरीर में यकृत, हृदय, कंकाल की मांसपेशियों और अन्य प्रकार के ऊतकों के विभिन्न रोगों के निदान में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, तथाकथित एंजाइम डायग्नोस्टिक्स, कुछ बीमारियों का निर्धारण करते समय, एंजाइमों के उप-स्थानीयकरण को ध्यान में रखते हैं। इस तरह के अध्ययनों के परिणाम हमें यह निर्धारित करने की अनुमति देते हैं कि शरीर में क्या प्रक्रियाएं होती हैं। तो, ऊतकों में भड़काऊ प्रक्रियाओं में, रक्त एंजाइमों में साइटोसोलिक स्थानीयकरण होता है, और परिगलित घावों में, परमाणु या माइटोकॉन्ड्रियल एंजाइम की उपस्थिति निर्धारित होती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि रक्त में एंजाइम की सामग्री में वृद्धि हमेशा ऊतक क्षति के कारण नहीं होती है। शरीर में ऊतकों का सक्रिय रोग प्रसार, विशेष रूप से कैंसर के साथ, कुछ एंजाइमों के उत्पादन में वृद्धि, या गुर्दे की उत्सर्जन क्षमता का उल्लंघन भी रक्त में कुछ एंजाइमों की बढ़ी हुई सामग्री द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।

आधुनिक चिकित्सा में, नैदानिक ​​और चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए विभिन्न एंजाइमों के उपयोग को एक विशेष स्थान दिया गया है। इसके अलावा, एंजाइमों ने अपने आवेदन को विशिष्ट अभिकर्मकों के रूप में पाया है, जो विभिन्न पदार्थों को सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति देते हैं। उदाहरण के लिए, मूत्र और रक्त सीरम में ग्लूकोज के स्तर को निर्धारित करने के लिए विश्लेषण करते समय, आधुनिक प्रयोगशालाएं ग्लूकोज ऑक्सीडेज का उपयोग करती हैं। यूरिया का उपयोग मूत्र और रक्त परीक्षणों में यूरिया की मात्रात्मक सामग्री का आकलन करने के लिए किया जाता है। विभिन्न प्रकार के डिहाइड्रोजनेज विभिन्न सब्सट्रेट्स (लैक्टेट, पाइरूवेट, एथिल अल्कोहल, आदि) की उपस्थिति को सटीक रूप से निर्धारित करना संभव बनाते हैं।

एंजाइमों की उच्च इम्युनोजेनेसिटी चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए उनके उपयोग को महत्वपूर्ण रूप से सीमित करती है। लेकिन, इसके बावजूद, तथाकथित एंजाइम थेरेपी सक्रिय रूप से विकसित हो रही है, एंजाइम (उनसे युक्त दवाओं) का उपयोग करके, प्रतिस्थापन चिकित्सा के साधन या जटिल उपचार के एक तत्व के रूप में। प्रतिस्थापन चिकित्सा का उपयोग जठरांत्र संबंधी मार्ग के रोगों के लिए किया जाता है, जिसका विकास पाचन रस के अपर्याप्त उत्पादन के कारण होता है। अग्नाशयी एंजाइमों की कमी के साथ, उनकी कमी की भरपाई दवाओं के मौखिक प्रशासन द्वारा की जा सकती है जिसमें वे मौजूद हैं।

जटिल उपचार में एक अतिरिक्त तत्व के रूप में, विभिन्न रोगों में एंजाइमों का उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन जैसे प्रोटियोलिटिक एंजाइम का उपयोग प्युलुलेंट घावों के उपचार में किया जाता है। एडीनोवायरल नेत्रश्लेष्मलाशोथ या हर्पेटिक केराटाइटिस के उपचार में एंजाइम डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिज़ और राइबोन्यूक्लिज़ के साथ तैयारी का उपयोग किया जाता है। एंजाइम की तैयारी का उपयोग घनास्त्रता और थ्रोम्बोम्बोलिज़्म, ऑन्कोलॉजिकल रोगों आदि के उपचार में भी किया जाता है। उनका उपयोग जले हुए संकुचन और पश्चात के निशान के पुनर्जीवन के लिए प्रासंगिक है।

आधुनिक चिकित्सा में एंजाइमों का उपयोग बहुत विविध है और यह क्षेत्र लगातार विकसित हो रहा है, जो आपको कुछ बीमारियों के इलाज के लिए लगातार नए और अधिक प्रभावी तरीके खोजने की अनुमति देता है।

>>> एंजाइम

आप एंजाइमों के बारे में क्या जानते हैं? क्या उन्हीं से टीवी पर हमेशा विज्ञापन आने वाली गोलियां बनाई जाती हैं? क्या वे तले हुए चिकन और पाई के पहाड़ को पचाने में मदद करते हैं? बहुत अधिक जानकारी नहीं। क्या आपकी और अधिक जानने की इच्छा है? इस लेख को पढ़ें।

एंजाइम ऐसे पदार्थ हैं जिनके बिना शरीर में कई प्रक्रियाएं असंभव हैं। वास्तव में, एंजाइम न केवल भोजन के पाचन में शामिल होते हैं, बल्कि केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के काम में, नई कोशिकाओं के विकास की प्रक्रियाओं में भी शामिल होते हैं।
एंजाइम प्रोटीन होते हैं। लेकिन इनमें खनिज लवण भी होते हैं। बहुत सारे एंजाइम होते हैं और प्रत्येक का पदार्थों की एक संकीर्ण श्रेणी पर पूरी तरह से अनूठा प्रभाव पड़ता है। एंजाइम एक दूसरे की जगह नहीं ले सकते।

एंजाइम केवल चौवन डिग्री से अधिक के तापमान पर ही कार्य कर सकते हैं। लेकिन बहुत कम तापमान भी उनकी गतिविधि में योगदान नहीं करते हैं। आखिरकार, मानव शरीर में एंजाइम "काम" करते हैं और यह शरीर का तापमान है जो उनके लिए इष्टतम है। सूरज की रोशनी और ऑक्सीजन एंजाइमों के लिए हानिकारक हैं। वसा, प्रोटीन, खनिज तथा कार्बोहाइड्रेट का उपापचय एंजाइमों की उपस्थिति में ही होता है।

आंतों में एंजाइम काम करते हैं। वहीं, विटामिन ई एंजाइमों को आंतों में अपरिवर्तित अवस्था में पहुंचने में मदद करता है। एंजाइमों का कार्य खाद्य प्रसंस्करण के लिए शरीर की ऊर्जा लागत को काफी कम कर देता है। यदि आप कच्चे फलों और सब्जियों के प्रशंसक नहीं हैं, तो सबसे अधिक संभावना है कि आपका शरीर पर्याप्त एंजाइमों का उत्पादन नहीं करता है।

सभी एंजाइमों को तीन मुख्य समूहों में विभाजित किया जाता है: एमाइलेज, लाइपेज और प्रोटीज।
एनजाइम एमिलेजकार्बोहाइड्रेट के प्रसंस्करण के लिए आवश्यक। एमाइलेज के प्रभाव में, कार्बोहाइड्रेट नष्ट हो जाते हैं और आसानी से रक्त में अवशोषित हो जाते हैं। एमाइलेज लार और आंत दोनों में मौजूद होता है। एमाइलेज भी भिन्न होता है। प्रत्येक प्रकार की चीनी में इस एंजाइम का अपना प्रकार होता है।

lipase- ये एंजाइम होते हैं जो गैस्ट्रिक जूस में मौजूद होते हैं और अग्न्याशय द्वारा निर्मित होते हैं। लाइपेज शरीर द्वारा वसा के अवशोषण के लिए आवश्यक है।

प्रोटीज- यह एंजाइमों का एक समूह है जो गैस्ट्रिक जूस में मौजूद होता है और अग्न्याशय द्वारा भी निर्मित होता है। इसके अलावा, आंत में प्रोटीज भी मौजूद होता है। प्रोटीन के टूटने के लिए प्रोटीज आवश्यक है।

ऐसे एंजाइम होते हैं जो कोशिकाओं के अंदर चयापचय की प्रक्रिया शुरू करते हैं। शरीर में व्यावहारिक रूप से ऐसी कोई प्रणाली नहीं है जो अपने स्वयं के एंजाइम का उत्पादन न करे। ऐसे खाद्य पदार्थ भी हैं जिनके अपने एंजाइम होते हैं। ये एवोकाडो, अनानास, पपीता, आम, केला और विभिन्न अंकुरित अनाज हैं।

शरीर तथाकथित प्रोटीयोलाइटिक एंजाइम भी पैदा करता है, जो न केवल पाचन में भाग लेता है, बल्कि सूजन से भी राहत देता है। इन एंजाइमों में पैनक्रिएटिन, पेप्सिन, रेनिन, ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन शामिल हैं।

खुराक के रूप में सबसे आम अग्नाशय एंजाइम है। इसका उपयोग शरीर में एंजाइम की कमी के मामले में, भोजन के पाचन की सुविधा के लिए, खाद्य एलर्जी, विभिन्न गंभीर प्रतिरक्षा विकारों के साथ-साथ अन्य जटिल आंतरिक रोगों के लिए किया जाता है।

यदि आप एक एंजाइम की कमी से पीड़ित हैं, तो उन दवाओं का उपयोग करना बेहतर होता है जिनमें एक साथ कई एंजाइम होते हैं। लेकिन ऐसी तैयारी होती है जिसमें किसी भी एंजाइम में से केवल एक ही होता है। आमतौर पर एंजाइम की तैयारी भोजन के साथ ली जानी चाहिए, लेकिन कभी-कभी भोजन के बाद इसे लेना अधिक प्रभावी होता है। जिन दवाओं में एंजाइम होते हैं उन्हें प्रशीतित रखा जाना चाहिए।

एंजाइम की तैयारी को सुरक्षित रूप से आहार पूरक (जैविक रूप से सक्रिय योजक) कहा जा सकता है। लेकिन यह अभी भी उन्हें लंबे समय तक अनियंत्रित रूप से उपयोग करने के लायक नहीं है। डॉक्टर से सलाह लेना बेहतर है।

अध्ययन का इतिहास

अवधि एंजाइम 17 वीं शताब्दी में रसायनज्ञ वैन हेलमोंट द्वारा पाचन के तंत्र पर चर्चा करते हुए प्रस्तावित किया गया था।

चुनाव में। XVIII - जल्दी। 19 वीं सदी यह पहले से ही ज्ञात था कि मांस गैस्ट्रिक रस द्वारा पचता है, और स्टार्च लार की क्रिया से चीनी में परिवर्तित हो जाता है। हालांकि, इन घटनाओं का तंत्र अज्ञात था।

एंजाइम वर्गीकरण

उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के प्रकार के अनुसार, एंजाइमों को एंजाइमों के श्रेणीबद्ध वर्गीकरण (KF, - एंजाइम कमीशन कोड) के अनुसार 6 वर्गों में विभाजित किया जाता है। वर्गीकरण का प्रस्ताव इंटरनेशनल यूनियन ऑफ बायोकैमिस्ट्री एंड मॉलिक्यूलर बायोलॉजी (इंटरनेशनल यूनियन ऑफ बायोकेमिस्ट्री एंड मॉलिक्यूलर बायोलॉजी) द्वारा किया गया था। प्रत्येक वर्ग में उपवर्ग होते हैं, इसलिए एक एंजाइम को डॉट्स द्वारा अलग किए गए चार नंबरों के एक सेट द्वारा वर्णित किया जाता है। उदाहरण के लिए, पेप्सिन का नाम ईसी 3.4.23.1 है। पहली संख्या मोटे तौर पर एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के तंत्र का वर्णन करती है:

• सीएफ़ 1: ऑक्सीडोरडक्टेसजो ऑक्सीकरण या कमी को उत्प्रेरित करता है। उदाहरण: कैटेलेज, अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज।
• सीएफ़ 2: transferasesजो रासायनिक समूहों के एक सब्सट्रेट अणु से दूसरे में स्थानांतरण को उत्प्रेरित करता है। एक एटीपी अणु से, एक नियम के रूप में, एक फॉस्फेट समूह को स्थानांतरित करते हुए, किनेसेस को विशेष रूप से स्थानांतरित किया जाता है।
• सीएफ़ 3: हाइड्रोलिसिसजो रासायनिक बंधों के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करते हैं। उदाहरण: एस्टरेज़, पेप्सिन, ट्रिप्सिन, एमाइलेज, लिपोप्रोटीन लाइपेस।
• सीएफ़ 4: लिआसे, उत्पादों में से एक में दोहरे बंधन के गठन के साथ हाइड्रोलिसिस के बिना रासायनिक बंधनों के टूटने को उत्प्रेरित करना।
• सीएफ़ 5: आइसोमेरेसिस, जो सब्सट्रेट अणु में संरचनात्मक या ज्यामितीय परिवर्तनों को उत्प्रेरित करता है।
• सीएफ़ 6: लिगैसएटीपी हाइड्रोलिसिस के कारण सबस्ट्रेट्स के बीच रासायनिक बंधनों के गठन को उत्प्रेरित करना। उदाहरण: डीएनए पोलीमरेज़।

गतिज अनुसंधान

सबसे सरल वर्णन कैनेटीक्सएकल-सब्सट्रेट एंजाइमैटिक प्रतिक्रियाएं माइकलिस-मेंटेन समीकरण है (चित्र देखें)। आज तक, एंजाइम क्रिया के कई तंत्रों का वर्णन किया गया है। उदाहरण के लिए, "पिंग-पोंग" तंत्र की योजना द्वारा कई एंजाइमों की क्रिया का वर्णन किया गया है।

1972-1973 में। एंजाइमेटिक कटैलिसीस का पहला क्वांटम-मैकेनिकल मॉडल बनाया गया था (लेखक एम। वी। वोल्केनशेटिन, आर। आर। डोगोनाडेज़, जेड डी। उरुशाद्ज़े, और अन्य)।

एंजाइमों की क्रिया की संरचना और तंत्र

एंजाइमों की गतिविधि उनकी त्रि-आयामी संरचना से निर्धारित होती है।

सभी प्रोटीनों की तरह, एंजाइमों को अमीनो एसिड की एक रैखिक श्रृंखला के रूप में संश्लेषित किया जाता है जो एक विशिष्ट तरीके से तह करता है। प्रत्येक अमीनो एसिड अनुक्रम एक विशिष्ट तरीके से मोड़ता है, और परिणामी अणु (प्रोटीन ग्लोब्यूल) में अद्वितीय गुण होते हैं। कई प्रोटीन श्रृंखलाओं को एक प्रोटीन परिसर में जोड़ा जा सकता है। गर्म करने या कुछ रसायनों के संपर्क में आने पर प्रोटीन की तृतीयक संरचना नष्ट हो जाती है।

एंजाइमों की सक्रिय साइट

सक्रिय केंद्र में सशर्त आवंटित करें:

• उत्प्रेरक केंद्र - सब्सट्रेट के साथ सीधे रासायनिक रूप से बातचीत करना;
• बाध्यकारी केंद्र (संपर्क या "एंकर" साइट) - सब्सट्रेट और एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स के गठन के लिए विशिष्ट आत्मीयता प्रदान करना।

एक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए, एक एंजाइम को एक या अधिक सबस्ट्रेट्स से बांधना चाहिए। एंजाइम की प्रोटीन श्रृंखला को इस तरह से मोड़ा जाता है कि ग्लोब्यूल की सतह पर एक गैप या अवसाद बन जाता है, जहां सब्सट्रेट बांधते हैं। इस क्षेत्र को सब्सट्रेट बाइंडिंग साइट कहा जाता है। आमतौर पर यह एंजाइम की सक्रिय साइट के साथ मेल खाता है या इसके पास स्थित है। कुछ एंजाइमों में सहकारकों या धातु आयनों के लिए बंधन स्थल भी होते हैं।

एंजाइम सब्सट्रेट से बांधता है:

• "फर कोट" पानी से सब्सट्रेट को साफ करता है
• अंतरिक्ष में प्रतिक्रियाशील सब्सट्रेट अणुओं को उस तरीके से व्यवस्थित करता है जिस तरह से प्रतिक्रिया आगे बढ़ने के लिए आवश्यक होती है
• प्रतिक्रिया के लिए तैयार करता है (उदाहरण के लिए, ध्रुवीकरण) सब्सट्रेट अणु।

आमतौर पर, एक सब्सट्रेट के लिए एक एंजाइम का जुड़ाव आयनिक या हाइड्रोजन बांड के कारण होता है, शायद ही कभी सहसंयोजक बंधों के कारण होता है। प्रतिक्रिया के अंत में, इसका उत्पाद (या उत्पाद) एंजाइम से अलग हो जाता है।

नतीजतन, एंजाइम प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा को कम करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एंजाइम की उपस्थिति में, प्रतिक्रिया एक अलग मार्ग लेती है (वास्तव में, एक अलग प्रतिक्रिया होती है), उदाहरण के लिए:

एंजाइम की अनुपस्थिति में:

• ए + बी = एबी

एक एंजाइम की उपस्थिति में:

• ए + एफ = एएफ
• एएफ + वी = एवीएफ
• एवीएफ \u003d एवी + एफ

जहां ए, बी - सबस्ट्रेट्स, एबी - प्रतिक्रिया उत्पाद, एफ - एंजाइम।

एन्जाइम अपने आप ही अंतर्जात प्रतिक्रियाओं (जिनके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है) के लिए ऊर्जा प्रदान नहीं कर सकते। इसलिए, ऐसी प्रतिक्रियाओं को अंजाम देने वाले एंजाइम उन्हें एक्सर्जोनिक प्रतिक्रियाओं के साथ जोड़ते हैं जो अधिक ऊर्जा की रिहाई के साथ आगे बढ़ते हैं। उदाहरण के लिए, बायोपॉलिमर संश्लेषण प्रतिक्रियाओं को अक्सर एटीपी हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के साथ जोड़ा जाता है।

कुछ एंजाइमों के सक्रिय केंद्रों को सहकारिता की घटना की विशेषता है।

विशेषता

एंजाइम आमतौर पर अपने सबस्ट्रेट्स (सब्सट्रेट विशिष्टता) के लिए उच्च विशिष्टता प्रदर्शित करते हैं। यह सब्सट्रेट अणु पर और एंजाइम पर सब्सट्रेट बाइंडिंग साइट पर आकार, चार्ज वितरण और हाइड्रोफोबिक क्षेत्रों की आंशिक पूरकता द्वारा प्राप्त किया जाता है। एंजाइम भी आमतौर पर उच्च स्तर की स्टीरियोस्पेसिफिकिटी (उत्पाद के रूप में संभावित स्टीरियोइसोमर्स में से केवल एक का निर्माण करते हैं या सब्सट्रेट के रूप में केवल एक स्टीरियोइसोमर का उपयोग करते हैं), रेजियोसेक्लेक्टिविटी (सब्सट्रेट की संभावित स्थितियों में से केवल एक में एक रासायनिक बंधन को बनाते हैं या तोड़ते हैं) प्रदर्शित करते हैं। इन स्थितियों के लिए कई संभावित स्थितियों की केमोसेलेक्टिविटी (केवल एक रासायनिक प्रतिक्रिया उत्प्रेरित)। सामान्य उच्च स्तर की विशिष्टता के बावजूद, एंजाइम की सब्सट्रेट और प्रतिक्रिया विशिष्टता की डिग्री भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, एंडोपेप्टिडेज़ ट्रिप्सिन केवल आर्गिनिन या लाइसिन के बाद एक पेप्टाइड बंधन को तोड़ता है, जब तक कि वे एक प्रोलाइन द्वारा पीछा नहीं किया जाता है, और पेप्सिन बहुत कम विशिष्ट है और कई अमीनो एसिड के बाद एक पेप्टाइड बंधन को तोड़ सकता है।

की-लॉक मॉडल

कोशलैंड का प्रेरित फिट अनुमान

प्रेरित मिलान के मामले में एक अधिक यथार्थवादी स्थिति है। गलत सबस्ट्रेट्स - बहुत बड़े या बहुत छोटे - सक्रिय साइट में फिट नहीं होते हैं

1890 में, एमिल फिशर ने सुझाव दिया कि एंजाइम की विशिष्टता एंजाइम के रूप और सब्सट्रेट के बीच सटीक पत्राचार द्वारा निर्धारित की जाती है। इस धारणा को लॉक-एंड-की मॉडल कहा जाता है। एंजाइम एक अल्पकालिक एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए सब्सट्रेट को बांधता है। हालांकि, हालांकि यह मॉडल एंजाइमों की उच्च विशिष्टता की व्याख्या करता है, यह संक्रमण अवस्था स्थिरीकरण की घटना की व्याख्या नहीं करता है जो व्यवहार में देखी जाती है।

प्रेरित फिट मॉडल

1958 में, डैनियल कोशलैंड ने की-लॉक मॉडल में संशोधन का प्रस्ताव रखा। एंजाइम आमतौर पर कठोर नहीं होते हैं, लेकिन लचीले अणु होते हैं। एक एंजाइम की सक्रिय साइट सब्सट्रेट को बांधने के बाद संरचना को बदल सकती है। सक्रिय साइट के अमीनो एसिड के पक्ष समूह एक ऐसी स्थिति लेते हैं जो एंजाइम को अपना उत्प्रेरक कार्य करने की अनुमति देता है। कुछ मामलों में, सब्सट्रेट अणु भी सक्रिय साइट से जुड़ने के बाद संरचना को बदल देता है। की-लॉक मॉडल के विपरीत, प्रेरित फिट मॉडल न केवल एंजाइमों की विशिष्टता की व्याख्या करता है, बल्कि संक्रमण अवस्था के स्थिरीकरण की भी व्याख्या करता है। इस मॉडल को "हाथ-दस्ताने" कहा जाता था।

संशोधनों

कई एंजाइम प्रोटीन श्रृंखला के संश्लेषण के बाद संशोधनों से गुजरते हैं, जिसके बिना एंजाइम अपनी गतिविधि को पूरी तरह से नहीं दिखाता है। इस तरह के संशोधनों को पोस्ट-ट्रांसलेशनल मॉडिफिकेशन (प्रोसेसिंग) कहा जाता है। सबसे आम प्रकार के संशोधनों में से एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के पार्श्व अवशेषों में रासायनिक समूहों को जोड़ना है। उदाहरण के लिए, एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष को जोड़ने को फॉस्फोराइलेशन कहा जाता है और एंजाइम किनेज द्वारा उत्प्रेरित होता है। कई यूकेरियोटिक एंजाइम ग्लाइकोसिलेटेड होते हैं, यानी कार्बोहाइड्रेट ओलिगोमर्स के साथ संशोधित होते हैं।

एक अन्य सामान्य प्रकार का पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला दरार है। उदाहरण के लिए, काइमोट्रिप्सिन (पाचन में शामिल एक प्रोटीज) काइमोट्रिप्सिनोजेन से एक पॉलीपेप्टाइड क्षेत्र को साफ करके प्राप्त किया जाता है। काइमोट्रिप्सिनोजेन काइमोट्रिप्सिन का एक निष्क्रिय अग्रदूत है और अग्न्याशय में संश्लेषित होता है। निष्क्रिय रूप को पेट में ले जाया जाता है जहां इसे काइमोट्रिप्सिन में बदल दिया जाता है। एंजाइम के पेट में प्रवेश करने से पहले अग्न्याशय और अन्य ऊतकों के विभाजन से बचने के लिए यह तंत्र आवश्यक है। एक निष्क्रिय एंजाइम अग्रदूत को "ज़ाइमोजेन" के रूप में भी जाना जाता है।

एंजाइम सहकारक

कुछ एंजाइम बिना किसी अतिरिक्त घटक के अपने आप ही उत्प्रेरक कार्य करते हैं। हालांकि, ऐसे एंजाइम होते हैं जिन्हें उत्प्रेरण के लिए गैर-प्रोटीन घटकों की आवश्यकता होती है। सहकारक या तो अकार्बनिक अणु (धातु आयन, लौह-सल्फर समूह, आदि) या कार्बनिक (उदाहरण के लिए, फ्लेविन या हीम) हो सकते हैं। एंजाइम के साथ दृढ़ता से जुड़े कार्बनिक सहकारकों को प्रोस्थेटिक समूह भी कहा जाता है। कार्बनिक सहकारक जिन्हें एंजाइम से अलग किया जा सकता है, कोएंजाइम कहा जाता है।

एक एंजाइम जिसे उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करने के लिए एक सहकारक की आवश्यकता होती है, लेकिन इसके लिए बाध्य नहीं है, एक एपो-एंजाइम कहलाता है। एपो-एंजाइम एक सहकारक के साथ संयोजन में होलो-एंजाइम कहलाता है। अधिकांश सहकारक एंजाइम के साथ गैर-सहसंयोजक लेकिन काफी मजबूत अंतःक्रियाओं से जुड़े होते हैं। ऐसे कृत्रिम समूह भी हैं जो सहसंयोजक रूप से एंजाइम से जुड़े होते हैं, जैसे पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज में थायमिन पाइरोफॉस्फेट।

एंजाइम विनियमन

कुछ एंजाइमों में छोटे अणु बंधन स्थल होते हैं और एंजाइम में प्रवेश करने वाले चयापचय पथ के सब्सट्रेट या उत्पाद हो सकते हैं। वे एंजाइम की गतिविधि को कम या बढ़ाते हैं, जिससे प्रतिक्रिया का अवसर पैदा होता है।

अंतिम उत्पाद निषेध

मेटाबोलिक मार्ग - क्रमिक एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला। अक्सर एक चयापचय मार्ग का अंतिम उत्पाद एक एंजाइम का अवरोधक होता है जो उस चयापचय पथ में पहली प्रतिक्रियाओं को गति देता है। यदि अंतिम उत्पाद बहुत अधिक है, तो यह पहले एंजाइम के लिए अवरोधक के रूप में कार्य करता है, और यदि उसके बाद अंतिम उत्पाद बहुत छोटा हो जाता है, तो पहला एंजाइम फिर से सक्रिय हो जाता है। इस प्रकार, नकारात्मक प्रतिक्रिया के सिद्धांत के अनुसार अंतिम उत्पाद द्वारा निषेध होमोस्टैसिस (शरीर के आंतरिक वातावरण की स्थितियों की सापेक्ष स्थिरता) को बनाए रखने का एक महत्वपूर्ण तरीका है।

एंजाइम गतिविधि पर पर्यावरणीय परिस्थितियों का प्रभाव

एंजाइमों की गतिविधि कोशिका या जीव में स्थितियों पर निर्भर करती है - दबाव, पर्यावरण की अम्लता, तापमान, घुलित लवणों की सांद्रता (समाधान की आयनिक शक्ति), आदि।

एंजाइमों के कई रूप

एंजाइमों के कई रूपों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

• आइसोएंजाइम
• उचित बहुवचन रूप (सत्य)

आइसोएंजाइम- ये एंजाइम हैं, जिनका संश्लेषण विभिन्न जीनों द्वारा एन्कोड किया गया है, उनकी अलग-अलग प्राथमिक संरचनाएं और अलग-अलग गुण हैं, लेकिन वे एक ही प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं। आइसोनिजाइम के प्रकार:

• कार्बनिक - यकृत और मांसपेशियों में ग्लाइकोलाइसिस के एंजाइम।
• कोशिकीय - साइटोप्लाज्मिक और माइटोकॉन्ड्रियल मैलेट डिहाइड्रोजनेज (एंजाइम अलग हैं, लेकिन एक ही प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं)।
• हाइब्रिड - एक चतुर्धातुक संरचना वाले एंजाइम, व्यक्तिगत सबयूनिट्स (लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज - 2 प्रकार के 4 सबयूनिट्स) के गैर-सहसंयोजक बंधन के परिणामस्वरूप बनते हैं।
• उत्परिवर्ती - एक जीन के एकल उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप बनते हैं।
• एलोएंजाइम - एक ही जीन के विभिन्न एलील द्वारा एन्कोडेड।

उचित बहुवचन रूप(सच) एंजाइम होते हैं जिनका संश्लेषण एक ही जीन के एक ही एलील द्वारा एन्कोड किया जाता है, उनकी प्राथमिक संरचना और गुण समान होते हैं, लेकिन राइबोसोम पर संश्लेषण के बाद वे संशोधन से गुजरते हैं और अलग हो जाते हैं, हालांकि वे एक ही प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं।

Isoenzymes आनुवंशिक स्तर पर भिन्न होते हैं और प्राथमिक अनुक्रम से भिन्न होते हैं, और अनुवाद के बाद के स्तर पर वास्तविक कई रूप भिन्न हो जाते हैं।

चिकित्सा महत्व

एंजाइम और वंशानुगत चयापचय रोगों के बीच की कड़ी सबसे पहले स्थापित की गई थी ए गैरोडोम 1910 के दशक में गैरोड ने एंजाइम दोषों से जुड़ी बीमारियों को "चयापचय की जन्मजात त्रुटियां" कहा।

यदि किसी विशेष एंजाइम को कूटने वाले जीन में उत्परिवर्तन होता है, तो एंजाइम का अमीनो एसिड अनुक्रम बदल सकता है। उसी समय, अधिकांश उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप, इसकी उत्प्रेरक गतिविधि कम हो जाती है या पूरी तरह से गायब हो जाती है। यदि कोई जीव इनमें से दो उत्परिवर्ती जीन (प्रत्येक माता-पिता से एक) प्राप्त करता है, तो उस एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रिया शरीर में चलना बंद हो जाती है। उदाहरण के लिए, एल्बिनो की उपस्थिति टायरोसिनेस एंजाइम के उत्पादन की समाप्ति से जुड़ी है, जो अंधेरे वर्णक मेलेनिन के संश्लेषण में चरणों में से एक के लिए जिम्मेदार है। फेनिलकेटोनुरिया जिगर में एंजाइम फेनिलएलनिन-4-हाइड्रॉक्सिलस की कमी या अनुपस्थित गतिविधि से जुड़ा हुआ है।

वर्तमान में, एंजाइम दोषों से जुड़े सैकड़ों वंशानुगत रोग ज्ञात हैं। इनमें से कई रोगों के उपचार और रोकथाम के तरीके विकसित किए गए हैं।

प्रायोगिक उपयोग

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में एंजाइमों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - भोजन, कपड़ा उद्योग, औषध विज्ञान और चिकित्सा। अधिकांश दवाएं कुछ प्रतिक्रियाओं को शुरू करने या रोकने से शरीर में एंजाइमेटिक प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को प्रभावित करती हैं।

वैज्ञानिक अनुसंधान और चिकित्सा में एंजाइमों के उपयोग का दायरा और भी व्यापक है।

टिप्पणियाँ

साहित्य

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• डिक्सन, एम। एंजाइम / एम। डिक्सन, ई। वेब। - 3 खंडों में - प्रति। अंग्रेज़ी से। - वी.1-2। - एम .: मीर, 1982. - 808 पी।
बिग मेडिकल इनसाइक्लोपीडिया

एंजाइमों- (अक्षांश से। किण्वन किण्वन, खट्टा), एंजाइम, जैव उत्प्रेरक, विशिष्ट। सभी जीवित कोशिकाओं में मौजूद प्रोटीन और बायोल की भूमिका निभाते हैं। उत्प्रेरक इनके माध्यम से अनुवांशिकी का बोध होता है। सूचना और सभी विनिमय प्रक्रियाएं की जाती हैं ... ... जैविक विश्वकोश शब्दकोश

एंजाइमों- (अव्य। फेरमेंटम लीवन, फेवरे से गर्म होना)। कार्बनिक पदार्थ जो स्वयं को दूषित किए बिना अन्य कार्बनिक निकायों को किण्वित करते हैं। रूसी भाषा में शामिल विदेशी शब्दों का शब्दकोश। चुडिनोव ए.एन., 1910. एंजाइम ... ... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

एंजाइमों- (अक्षांश से। फेरमेंटम लीवन) (एंजाइम) सभी जीवित कोशिकाओं में मौजूद जैविक उत्प्रेरक। शरीर में पदार्थों के परिवर्तन का संचालन करना, उसके चयापचय को निर्देशित और विनियमित करना। प्रोटीन की रासायनिक प्रकृति। एंजाइम ... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

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एंजाइमों- संज्ञा, पर्यायवाची शब्दों की संख्या: 2 जैव उत्प्रेरक (1) एंजाइम (2) एएसआईएस पर्यायवाची शब्दकोश। वी.एन. त्रिशिन। 2013... पर्यायवाची शब्दकोश

एंजाइमों- एंजाइम। एंजाइम देखें। (

अक्सर, विटामिन, खनिज और मानव शरीर के लिए उपयोगी अन्य तत्वों के साथ, एंजाइम नामक पदार्थों का उल्लेख किया जाता है। एंजाइम क्या हैं और वे शरीर में क्या कार्य करते हैं, उनकी प्रकृति क्या है और वे कहाँ स्थित हैं?

ये प्रोटीन प्रकृति, जैव उत्प्रेरक के पदार्थ हैं। उनके बिना, कोई शिशु आहार, तैयार अनाज, क्वास, पनीर, पनीर, दही, केफिर नहीं होता। वे मानव शरीर की सभी प्रणालियों के कामकाज को प्रभावित करते हैं। इन पदार्थों की अपर्याप्त या अत्यधिक गतिविधि स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है, इसलिए आपको यह जानने की जरूरत है कि उनकी कमी से होने वाली समस्याओं से बचने के लिए एंजाइम क्या हैं।

यह क्या है?

एंजाइम जीवित कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित प्रोटीन अणु होते हैं। प्रत्येक कोशिका में इनकी संख्या सौ से अधिक होती है। इन पदार्थों की भूमिका बहुत बड़ी है। वे किसी दिए गए जीव के लिए उपयुक्त तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर के पाठ्यक्रम को प्रभावित करते हैं। एंजाइम का दूसरा नाम जैविक उत्प्रेरक है। एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि उसके प्रवाह को सुविधाजनक बनाने से होती है। उत्प्रेरक के रूप में, वे प्रतिक्रिया के दौरान भस्म नहीं होते हैं और इसकी दिशा नहीं बदलते हैं। एंजाइमों का मुख्य कार्य यह है कि उनके बिना जीवित जीवों में सभी प्रतिक्रियाएं बहुत धीमी गति से आगे बढ़ेंगी, और इससे व्यवहार्यता प्रभावित होगी।

उदाहरण के लिए, जब स्टार्च (आलू, चावल) वाले खाद्य पदार्थों को चबाते हैं, तो मुंह में एक मीठा स्वाद दिखाई देता है, जो एमाइलेज के काम से जुड़ा होता है, एक एंजाइम जो लार में मौजूद स्टार्च को तोड़ता है। अपने आप में, स्टार्च बेस्वाद है, क्योंकि यह एक पॉलीसेकेराइड है। इसके क्लेवाज उत्पादों (मोनोसैकराइड्स) में एक मीठा स्वाद होता है: ग्लूकोज, माल्टोस, डेक्सट्रिन।

सभी सरल और जटिल में विभाजित हैं। पूर्व में केवल प्रोटीन होता है, जबकि बाद वाले में प्रोटीन (एपोएंजाइम) और गैर-प्रोटीन (कोएंजाइम) भाग होते हैं। समूह बी, ई, के के विटामिन कोएंजाइम हो सकते हैं।

एंजाइम वर्ग

परंपरागत रूप से, इन पदार्थों को छह समूहों में बांटा गया है। मूल रूप से उन्हें यह नाम उस सब्सट्रेट के आधार पर दिया गया था जिस पर एक निश्चित एंजाइम कार्य करता है, अंत-एज़ को इसकी जड़ में जोड़कर। तो, वे एंजाइम जो प्रोटीन (प्रोटीन) को हाइड्रोलाइज करते हैं, उन्हें प्रोटीन, वसा (लिपोस) - लाइपेस, स्टार्च (एमिलन) - एमाइलेज कहा जाने लगा। फिर समान प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों को ऐसे नाम प्राप्त हुए जो संबंधित प्रतिक्रिया के प्रकार को इंगित करते हैं - एसाइलेस, डिकारबॉक्साइलेस, ऑक्सीडेस, डिहाइड्रोजनेज, और अन्य। इनमें से अधिकतर नाम आज भी प्रचलित हैं।

बाद में, इंटरनेशनल बायोकेमिकल यूनियन ने एक नामकरण पेश किया जिसके अनुसार एंजाइमों का नाम और वर्गीकरण उत्प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रिया के प्रकार और तंत्र के अनुरूप होना चाहिए। इस कदम से मेटाबॉलिज्म के विभिन्न पहलुओं से संबंधित डेटा के व्यवस्थितकरण में राहत मिली। प्रतिक्रियाओं और उन्हें उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों को छह वर्गों में विभाजित किया गया है। प्रत्येक वर्ग में कई उपवर्ग (4-13) होते हैं। एंजाइम के नाम का पहला भाग सब्सट्रेट के नाम से मेल खाता है, दूसरा - अंत -जा के साथ उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के प्रकार के लिए। वर्गीकरण (CF) के अनुसार प्रत्येक एंजाइम की अपनी कोड संख्या होती है। पहला अंक प्रतिक्रिया वर्ग से मेल खाता है, अगला उपवर्ग से, और तीसरा उपवर्ग से मेल खाता है। चौथा अंक एंजाइम की संख्या को उसके उपवर्ग में क्रम से इंगित करता है। उदाहरण के लिए, यदि ईसी 2.7.1.1 है, तो एंजाइम द्वितीय श्रेणी, 7वें उपवर्ग, प्रथम उपवर्ग से संबंधित है। अंतिम संख्या एंजाइम हेक्सोकाइनेज को संदर्भित करती है।

अर्थ

अगर हम बात करें कि एंजाइम क्या हैं, तो हम आधुनिक दुनिया में उनके महत्व के सवाल को नजरअंदाज नहीं कर सकते। वे मानव गतिविधि की लगभग सभी शाखाओं में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इस तरह की उनकी व्यापकता इस तथ्य के कारण है कि वे जीवित कोशिकाओं के बाहर अपने अद्वितीय गुणों को संरक्षित करने में सक्षम हैं। चिकित्सा में, उदाहरण के लिए, लाइपेस, प्रोटीज और एमाइलेज के समूहों के एंजाइमों का उपयोग किया जाता है। वे वसा, प्रोटीन, स्टार्च को तोड़ते हैं। एक नियम के रूप में, यह प्रकार पैनज़िनॉर्म, फेस्टल जैसी दवाओं का हिस्सा है। इन निधियों का उपयोग मुख्य रूप से जठरांत्र संबंधी मार्ग के रोगों के इलाज के लिए किया जाता है। कुछ एंजाइम रक्त वाहिकाओं में रक्त के थक्कों को भंग करने में सक्षम होते हैं, वे शुद्ध घावों के उपचार में मदद करते हैं। ऑन्कोलॉजिकल रोगों के उपचार में एंजाइम थेरेपी एक विशेष स्थान रखती है।

स्टार्च को तोड़ने की अपनी क्षमता के कारण, खाद्य उद्योग में एंजाइम एमाइलेज का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उसी क्षेत्र में, लाइपेस का उपयोग किया जाता है, जो वसा और प्रोटीज को तोड़ते हैं, जो प्रोटीन को तोड़ते हैं। एमाइलेज एंजाइम का उपयोग ब्रूइंग, वाइनमेकिंग और बेकिंग में किया जाता है। तैयार अनाज की तैयारी में और मांस को नरम करने के लिए प्रोटीज का उपयोग किया जाता है। पनीर के उत्पादन में लाइपेस और रेनेट का उपयोग किया जाता है। सौंदर्य प्रसाधन उद्योग भी उनके बिना नहीं चल सकता। वे वाशिंग पाउडर, क्रीम का हिस्सा हैं। वाशिंग पाउडर में, उदाहरण के लिए, एमाइलेज, जो स्टार्च को तोड़ता है, मिलाया जाता है। प्रोटीन अशुद्धियों और प्रोटीनों को प्रोटीज द्वारा तोड़ा जाता है, और लाइपेस तेल और वसा के ऊतकों को साफ करते हैं।

शरीर में एंजाइमों की भूमिका

मानव शरीर में चयापचय के लिए दो प्रक्रियाएं जिम्मेदार हैं: उपचय और अपचय। पहला ऊर्जा और आवश्यक पदार्थों का अवशोषण सुनिश्चित करता है, दूसरा - अपशिष्ट उत्पादों का टूटना। इन प्रक्रियाओं की निरंतर बातचीत कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा के अवशोषण और शरीर के महत्वपूर्ण कार्यों के रखरखाव को प्रभावित करती है। चयापचय प्रक्रियाओं को तीन प्रणालियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है: तंत्रिका, अंतःस्रावी और संचार। वे एंजाइमों की एक श्रृंखला की मदद से सामान्य रूप से कार्य कर सकते हैं, जो बदले में यह सुनिश्चित करता है कि एक व्यक्ति बाहरी और आंतरिक वातावरण की स्थितियों में बदलाव के लिए अनुकूल हो। एंजाइमों में प्रोटीन और गैर-प्रोटीन दोनों उत्पाद होते हैं।

शरीर में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में, जिसके दौरान एंजाइम भाग लेते हैं, वे स्वयं उपभोग नहीं करते हैं। उनमें से प्रत्येक की अपनी रासायनिक संरचना और अपनी अनूठी भूमिका है, इसलिए प्रत्येक केवल एक निश्चित प्रतिक्रिया शुरू करता है। जैव रासायनिक उत्प्रेरक मलाशय, फेफड़े, गुर्दे, यकृत को शरीर से विषाक्त पदार्थों और अपशिष्ट उत्पादों को निकालने में मदद करते हैं। वे त्वचा, हड्डियों, तंत्रिका कोशिकाओं, मांसपेशियों के ऊतकों के निर्माण में भी योगदान करते हैं। ग्लूकोज को ऑक्सीकरण करने के लिए विशिष्ट एंजाइमों का उपयोग किया जाता है।

शरीर में सभी एंजाइम चयापचय और पाचन में विभाजित होते हैं। मेटाबोलिक विषाक्त पदार्थों को बेअसर करने, प्रोटीन और ऊर्जा के उत्पादन में शामिल हैं, और कोशिकाओं में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को तेज करते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज सबसे मजबूत एंटीऑक्सिडेंट है, जो स्वाभाविक रूप से अधिकांश हरे पौधों, सफेद गोभी, ब्रसेल्स स्प्राउट्स और ब्रोकोली, गेहूं के रोगाणु, साग, जौ में पाया जाता है।

एंजाइम गतिविधि

इन पदार्थों को अपने कार्यों को पूरी तरह से करने के लिए कुछ शर्तों की आवश्यकता होती है। उनकी गतिविधि मुख्य रूप से तापमान से प्रभावित होती है। वृद्धि के साथ, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है। अणुओं की गति में वृद्धि के परिणामस्वरूप, उनके एक-दूसरे से टकराने की संभावना अधिक होती है, और प्रतिक्रिया की संभावना बढ़ जाती है। इष्टतम तापमान सबसे बड़ी गतिविधि प्रदान करता है। प्रोटीन के विकृतीकरण के कारण, जो तब होता है जब इष्टतम तापमान आदर्श से विचलित हो जाता है, रासायनिक प्रतिक्रिया की दर कम हो जाती है। जब हिमांक तापमान तक पहुंच जाता है, तो एंजाइम विकृत नहीं होता है, लेकिन निष्क्रिय होता है। उत्पादों के दीर्घकालिक भंडारण के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली त्वरित ठंड विधि, सूक्ष्मजीवों के विकास और विकास को रोकती है, इसके बाद अंदर मौजूद एंजाइमों की निष्क्रियता होती है। नतीजतन, भोजन विघटित नहीं होता है।

एंजाइमों की गतिविधि पर्यावरण की अम्लता से भी प्रभावित होती है। वे तटस्थ पीएच पर काम करते हैं। केवल कुछ एंजाइम क्षारीय, अत्यधिक क्षारीय, अम्लीय या अत्यधिक अम्लीय वातावरण में काम करते हैं। उदाहरण के लिए, रेनेट मानव पेट के अत्यधिक अम्लीय वातावरण में प्रोटीन को तोड़ता है। एंजाइम अवरोधकों और सक्रियकों द्वारा प्रभावित हो सकता है। कुछ आयन, उदाहरण के लिए, धातु, उन्हें सक्रिय करते हैं। अन्य आयनों का एंजाइमों की गतिविधि पर दमनात्मक प्रभाव पड़ता है।

सक्रियता

एंजाइमों की अत्यधिक गतिविधि के पूरे जीव के कामकाज पर इसके परिणाम होते हैं। सबसे पहले, यह एंजाइम क्रिया की दर में वृद्धि को उत्तेजित करता है, जो बदले में प्रतिक्रिया सब्सट्रेट की कमी और रासायनिक प्रतिक्रिया उत्पाद की अधिकता के गठन का कारण बनता है। सब्सट्रेट की कमी और इन उत्पादों का संचय स्वास्थ्य की स्थिति को काफी खराब कर देता है, शरीर की महत्वपूर्ण गतिविधि को बाधित करता है, बीमारियों के विकास का कारण बनता है और इसके परिणामस्वरूप किसी व्यक्ति की मृत्यु हो सकती है। उदाहरण के लिए, यूरिक एसिड का संचय गाउट और गुर्दे की विफलता की ओर जाता है। सब्सट्रेट की कमी के कारण, कोई अतिरिक्त उत्पाद नहीं होगा। यह तभी काम करता है जब एक और दूसरे को दूर किया जा सकता है।

एंजाइमों की अधिक गतिविधि के कई कारण हैं। पहला जीन उत्परिवर्तन है; यह जन्मजात हो सकता है या उत्परिवर्तजनों के प्रभाव में प्राप्त किया जा सकता है। दूसरा कारक पानी या भोजन में विटामिन या ट्रेस तत्व की अधिकता है, जो एंजाइम के काम करने के लिए आवश्यक है। विटामिन सी की अधिकता, उदाहरण के लिए, कोलेजन संश्लेषण एंजाइमों की बढ़ी हुई गतिविधि के माध्यम से, घाव भरने के तंत्र को बाधित करती है।

हाइपोएक्टिविटी

एंजाइमों की बढ़ी हुई और घटी हुई गतिविधि दोनों ही शरीर की गतिविधि को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती हैं। दूसरे मामले में, गतिविधि का पूर्ण समाप्ति संभव है। यह अवस्था एंजाइम की रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को नाटकीय रूप से कम कर देती है। नतीजतन, सब्सट्रेट का संचय उत्पाद की कमी से पूरक होता है, जिससे गंभीर जटिलताएं होती हैं। शरीर की महत्वपूर्ण गतिविधि में गड़बड़ी की पृष्ठभूमि के खिलाफ, स्वास्थ्य की स्थिति बिगड़ती है, रोग विकसित होते हैं, और एक घातक परिणाम हो सकता है। अमोनिया के संचय या एटीपी की कमी से मृत्यु हो जाती है। फेनिलएलनिन के संचय के कारण ओलिगोफ्रेनिया विकसित होता है। यह सिद्धांत यहां भी लागू होता है कि एंजाइम सब्सट्रेट की अनुपस्थिति में, प्रतिक्रिया सब्सट्रेट का कोई संचय नहीं होगा। शरीर पर एक बुरा प्रभाव एक ऐसी स्थिति उत्पन्न करता है जिसमें रक्त एंजाइम अपना कार्य नहीं करते हैं।

हाइपोएक्टिविटी के कई कारणों पर विचार किया जाता है। जीन का उत्परिवर्तन, जन्मजात या अधिग्रहित - यह पहला है। जीन थेरेपी की मदद से इस स्थिति को ठीक किया जा सकता है। आप लापता एंजाइम के सबस्ट्रेट्स को भोजन से बाहर करने का प्रयास कर सकते हैं। कुछ मामलों में यह मदद कर सकता है। दूसरा कारक एंजाइम के काम करने के लिए आवश्यक भोजन में विटामिन या ट्रेस तत्व की कमी है। निम्नलिखित कारण बिगड़ा हुआ विटामिन सक्रियण, अमीनो एसिड की कमी, एसिडोसिस, कोशिका में अवरोधकों की उपस्थिति, प्रोटीन विकृतीकरण हैं। शरीर के तापमान में कमी के साथ एंजाइम गतिविधि भी कम हो जाती है। कुछ कारक सभी प्रकार के एंजाइमों के कार्य को प्रभावित करते हैं, जबकि अन्य केवल कुछ प्रकार के कार्य को प्रभावित करते हैं।

पाचक एंजाइम

एक व्यक्ति खाने की प्रक्रिया का आनंद लेता है और कभी-कभी इस तथ्य की उपेक्षा करता है कि पाचन का मुख्य कार्य भोजन को पदार्थों में बदलना है जो शरीर के लिए ऊर्जा और निर्माण सामग्री का स्रोत बन सकता है, आंतों में अवशोषित हो जाता है। प्रोटीन एंजाइम इस प्रक्रिया में योगदान करते हैं। पाचक पदार्थ पाचन अंगों द्वारा निर्मित होते हैं, जो भोजन को विभाजित करने की प्रक्रिया में शामिल होते हैं। भोजन से आवश्यक कार्बोहाइड्रेट, वसा, अमीनो एसिड प्राप्त करने के लिए एंजाइमों की क्रिया आवश्यक है, जो शरीर के सामान्य कामकाज के लिए आवश्यक पोषक तत्व और ऊर्जा है।

बिगड़ा हुआ पाचन को सामान्य करने के लिए, भोजन के साथ आवश्यक प्रोटीन पदार्थों का एक साथ उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। अधिक भोजन करते समय, आप भोजन के बाद या भोजन के दौरान 1-2 गोलियां ले सकते हैं। फार्मासिस्ट बड़ी संख्या में विभिन्न एंजाइम की तैयारी बेचते हैं जो पाचन में सुधार करने में मदद करते हैं। एक प्रकार का पोषक तत्व लेते समय उन्हें भंडारित किया जाना चाहिए। भोजन को चबाने या निगलने में समस्याओं के लिए भोजन के साथ एंजाइम लेना आवश्यक है। उनके उपयोग के महत्वपूर्ण कारण अधिग्रहित और जन्मजात फेरमेंटोपैथी, चिड़चिड़ा आंत्र सिंड्रोम, हेपेटाइटिस, हैजांगाइटिस, कोलेसिस्टिटिस, अग्नाशयशोथ, कोलाइटिस, क्रोनिक गैस्ट्रिटिस जैसे रोग भी हो सकते हैं। पाचन प्रक्रिया को प्रभावित करने वाली दवाओं के साथ एंजाइम की तैयारी लेनी चाहिए।

एंजाइमोपैथोलॉजी

चिकित्सा में, एक संपूर्ण खंड है जो एक बीमारी और एक विशेष एंजाइम के संश्लेषण की कमी के बीच संबंध की खोज से संबंधित है। यह एंजाइमोलॉजी का क्षेत्र है - एंजाइमोपैथोलॉजी। अपर्याप्त एंजाइम संश्लेषण पर भी विचार किया जाना है। उदाहरण के लिए, वंशानुगत रोग फेनिलकेटोनुरिया इस पदार्थ को संश्लेषित करने के लिए यकृत कोशिकाओं की क्षमता के नुकसान की पृष्ठभूमि के खिलाफ विकसित होता है, जो फेनिलएलनिन के टाइरोसिन में रूपांतरण को उत्प्रेरित करता है। इस रोग के लक्षण मानसिक गतिविधि के विकार हैं। रोगी के शरीर में धीरे-धीरे विषाक्त पदार्थों के जमा होने से उल्टी, घबराहट, चिड़चिड़ापन, किसी भी चीज में रुचि की कमी, गंभीर थकान जैसे लक्षण परेशान कर रहे हैं।

बच्चे के जन्म पर, विकृति स्वयं प्रकट नहीं होती है। प्राथमिक लक्षण दो से छह महीने की उम्र के बीच देखे जा सकते हैं। बच्चे के जीवन का दूसरा भाग मानसिक विकास में एक स्पष्ट अंतराल की विशेषता है। 60% रोगियों में, मूर्खता विकसित होती है, 10% से कम ओलिगोफ्रेनिया की हल्की डिग्री तक सीमित होती है। सेल एंजाइम अपने कार्यों का सामना नहीं करते हैं, लेकिन इसे ठीक किया जा सकता है। पैथोलॉजिकल परिवर्तनों का समय पर निदान युवावस्था तक रोग के विकास को रोक सकता है। उपचार में भोजन के साथ फेनिलएलनिन के सेवन को सीमित करना शामिल है।

एंजाइम की तैयारी

एंजाइम क्या हैं, इस प्रश्न का उत्तर देते हुए, दो परिभाषाओं पर ध्यान दिया जा सकता है। पहला जैव रासायनिक उत्प्रेरक है, और दूसरा तैयारी है जिसमें वे शामिल हैं। वे पेट और आंतों में पर्यावरण की स्थिति को सामान्य करने में सक्षम हैं, सूक्ष्म कणों के लिए अंतिम उत्पादों के टूटने को सुनिश्चित करते हैं, और अवशोषण प्रक्रिया में सुधार करते हैं। वे गैस्ट्रोएंटेरोलॉजिकल रोगों के उद्भव और विकास को भी रोकते हैं। एंजाइमों में सबसे प्रसिद्ध दवा मेज़िम फोर्ट है। इसकी संरचना में, इसमें लाइपेस, एमाइलेज, प्रोटीज होता है, जो पुरानी अग्नाशयशोथ में दर्द को कम करने में मदद करता है। अग्न्याशय द्वारा आवश्यक एंजाइमों के अपर्याप्त उत्पादन के लिए कैप्सूल को प्रतिस्थापन उपचार के रूप में लिया जाता है।

ये दवाएं मुख्य रूप से भोजन के साथ ली जाती हैं। अवशोषण तंत्र के पहचाने गए उल्लंघनों के आधार पर, डॉक्टर द्वारा कैप्सूल या टैबलेट की संख्या निर्धारित की जाती है। इन्हें फ्रिज में स्टोर करना बेहतर होता है। पाचन एंजाइमों के लंबे समय तक उपयोग से व्यसन नहीं होता है, और यह अग्न्याशय के काम को प्रभावित नहीं करता है। दवा चुनते समय, आपको तारीख, गुणवत्ता और कीमत के अनुपात पर ध्यान देना चाहिए। पाचन तंत्र के पुराने रोगों, अधिक खाने, समय-समय पर पेट की समस्याओं और भोजन की विषाक्तता के लिए एंजाइम की तैयारी की सिफारिश की जाती है। सबसे अधिक बार, डॉक्टर मेज़िम टैबलेट की तैयारी लिखते हैं, जो घरेलू बाजार में खुद को अच्छी तरह से साबित कर चुकी है और आत्मविश्वास से अपनी स्थिति रखती है। इस दवा के अन्य एनालॉग हैं, कम प्रसिद्ध और सस्ती से अधिक नहीं। विशेष रूप से, कई लोग पेक्रिटिन या फेस्टल टैबलेट पसंद करते हैं, जिनमें अधिक महंगे समकक्षों के समान गुण होते हैं।