હાલમાં, ઉત્સેચકોનો અભ્યાસ બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં કેન્દ્રિય છે અને તેને સ્વતંત્ર વિજ્ઞાનમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે - એન્ઝાઇમોલોજી . એન્ઝાઇમોલોજીની સિદ્ધિઓનો ઉપયોગ દવામાં નિદાન અને સારવાર માટે, પેથોલોજીના મિકેનિઝમ્સનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે, અને વધુમાં, અન્ય ક્ષેત્રોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, કૃષિ, ખાદ્ય ઉદ્યોગ, રાસાયણિક, ફાર્માસ્યુટિકલ વગેરેમાં.

ઉત્સેચકોની રચના

મેટાબોલાઇટ - એક પદાર્થ જે મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે.

સબસ્ટ્રેટ – એક પદાર્થ જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.

ઉત્પાદન – એક પદાર્થ જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દરમિયાન રચાય છે.

ઉત્સેચકો ઉત્પ્રેરકના ચોક્કસ કેન્દ્રોની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

સક્રિય કેન્દ્ર (Ac) એ એન્ઝાઇમ પરમાણુનો એક ભાગ છે જે ખાસ કરીને સબસ્ટ્રેટ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને સીધા ઉત્પ્રેરકમાં સામેલ છે. એટીએસ, એક નિયમ તરીકે, વિશિષ્ટ (ખિસ્સા) માં સ્થિત છે. Ac માં બે પ્રદેશોને ઓળખી શકાય છે: સબસ્ટ્રેટ બંધનકર્તા સાઇટ - સબસ્ટ્રેટ વિસ્તાર (સંપર્ક પેડ) અને ખરેખર ઉત્પ્રેરક કેન્દ્ર .

મોટાભાગના સબસ્ટ્રેટ એન્ઝાઇમ સાથે ઓછામાં ઓછા ત્રણ બોન્ડ બનાવે છે, જેના કારણે સબસ્ટ્રેટ પરમાણુ સક્રિય સાઇટ સાથે એકમાત્ર સંભવિત રીતે જોડાય છે, જે એન્ઝાઇમની સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટતાને સુનિશ્ચિત કરે છે. ઉત્પ્રેરક કેન્દ્ર રાસાયણિક પરિવર્તન માર્ગની પસંદગી અને એન્ઝાઇમની ઉત્પ્રેરક વિશિષ્ટતા પ્રદાન કરે છે.

નિયમનકારી ઉત્સેચકોનું જૂથ છે એલોસ્ટેરિક કેન્દ્રો , જે સક્રિય કેન્દ્રની બહાર સ્થિત છે. "+" અથવા "–" મોડ્યુલેટર જે એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરે છે તે એલોસ્ટેરિક કેન્દ્ર સાથે જોડી શકાય છે.

ત્યાં સરળ ઉત્સેચકો છે, જેમાં માત્ર એમિનો એસિડ અને જટિલ ઉત્સેચકોનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં બિન-પ્રોટીન પ્રકૃતિ (કોએનઝાઇમ્સ) અને (અથવા) મેટલ આયનો (કોફેક્ટર્સ) ના ઓછા પરમાણુ વજનના કાર્બનિક સંયોજનોનો પણ સમાવેશ થાય છે.

સહઉત્સેચકો બિન-પ્રોટીન પ્રકૃતિના કાર્બનિક પદાર્થો છે જે સક્રિય કેન્દ્રના ઉત્પ્રેરક સ્થળના ભાગ રૂપે ઉત્પ્રેરકમાં ભાગ લે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રોટીન ઘટક કહેવામાં આવે છે એપોએન્ઝાઇમ , અને જટિલ પ્રોટીનનું ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય સ્વરૂપ છે holoenzyme . આમ: holoenzyme = apoenzyme + coenzyme.

સહઉત્સેચકો તરીકે નીચેનું કાર્ય કરે છે:

ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ,

સહઉત્સેચક Q,

ગ્લુટાથિઓન

પાણીમાં દ્રાવ્ય વિટામિન્સના ડેરિવેટિવ્ઝ:

સહઉત્સેચક કે જે પ્રોટીન ભાગ સાથે સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલ છે તેને કહેવામાં આવે છે કૃત્રિમ જૂથ . આ છે, ઉદાહરણ તરીકે, એફએડી, એફએમએન, બાયોટિન, લિપોઇક એસિડ. પ્રોસ્થેટિક જૂથ પ્રોટીન ભાગથી અલગ નથી. બિન-સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા પ્રોટીન ભાગ સાથે જોડાયેલ સહઉત્સેચક કહેવાય છે કોસબસ્ટ્રેટ . આ છે, ઉદાહરણ તરીકે, NAD +, NADP +. કોસબસ્ટ્રેટ પ્રતિક્રિયા સમયે એન્ઝાઇમ સાથે જોડાય છે.

એન્ઝાઇમ કોફેક્ટર્સ ઘણા ઉત્સેચકોની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ માટે જરૂરી મેટલ આયનો છે. પોટેશિયમ, મેગ્નેશિયમ, કેલ્શિયમ, ઝીંક, કોપર, આયર્ન વગેરે આયનો કોફેક્ટર્સ તરીકે કામ કરે છે. તેમની ભૂમિકા વૈવિધ્યસભર છે; તેઓ સબસ્ટ્રેટ પરમાણુઓને સ્થિર કરે છે, એન્ઝાઇમનું સક્રિય કેન્દ્ર, તેની તૃતીય અને ચતુર્થાંશ માળખું, અને સબસ્ટ્રેટ બંધન અને ઉત્પ્રેરકની ખાતરી કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ATP માત્ર Mg 2+ સાથે જોડાણમાં કિનાસિસ સાથે જોડાય છે.

આઇસોએન્ઝાઇમ્સ - આ એક એન્ઝાઇમના બહુવિધ સ્વરૂપો છે જે સમાન પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, પરંતુ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં ભિન્ન છે (સબસ્ટ્રેટ માટેનું જોડાણ, ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાની મહત્તમ ગતિ, ઇલેક્ટ્રોફોરેટિક ગતિશીલતા, અવરોધકો અને સક્રિયકર્તાઓ પ્રત્યેની વિવિધ સંવેદનશીલતા, pH મહત્તમ અને થર્મલ સ્થિરતા) . આઇસોએન્ઝાઇમ્સમાં ચતુર્થાંશ માળખું હોય છે, જે સમાન સંખ્યામાં સબ્યુનિટ્સ (2, 4, 6, વગેરે) દ્વારા રચાય છે. એન્ઝાઇમ આઇસોફોર્મ્સ સબ્યુનિટ્સના વિવિધ સંયોજનો દ્વારા રચાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, લેક્ટેટ ડિહાઇડ્રોજેનેઝ (LDH) ને ધ્યાનમાં લો, એક એન્ઝાઇમ જે ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે:

NADH 2 NAD +

પિરુવેટ ← LDH → લેક્ટેટ

LDH 5 આઇસોફોર્મ્સના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેમાંના દરેકમાં 2 પ્રકારના M (સ્નાયુ) અને H (હૃદય) ના 4 પ્રોટોમર્સ (સબ્યુનિટ્સ) હોય છે. એમ અને એચ પ્રકારના પ્રોટોમરનું સંશ્લેષણ બે અલગ અલગ આનુવંશિક સ્થાનો દ્વારા એન્કોડ થયેલ છે. LDH isoenzymes ચતુર્થાંશ માળખાના સ્તરે અલગ પડે છે: LDH 1 (NNNN), LDH 2 (NNMM), LDH 3 (NNMM), LDH 4 (NMMM), LDH 5 (MMMM).

H અને M પ્રકારની પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળો સમાન પરમાણુ વજન ધરાવે છે, પરંતુ પહેલાના પર કાર્બોક્સિલિક એમિનો એસિડનું વર્ચસ્વ છે, બાદમાં ડાયમિનો એસિડ દ્વારા, તેથી તેઓ વિવિધ ચાર્જ વહન કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.

પેશીઓમાં ઓક્સિજન ચયાપચય એલડીએચની આઇસોએન્ઝાઇમ રચનાને અસર કરે છે. જ્યાં એરોબિક મેટાબોલિઝમ પ્રભુત્વ ધરાવે છે, LDH 1, LDH 2 પ્રબળ છે (મ્યોકાર્ડિયમ, મૂત્રપિંડ પાસેની ગ્રંથીઓ), જ્યાં એનારોબિક ચયાપચય - LDH 4, LDH 5 (હાડપિંજરના સ્નાયુઓ, યકૃત). જીવતંત્રના વ્યક્તિગત વિકાસ દરમિયાન, પેશીઓમાં ઓક્સિજન સામગ્રી અને એલડીએચ આઇસોફોર્મ્સમાં ફેરફાર થાય છે. ગર્ભમાં, LDH 4 અને LDH 5 પ્રબળ છે. જન્મ પછી, કેટલાક પેશીઓમાં LDH 1 અને LDH 2 ની સામગ્રી વધે છે.

આઇસોફોર્મ્સનું અસ્તિત્વ બદલાતી પરિસ્થિતિઓમાં પેશીઓ, અવયવો અને સમગ્ર શરીરની અનુકૂલનક્ષમ ક્ષમતામાં વધારો કરે છે. અવયવો અને પેશીઓની મેટાબોલિક સ્થિતિનું મૂલ્યાંકન આઇસોએનઝાઇમ રચનામાં ફેરફાર દ્વારા કરવામાં આવે છે.

કોષો અને પેશીઓમાં ઉત્સેચકોનું સ્થાનિકીકરણ અને વિભાગીકરણ.

સ્થાનિકીકરણના આધારે ઉત્સેચકોને 3 જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

I - સામાન્ય ઉત્સેચકો (સાર્વત્રિક)

II - અંગ-વિશિષ્ટ

III - ઓર્ગેનેલ-વિશિષ્ટ

સામાન્ય ઉત્સેચકો લગભગ તમામ કોષોમાં જોવા મળે છે, તેઓ પ્રોટીન અને ન્યુક્લીક એસિડ બાયોસિન્થેસિસની પ્રતિક્રિયાઓ, બાયોમેમ્બ્રેન્સ અને મુખ્ય સેલ્યુલર ઓર્ગેનેલ્સની રચના અને ઊર્જા વિનિમયને ઉત્પ્રેરિત કરીને કોષની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિને સુનિશ્ચિત કરે છે. વિવિધ પેશીઓ અને અવયવોના સામાન્ય ઉત્સેચકો, જોકે, પ્રવૃત્તિમાં અલગ પડે છે.

અંગ-વિશિષ્ટ ઉત્સેચકો માત્ર ચોક્કસ અંગ અથવા પેશીઓની લાક્ષણિકતા. ઉદાહરણ તરીકે: યકૃત માટે - આર્જીનેઝ. કિડની અને હાડકાની પેશી માટે - આલ્કલાઇન ફોસ્ફેટસ. પ્રોસ્ટેટ ગ્રંથિ માટે - એએફ (એસિડ ફોસ્ફેટસ). સ્વાદુપિંડ માટે - α-amylase, lipase. મ્યોકાર્ડિયમ માટે - CPK (ક્રિએટાઇન ફોસ્ફોકિનેઝ), LDH, AST, વગેરે.

ઉત્સેચકો પણ કોષોની અંદર અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે. કેટલાક ઉત્સેચકો સાયટોસોલમાં કોલોઇડલ-ઓગળેલી સ્થિતિમાં હોય છે, અન્ય સેલ્યુલર ઓર્ગેનેલ્સ (સંરચિત સ્થિતિ) માં એમ્બેડેડ હોય છે.

ઓર્ગેનેલ-વિશિષ્ટ ઉત્સેચકો . વિવિધ ઓર્ગેનેલ્સમાં ઉત્સેચકોનો ચોક્કસ સમૂહ હોય છે, જે તેમના કાર્યોને નિર્ધારિત કરે છે.

ઓર્ગેનેલ-વિશિષ્ટ ઉત્સેચકો અંતઃકોશિક રચનાઓ, ઓર્ગેનેલ્સના માર્કર છે:

કોષ પટલ: ALP (આલ્કલાઇન ફોસ્ફેટસ), AC (એડેનીલેટ સાયકલેસ), K-Na-ATPase

સાયટોપ્લાઝમ: ગ્લાયકોલિસિસના ઉત્સેચકો, પેન્ટોઝ ચક્ર.

ER: હાઇડ્રોક્સિલેશન (માઇક્રોસોમલ ઓક્સિડેશન) પ્રદાન કરતા ઉત્સેચકો.

રિબોઝોમ્સ: ઉત્સેચકો જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ પ્રદાન કરે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા: ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશનના ઉત્સેચકો, ટીસીએ ચક્ર (સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝ, સસીનેટ ડીહાઈડ્રોજેનેઝ), ફેટી એસિડનું β-ઓક્સિડેશન.

સેલ ન્યુક્લિયસ: આરએનએ, ડીએનએ (આરએનએ પોલિમરેઝ, એનએડી સિન્થેટેઝ) ના સંશ્લેષણને સુનિશ્ચિત કરતા ઉત્સેચકો.

ન્યુક્લિઓલસ: ડીએનએ આધારિત આરએનએ પોલિમરેઝ

પરિણામે, કોષમાં કમ્પાર્ટમેન્ટ્સ રચાય છે, જે ઉત્સેચકો અને ચયાપચય (ચયાપચયનું કમ્પાર્ટમેન્ટલાઇઝેશન) ના સમૂહમાં અલગ પડે છે.

ઉત્સેચકોમાં એક નાનો જૂથ છે આર નિયમનકારી ઉત્સેચકો, જે પ્રવૃત્તિ બદલીને ચોક્કસ નિયમનકારી પ્રભાવોને પ્રતિભાવ આપવા સક્ષમ છે. આ ઉત્સેચકો તમામ અવયવો અને પેશીઓમાં હાજર હોય છે અને શરૂઆતમાં અથવા મેટાબોલિક પાથવેઝના શાખા બિંદુઓ પર સ્થાનીકૃત હોય છે.

તમામ ઉત્સેચકોનું કડક સ્થાનિકીકરણ જનીનોમાં એન્કોડેડ છે.

પ્લાઝ્મા અથવા સીરમમાં ઓર્ગેનેલ-વિશિષ્ટ ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિનું નિર્ધારણ ક્લિનિકલ ડાયગ્નોસ્ટિક્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ઉત્સેચકોનું વર્ગીકરણ અને નામકરણ

નામકરણ - વ્યક્તિગત સંયોજનોના નામ, તેમના જૂથો, વર્ગો, તેમજ આ નામો કંપોઝ કરવાના નિયમો. એન્ઝાઇમ નામકરણ તુચ્છ (ટૂંકા કાર્યકારી નામ) અથવા વ્યવસ્થિત હોઈ શકે છે. ઇન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ બાયોકેમિસ્ટ્રી દ્વારા 1961માં અપનાવવામાં આવેલા વ્યવસ્થિત નામકરણનો ઉપયોગ કરીને, એન્ઝાઇમ અને તેની ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાને ચોક્કસ રીતે ઓળખી શકાય છે.

વર્ગીકરણ - પસંદ કરેલી લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર કંઈકનું વિભાજન.

ઉત્સેચકોનું વર્ગીકરણ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના પ્રકાર પર આધારિત છે જે તેઓ ઉત્પ્રેરિત કરે છે;

6 પ્રકારની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના આધારે, ઉત્સેચકો જે તેમને ઉત્પ્રેરિત કરે છે તે 6 વર્ગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જેમાંના દરેકમાં ઘણા પેટાવર્ગો અને પેટા વર્ગો (4-13) હોય છે;

દરેક એન્ઝાઇમનો પોતાનો કોડ EC 1.1.1.1 હોય છે. પ્રથમ અંક વર્ગ સૂચવે છે, બીજો - પેટાવર્ગ, ત્રીજો - પેટાવર્ગ, ચોથો - તેના પેટા વર્ગમાં એન્ઝાઇમનો સીરીયલ નંબર (શોધના ક્રમમાં).

એન્ઝાઇમના નામમાં 2 ભાગોનો સમાવેશ થાય છે: 1 ભાગ - સબસ્ટ્રેટનું નામ (સબસ્ટ્રેટ્સ), 2 ભાગ - ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાનો પ્રકાર. અંત - AZA;

વધારાની માહિતી, જો જરૂરી હોય તો, અંતમાં લખવામાં આવે છે અને કૌંસમાં બંધ કરવામાં આવે છે: L-malate + NADP+ ↔ PVK + CO 2 + NADH 2 L-malate: NADP+ - oxidoreductase (decarboxylating);

ઉત્સેચકોના નામકરણ માટેના નિયમોમાં કોઈ સમાન અભિગમ નથી.

વર્કશોપ

સામાન્ય અને પર્યાવરણીય બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં

"ઉત્સેચકો. એન્ઝાઇમ ગતિશાસ્ત્ર"

મિન્સ્ક MSEU

યુડીસી 577:574 (076.5)

પર્યાવરણીય શિક્ષણ પર બેલારુસ પ્રજાસત્તાક

Bokut S.B.,વડા બાયોકેમિસ્ટ્રી અને બાયોફિઝિક્સ વિભાગ, એસોસિયેટ પ્રોફેસર, પીએચ.ડી.,

સ્યાખોવિચ વી.ઇ.,કલા.

બોગદાનોવા એન.વી.,બાયોકેમિસ્ટ્રી અને બાયોફિઝિક્સ વિભાગના લેક્ચરર,

Dokuchaeva E.A.,બાયોકેમિસ્ટ્રી અને બાયોફિઝિક્સ વિભાગના લેક્ચરર,

ડ્રોઝડોવ એ.એસ.,બાયોકેમિસ્ટ્રી અને બાયોફિઝિક્સ વિભાગના અનુસ્નાતક વિદ્યાર્થી

સમીક્ષકો:

ઉચ્ચ શિક્ષણની રાજ્ય સંસ્થાના ક્લિનિકલ લેબોરેટરી ડાયગ્નોસ્ટિક્સ વિભાગ "બેલારુસિયન મેડિકલ એકેડેમી ઑફ પોસ્ટગ્રેજ્યુએટ એજ્યુકેશન";

જી.આઈ. નોવિક,પ્રયોગશાળાના વડા "સૂક્ષ્મજીવોના સંગ્રહ"

રાજ્ય વૈજ્ઞાનિક સંસ્થા "બેલારુસની નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની માઇક્રોબાયોલોજીની સંસ્થા", જૈવિક વિજ્ઞાનના ઉમેદવાર

P69 સામાન્ય અને પર્યાવરણીય બાયોકેમિસ્ટ્રી પર વર્કશોપ. ભાગ II: "એન્ઝાઇમ-તમે. એન્ઝાઇમેટિક ગતિશાસ્ત્ર" / બોકુટ એસ.બી. અને અન્ય - Mn., 2013 - 74 p.

વર્કશોપમાં 2જા વર્ષના વિદ્યાર્થીઓ સાથે "સામાન્ય અને પર્યાવરણીય બાયોકેમિસ્ટ્રી" કોર્સમાં પ્રયોગશાળામાં કાર્ય કરવા માટેની શૈક્ષણિક અને પદ્ધતિસરની સામગ્રી છે. દરેક પ્રયોગશાળાના કાર્ય માટે, ચોક્કસ વિષય પર મૂળભૂત સિદ્ધાંત, પાઠની તૈયારી માટેના પરીક્ષણ પ્રશ્નો, ભલામણ કરેલ સાહિત્યની સૂચિ, પાઠ માટેના કાર્યોની સૂચિ, પ્રયોગશાળાના કાર્યમાં વપરાતા સાધનો, સામગ્રી અને રીએજન્ટ્સનું વર્ણન પ્રદાન કરવામાં આવે છે. . ઉત્સેચકોના વર્ગીકરણ, તેમની પ્રવૃત્તિ નક્કી કરવા માટેની પદ્ધતિઓના સિદ્ધાંતો તેમજ એન્ઝાઈમેટિક પ્રતિક્રિયાઓના ગતિશાસ્ત્રની મૂળભૂત બાબતોનું વર્ણન કરતી સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે.

મોસ્કો સ્ટેટ ઇકોનોમિક યુનિવર્સિટીના વિદ્યાર્થીઓ માટે એ.ડી. સખારોવ.

ઓ એસ.બી. બોકુટ, વી.ઇ. સ્યાખોવિચ, એન.વી. બોગદાનોવા, ઇ.એ. ડોકુચેવા, એ.એસ. ડ્રોઝડોવ 2012

Ó ઇન્ટરનેશનલ સ્ટેટ ઇકોલોજીકલ યુનિવર્સિટી નામ આપવામાં આવ્યું છે. નરક. સાખારોવા, 2012

લેબોરેટરી વર્ક નંબર 4

સાધનો અને સામગ્રી:

સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર સોલર PV 1251B

· થર્મોસ્ટેટ

· ઇલેક્ટ્રિક સ્ટોવ

· 1 મિલી અને 5 મિલી માટે ગ્લાસ પાઈપેટ

સ્વચાલિત માઇક્રોપીપેટ્સ

· 250 મિલી અને 100 મિલી માટે સિલિન્ડર માપવા

· 300 મિલી ગ્લાસ

· ગ્લાસ ટેસ્ટ ટ્યુબ

· ટેસ્ટ ટ્યુબ રેક્સ

· કાચની સળિયા

· ગ્લાસ સ્લાઇડ્સ

રીએજન્ટ્સ:

· સ્ટાર્ચ, 1% સોલ્યુશન

· સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (NaOH), 10% સોલ્યુશન

કોપર સલ્ફેટ (CuSO 4), 1% સોલ્યુશન

લ્યુગોલનું સોલ્યુશન (આયોડિન, કેજેમાં 1% સોલ્યુશન, 2.5%)

હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ (HCl), 10% સોલ્યુશન

નિસ્યંદિત પાણી

સૈદ્ધાંતિક ભાગ

ઉત્સેચકો

જીવંત પ્રણાલીઓમાં રાસાયણિક તત્વોના એકદમ મર્યાદિત સમૂહનો સમાવેશ થાય છે, જે (C, H, O, N, P, S) કુલ કોષ સમૂહના 99% કરતા વધુ હિસ્સો ધરાવે છે. કોષોની રાસાયણિક રચના પૃથ્વીના પોપડાની રાસાયણિક રચનાથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોવાથી, આનો અર્થ એ છે કે જૈવિક પ્રણાલીઓ વિશિષ્ટ પ્રકારની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ કરવા સક્ષમ છે.

પાણી સિવાય, કોષમાં લગભગ તમામ અણુઓ કાર્બન સંયોજનો છે. પૃથ્વીના રાસાયણિક તત્વોમાં, કાર્બન ઘણા નાના અને મોટા પરમાણુઓ બનાવવાની તેની ક્ષમતામાં વિશેષ સ્થાન ધરાવે છે ( મેક્રોમોલેક્યુલ્સ). તેમના નાના પરમાણુ કદ અને તેમના બાહ્ય શેલમાં ચાર ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે, કાર્બન અણુઓ અન્ય અણુઓ સાથે તેમજ એકબીજા સાથે મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડ બનાવી શકે છે, પરિણામે રિંગ્સ અથવા લાંબી સાંકળોનું નિર્માણ થાય છે અને પરિણામે, મોટા અને જટિલ પરમાણુઓ.

જૈવિક પ્રણાલીઓની સૌથી સામાન્ય વ્યાખ્યાઓમાંની એક છે જીવંત જીવો એ સ્વાયત્ત સ્વ-પ્રજનન રાસાયણિક પ્રણાલીઓ છે જે ચોક્કસ અને તે જ સમયે કાર્બન ધરાવતા નાના અણુઓ અને મેક્રોમોલેક્યુલ્સના તદ્દન મર્યાદિત સમૂહમાંથી બનેલ છે..

તેથી, કોઈપણ જીવતંત્રની જીવન પ્રવૃત્તિનો આધાર ખાસ પ્રકારની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા રચાય છે. જીવંત કોષમાં લગભગ તમામ પ્રતિક્રિયાઓ અત્યંત અસરકારક કુદરતી બાયોકેટાલિસ્ટ્સની ભાગીદારી સાથે થાય છે જેને કહેવાય છે. ઉત્સેચકો, અથવા ઉત્સેચકો. સેલ્યુલર મેટાબોલિક માર્ગોને ધ્યાનમાં લેતા, એવું લાગે છે કે કોષ પાસે આ હેતુ માટે યોગ્ય એન્ઝાઇમનો ઉપયોગ કરીને, તેને જરૂરી કોઈપણ પ્રતિક્રિયા કરવાની ક્ષમતા છે. વાસ્તવમાં એવું નથી. જો કે ઉત્સેચકો શક્તિશાળી ઉત્પ્રેરક છે, તેઓ માત્ર એવી પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપી શકે છે જે થર્મોડાયનેમિકલી "મંજૂર" હોય. ઘણી ઊર્જાસભર સંભવિત પ્રતિક્રિયાઓ પૈકી, ઉત્સેચકો પસંદગીયુક્ત રીતે અનુરૂપ "રીએજન્ટ" તરીકે ઓળખાતા રૂપાંતરિત કરે છે. સબસ્ટ્રેટ, શારીરિક રીતે ઉપયોગી માર્ગ સાથે. આમ, ઉત્સેચકોશરીરની તમામ મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરે છે.

તાજેતરમાં સુધી, એવું માનવામાં આવતું હતું કે સંપૂર્ણપણે તમામ બાયોકેટાલિસ્ટ પ્રોટીન પ્રકૃતિના પદાર્થો છે. જો કે, વીસમી સદીના 80 ના દાયકામાં, ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ સાથે વિશિષ્ટ નીચા-પરમાણુ RNAs શોધાયા હતા. સાદ્રશ્ય દ્વારા, આ ઉત્પ્રેરક આરએનએ કહેવાય છે રિબોઝાઇમ્સ. બાકીના હાલમાં જાણીતા સેલ બાયોકેટાલિસ્ટ્સ, જેની સંખ્યા 2500 થી વધુ છે, તે પ્રોટીન પ્રકૃતિના છે અને પ્રોટીનના તમામ ગુણધર્મો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આજની તારીખે, સેંકડો વિવિધ ઉત્સેચકોના એમિનો એસિડ સિક્વન્સને સમજવામાં આવ્યા છે; , અને સેલ્યુલર મેટાબોલિક ટ્રાન્સફોર્મેશનમાં તેમની ભૂમિકાનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે.

અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકની જેમ, ઉત્સેચકો: પ્રતિક્રિયા દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતા નથી, બંને આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરમાં વધારો કરે છે, અને સંતુલન સ્થિતિમાં ફેરફાર કરતા નથી. જો કે, ઉત્સેચકોની પ્રોટીન પ્રકૃતિ તેમને અસંખ્ય ગુણધર્મો આપે છે જે સામાન્ય રીતે અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકની લાક્ષણિકતા નથી.

ઉત્સેચકો અને અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક વચ્ચેનો તફાવત

1. ઉત્સેચકોમાં ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ વધુ હોય છે (અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકની અસર કરતા લાખો ગણી વધારે). ઉદાહરણ તરીકે, અકાર્બનિક એસિડ અને આલ્કલીસની હાજરીમાં પ્રોટીન જલવિચ્છેદન 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર કેટલાક કલાકો સુધી થાય છે. ઉત્સેચકોની ભાગીદારી સાથે, આ પ્રક્રિયા 30-40 ° સે પર દસ મિનિટ સુધી ઘટાડવામાં આવે છે;

2. ઉત્સેચકોની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ ખૂબ જ હળવી પરિસ્થિતિઓમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે (મધ્યમ તાપમાન 37–40 ° સે, સામાન્ય દબાણ, 6.0–8.0 ના તટસ્થ pH મૂલ્યોની નજીક);

3. ઉત્સેચકોમાં ક્રિયાની ઉચ્ચ વિશિષ્ટતા હોય છે, એટલે કે. દરેક એન્ઝાઇમ મૂળભૂત રીતે માત્ર કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે (સરખામણી માટે, કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં પ્લેટિનમ કેટલાક ડઝન રાસાયણિક પરિવર્તનોને ઉત્પ્રેરિત કરે છે);

4. એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓનો દર ચોક્કસ ગતિ કાયદાઓને આધીન છે;

5. સંખ્યાબંધ ઉત્સેચકો તૃતીય અને ચતુર્થાંશ માળખાના નિર્માણ દરમિયાન અનુવાદ પછીના ફેરફારમાંથી પસાર થાય છે;

6. એન્ઝાઇમ પરમાણુઓનું કદ સામાન્ય રીતે તેમના સબસ્ટ્રેટના કદ કરતાં ઘણું મોટું હોય છે;

7. કોષોમાં ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિ સખત રીતે નિયંત્રિત અને નિયંત્રિત થાય છે.

ઉત્સેચકો અને અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકની ઉત્પ્રેરક ક્રિયાની સરખામણી

હાલમાં, ઉત્સેચકોનો અભ્યાસ બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં કેન્દ્રિય છે અને તેને સ્વતંત્ર વિજ્ઞાનમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે - એન્ઝાઇમોલોજી . એન્ઝાઇમોલોજીની સિદ્ધિઓનો ઉપયોગ દવામાં નિદાન અને સારવાર માટે, પેથોલોજીના મિકેનિઝમ્સનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે, અને વધુમાં, અન્ય ક્ષેત્રોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, કૃષિ, ખાદ્ય ઉદ્યોગ, રાસાયણિક, ફાર્માસ્યુટિકલ વગેરેમાં.

ઉત્સેચકોની રચના

મેટાબોલાઇટ- એક પદાર્થ જે મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે.

સબસ્ટ્રેટ -એક પદાર્થ જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.

ઉત્પાદન -એક પદાર્થ જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દરમિયાન રચાય છે.

ઉત્સેચકો ઉત્પ્રેરકના ચોક્કસ કેન્દ્રોની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

સક્રિય કેન્દ્ર(Ac) એ એન્ઝાઇમ પરમાણુનો એક ભાગ છે જે ખાસ કરીને સબસ્ટ્રેટ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને સીધા ઉત્પ્રેરકમાં સામેલ છે. એટીએસ, એક નિયમ તરીકે, વિશિષ્ટ (ખિસ્સા) માં સ્થિત છે. Ac માં બે પ્રદેશોને ઓળખી શકાય છે: સબસ્ટ્રેટ બંધનકર્તા સાઇટ - સબસ્ટ્રેટ વિસ્તાર (સંપર્ક પેડ) અને ખરેખર ઉત્પ્રેરક કેન્દ્ર .

મોટાભાગના સબસ્ટ્રેટ એન્ઝાઇમ સાથે ઓછામાં ઓછા ત્રણ બોન્ડ બનાવે છે, જેના કારણે સબસ્ટ્રેટ પરમાણુ સક્રિય સાઇટ સાથે એકમાત્ર સંભવિત રીતે જોડાય છે, જે એન્ઝાઇમની સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટતાને સુનિશ્ચિત કરે છે. ઉત્પ્રેરક કેન્દ્ર રાસાયણિક પરિવર્તન માર્ગની પસંદગી અને એન્ઝાઇમની ઉત્પ્રેરક વિશિષ્ટતા પ્રદાન કરે છે.

નિયમનકારી ઉત્સેચકોનું જૂથ છે એલોસ્ટેરિક કેન્દ્રો , જે સક્રિય કેન્દ્રની બહાર સ્થિત છે. "+" અથવા "–" મોડ્યુલેટર જે એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરે છે તે એલોસ્ટેરિક કેન્દ્ર સાથે જોડી શકાય છે.

ત્યાં સરળ ઉત્સેચકો છે, જેમાં માત્ર એમિનો એસિડ અને જટિલ ઉત્સેચકોનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં બિન-પ્રોટીન પ્રકૃતિ (કોએનઝાઇમ્સ) અને (અથવા) મેટલ આયનો (કોફેક્ટર્સ) ના ઓછા પરમાણુ વજનના કાર્બનિક સંયોજનોનો પણ સમાવેશ થાય છે.

સહઉત્સેચકોબિન-પ્રોટીન પ્રકૃતિના કાર્બનિક પદાર્થો છે જે સક્રિય કેન્દ્રના ઉત્પ્રેરક સ્થળના ભાગ રૂપે ઉત્પ્રેરકમાં ભાગ લે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રોટીન ઘટક કહેવામાં આવે છે એપોએન્ઝાઇમ , અને જટિલ પ્રોટીનનું ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય સ્વરૂપ છે holoenzyme . આમ: holoenzyme = apoenzyme + coenzyme.

સહઉત્સેચકો તરીકે નીચેનું કાર્ય કરે છે:

ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ,

કોએનઝાઇમ ક્યૂ,

ગ્લુટાથિઓન

પાણીમાં દ્રાવ્ય વિટામિન્સના ડેરિવેટિવ્ઝ:

સહઉત્સેચક કે જે પ્રોટીન ભાગ સાથે સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલ છે તેને કહેવામાં આવે છે કૃત્રિમ જૂથ . આ છે, ઉદાહરણ તરીકે, એફએડી, એફએમએન, બાયોટિન, લિપોઇક એસિડ. પ્રોસ્થેટિક જૂથ પ્રોટીન ભાગથી અલગ નથી. બિન-સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા પ્રોટીન ભાગ સાથે જોડાયેલ સહઉત્સેચક કહેવાય છે કોસબસ્ટ્રેટ . આ છે, ઉદાહરણ તરીકે, NAD +, NADP +. કોસબસ્ટ્રેટ પ્રતિક્રિયા સમયે એન્ઝાઇમ સાથે જોડાય છે.

એન્ઝાઇમ કોફેક્ટર્સઘણા ઉત્સેચકોની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ માટે જરૂરી મેટલ આયનો છે. પોટેશિયમ, મેગ્નેશિયમ, કેલ્શિયમ, ઝીંક, કોપર, આયર્ન વગેરે આયનો કોફેક્ટર્સ તરીકે કામ કરે છે. તેમની ભૂમિકા વૈવિધ્યસભર છે; તેઓ સબસ્ટ્રેટ પરમાણુઓને સ્થિર કરે છે, એન્ઝાઇમનું સક્રિય કેન્દ્ર, તેની તૃતીય અને ચતુર્થાંશ માળખું, અને સબસ્ટ્રેટ બંધન અને ઉત્પ્રેરકની ખાતરી કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ATP માત્ર Mg 2+ સાથે જોડાણમાં કિનાસિસ સાથે જોડાય છે.

આઇસોએન્ઝાઇમ્સ- આ એક એન્ઝાઇમના બહુવિધ સ્વરૂપો છે જે સમાન પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, પરંતુ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં અલગ છે (સબસ્ટ્રેટ માટેનું જોડાણ, ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયાની મહત્તમ ગતિ, ઇલેક્ટ્રોફોરેટિક ગતિશીલતા, અવરોધકો અને એક્ટિવેટર્સ પ્રત્યેની વિવિધ સંવેદનશીલતા, pH મહત્તમ અને થર્મલ સ્થિરતા) . આઇસોએન્ઝાઇમ્સમાં ચતુર્થાંશ માળખું હોય છે, જે સમાન સંખ્યામાં સબ્યુનિટ્સ (2, 4, 6, વગેરે) દ્વારા રચાય છે. એન્ઝાઇમ આઇસોફોર્મ્સ સબ્યુનિટ્સના વિવિધ સંયોજનો દ્વારા રચાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, લેક્ટેટ ડિહાઇડ્રોજેનેઝ (LDH) ને ધ્યાનમાં લો, એક એન્ઝાઇમ જે ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે:

NADH 2 NAD +

પિરુવેટ ← LDH → લેક્ટેટ

LDH 5 આઇસોફોર્મ્સના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેમાંના દરેકમાં 2 પ્રકારના M (સ્નાયુ) અને H (હૃદય) ના 4 પ્રોટોમર્સ (સબ્યુનિટ્સ) હોય છે. એમ અને એચ પ્રકારના પ્રોટોમરનું સંશ્લેષણ બે અલગ અલગ આનુવંશિક સ્થાનો દ્વારા એન્કોડ થયેલ છે. LDH isoenzymes ચતુર્થાંશ માળખાના સ્તરે અલગ પડે છે: LDH 1 (NNNN), LDH 2 (NNMM), LDH 3 (NNMM), LDH 4 (NMMM), LDH 5 (MMMM).

H અને M પ્રકારની પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળો સમાન પરમાણુ વજન ધરાવે છે, પરંતુ પહેલાના પર કાર્બોક્સિલિક એમિનો એસિડનું વર્ચસ્વ છે, બાદમાં ડાયમિનો એસિડ દ્વારા, તેથી તેઓ વિવિધ ચાર્જ વહન કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.

પેશીઓમાં ઓક્સિજન ચયાપચય એલડીએચની આઇસોએન્ઝાઇમ રચનાને અસર કરે છે. જ્યાં એરોબિક મેટાબોલિઝમ પ્રભુત્વ ધરાવે છે, LDH 1, LDH 2 પ્રબળ છે (મ્યોકાર્ડિયમ, મૂત્રપિંડ પાસેની ગ્રંથીઓ), જ્યાં એનારોબિક ચયાપચય - LDH 4, LDH 5 (હાડપિંજરના સ્નાયુઓ, યકૃત). જીવતંત્રના વ્યક્તિગત વિકાસ દરમિયાન, પેશીઓમાં ઓક્સિજન સામગ્રી અને એલડીએચ આઇસોફોર્મ્સમાં ફેરફાર થાય છે. ગર્ભમાં, LDH 4 અને LDH 5 પ્રબળ છે. જન્મ પછી, કેટલાક પેશીઓમાં LDH 1 અને LDH 2 ની સામગ્રી વધે છે.

આઇસોફોર્મ્સનું અસ્તિત્વ બદલાતી પરિસ્થિતિઓમાં પેશીઓ, અવયવો અને સમગ્ર શરીરની અનુકૂલનક્ષમ ક્ષમતામાં વધારો કરે છે. અવયવો અને પેશીઓની મેટાબોલિક સ્થિતિનું મૂલ્યાંકન આઇસોએનઝાઇમ રચનામાં ફેરફાર દ્વારા કરવામાં આવે છે.

કોષો અને પેશીઓમાં ઉત્સેચકોનું સ્થાનિકીકરણ અને વિભાગીકરણ.

સ્થાનિકીકરણના આધારે ઉત્સેચકોને 3 જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે:

I - સામાન્ય ઉત્સેચકો (સાર્વત્રિક)

II - અંગ-વિશિષ્ટ

III - ઓર્ગેનેલ-વિશિષ્ટ

સામાન્ય ઉત્સેચકોલગભગ તમામ કોષોમાં જોવા મળે છે, તેઓ પ્રોટીન અને ન્યુક્લીક એસિડ બાયોસિન્થેસિસની પ્રતિક્રિયાઓ, બાયોમેમ્બ્રેન્સ અને મુખ્ય સેલ્યુલર ઓર્ગેનેલ્સની રચના અને ઊર્જા વિનિમયને ઉત્પ્રેરિત કરીને કોષની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિને સુનિશ્ચિત કરે છે. વિવિધ પેશીઓ અને અવયવોના સામાન્ય ઉત્સેચકો, જોકે, પ્રવૃત્તિમાં અલગ પડે છે.

અંગ-વિશિષ્ટ ઉત્સેચકોમાત્ર ચોક્કસ અંગ અથવા પેશીઓની લાક્ષણિકતા. ઉદાહરણ તરીકે: યકૃત માટે - આર્જીનેઝ. કિડની અને હાડકાની પેશી માટે - આલ્કલાઇન ફોસ્ફેટસ. પ્રોસ્ટેટ ગ્રંથિ માટે - એએફ (એસિડ ફોસ્ફેટસ). સ્વાદુપિંડ માટે - α-amylase, lipase. મ્યોકાર્ડિયમ માટે - CPK (ક્રિએટાઇન ફોસ્ફોકિનેઝ), LDH, AST, વગેરે.

ઉત્સેચકો પણ કોષોની અંદર અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે. કેટલાક ઉત્સેચકો સાયટોસોલમાં કોલોઇડલ-ઓગળેલી સ્થિતિમાં હોય છે, અન્ય સેલ્યુલર ઓર્ગેનેલ્સ (સંરચિત સ્થિતિ) માં એમ્બેડેડ હોય છે.

ઓર્ગેનેલ-વિશિષ્ટ ઉત્સેચકો. વિવિધ ઓર્ગેનેલ્સમાં ઉત્સેચકોનો ચોક્કસ સમૂહ હોય છે, જે તેમના કાર્યોને નિર્ધારિત કરે છે.

ઓર્ગેનેલ-વિશિષ્ટ ઉત્સેચકો અંતઃકોશિક રચનાઓ, ઓર્ગેનેલ્સના માર્કર છે:

1) કોષ પટલ: ALP (આલ્કલાઇન ફોસ્ફેટસ), AC (એડેનાયલેટ સાયકલેસ), K-Na-ATPase

2) સાયટોપ્લાઝમ: ગ્લાયકોલિસિસના ઉત્સેચકો, પેન્ટોઝ ચક્ર.

3) ER: હાઇડ્રોક્સિલેશન (માઇક્રોસોમલ ઓક્સિડેશન) પ્રદાન કરતા ઉત્સેચકો.

4) રિબોઝોમ્સ: ઉત્સેચકો જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ પ્રદાન કરે છે.

5) લિસોસોમ્સ: હાઇડ્રોલિટીક એન્ઝાઇમ્સ, એએફ (એસિડ ફોસ્ફેટેઝ) ધરાવે છે.

6) મિટોકોન્ડ્રિયા: ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશનના ઉત્સેચકો, TCA ચક્ર (સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝ, સસીનેટ ડીહાઈડ્રોજેનેઝ), ફેટી એસિડનું β-ઓક્સિડેશન.

7) સેલ ન્યુક્લિયસ: આરએનએ, ડીએનએ (આરએનએ પોલિમરેઝ, એનએડી સિન્થેટેઝ) નું સંશ્લેષણ પૂરું પાડતા ઉત્સેચકો.

8) ન્યુક્લિઓલસ: DNA-આશ્રિત RNA પોલિમરેઝ

પરિણામે, કોષમાં કમ્પાર્ટમેન્ટ્સ રચાય છે, જે ઉત્સેચકો અને ચયાપચય (ચયાપચયનું કમ્પાર્ટમેન્ટલાઇઝેશન) ના સમૂહમાં અલગ પડે છે.

ઉત્સેચકોમાં એક નાનો જૂથ છે નિયમનકારી ઉત્સેચકો, જે પ્રવૃત્તિ બદલીને ચોક્કસ નિયમનકારી પ્રભાવોને પ્રતિભાવ આપવા સક્ષમ છે. આ ઉત્સેચકો તમામ અવયવો અને પેશીઓમાં હાજર હોય છે અને શરૂઆતમાં અથવા મેટાબોલિક પાથવેઝના શાખા બિંદુઓ પર સ્થાનીકૃત હોય છે.

તમામ ઉત્સેચકોનું કડક સ્થાનિકીકરણ જનીનોમાં એન્કોડેડ છે.

પ્લાઝ્મા અથવા સીરમમાં ઓર્ગેનેલ-વિશિષ્ટ ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિનું નિર્ધારણ ક્લિનિકલ ડાયગ્નોસ્ટિક્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક અને ઉત્સેચકો (બાયોકેટાલિસ્ટ્સ), પોતાને વપરાશ કર્યા વિના, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અને તેમની ઊર્જા ક્ષમતાઓને વેગ આપે છે. કોઈપણ ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં, રાસાયણિક પ્રણાલીમાં ઊર્જા સ્થિર રહે છે. ઉત્પ્રેરક પ્રક્રિયા દરમિયાન, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની દિશા યથાવત રહે છે.

ઉત્સેચકો અને અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક શું છે

ઉત્સેચકોજૈવિક ઉત્પ્રેરક છે. તેમનો આધાર પ્રોટીન છે. ઉત્સેચકોના સક્રિય ભાગમાં અકાર્બનિક પદાર્થો હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુના અણુઓ. તે જ સમયે, એન્ઝાઇમ પરમાણુમાં સમાવિષ્ટ ધાતુઓની ઉત્પ્રેરક કાર્યક્ષમતા લાખો ગણી વધી જાય છે. તે નોંધનીય છે કે એન્ઝાઇમના કાર્બનિક અને અકાર્બનિક ટુકડાઓ ઉત્પ્રેરકના ગુણધર્મોને વ્યક્તિગત રીતે પ્રદર્શિત કરવામાં સક્ષમ નથી, જ્યારે અનુસંધાનમાં તેઓ શક્તિશાળી ઉત્પ્રેરક છે.
અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકતમામ પ્રકારની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપે છે.

ઉત્સેચકો અને અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકની સરખામણી

ઉત્સેચકો અને અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક વચ્ચે શું તફાવત છે? અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક પ્રકૃતિ દ્વારા અકાર્બનિક પદાર્થો છે, અને ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે. અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકમાં પ્રોટીન હોતું નથી.
ઉત્સેચકો, અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકની તુલનામાં, સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટતા અને ઉચ્ચતમ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. ઉત્સેચકોનો આભાર, પ્રતિક્રિયા લાખો ગણી ઝડપથી આગળ વધે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઉત્પ્રેરકની હાજરી વિના ધીમે ધીમે વિઘટિત થાય છે. અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક (સામાન્ય રીતે આયર્ન ક્ષાર) ની હાજરીમાં, પ્રતિક્રિયા કંઈક અંશે ઝડપી બને છે. અને જ્યારે એન્ઝાઇમ કેટાલેઝ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે પેરોક્સાઇડ અકલ્પનીય ઝડપે વિઘટિત થાય છે.
ઉત્સેચકો મર્યાદિત તાપમાન શ્રેણી (સામાન્ય રીતે 370 સે) માં કાર્ય કરવા સક્ષમ છે. અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરકની ક્રિયાની ગતિ તાપમાનમાં 10 ડિગ્રીના દરેક વધારા સાથે 2-4 ગણી વધે છે. ઉત્સેચકો નિયમનને આધીન છે (ત્યાં એન્ઝાઇમ અવરોધકો અને સક્રિયકર્તાઓ છે). અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક અનિયંત્રિત કામગીરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.
ઉત્સેચકો રચનાત્મક ક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (તેમની રચનામાં નાના ફેરફારો થાય છે જે જૂના બોન્ડને તોડવાની અને નવા બોન્ડ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં થાય છે, જેની મજબૂતાઈ નબળી હોય છે). ઉત્સેચકો સાથે સંકળાયેલી પ્રતિક્રિયાઓ માત્ર શારીરિક પરિસ્થિતિઓમાં જ થાય છે. ઉત્સેચકો શરીર, તેના પેશીઓ અને કોષોની અંદર કામ કરવા સક્ષમ છે, જ્યાં જરૂરી તાપમાન, દબાણ અને પીએચ બનાવવામાં આવે છે.

TheDifference.ru એ નક્કી કર્યું છે કે ઉત્સેચકો અને અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક વચ્ચેનો તફાવત નીચે મુજબ છે:

ઉત્સેચકો ઉચ્ચ-પરમાણુ પ્રોટીન સંસ્થાઓ છે; ઉત્સેચકો માત્ર એક પ્રકારની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરી શકે છે. તેઓ બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ માટે ઉત્પ્રેરક છે. અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક વિવિધ પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે.
ઉત્સેચકો ચોક્કસ સાંકડી તાપમાન શ્રેણી, ચોક્કસ દબાણ અને પર્યાવરણની એસિડિટીમાં કાર્ય કરી શકે છે.
એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓ ઝડપી છે.

તમામ જીવન પ્રક્રિયાઓ ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પ્રેરિત હજારો રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ પર આધારિત છે. ઉત્સેચકોનો અર્થ I.P Pavlov દ્વારા ચોક્કસ અને અલંકારિક રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યો હતો, તેમને કૉલ કરો "જીવનના પેથોજેન્સ". ઉત્સેચકોના કાર્યમાં વિક્ષેપ ગંભીર રોગોની ઘટના તરફ દોરી જાય છે - ફિનાઇલકેટોન્યુરિયા, ગ્લાયકોજેનોસિસ, ગેલેક્ટોસેમિયા, ટાયરોસિનેમિયા અથવા જીવનની ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો - ડિસ્લિપોપ્રોટીનેમિયા, હિમોફિલિયા.

તે જાણીતું છે કે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા થવા માટે, તે જરૂરી છે કે પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની કુલ ઉર્જા મૂલ્ય કરતાં વધુ હોય. ઊર્જા અવરોધપ્રતિક્રિયાઓ ઊર્જા અવરોધની તીવ્રતા દર્શાવવા માટે, આર્હેનિયસે ખ્યાલ રજૂ કર્યો સક્રિયકરણ ઊર્જા. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાં સક્રિયકરણ ઊર્જા પર કાબુ મેળવવો કાં તો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા પરમાણુઓની ઊર્જાને વધારીને પ્રાપ્ત થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે ગરમી, ઇરેડિયેશન, દબાણ વધારીને અથવા ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને પ્રતિક્રિયા (એટલે ​​​​કે સક્રિયકરણ ઊર્જા) માટે જરૂરી ઊર્જા ઘટાડીને.

એન્ઝાઇમ સાથે અને તેના વગર સક્રિયકરણ ઊર્જાનું મૂલ્ય

તેમના કાર્ય દ્વારા, ઉત્સેચકો જૈવિક ઉત્પ્રેરક છે. ઉત્સેચકોની ક્રિયાનો સાર, તેમજ અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક, છે:

• પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોના પરમાણુઓના સક્રિયકરણમાં,
• પ્રતિક્રિયાને કેટલાક તબક્કામાં વિભાજિત કરતી વખતે, જેમાંથી દરેકનો ઊર્જા અવરોધ એકંદર પ્રતિક્રિયા કરતા ઓછો હોય છે.

જો કે, ઉત્સેચકો ઉર્જાથી અશક્ય પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરશે નહીં; તેઓ ફક્ત તે જ પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપે છે જે આપેલ પરિસ્થિતિઓમાં થઈ શકે છે.

ઉત્સેચકો અને અકાર્બનિક ઉત્પ્રેરક વચ્ચે સમાનતા અને તફાવતો

ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરીને પ્રતિક્રિયાઓનું પ્રવેગક ખૂબ જ નોંધપાત્ર છે, ઉદાહરણ તરીકે:

A. યુરેસ એમોનિયા અને પાણીમાં સંપૂર્ણપણે સ્થિર યુરિયાના વિઘટનની પ્રતિક્રિયાને 10 13 ગણો વેગ આપે છે, તેથી, પેશાબની નળીઓનો વિસ્તાર ચેપ (બેક્ટેરિયલ યુરેસનો દેખાવ) સાથે, પેશાબ એમોનિયા ગંધ મેળવે છે.

B. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની વિઘટન પ્રતિક્રિયાને ધ્યાનમાં લો:

2H 2 O 2 → O 2 + 2H 2 O

જો ઉત્પ્રેરક વિનાના પ્રતિક્રિયા દરને એકતા તરીકે લેવામાં આવે છે, તો પ્લેટિનમ બ્લેકની હાજરીમાં પ્રતિક્રિયા દર 2 × 10 4 ગણો વધે છે અને એન્ઝાઇમ કેટાલેઝની હાજરીમાં સક્રિયકરણ ઊર્જા 18 થી 12 kcal/mol સુધી ઘટે છે; ઊર્જા સક્રિયકરણ 2 kcal/mol સાથે પ્રતિક્રિયા દર 2 × 10 11 ગણો વધે છે.