ఎంజైమ్

english Enzyme

సారాంశం

  • కణాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన మరియు సంక్లిష్టమైన జీవరసాయన ప్రతిచర్యలలో ఉత్ప్రేరకంగా పనిచేసే అనేక సంక్లిష్ట ప్రోటీన్లలో ఏదైనా

అవలోకనం

ఎంజైమ్‌లు /ˈɛnzaɪmz/ ప్రొటీన్లు మరియు జీవ ఉత్ప్రేరకాలు (బయోక్యాటలిస్ట్‌లు) రెండూ. ఉత్ప్రేరకాలు రసాయన ప్రతిచర్యలను వేగవంతం చేస్తాయి. ఎంజైమ్‌లు పనిచేసే అణువులను సబ్‌స్ట్రేట్‌లు అంటారు మరియు ఎంజైమ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లను వివిధ అణువులుగా మారుస్తుంది, వీటిని ఉత్పత్తులు అంటారు. కణంలోని దాదాపు అన్ని జీవక్రియ ప్రక్రియలు జీవితాన్ని నిలబెట్టడానికి తగినంత వేగంగా జరగడానికి ఎంజైమ్ ఉత్ప్రేరకము అవసరం. జీవక్రియ మార్గాలు వ్యక్తిగత దశలను ఉత్ప్రేరకపరచడానికి ఎంజైమ్‌లపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఎంజైమ్‌ల అధ్యయనాన్ని ఎంజైమాలజీ అని పిలుస్తారు మరియు పరిణామ సమయంలో, కొన్ని ఎంజైమ్‌లు జీవ ఉత్ప్రేరకాన్ని నిర్వహించే సామర్థ్యాన్ని కోల్పోయాయని గుర్తించి, సూడోఎంజైమ్ విశ్లేషణ యొక్క కొత్త రంగం ఇటీవల పెరిగింది, ఇది తరచుగా వాటి అమైనో ఆమ్ల శ్రేణులు మరియు అసాధారణమైన 'సూడోకాటలిటిక్'లో ప్రతిబింబిస్తుంది. లక్షణాలు.
ఎంజైమ్‌లు 5,000 కంటే ఎక్కువ జీవరసాయన ప్రతిచర్య రకాలను ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి. ఇతర బయోక్యాటలిస్ట్‌లు రైబోజైమ్‌లు అని పిలువబడే ఉత్ప్రేరక RNA అణువులు. ఎంజైమ్‌ల ప్రత్యేకత వాటి ప్రత్యేక త్రిమితీయ నిర్మాణాల నుండి వచ్చింది.
అన్ని ఉత్ప్రేరకాలు వలె, ఎంజైమ్‌లు దాని క్రియాశీలత శక్తిని తగ్గించడం ద్వారా ప్రతిచర్య రేటును పెంచుతాయి. కొన్ని ఎంజైమ్‌లు వాటి సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఉత్పత్తిగా మార్చడం చాలా మిలియన్ల రెట్లు వేగంగా జరిగేలా చేస్తాయి. ఒక విపరీతమైన ఉదాహరణ ఒరోటిడిన్ 5'-ఫాస్ఫేట్ డెకార్బాక్సిలేస్, ఇది మిల్లీసెకన్లలో సంభవించడానికి మిలియన్ల సంవత్సరాలు పట్టే ప్రతిచర్యను అనుమతిస్తుంది. రసాయనికంగా, ఎంజైమ్‌లు ఏదైనా ఉత్ప్రేరకం లాగా ఉంటాయి మరియు రసాయన ప్రతిచర్యలలో వినియోగించబడవు లేదా అవి ప్రతిచర్య యొక్క సమతుల్యతను మార్చవు. ఎంజైమ్‌లు చాలా నిర్దిష్టంగా ఉండటం ద్వారా చాలా ఇతర ఉత్ప్రేరకాల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి. ఎంజైమ్ కార్యకలాపాలు ఇతర అణువుల ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి: ఇన్హిబిటర్లు ఎంజైమ్ కార్యకలాపాలను తగ్గించే అణువులు మరియు యాక్టివేటర్లు కార్యాచరణను పెంచే అణువులు. అనేక చికిత్సా మందులు మరియు విషాలు ఎంజైమ్ నిరోధకాలు. ఎంజైమ్ యొక్క కార్యాచరణ దాని సరైన ఉష్ణోగ్రత మరియు pH వెలుపల గణనీయంగా తగ్గుతుంది మరియు అధిక వేడికి గురైనప్పుడు అనేక ఎంజైమ్‌లు (శాశ్వతంగా) డీనేచర్ చేయబడి, వాటి నిర్మాణం మరియు ఉత్ప్రేరక లక్షణాలను కోల్పోతాయి.
కొన్ని ఎంజైమ్‌లు వాణిజ్యపరంగా ఉపయోగించబడతాయి, ఉదాహరణకు, యాంటీబయాటిక్స్ సంశ్లేషణలో. కొన్ని గృహోపకరణాలు రసాయన ప్రతిచర్యలను వేగవంతం చేయడానికి ఎంజైమ్‌లను ఉపయోగిస్తాయి: బయోలాజికల్ వాషింగ్ పౌడర్‌లలోని ఎంజైమ్‌లు బట్టలపై ప్రోటీన్, స్టార్చ్ లేదా కొవ్వు మరకలను విచ్ఛిన్నం చేస్తాయి మరియు మాంసం టెండరైజర్‌లోని ఎంజైమ్‌లు ప్రోటీన్‌లను చిన్న అణువులుగా విచ్ఛిన్నం చేస్తాయి, తద్వారా మాంసం నమలడం సులభం అవుతుంది.

ఎంజైమ్ బ్రూడ్ ఫుడ్స్ తయారీలో కొన్ని ప్రక్రియలను నిర్వహించడానికి పురాతన కాలం నుండి ఉపయోగించబడింది. నేటికీ, మాల్ట్ అమైలేస్‌ను బీర్ తయారీలో పిండి పదార్ధాలను క్షీణింపజేయడానికి ఉపయోగిస్తారు మరియు దూడ యొక్క కడుపు ద్రవం నుండి తయారైన రెన్నిన్‌ను చీజ్ ఉత్పత్తిలో పాల ప్రోటీన్‌ను గడ్డకట్టడానికి ఉపయోగిస్తారు, అయితే ఇవి ఎప్పుడు ప్రారంభమయ్యాయో అస్పష్టంగా ఉంది. బదులుగా, కొన్ని చరిత్రపూర్వ కాలానికి చెందినవని నమ్ముతారు. అయినప్పటికీ, 20వ శతాబ్దం మధ్యకాలం వరకు ఎంజైమ్‌ల ఉపయోగం బ్రూయింగ్ పరిశ్రమ యొక్క సహాయక పాత్రను వదిలి స్వతంత్ర సాంకేతికతగా గుర్తింపు పొందింది. ఎందుకంటే అప్పటి నుండి ఎంజైమ్‌లపై పరిశోధన వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది మరియు ప్రత్యేకించి, ఎంజైమ్ ప్యూరిఫికేషన్ టెక్నాలజీలో పురోగతికి మద్దతు ఇస్తుంది, అనేక ఎంజైమ్‌లు స్వచ్ఛమైన స్థితిలో వేరుచేయబడ్డాయి మరియు వాటి చర్యల వివరాలు స్పష్టం చేయబడ్డాయి. ఎందుకంటే కనుగొన్న వాటి ఆధారంగా కొత్త ఎంజైమ్‌ల ఉపయోగం ఒకదాని తర్వాత ఒకటిగా రూపొందించబడింది.

ఎంజైమ్‌ను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఎంజైమ్ అనేది ఒక జీవి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పదార్ధం మరియు జీవి చేసే వివిధ రసాయన ప్రతిచర్యలను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. అంటే, జీవులు జీవించడానికి అనుమతించే తేలికపాటి పరిస్థితులలో ఎంజైమ్‌లు అత్యంత సమర్ధవంతంగా ప్రతిస్పందిస్తాయి మరియు సంక్లిష్ట జీవసంబంధమైన భాగాలతో (దీనినే సబ్‌స్ట్రేట్ స్పెసిసిటీ అంటారు) నిర్దిష్ట పదార్ధాలను మాత్రమే గుర్తించి ప్రతిస్పందిస్తాయి. సాధారణ ఉత్ప్రేరకంతో రసాయన ప్రతిచర్యతో పోలిస్తే ఇది ఒక విశేషమైన లక్షణం. తేలికపాటి పరిస్థితులలో ప్రతిచర్యలు ముడి పదార్ధాల యొక్క అనవసరమైన డీనాటరేషన్‌ను కలిగి ఉండవు మరియు కఠినమైన సబ్‌స్ట్రేట్ విశిష్టత సంక్లిష్టమైన కాంపోనెంట్ సిస్టమ్‌లో కావలసిన ప్రతిచర్యను మాత్రమే ఖచ్చితంగా గ్రహించగలదు, ఇది ఆధునిక పరిశ్రమ ద్వారా శక్తిని ఆదా చేస్తుంది. ఇది ఒక వనరు మరియు శక్తిని ఆదా చేసే ఉత్పత్తి సాధనంగా చెప్పవచ్చు. ఈ కారణంగా, ఎంజైమ్‌ల అప్లికేషన్ సాపేక్షంగా అస్థిరమైన ముడి పదార్థాలను ఉపయోగించి ఆహార ప్రాసెసింగ్‌లో మరియు అధిక స్వచ్ఛత ఉత్పత్తులు అవసరమయ్యే ఔషధ ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. ఎంజైమ్ వినియోగం యొక్క ప్రయోజనాలు గుర్తించబడినందున, ఉపయోగించాల్సిన ఎంజైమ్ సన్నాహాల అభివృద్ధి పురోగమించింది మరియు గత 20 సంవత్సరాలలో, అనేక రకాల ఎంజైమ్ సన్నాహాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు వాటి క్రియాశీల వినియోగంపై పరిశోధన కొత్త వినియోగానికి దారితీసింది. ఎంజైములు. తెరవబడింది. జంతు మరియు మొక్కల కణజాలం మరియు మాల్ట్ మరియు రెన్నిన్ వంటి స్రావాల నుండి ప్రారంభ ఎంజైమ్ సన్నాహాలు తయారు చేయబడ్డాయి. నేటికీ, పందుల వంటి ప్యాంక్రియాటిక్ పౌడర్‌ను జీర్ణక్రియ ఏజెంట్‌గా ఉపయోగిస్తారు మరియు బొప్పాయి సాప్ (పపైన్) మరియు పైనాపిల్ ఫ్రూట్ (బ్రోమెలైన్) ప్రోటీజ్ ఏజెంట్లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో జియుకు నుండి టకామైన్ జోకిచి ఉత్పత్తి చేయడంతో మరియు 1940లలో బాసిల్లస్ సబ్‌టిలిస్ నుండి α-అమైలేస్‌ను ఉత్పత్తి చేసే పద్ధతిని ఏర్పాటు చేయడంతో, ఎంజైమ్ వనరులు సూక్ష్మజీవులకు అవసరమవుతాయి. ఇది మారింది. ఎందుకంటే సూక్ష్మజీవుల రకాలు చాలా పెద్ద సంఖ్యలో ఉన్నాయి మరియు తగిన సూక్ష్మజీవిని ఎంచుకుంటే, ఉపయోగానికి తగిన ఎంజైమ్‌ను సులభంగా పొందవచ్చు మరియు సూక్ష్మజీవిలో శక్తివంతమైన సంతానోత్పత్తి మరియు అధిక ఎంజైమ్ ఉత్పాదకత ఉన్నందున, ఎంజైమ్ ఆర్థికపరమైన. తయారీ సాధించడం వంటి ప్రయోజనాలే దీనికి కారణం. ప్రస్తుతం పారిశ్రామికంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఎంజైమ్‌లలో ఎక్కువ భాగం ఇప్పటికే సూక్ష్మజీవుల మూలం. రెన్నిన్ వంటి ఎంజైమ్‌లు కూడా సూక్ష్మజీవుల మూలం ద్వారా భర్తీ చేయబడుతున్నాయి.

ప్రస్తుతం, ఎంజైమ్‌లు చాలా తరచుగా బ్రూయింగ్ పరిశ్రమ మరియు ఆహార ప్రాసెసింగ్ రంగాలలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి, అయితే ప్రాసెస్ చేయవలసిన ముడి పదార్థాలలో పెద్ద మొత్తంలో స్టార్చ్, ప్రోటీన్ మరియు కొవ్వులు ఉంటాయి కాబట్టి, ఎంజైమ్‌లు అమైలేస్, ప్రోటీజ్ మరియు లైపేస్. వంటి అనేక హైడ్రోలేస్‌లు ఉన్నాయి. వాటిలో, అమైలేస్ చాలా కాలం పాటు ఉపయోగించబడింది మరియు విస్తృత శ్రేణి ఉపయోగాలు ఉన్నాయి. ఇంకా, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, గ్లూకోజ్ మరియు మాల్టోస్ ప్రపంచవ్యాప్తంగా అమైలేస్ నుండి ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి మరియు ఉపయోగించిన మొత్తం చాలా పెద్దది, మరియు ఉత్పత్తి మొత్తం మొత్తం ఎంజైమ్ ఉత్పత్తి మొత్తంలో 80% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఫుడ్ ప్రాసెసింగ్ పక్కన ఉన్న ఎంజైమ్‌ల ఉపయోగం మందులు మరియు ఔషధాల తయారీలో ఉంది మరియు ప్యాంక్రియాటిక్ పౌడర్ మరియు టకాడియాస్టేస్ చాలా కాలం పాటు జీర్ణ ఏజెంట్లుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. యాంటీ ఇన్ఫ్లమేటరీ ఏజెంట్లు మరియు యాంటిథ్రాంబోటిక్ ఏజెంట్లు వంటి అనేక ఎంజైమ్ సన్నాహాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. అదనంగా, వైద్య చికిత్సకు సంబంధించిన ఒక రంగంగా, సంబంధిత ఎంజైమ్‌లతో రక్తం మరియు మూత్రంలో ఉన్న భాగాల పరిమాణాన్ని కొలిచే క్లినికల్ విశ్లేషణ పద్ధతులు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు త్వరగా మరియు ఖచ్చితంగా వ్యాధులను నిర్ధారించడం సాధ్యమైంది. ఇంకా, ఫార్మాస్యూటికల్స్‌తో సహా రసాయన పరిశ్రమలో చక్కటి రసాయనాలు ఎంజైమ్‌ల ఉపయోగం తయారీ సాధనంగా విస్తృతంగా తీసుకోబడింది మరియు సింథటిక్ పెన్సిలిన్, స్టెరాయిడ్ హార్మోన్లు, అమైనో ఆమ్లాలు మరియు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు వంటి అనేక ఉత్పత్తులు ఉన్నాయి. హైడ్రోలేస్‌లతో పాటు, రెడాక్స్, ఐసోమెరైజేషన్ మరియు ట్రాన్స్‌ఫర్ వంటి ప్రతిచర్యలలో పాల్గొన్న ఎంజైమ్‌లు తరచుగా ఈ ఉత్పత్తిలలో ఉపయోగించబడతాయి. స్థిరమైన ఎంజైమ్‌ల యొక్క ఇటీవలి సాంకేతిక అభివృద్ధి వివిధ రంగాలలో ఎంజైమ్‌ల ఉపయోగం అభివృద్ధికి దారితీసిన కారకాల్లో ఒకటిగా పేర్కొనబడాలి. ఇందులో ఎంజైమ్‌ను ఏదో ఒక రకమైన క్యారియర్‌తో శోషించడం లేదా బంధించడం లేదా దానిని కరగని విధంగా ప్రత్యేక జెల్ లేదా మైక్రోక్యాప్సూల్‌లో ఎన్‌క్యాప్సులేట్ చేయడం, ఉదాహరణకు, దానిని నిలువు వరుసలో నింపడం, సబ్‌స్ట్రేట్ ద్రావణం ద్వారా పంపడం మరియు ప్రతిస్పందించడం వంటివి ఉంటాయి. బ్యాచ్ పద్ధతి ద్వారా ఎంజైమ్‌ను ఉపయోగించే సాంప్రదాయిక పద్ధతితో పోలిస్తే, ఎంజైమ్‌ను పదేపదే ఉపయోగించవచ్చు, ఇది ఆర్థిక సామర్థ్యాన్ని నాటకీయంగా మెరుగుపరిచింది. అదనంగా, అనేక ఎంజైమ్‌ల నిలువు వరుసలను అనుసంధానించడం సాధ్యమైంది, ఇది జీవ శరీరంలో వలె అదే సంక్లిష్ట ప్రతిచర్యను నిర్వహించడం. కొత్త ఎంజైమ్‌ల అభివృద్ధి మరియు వాటి ఉపయోగం కోసం సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా రసాయన పరిశ్రమలో ఉత్పాదక సాధనంగా ఎంజైమ్‌ల ఉపయోగం విస్తరిస్తుంది మరియు మరింత ముఖ్యమైనదిగా మారుతుందని భావిస్తున్నారు. అదనంగా, జన్యు ఇంజనీరింగ్‌ని వర్తింపజేయడం ద్వారా, సూక్ష్మజీవులు అధిక ఎంజైమ్-ఉత్పత్తి సామర్థ్యం మరియు ఇతర జీవుల నుండి ఉద్భవించిన ఎంజైమ్‌లను ఉత్పత్తి చేసే ఉత్పరివర్తన జాతుల క్రమాన్ని కలిగి ఉన్న వాటిని ఉచితంగా పొందవచ్చు మరియు ఎంజైమ్ వనరులుగా ఉంచబడతాయి. దీన్ని మరింత పెంచనున్నట్లు తెలుస్తోంది.
యోషియో సుజిసాకా

జీవుల కణాలలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్రొటీనేసియస్ ఉత్ప్రేరకాలు కోసం ఒక సాధారణ పదం. జీవం ఉన్న చోట, ఏకకణ జీవులుగా ఉండే సూక్ష్మజీవుల నుండి మొక్కలు, జంతువులు మరియు బహుళ సెల్యులార్ జీవుల వరకు అన్ని జీవులలో ఎంజైమ్‌లు జీవితానికి అనివార్యమైనవి. ఎంజైమ్ యొక్క ప్రధాన భాగం అయిన ప్రోటీన్, ప్రతి జీవికి ప్రత్యేకమైన DNA యొక్క జన్యు సమాచారం ఆధారంగా పెప్టైడ్ బైండింగ్ ద్వారా NH 2 టెర్మినల్ నుండి దాదాపు 20 రకాల L-రకం α-అమినో ఆమ్లాలను వరుసగా అనుసంధానించడం ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడిన పాలీపెప్టైడ్ గొలుసు. . అయినప్పటికీ, కండరాల ప్రోటీన్లు మరియు మెమ్బ్రేన్ ప్రోటీన్లు వంటి ఇతర నిర్మాణ ప్రోటీన్ల వలె కాకుండా, ఎంజైమ్ ప్రోటీన్లు అణువు యొక్క ఒక మూలలో క్రియాశీల కేంద్రాన్ని కలిగి ఉంటాయి. నా దగ్గర ఉంది. ప్రొటీన్‌లతో పాటు, కొన్ని ఎంజైమ్‌లకు నాన్-ప్రోటీన్ అణువులు మరియు మెటల్ అయాన్‌లు, కోఎంజైమ్‌లు నిర్దిష్ట కర్బన సమ్మేళనాలు మరియు అకర్బన కాటయాన్‌లు మరియు అయాన్‌లు వాటి కార్యకలాపాలను వ్యక్తీకరించడానికి మరియు వాటి నిర్మాణాలను నిర్వహించడానికి అవసరం. కొన్ని కాదు.

మానవులు మరియు ఎంజైమ్‌ల ఎన్‌కౌంటర్

నేడు ఎంజైమ్‌లు అటువంటి పదార్థాలు అని అందరికీ తెలుసు. ఎంజైమ్‌లు, పేరు సూచించినట్లుగా, అసలైనవి కిణ్వ ప్రక్రియ ఇది సహజ దృగ్విషయానికి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంది మరియు ఎంజైమ్ యొక్క ఉనికి మరియు పదార్ధం తెలియనప్పుడు ఇది చాలా కాలం క్రితం మానవులచే రోజువారీగా ఉపయోగించబడింది. సాకే, చీజ్, మిసో మరియు సోయా సాస్ వంటి వివిధ పులియబెట్టిన ఆహారాలను ఉత్పత్తి చేయడంలో, బియ్యం, గోధుమలు, పాలు, సోయాబీన్స్ లేదా ద్రాక్ష మరియు ఆపిల్ వంటి పండ్ల నాణ్యత మాత్రమే కాకుండా, కిణ్వ ప్రక్రియలో పాల్గొన్న సూక్ష్మజీవులను కూడా ఎంపిక చేస్తారు. సోయా సాస్ యొక్క జాతులను తగిన విధంగా ఎంచుకోవడం మరియు అనేక సంవత్సరాల అనుభవం నుండి కిణ్వ ప్రక్రియ ఉష్ణోగ్రత, హైడ్రోజన్ అయాన్ గాఢత (pH) మరియు ఆక్సిజన్ పాక్షిక పీడనం వంటి వివిధ పరిస్థితులను సెట్ చేయడం ద్వారా అధిక-నాణ్యత కలిగిన ఆహారాలు మరియు పానీయాలను గొప్ప రుచితో నైపుణ్యంగా ఉత్పత్తి చేయండి. ఇది నిజంగా అద్భుతమైనది. కిణ్వ ప్రక్రియ మధ్యస్తంగా పురోగమించినప్పుడు, హీట్ స్టెరిలైజేషన్ చికిత్స ద్వారా అధిక ప్రతిచర్యను అణిచివేసేందుకు మరియు ఆల్కహాల్ యాసిడ్‌గా మారకుండా నిరోధించడానికి సాంకేతికతను కలిగి ఉంది. pHని ఆల్కలీన్‌గా మార్చే మార్గంలో లైను జోడించడం ద్వారా, తీపిని పెంచడానికి జీవక్రియ యొక్క ప్రవాహం గ్లిసరాల్ చేరడం యొక్క దిశకు మార్చబడింది మరియు ఆధునిక కిణ్వ ప్రక్రియ ఇంజనీరింగ్‌తో పోల్చదగిన జ్ఞానం మరియు సాంకేతికతను కలిగి ఉంది. ..

ఎంజైమ్‌లు రోజువారీ జీవితంలో ఒక అనివార్యమైన అంశంగా మానవజాతితో లోతుగా పాలుపంచుకున్నాయి, అయితే వాటి ఉనికి మరియు పదార్ధం కొన్ని వందల సంవత్సరాల క్రితం మాత్రమే గుర్తించబడ్డాయి.

ఎంజైమ్ పరిశోధన చరిత్ర

పైన చెప్పినట్లుగా, కిణ్వ ప్రక్రియ అని పిలువబడే సూక్ష్మజీవుల కణాల చర్య ద్వారా మానవులు ఎంజైమ్‌లను సమర్థవంతంగా ఉపయోగించారు, అయితే వాటి పదార్ధం ఏమిటో అస్పష్టంగానే ఉంది. పాయన్ అన్సెల్మ్ పేయెన్ (1795-1871) మరియు పెర్సో జీన్ ఫ్రాంకోయిస్ పెర్సోజ్ (1805-68) మరియు మాల్ట్ సెల్-ఫ్రీ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్ నుండి స్టార్చ్ అనే ఎంజైమ్ డయాస్టేజ్ (1832) యొక్క ఆవిష్కరణ మరియు నామకరణంతో ఇది సాధ్యమవుతుందని నిరూపించబడింది. సక్చరిఫికేషన్ యొక్క సాధన (1833), మరియు T. ష్వాన్ (1836) ద్వారా గ్యాస్ట్రిక్ ద్రవంలో జీర్ణ ఎంజైమ్‌ల ఆవిష్కరణ మరియు పెప్సిన్ పేరు అనేక మార్గదర్శక విజయాలను ప్రేరేపించింది.

జీవసంబంధమైన దృగ్విషయం నుండి ఎంజైమ్‌లు ఏ విధంగానూ విడదీయబడవు అనే అభిప్రాయం క్రమంగా తీవ్రమైంది, అయితే ప్రసిద్ధ JF లీబిగ్ మరియు L. పాశ్చర్ యానిమేషన్ వివాదం మరియు E. బుచ్నర్ ఈస్ట్ యొక్క సెల్-ఫ్రీ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్‌తో ఆల్కహాల్ కిణ్వ ప్రక్రియను సాధించారు. (1896) గరిష్ట స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు, జీవ శరీరంలోని జీవక్రియకు ఎంజైమ్ అణువులు ప్రొటీనేషియస్ ఉత్ప్రేరకాలు అనే అవగాహన మరింత లోతుగా మారింది, అయితే ఖచ్చితమైన ఆధారాలు ఇంకా పొందబడలేదు. ఇంతలో, విల్హెల్మ్ కోహ్నే (1837-1900) "ఈస్ట్‌లో ఏముందంటే" (1878) అనే గ్రీకు పదం ఆధారంగా ఎంజైమ్ అనే పేరును ఇచ్చాడు.

ఎంజైమ్ ఒక ప్రొటీన్ అని ఖచ్చితమైన సూచన జేమ్స్ బ్యాచెల్లర్ సమ్మర్ (1887-1955) (1926) చేత స్వోర్డ్ బీన్ యూరియాస్ యొక్క విజయవంతమైన స్ఫటికీకరణ. ఆ సమయంలో, బయోకెమిస్ట్రీ రంగంలో పరిశోధన కార్యకలాపాలు జర్మనీ అగ్రస్థానంలో ఉన్న యూరోపియన్ దేశాలచే ఆధిపత్యం చెలాయించబడ్డాయి, అయితే సమ్మర్ ఒక అమెరికన్ మరియు ప్రముఖ పరిశోధకుడిగా లేనందున, అతను చాలా తీవ్రమైన ప్రతివాదాలు మరియు సందేహాలను ఎదుర్కొన్నాడు. నాకు అర్థం కాలేదు. ఉదాహరణకు, స్ఫటికాకార యూరియాస్ ఒక ప్రొటీన్ అయితే, అది ప్రోటీజ్ (ప్రోటీయోలైటిక్ ఎంజైమ్)తో అధోకరణం చెందితే దాని ఉత్ప్రేరక చర్యను కోల్పోవాలి, అయితే ప్రోటీజ్‌తో చికిత్స చేసినప్పుడు అది తన కార్యాచరణను కోల్పోదు. యూరోపియన్ పరిశోధకులు సమ్మర్ స్ఫటికీకరించిన పదార్ధం తప్పనిసరిగా యూరియాస్ లేదా ప్రోటీన్ కాదు అని వాదించారు. వాస్తవానికి, యూరియా ఖచ్చితంగా ప్రోటీజ్‌లకు అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు బహుశా చాలా దట్టమైన (కఠినమైన) నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఈ కారణంగా, స్ఫటికాలను ఏర్పరచడం చాలా సులభం అని భావిస్తున్నారు.

సమ్మర్ ద్వారా యూరియా యొక్క స్ఫటికీకరణను అనుసరించి, వివిధ ఎంజైమ్‌ల స్ఫటికీకరణ ఒకదాని తర్వాత ఒకటి సాధించబడింది మరియు ఎంజైమ్ ప్రోటీన్-ఆధారిత అణువు అని ఎవరూ సందేహించలేదు. ఒక వైపు, అల్ట్రాసెంట్రిఫ్యూగల్ అనాలిసిస్, ఎలెక్ట్రోఫోరేసిస్ మరియు ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్, ఎంజైమ్ అణువుల నిర్మాణం మరియు వాటి ఉత్ప్రేరక పనితీరు వంటి ప్రోటీన్‌ల భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల విశ్లేషణకు సంబంధించిన పద్ధతుల్లో వేగవంతమైన పురోగతికి ధన్యవాదాలు. నియంత్రణ విధులు మొదలైనవి క్రమంగా స్పష్టమవుతున్నాయి. ఎంజైమ్ పరిశోధన యొక్క పురోగతి యొక్క రూపురేఖల పట్టిక 1 నేను దానిని సంగ్రహించాను.

ఎంజైమ్ నిర్మాణం

ఎంజైమ్ ప్రోటీన్ల పరమాణు బరువు దాదాపు 10,000 నుండి మొదలై అనేక మిలియన్లకు చేరుకుంటుంది, అయితే ఒక పాలీపెప్టైడ్ చైన్ పరిమాణం 40,000 నుండి 50,000 లేదా అంతకంటే తక్కువ. అందువల్ల, అధిక పరమాణు బరువులు కలిగిన ఎంజైమ్‌లు కొన్ని మినహాయింపులతో బహుళ పాలీపెప్టైడ్‌లు లేదా సబ్‌యూనిట్‌ల సమాహారంగా పరిగణించబడతాయి. వివోలో వేల నుండి పదివేల రకాల ఎంజైమ్ ప్రొటీన్లు ఉత్పత్తి అవుతాయి, అయితే ప్రతి ప్రోటీన్ యొక్క నిర్మాణం మరియు లక్షణాలలో వ్యత్యాసాలకు ప్రాథమిక కారణం పాలీపెప్టైడ్ గొలుసును తయారు చేసే అమైనో ఆమ్ల అవశేషాల కూర్పు మరియు క్రమ క్రమం. ఇది ఒక తేడా. ప్రోటీన్ల యొక్క ప్రాధమిక నిర్మాణంలో తేడాలు DNA యొక్క జన్యు సమాచారంలో వ్యత్యాసాలపై ఆధారపడి ఉన్నాయని ఈ రోజు అందరికీ తెలుసు, అయితే ఎంజైమ్ అణువుల యొక్క వ్యక్తిత్వం ప్రోటీన్ అణువుల కంటే ఇతర సబ్‌యూనిట్‌లు మరియు కాఫాక్టర్‌ల కలయికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది రకం ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది. కార్యాచరణ యొక్క వ్యక్తీకరణకు అవసరమైన ప్రోటీన్ కాకుండా ఇతర భాగం ఒక ప్రోటీన్‌తో కూడిన ఎంజైమ్‌తో కట్టుబడి ఉండే అణువును హోలోఎంజైమ్ అంటారు మరియు హోలోఎంజైమ్ యొక్క ప్రోటీన్ భాగాన్ని అపోఎంజైమ్ అంటారు. విటమిన్లు B 1 , B 2 , మరియు B 6 వంటి ఉత్పన్నాలు మరియు ATP వంటి సేంద్రీయ పదార్థాలు కూడా కృత్రిమ సమూహంలో చేర్చబడ్డాయి మరియు ఇవి ప్రత్యేకంగా చేర్చబడ్డాయి. కోఎంజైమ్ కోఎంజైమ్‌గా సూచించబడినప్పటికీ, అదనంగా, K⁺, Na⁺, Cl⁻, Ca 2 కాటయాన్‌లు ⁺, అయానిక్ కాదు, చిన్న లోహ అయాన్‌లు అవసరమయ్యే ఎంజైమ్‌లు కూడా.

వివిధ అమైనో ఆమ్లాలు ఎంజైమ్‌గా నిర్జలీకరణం చేయబడి, పెప్టైడ్‌గా ఏర్పడటానికి ఘనీభవించబడినప్పుడు మరియు నిర్దిష్ట పొడవు గల పాలీపెప్టైడ్ గొలుసు జన్యు సమాచారం ప్రకారం సంశ్లేషణ చేయబడినప్పుడు, పెప్టైడ్ గొలుసులోని వివిధ అమైనో ఆమ్లాల అవశేషాల సైడ్ చెయిన్‌ల పరస్పర చర్య వల్ల α-స్పైరల్ ఏర్పడుతుంది. . , Β-షీట్లు, యాదృచ్ఛిక కాయిల్స్ మరియు ఇతర ద్వితీయ నిర్మాణాలు ఏర్పడతాయి. ఇంకా, ఈ ద్వితీయ నిర్మాణాలు ఎలా కలుపుతారు అనేదానిపై ఆధారపడి, గోళాకార, రాడ్-ఆకారం మరియు ప్లేట్-ఆకారం వంటి త్రిమితీయ నిర్మాణాలు (తృతీయ నిర్మాణాలు) ఏర్పడతాయి. పెద్ద పరమాణు బరువు కలిగిన ఎంజైమ్‌ల విషయంలో, ముందుగా చెప్పినట్లుగా, హోమోలాగస్ లేదా హెటెరోలాగస్ పాలీపెప్టైడ్ చైన్‌ల మధ్య నాన్-కోవాలెంట్ ఇంటరాక్షన్‌లు సబ్‌యూనిట్‌లతో కూడిన ఒలిగోమెరిక్ ఎంజైమ్‌లు అని పిలవబడతాయి. పైన పేర్కొన్న ద్వితీయ నుండి చతుర్భుజ నిర్మాణాలను కొన్నిసార్లు ప్రోటీన్ల యొక్క అధిక-క్రమ నిర్మాణాలు అంటారు (Fig.). 1 ) కండరాల ప్రోటీన్లు, రోగనిరోధక ప్రోటీన్లు మరియు మెమ్బ్రేన్ ప్రోటీన్లు వంటి ఎంజైమ్‌లు కాకుండా వివిధ ప్రొటీన్‌లు ఒకేలా ఉంటాయి, అవి అధిక-క్రమ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే ఎంజైమ్ నిర్మాణం యొక్క గొప్ప లక్షణం ఏమిటంటే ఇది ఒక భాగంలో క్రియాశీల కేంద్రాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అణువు. ఉంటుంది. క్రియాశీలక కేంద్రం, యాక్టివ్ సైట్ లేదా ఉత్ప్రేరక కేంద్రం అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు కోఎంజైమ్‌ను బంధించడానికి అవసరమైన స్థలాన్ని సూచిస్తుంది, అయితే చాలా సందర్భాలలో, ఎంజైమ్ అణువు యొక్క ఉపరితలం నుండి లోపలి వైపుకు ఒక ఇరుకైన గ్యాప్ (కంగేకి) తెరవబడుతుంది. ఇది (Fig.) లాగా వ్యాపించింది. 2 )
ప్రోటీన్

ఎంజైమ్ ప్రతిచర్య

ఎంజైమ్‌లు, ఇతర రసాయన ఉత్ప్రేరకాలు కాకుండా, చాలా పరిమిత శ్రేణి సబ్‌స్ట్రేట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై మాత్రమే పనిచేస్తాయి. ఉదాహరణకు, చక్కెర హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్‌తో హైడ్రోలైజ్ చేయబడినప్పుడు, స్టార్చ్ మాత్రమే కాకుండా వివిధ పాలీశాకరైడ్‌లు మరియు ఒలిగోశాకరైడ్‌లు కూడా సబ్‌స్ట్రేట్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి, అయితే స్టార్చ్-ఆధారిత అమైలేస్ గ్లైకోజెన్ మరియు జిలాన్ (జైలోజ్‌ను ప్రధాన భాగం కలిగి ఉన్న పాలీసాకరైడ్) కూడా. ఇది సాధారణ పదంపై పని చేయదు). అదనంగా, ఎల్-అలనైన్‌ను సబ్‌స్ట్రేట్‌గా ఉపయోగించి అలనైన్ డీహైడ్రోజినేస్ D-అలనైన్‌పై పని చేయదు. ఇటువంటి లక్షణాన్ని ఎంజైమ్ యొక్క సబ్‌స్ట్రేట్ విశిష్టత అంటారు. మరోవైపు, సబ్‌స్ట్రేట్ ఒకేలా ఉన్నప్పటికీ, ఎంజైమ్ భిన్నంగా ఉంటే ప్రతిచర్య మారుతుంది. ఉదాహరణకు, L-గ్లుటామిక్ యాసిడ్‌ను సబ్‌స్ట్రేట్‌గా ఉపయోగించి, ఒక ఎంజైమ్ దాని డీహైడ్రోజనేషన్ ప్రతిచర్య ద్వారా α-కెటోగ్లుటారిక్ ఆమ్లాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు మరొక ఎంజైమ్ ట్రాన్స్‌మినేషన్ ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. దీనిని ఎంజైమ్ యొక్క ప్రతిచర్య విశిష్టత అంటారు. ఎంజైమ్‌లు సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ప్రతిచర్య పరంగా చాలా కఠినమైన నిర్దిష్టతను కలిగి ఉంటాయి.

ఎంజైమ్‌లను ఇతర రసాయన ఉత్ప్రేరకాల కంటే భిన్నంగా చేసే మరో ప్రధాన లక్షణం ఉంది. హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్‌తో స్టార్చ్‌ను హైడ్రోలైజ్ చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు, అధిక ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయబడితే తప్ప, pH కూడా బలంగా ఆమ్లంగా ఉంటే తప్ప ప్రతిచర్య బాగా జరగదు. మరోవైపు, అమైలేస్ పని చేయడానికి అనుమతించబడినప్పుడు, pH దాదాపు తటస్థంగా ఉంటుంది మరియు ఉష్ణోగ్రత 25 నుండి 30 ° C వరకు ఉంటుంది. అదనంగా, ఒత్తిడిని ప్రయోగిస్తే తప్ప కొనసాగని అనేక రసాయన ప్రతిచర్యలు ఉన్నాయి. ఎంజైమాటిక్ ప్రతిచర్య సాధారణ ఉష్ణోగ్రత, సాధారణ పీడనం మరియు శారీరక pH వంటి తేలికపాటి పరిస్థితులలో కూడా సమర్థవంతంగా కొనసాగే లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ప్రతిచర్య యొక్క క్రియాశీలత శక్తి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

ఈ లక్షణాలు ఎలా వస్తాయి? ఎంజైమ్ యొక్క చర్యను కొంచెం వివరంగా పరిశీలిద్దాం. ఎంజైమ్ యొక్క ఉత్ప్రేరక చర్య చిత్రంలో చూపబడింది. 3 ఇది మూడు ప్రక్రియల ద్వారా పురోగమిస్తుంది. ముందుగా, సబ్‌స్ట్రేట్ (S) ఎంజైమ్-సబ్‌స్ట్రేట్ కాంప్లెక్స్ (ES కాంప్లెక్స్)ను ఏర్పరచడానికి ఎంజైమ్ అణువు (E) యొక్క క్రియాశీల కేంద్రంతో బంధిస్తుంది. ఈ నమూనాను ప్రతిపాదించిన L. మైఖెలిస్ తర్వాత ఈ కాంప్లెక్స్‌ని మైఖెలిస్ కాంప్లెక్స్ అని కూడా పిలుస్తారు, అయితే ఇది చాలా అస్థిరంగా ఉంటుంది మరియు ఉత్ప్రేరక ప్రతిచర్య కొనసాగనప్పుడు సులభంగా విడదీస్తుంది. ప్రతిచర్య కొనసాగినప్పుడు, సబ్‌స్ట్రేట్ క్రియాశీల కేంద్రంలో ఉత్పత్తిగా మారుతుంది, ఆ తర్వాత ఎంజైమ్ నుండి ఉత్పత్తి (P) విడుదల అవుతుంది. దాని అసలు స్థితికి తిరిగి వచ్చిన ఎంజైమ్ వెంటనే తదుపరి ఉపరితలంపై పనిచేస్తుంది. ఈ ప్రతిచర్యల శ్రేణి ఒక విప్లవాన్ని చేసే రేటు టర్నోవర్ రేటు లేదా పరమాణు కార్యాచరణ పరమాణు చర్యగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు 1 నిమిషంలో 1 మోల్ ఎంజైమ్ అణువు మారే సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క మోల్‌ల సంఖ్య సాధారణంగా యూనిట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. శారీరక పరిస్థితులలో దీని విలువ వేల నుండి పదివేల వరకు ఉంటుంది. ఇప్పుడే వివరించిన ప్రతిచర్యను ఈ క్రింది విధంగా సమీకరణం ద్వారా వ్యక్తీకరించవచ్చు.

E + S⇄ES─ → E + పి

ES కాంప్లెక్స్ ఉనికిని మొదట మైఖేలిస్ ఒక పని పరికల్పనగా ప్రతిపాదించాడు, అయితే ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ పద్ధతులు మరియు ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ పద్ధతుల ద్వారా దాని పదార్థాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా సంగ్రహించే ఉదాహరణలు సేకరించబడ్డాయి. ఒక సాధారణ రసాయన ఉత్ప్రేరకం లేదా ఎంజైమ్ స్థిరత్వం, pH మరియు ఉష్ణోగ్రత వంటి పరిస్థితులను స్థిరంగా ఉంచి, ఉపరితలం యొక్క గాఢతను మాత్రమే మారుస్తూ ప్రతిచర్య యొక్క ప్రారంభ రేటును కొలిస్తే, ఫిగర్ రసాయన ఉత్ప్రేరకం విషయంలో చూపబడుతుంది. నాలుగు ――― a పైన చూపిన విధంగా సరళ రేఖ పొందబడినప్పటికీ, ఎంజైమ్ విషయంలో, సాధారణ ఫిగర్ పొందబడుతుంది. నాలుగు ――― bb ఇలాంటి వక్రరేఖ లభిస్తుంది. ఇది హైపర్బోలా యొక్క భాగానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క ఏకాగ్రత అనంతంగా మారినప్పుడు, ప్రారంభ ప్రతిచర్య రేటు స్థిరమైన విలువకు చేరుకుంటుంది మరియు ఇకపై పెరగదు. ఆ సమయంలో ప్రతిచర్య రేటును గరిష్ట ప్రతిచర్య రేటు గరిష్ట వేగం అని పిలుస్తారు, ఇది V m a x ద్వారా సూచించబడుతుంది. K m లో వ్యక్తీకరించబడిన V m a x యొక్క సగం విలువను ఇచ్చే సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క Michaelis స్థిరమైన గాఢత అని కూడా సూచిస్తారు. ఎంజైమాటిక్ ప్రతిచర్యల గతిశాస్త్రం యొక్క విశ్లేషణలో V m a x మరియు K m అత్యంత ముఖ్యమైన పరామితి. ఉదాహరణకు, ఎల్-అలనైన్ అనే సబ్‌స్ట్రేట్ ఉన్న ఎంజైమ్‌కు డి-అలనైన్ ఇచ్చినప్పుడు, డి-అలనైన్ ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రానికి కట్టుబడి ఉంటుంది, అయితే ఉత్ప్రేరక చర్య కొనసాగదు. మరియు L-అలనైన్ మరియు D-అలనైన్ యొక్క ఏకాగ్రత నిష్పత్తి 1 కంటే తక్కువగా ఉంటే, ఎంజైమ్ యొక్క కార్యాచరణ రివర్స్‌గా తగ్గుతుంది. 5- (బి) అది ఒక సంబంధంగా మారుతుంది. దీనిని కాంపిటేటివ్ ఇన్హిబిషన్ లేదా కాంపిటేటివ్ ఇన్హిబిషన్ అంటారు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, క్రియాశీల కేంద్రం కోసం పోటీ ఏర్పడుతుందని ఇది చూపిస్తుంది. కొన్ని నిరోధకాలు చూపబడ్డాయి 5- (సి) విరుద్ధమైన రకాలు అసాధారణం కాదు. మార్గం ద్వారా, కొన్ని ఎంజైమ్‌లలో, సబ్‌స్ట్రేట్ సంతృప్త వక్రత హైపర్బోలిక్ కాదు, 6 S- ఆకారాన్ని (సిగ్మోయిడ్ ఆస్తి) లేదా దీర్ఘచతురస్రానికి దగ్గరగా ఉండే ఆకారాన్ని అందించే అనేక అంశాలు ఉన్నాయి. ఈ దృగ్విషయం తరచుగా అలోస్టెరిక్ ఎంజైమ్‌లలో కనిపిస్తుంది మరియు దీనిని కోఆపరేటివ్ ఎఫెక్ట్స్ అని పిలుస్తారు మరియు అటువంటి వక్రత యొక్క లక్షణాలు హిల్ కోఎఫీషియంట్ (n అని సంక్షిప్తీకరించబడిన) అనే పరామితి ద్వారా వ్యక్తీకరించబడతాయి. హిల్ కోఎఫీషియంట్ చిత్రంలో చూపబడింది 8 నిర్మించాలని డిమాండ్ చేశారు.

తరువాత, రకం ద్వారా ఎంజైమ్‌ల ప్రతిచర్యను పరిశీలిద్దాం. అంతర్జాతీయ ఎంజైమ్ కమీషన్ యొక్క సంస్థ క్రింద, ఇప్పటివరకు నివేదించబడిన అన్ని ఎంజైమ్‌లు సుమారుగా ఆరు రకాలుగా విభజించబడ్డాయి (టేబుల్). 2 ) 1 రెడాక్స్‌ను కలిగి ఉంటుంది, 2లో ట్రాన్సిషన్ (బదిలీ), 3 జలవిశ్లేషణను కలిగి ఉంటుంది, 4 ఎలిమినేషన్ (క్లీవేజ్), 5 ఐసోమెరైజేషన్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు 6 బైండింగ్ (సింథసిస్) యొక్క ప్రతి ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకపరిచే ఎంజైమ్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఆల్కహాల్ డీహైడ్రోజినేస్‌ను EC1, 1, 1, 1 అని లెక్కించారు, అయితే మొదటిది ఆక్సిడోరేడక్టేజ్, రెండవది కోఎంజైమ్‌గా NAD అవసరం మరియు తదుపరిది. CH-OH బాండ్‌పై పనిచేస్తుంది మరియు చివరి 1 సమూహం యొక్క వ్యక్తిగత సంఖ్యను సూచిస్తుంది. దాదాపు 1980 నాటికి, ఇప్పటికే రిజిస్ట్రేషన్ నంబర్లు ఇచ్చిన ఎంజైమ్‌ల సంఖ్య 2,000 దాటింది, అయితే ఇది 10,000 కి చేరుకోవడానికి చాలా కాలం పట్టదు.

ఎంజైమ్ యొక్క ఉనికి విధానం

అన్ని ఎంజైమ్‌లు ఒకే విధంగా ఉంటాయి, అవి ప్రధానంగా ప్రోటీన్‌లతో కూడి ఉంటాయి, అయితే ఉనికి యొక్క స్థితి మరియు జీవ శరీరంలో పనితీరును వ్యక్తీకరించే పరిస్థితులు ఏ విధంగానూ సాధారణమైనవి కావు. మొదట, కూర్పు పరంగా, దీనిని ఒక మోనోమర్ ఎంజైమ్ (మోనోమర్ ఎంజైమ్)గా విభజించవచ్చు, ఇందులో ఒకే పాలీపెప్టైడ్ గొలుసు మరియు బహుళ హోమోలాగస్ లేదా హెటెరోలాగస్ సబ్‌యూనిట్‌ల మొత్తంగా ఉన్న ఒలిగోమర్ ఎంజైమ్ ఉంటుంది. మరోవైపు, కొన్ని సంక్లిష్ట ప్రోటీన్‌లు, ఇందులో చక్కెరలు, లిపిడ్‌లు మరియు ఇతర నాన్-ప్రోటీన్ అణువులు ప్రోటీన్‌లను మాత్రమే కలిగి ఉండే ఎంజైమ్‌లకు సమయోజనీయంగా కట్టుబడి ఉంటాయి. కొన్ని ఎంజైమ్‌లకు చర్య యొక్క వ్యక్తీకరణకు కోఎంజైమ్‌లు, కాటయాన్‌లు మరియు అయాన్‌లు అవసరమవుతాయి మరియు వాటిలో కొన్ని క్రియాశీల కేంద్రానికి బలంగా కట్టుబడి ఉంటాయి, మరికొన్నింటికి ప్రోటీన్ మాత్రమే అవసరం. జీవ శరీరంలో, మల్టీఎంజైమ్ కాంప్లెక్స్ అని పిలవబడేది కూడా అంటారు, దీనిలో జీవక్రియ ప్రవాహంగా అనుసంధానించబడిన రసాయన ప్రతిచర్యల శ్రేణిని ప్రతిచర్యల క్రమంలో ప్రాదేశికంగా అమర్చబడిన అనేక ఎంజైమ్‌ల ద్వారా ఉత్ప్రేరకపరచబడతాయి, ఇది దీర్ఘ-గొలుసు కొవ్వు ఆమ్లం. బయోసింథసిస్ (చిత్రం) 9 ) మరియు α-కీటో యాసిడ్ డీహైడ్రోజనేషన్ ప్రతిచర్య ఉత్ప్రేరకమవుతుంది. మరోవైపు, ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ పూర్తయినప్పుడు, అణువు క్రియారహిత అణువుగా ఉంటుందని అందరికీ తెలుసు, అయితే అణువులోని కొంత భాగం అవసరమైన విధంగా ప్రోటీజ్-పరిమిత క్షీణతకు లోనవుతుంది, ఫలితంగా ఎంజైమాటిక్ కార్యకలాపాల వ్యక్తీకరణ జరుగుతుంది. చైమోట్రిప్సినోజెన్ నుండి చైమోట్రిప్సిన్ మరియు పెప్సినోజెన్ నుండి పెప్సిన్ ఉత్పత్తి వంటి ప్రోటీజ్‌ల యొక్క అనేక ఉదాహరణలు కనుగొనబడ్డాయి. జీవిత కార్యకలాపాలకు మద్దతు ఇవ్వడంలో ఎంజైమ్‌లు నియంత్రణ విధులను కలిగి ఉండటం అసాధారణం కాదు. జీవక్రియ యొక్క అభిప్రాయ నియంత్రణ ఒక సాధారణ ఉదాహరణ, ఇది తరువాత వివరించబడుతుంది. ఐసోజైమ్‌లు అని పిలవబడే వాటికి చాలా కొన్ని తెలిసిన ఉదాహరణలు ఉన్నాయి, ఇవి ఒకే కణంలో రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ రకాల అణువులుగా ఉంటాయి, అయినప్పటికీ అవి ఒకే ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి. లాక్టేట్ డీహైడ్రోజినేస్ వంటి రెండు రకాల ఉపకణాలను (H-రకం మరియు M-రకం) కలపడం ద్వారా టెట్రామర్ ఎంజైమ్ ఉత్పత్తి చేయబడినప్పుడు, మొత్తం ఐదు రకాల ఐసోజైమ్‌లు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి (Fig.). 7 ) అయినప్పటికీ, ప్రతి అవయవానికి వాటి పంపిణీ జన్యుపరంగా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు ప్రతి అవయవం దాని ప్రత్యేక జీవక్రియ నియంత్రణకు దోహదం చేస్తుందని చెప్పబడింది.

ఎంజైములు మరియు జీవితం

జీవిత కార్యకలాపాలకు మద్దతు ఇచ్చే వివిధ రసాయన ప్రతిచర్యలు (పదార్థాల సంశ్లేషణ / కుళ్ళిపోవడం, రవాణా, విసర్జన, నిర్విషీకరణ, శక్తి సరఫరా మొదలైనవి) ఎంజైమ్‌ల ప్రమేయంతో నిర్వహించబడతాయి. అయినప్పటికీ, టెస్ట్ ట్యూబ్ లేదా బీకర్ లోపలి భాగం వలె కాకుండా, జీవుల క్షేత్రం చాలా ఏకరీతిగా ఉండదు ఎందుకంటే ఇది వివిధ అవయవాలు, కణజాలాలు మరియు ఇతర సంక్లిష్ట నిర్మాణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, తగినంత మొత్తంలో ఎంజైమ్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ ఉన్నప్పటికీ, వాటి మధ్య అభేద్యమైన పొర లేదా గోడ ఉంటే ఎటువంటి ప్రతిచర్య జరగదు. ఎంజైమ్‌ల స్థానికీకరణ మరియు స్థానికీకరణ జీవులలో గొప్ప ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంది.

కేవలం 20 సంవత్సరాల క్రితం, ఎంజైమ్‌లు జీవితానికి మద్దతు ఇవ్వడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయని స్పష్టంగా చూపించిన ఆవిష్కరణ జరిగింది. Amberger HEUmbarger మరియు Purdy AB Pardee చేసిన పరిశీలనలు, ఐసోలూసిన్ మరియు ట్రిప్టోఫాన్ వంటి జీవసంబంధ పదార్థాలు కణాలలో అవసరమైన దానికంటే ఎక్కువగా ఉత్పత్తి చేయబడినప్పుడు, వాటి జీవసంశ్లేషణను స్వయంచాలకంగా అణిచివేసే యంత్రాంగం పనిచేస్తుందని తేలింది. పదార్ధం బయోసింథసిస్ సిస్టమ్ యొక్క ప్రారంభ దశలో ఉన్న నిర్దిష్ట ఎంజైమ్ యొక్క కార్యాచరణ వ్యవస్థ యొక్క తుది ఉత్పత్తి ద్వారా ఫీడ్‌బ్యాక్ నిరోధానికి లోబడి ఉంటుందని తదుపరి పరిశోధన వెల్లడించింది. ఫీడ్‌బ్యాక్ నిరోధం అనేది ఒక నిర్దిష్ట ప్రారంభ ఉత్పత్తితో నిర్దిష్ట ఎంజైమ్ అణువు యొక్క నిర్దిష్ట పరస్పర చర్య కారణంగా ఎంజైమ్ సంశ్లేషణ లేదా అణచివేత యొక్క గతంలో తెలిసిన నిరోధానికి భిన్నంగా ఉంటుంది. పర్డీ మరియు ఇతరుల పరిశోధన ఫలితాలు., ఉదాహరణకు, ఫిగర్ పది , , 11 11 అస్పార్టేట్ కార్బమోయిల్ ట్రాన్స్‌ఫేరేస్ (ATCase) విషయంలో, తుది ఉత్పత్తి, CTP (సైటిడిన్ ట్రైఫాస్ఫేట్), ATCase యొక్క రెగ్యులేటరీ సబ్‌యూనిట్‌లో ఉన్న నియంత్రణ కేంద్రంలో ఉంటుంది, ఇది ప్రారంభ దశలో ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. ఎంజైమ్ ప్రోటీన్ యొక్క అధిక-క్రమ నిర్మాణ మార్పుల ద్వారా బైండింగ్ యొక్క మెకానిజం నియంత్రించబడుతుందని వెల్లడైంది. ఒపెరాన్ సిద్ధాంతాన్ని ఇప్పుడే ప్రచురించిన J. మోనో, అటువంటి దృగ్విషయం పట్ల ఆసక్తి కలిగి ఉన్నాడు మరియు చర్య అనేది సబ్‌స్ట్రేట్ నుండి భిన్నంగా ఉండే పదార్ధం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. అలోస్టెరిక్ ప్రభావం నేను దానికి అలోస్టెరిక్ ఎఫెక్ట్స్ అని పేరు పెట్టాను. మెటబాలిక్ ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను నిరోధించడంలో మాత్రమే కాకుండా ఆక్సిజన్ అణువులను హిమోగ్లోబిన్‌కు బంధించడంలో మరియు మెమ్బ్రేన్ ప్రోటీన్లు మరియు కండరాల ప్రోటీన్‌ల పనితీరును నియంత్రించడంలో అలోస్టెరిక్ ప్రభావం ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుందని క్రమంగా స్పష్టమైంది. ఈ విధంగా, అనేక ఎంజైమ్‌లు ఉత్ప్రేరకాలుగా కాకుండా జీవిత కార్యకలాపాల నియంత్రణలో ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయని ఇటీవల బలంగా గుర్తించబడింది. అలోస్టెరిక్ ప్రభావంతో పాటు, ఎంజైమాటిక్ ప్రోటీన్ యొక్క ఎంజైమాటిక్ సవరణ ద్వారా మరొక ముఖ్యమైన నియంత్రణ ఉంది.

రెండు రకాల కండర గ్లైకోజెన్ ఫాస్ఫోరైలేస్ అంటారు: టైప్ బి, ఇది సుమారు 100,000 పరమాణు బరువుతో రెండు ఉపకణాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు టైప్ a, ఇది దాదాపు రెండు రెట్లు ఎక్కువ పరమాణు బరువుతో నాలుగు ఉపకణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఏదేమైనప్పటికీ, b-రకం కంకర అనేది a-రకానికి అనుగుణంగా ఉండదు, అయితే ఆర్థోఫాస్ఫరిక్ ఆమ్లం ప్రతి ఉపవిభాగం యొక్క నిర్దిష్ట సెరైన్ అవశేషానికి ఈస్టర్ బాండ్ ద్వారా జతచేయబడుతుంది. టైప్ బి నుండి టైప్ ఎకి మార్చడం అనేది ఒక నిర్దిష్ట ఎంజైమ్, ఫాస్ఫోరైలేస్ కినేస్ మరియు సెరైన్ అవశేషాలతో బంధించే ఫాస్ఫేట్ ద్వారా ఉత్ప్రేరకమవుతుంది. ATP నుండి సరఫరా చేయబడింది. టైప్ a నుండి టైప్ బికి మార్చడం కూడా ఎంజైమ్ ఫాస్ఫేటేస్ ద్వారా ఉత్ప్రేరకమవుతుంది. టైప్ a మరియు టైప్ b వారి కార్యాచరణ యొక్క వ్యక్తీకరణకు అవసరమైన AMP (అడెనోసిన్ మోనోఫాస్ఫేట్) స్థాయికి భిన్నంగా ఉంటాయి. టైప్ a AMP లేకుండా 60% యాక్టివిటీని కలిగి ఉంది, అయితే టైప్ b AMP లేకుండా తక్కువ యాక్టివిటీని కలిగి ఉంటుంది. ఈ లక్షణాలు నిజానికి ఫాస్ఫోరైలేస్ ద్వారా గ్లైకోలైటిక్ జీవక్రియ నియంత్రణకు ముఖ్యమైన చిక్కులను కలిగి ఉంటాయి. ఎంజైమాటిక్ సవరణకు మరొక విలక్షణ ఉదాహరణ E. coli గ్లుటామైన్ సింథటేజ్ యొక్క అడెనైలేషన్. ఎస్చెరిచియా కోలిలో, గ్లుటామైన్ సింథటేజ్ ప్రతిచర్య వివిధ జీవ పదార్ధాల బయోసింథసిస్ యొక్క ప్రారంభ దశలో ఉంది మరియు ఈ పదార్ధాల ద్వారా ఫీడ్‌బ్యాక్ నిరోధానికి లోబడి ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, AMP ఒక ఎంజైమ్ అణువు యొక్క నిర్దిష్ట టైరోసిన్ అవశేషాలకు సమయోజనీయంగా కట్టుబడి ఉన్నప్పుడు, అభిప్రాయ సున్నితత్వం మరియు లోహ అవసరాలు దీనిని స్టాట్‌మన్ ఇ స్టాడ్‌మన్ మరియు ఇతరులు స్పష్టం చేశారు. సెక్స్ గణనీయంగా మారుతుంది.

ఎంజైమ్ అసాధారణత

స్థానిక ఆఫ్రికన్లు మరియు నల్ల అమెరికన్లలో తరచుగా పుట్టుకతో వచ్చే రక్తహీనతలు ఉన్నాయి. ఈ నల్లజాతీయుల రక్తాన్ని సేకరించి, ఎర్ర రక్త కణాలను మైక్రోస్కోప్‌లో పరిశీలించినప్పుడు, అవి కాలక్రమేణా కొడవలి ఆకారంలోకి మారుతాయి మరియు ఎర్ర రక్త కణాలు చివరికి హీమోలైజ్ అవుతాయి. ఈ రక్తహీనత ఉన్న రోగి యొక్క ఎర్ర రక్త కణాల నుండి హిమోగ్లోబిన్‌ను సంగ్రహించడం మరియు సాధారణ హిమోగ్లోబిన్‌తో పోల్చడం ఫలితంగా, L. పాలింగ్ మరియు ఇతరులు. సబ్‌యూనిట్‌లోని β-చైన్ గ్లుటామిక్ యాసిడ్ వాలైన్‌గా మార్చబడిందని కనుగొన్నారు. .. పాలింగ్ దీనిని పరమాణు వ్యాధిగా పిలవాలని నిర్ణయించుకున్నాడు, అయితే అప్పటి నుండి, ప్రోటీన్ బయోసింథసిస్ మరియు ప్రాధమిక నిర్మాణంలో ఉత్పరివర్తనాల ఫలితంగా ఉత్ప్రేరక పనితీరులో అసాధారణతలు సంభవించే కొన్ని సందర్భాలు కనుగొనబడ్డాయి. బాగా తెలిసినది ఫినైల్కెటోనూరియా. ఈ వ్యాధి ఫెనిలాలనైన్ హైడ్రాక్సిలేస్ లోపం వల్ల వస్తుంది, ఇది ఫెనిలాలనైన్‌ను టైరోసిన్‌గా మారుస్తుంది మరియు నవజాత శిశువు సమయంలో చికిత్స చేయకపోతే, భవిష్యత్తులో ఇది కపాల నాడీ వ్యవస్థకు పెద్ద నష్టం కలిగిస్తుంది. శిశువులో అసాధారణత కనుగొనబడినట్లయితే, ఆహారం నుండి ఫెనిలాలనైన్ను తొలగించడం వలన రుగ్మతను నివారించవచ్చు. ఎంజైమ్ అసాధారణతలకు కారణాలు తప్పనిసరిగా పుట్టుకతో వచ్చినవి కానవసరం లేదు, అయితే ఎంజైమ్‌ల యొక్క బయోసింథసిస్ మరియు కుళ్ళిపోయే రేటులో అసాధారణతలు మరియు ఎంజైమ్ అణువుల భౌతిక లక్షణాలు మరియు నిర్మాణాలలో మార్పులు వంటి అనేక కారణాలు ఉన్నాయి. ..
జీవక్రియ యొక్క సహజ లోపాలు

ఎంజైమ్‌ల వినియోగం మరియు అప్లికేషన్

ఇప్పటివరకు వివరించిన ఎంజైమ్‌ల యొక్క వివిధ లక్షణాలను ఉపయోగించడం ద్వారా ఆహారాలు, ఔషధాలు, పురుగుమందులు, పారిశ్రామిక పదార్థాలు మొదలైనవాటిని అధిక స్వచ్ఛతతో సమర్ధవంతంగా ఉత్పత్తి చేయడానికి విస్తృత శ్రేణి ప్రయత్నాలు చేయబడ్డాయి మరియు కొన్ని ఇప్పటికే ఆచరణాత్మకంగా ఉపయోగించబడ్డాయి. నం. మరోవైపు, ఎంజైమ్‌లు నేరుగా వైద్య చికిత్సలో ఉపయోగించబడే అనేక సందర్భాలు ఉన్నాయి, వీటిలో ప్రోటీజ్‌ని నిర్వహించడం ద్వారా ఎంపైమా చికిత్సతో సహా అనేక ఫలితాలు వచ్చాయి. ముఖ్యంగా, ఇటీవలి స్థిరీకరణ పద్ధతులు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. వీటిని టేబుల్ చేయండి 3 , , నాలుగు నేను దానిని సంగ్రహించాను.
ఎంజైమ్ పరిశ్రమ
మసనోబు తోకుషిగే