यातायात नियंत्रकों के बिना एक बड़े शहर के जीवन की कल्पना नहीं की जा सकती है। लेकिन कोई भी बड़ा आधुनिक शहर उसमें होने वाली प्रक्रियाओं की जटिलता और विविधता के संदर्भ में एक बहुकोशिकीय जीवित जीव के साथ तुलना नहीं कर सकता है। और, ज़ाहिर है, प्रकृति ने यातायात नियंत्रकों का ख्याल रखा। ओआरयूडी साथियों के प्रति पूरे सम्मान के साथ, हम यह कहने के लिए मजबूर हैं कि प्रकृति द्वारा निर्धारित और हल किए जाने वाले कार्य उनके लिए स्पष्ट रूप से असंभव हैं। प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण, वंशानुगत लक्षणों के संचरण, जीवों की वृद्धि, उनके चयापचय, उम्र बढ़ने, आदि और यहां तक ​​कि स्वचालित स्व-नियमन जैसी बुनियादी जीवन प्रक्रियाओं को विनियमित करने का कार्य उन रसायनों को सौंपा गया है जिन्हें कहा जाता है जैविक नियामक। उनमें से अधिकांश की रासायनिक प्रकृति पहले ही सुलझ चुकी है। लेकिन हाल के वर्षों में वे हमारे शरीर में जो भूमिका निभाते हैं, वह ऐसे अप्रत्याशित तरीकों से सामने आया है कि, शायद, हम जीवन के विज्ञान में एक तरह की क्रांति के बारे में बात कर सकते हैं।

आइए बायोरेगुलेटर्स पर करीब से नज़र डालें - वे इसके लायक हैं। हम खुद को तीन समूहों तक सीमित रखेंगे - विटामिन, हार्मोन और एंजाइम। बायोरेगुलेटर के अलावा, जिनमें हार्मोन प्रमुख भूमिका निभाते हैं, हमारे शरीर में अन्य प्रकार के नियमन भी होते हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण तंत्रिका है, जो मस्तिष्क के प्रांतस्था (और सबकोर्टेक्स) द्वारा किया जाता है। यह इस तथ्य में व्यक्त किया जाता है कि चयापचय प्रतिक्रियाओं का कोर्स केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की स्थिति पर निर्भर करता है। यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण प्रकार का विनियमन है, लेकिन यहां भी, रासायनिक प्रक्रियाएं इसके केंद्र में हैं।

चलो "विनियमन" शब्द से सहमत हैं, जिसका अर्थ है गति में परिवर्तन - त्वरण या मंदी - हमारे शरीर की कोशिकाओं में होने वाली किसी भी जैव रासायनिक प्रतिक्रिया की। और यहां हम एक और दिलचस्प प्रकार के स्व-नियमन का उल्लेख करते हैं - स्वचालित विनियमन, जो प्रतिक्रिया के सिद्धांत पर आधारित है, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि सेल में किसी पदार्थ की एकाग्रता नियामक प्रक्रियाओं को शुरू करने का संकेत देती है।

हम भविष्य में स्व-नियमन के विशिष्ट उदाहरणों से मिलेंगे।

किसी भी अचानक प्रभाव के लिए, कोशिका में चयापचय अपने तंत्र और भंडार के महत्वपूर्ण पुनर्गठन के बिना तत्काल विनियमन के साथ प्रतिक्रिया करता है। लेकिन यहां हम पहाड़ों पर जाते हैं और वहां लंबे समय तक रहते हैं। इन स्थितियों के तहत, हमारे शरीर की कोशिकाओं का मूल रूप से पुनर्निर्माण किया जाता है, वे नए प्रोटीन और अन्य पदार्थों आदि का संश्लेषण करते हैं। इस तरह के विनियमन को दीर्घकालिक कहा जा सकता है: यह हमारे शरीर को इसके लिए नई परिस्थितियों के अनुकूल बनाने का कार्य करता है।

जब पर्यटकों का एक समूह संक्रमण करता है, तो उसकी समग्र गति स्पष्ट रूप से समूह के सबसे धीमे सदस्य पर निर्भर करती है। तो कोशिका में, सबसे धीमी जैव रासायनिक प्रतिक्रिया इससे जुड़ी प्रतिक्रियाओं के पूरे चक्र की दर को सीमित करती है। यह भी एक तरह का नियमन है।

और यहाँ, शायद, आणविक जीव विज्ञान की ओर मुड़ना उचित है - एक विज्ञान जो हाल के वर्षों में तेजी से विकसित हो रहा है और आणविक स्तर पर सभी जीवित चीजों के अध्ययन में लगा हुआ है, दूसरे शब्दों में, अणुओं के बीच प्रतिक्रियाओं का अध्ययन एक में जीवित अंगी। एक जीवित जीव में प्रतिक्रियाएं निर्जीव प्रकृति में समान प्रतिक्रियाओं से कैसे भिन्न होती हैं?

कुछ हद तक सरल करते हुए, इसका संक्षेप में उत्तर दिया जा सकता है: विशेष त्वरक - एंजाइम और क्रम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं की गति, क्योंकि निर्जीव प्रकृति में, अंतरिक्ष में बेतरतीब ढंग से बिखरे हुए अणुओं की टक्कर के आधार पर प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ती हैं। जीवित दुनिया के सबसे सरल प्रतिनिधि में - कोशिका - अणु मैट्रिक्स पर स्थानिक रूप से तय होते हैं, और यह न केवल रासायनिक प्रतिक्रिया की एक कड़ाई से परिभाषित दिशा प्रदान करता है, बल्कि ऐसी प्रतिक्रियाओं की असाधारण गति भी प्रदान करता है,

सबसे सरल एककोशिकीय जीव में चयापचय को एंजाइमी प्रतिक्रियाओं की दर को बदलकर नियंत्रित किया जाता है। ऐसी कोशिका बाहरी वातावरण की स्थितियों के अनुकूल होने, यानी अनुकूलन करने से मौजूद हो सकती है। यह आवश्यकतानुसार अपने एंजाइमों को जुटाकर अनुकूलन करता है, जिनमें से कुछ, सामान्य परिस्थितियों में, संभवतः आरक्षित होते हैं।

लेकिन हमारे शरीर में खरबों कोशिकाएं हैं जो स्वतंत्र अस्तित्व में असमर्थ हैं। वे एक गुण से एकजुट होते हैं: वे सभी सामान्य चयापचय में भाग लेते हैं, जिसमें एंजाइमी प्रतिक्रियाओं की दर केंद्रीय तंत्रिका तंत्र द्वारा नियंत्रित होती है। यह अंतःस्रावी ग्रंथियों और उनके हार्मोन के निकट संपर्क में करता है।

हम ऊपर पहले ही एंजाइमों की मदद से शरीर में होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में बात कर चुके हैं। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र द्वारा उपयोग किए जाने वाले सबसे शक्तिशाली नियामक तंत्रों में से एक तंत्रिका आवेग है जो लगातार हमारे शरीर के ऊतकों में प्रवेश करता है। वे प्रोटीन का एक क्रमबद्ध (यानी, मैट्रिक्स) संश्लेषण प्रदान करते हैं, विशेष रूप से एंजाइम प्रोटीन में, कोशिकाओं के रासायनिक संगठन का समर्थन करते हैं और मुख्य नियामक के "निर्देश" को समझने की उनकी क्षमता का समर्थन करते हैं।

तो, एंजाइम उत्प्रेरक एक रासायनिक प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को तेज (या धीमा) करते हैं जो पहले ही शुरू हो चुका है। हालांकि, कुछ वैज्ञानिकों के अनुसार, एंजाइमों में इन प्रतिक्रियाओं को शुरू करने की क्षमता होती है। यह भी बहुत महत्वपूर्ण है कि एंजाइम किसी एक प्रतिक्रिया की दर को इतना बढ़ा देता है कि वह एक निश्चित पथ पर चला जाता है। दूसरे शब्दों में, एंजाइम पक्ष प्रतिक्रियाओं को रोकता है और उस दिशा को निर्धारित करता है जिसमें मुख्य रासायनिक प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है। यह एंजाइमों का एक बहुत ही महत्वपूर्ण गुण है, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी। वर्तमान में, शब्द "एंजाइम" और "एंजाइम" का उपयोग असंदिग्ध के रूप में किया जाता है, क्योंकि यह स्थापित किया जाता है कि इंट्रासेल्युलर और बाह्य एंजाइम के बीच कोई अंतर नहीं है। इसने वर्तमान में ज्ञात कई एंजाइमों के नामकरण में एक निश्चित क्रम को पेश करना संभव बना दिया। बायोकेमिस्ट एंजाइम के नाम पर अपनी क्रिया के तंत्र को प्रतिबिंबित करने का प्रयास करते हैं। हमने ऐसा करने से परहेज किया, क्योंकि, उदाहरण के लिए, "अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज" के बजाय हमें नाम देना होगा: "अल्कोहल-निकोटिनमाइड-एडेनिन-डायन्यूक्लियोटाइड-ट्रांसहाइड्रोजनेज" * , जो निश्चित रूप से एक लोकप्रिय प्रदर्शनी को असंभव बना देता। . हम खुद को यह संकेत देने तक सीमित रखते हैं कि इंटरनेशनल यूनियन ऑफ बायोकेमिस्ट्स ने एंजाइमों के निम्नलिखित विभाजन को छह वर्गों में अपनाया है: 1) ऑक्सीडोरक्टेस, जो जैविक ऑक्सीकरण की प्रक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं; 2) स्थानांतरण जो परमाणुओं के समूहों को स्थानांतरित करते हैं; 3) हाइड्रोलिसिस जो पानी के अनुकूलन के साथ दरार को उत्प्रेरित करते हैं; 4) पानी की भागीदारी के बिना विभिन्न समूहों को विभाजित (या जोड़ने) वाली लाइसिस; 5) आइसोमेरेज़, जो समान ("आइसोमरिक") यौगिकों को एक दूसरे में परिवर्तित करते हैं, और 6) लिगेज, जो कुछ फॉस्फोरिक एसिड यौगिकों में बंधन को तोड़ने पर दो अणुओं को एक दूसरे से बांधते हैं।

* (आम तौर पर, एक एंजाइम को शब्द के लैटिन मूल में "एज़ा" जोड़कर एक नाम दिया जाता है जो उस पदार्थ को दर्शाता है जिस पर एंजाइम कार्य करता है, या उस प्रक्रिया के नाम पर जो इस एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होता है। इसके साथ ही, ऐतिहासिक रूप से स्थापित और स्थापित नामों के साथ अभी भी कई एंजाइम हैं।)

1. ऑक्सिडोरडक्टेस - एंजाइम जो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। सभी ऊतकों में मौजूद एंजाइमों के इस बड़े समूह में कई उपसमूह शामिल हैं:

ए) डिहाइड्रोजनेज - एंजाइम जो हाइड्रोजन को एक सब्सट्रेट से दूसरे सब्सट्रेट में स्थानांतरित करके किसी पदार्थ के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करते हैं। सब्सट्रेट के आधार पर, जिसका ऑक्सीकरण किसी दिए गए डिहाइड्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित होता है, इसे इसका पूरा नाम मिलता है। उदाहरण के लिए, अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज, ग्लिसरॉफॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज, लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज (लैक्टिक एसिड का ऑक्सीकरण), ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज, आदि।

इन एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित अभिक्रियाओं में हाइड्रोजन स्वीकर्ता (अर्थात वह पदार्थ जो हाइड्रोजन स्वीकार करता है) NAD और NADP हैं। साइटोक्रोम प्रणाली के माध्यम से निकोटिनमाइड डाइन्यूक्लियोटाइड्स के कम रूपों से इलेक्ट्रॉनों के परिवहन में कई डिहाइड्रोजनेज भी शामिल हैं, उदाहरण के लिए, एनएडी · एच 2-साइटोक्रोम सी-ऑक्सीडोरडक्टेस, एनएडी · एच 2-साइटोक्रोम-बी-5-ऑक्सीडोरडक्टेस, आदि।;

बी) ऑक्सीडेस - एंजाइम जो एक ऑक्सीकृत सब्सट्रेट से हाइड्रोजन को ऑक्सीजन में स्थानांतरित करते हैं। उनमें से, अमीनो एसिड ऑक्सीडेज, मोनोमाइन ऑक्सीडेज, पाइरिडोक्सलामाइन ऑक्सीडेज, साइटोक्रोम ऑक्सीडेज, साथ ही एंजाइम जो सब्सट्रेट से हाइड्रोजन पेरोक्साइड - पेरोक्सीडेज तक हाइड्रोजन के परिवहन को उत्प्रेरित करते हैं - और ऑक्सीजन और पानी के निर्माण के साथ हाइड्रोजन पेरोक्साइड को विघटित करना चाहिए - उत्प्रेरित

2. स्थानान्तरण - एंजाइमों का एक व्यापक समूह जो परमाणुओं या परमाणुओं और रेडिकल के समूहों के एक सब्सट्रेट से दूसरे में स्थानांतरण को तेज करता है। इसे निम्नलिखित उपसमूहों में विभाजित किया जा सकता है:

ए) मिथाइलट्रांसफेरेज़ - एंजाइम जो मिथाइल समूह को ले जाते हैं - सीएच 3। इनमें निकोटिनमाइड मिथाइलट्रांसफेरेज़, सेरिनोक्सिमिथाइलट्रांसफेरेज़, आदि शामिल हैं;

बी) एसाइलट्रांसफेरेज़ - एंजाइम जो एक एसिड अवशेष ले जाते हैं। इस उपसमूह के एंजाइमों के उदाहरण हैं choline acetyltransferase, acetyl-CoA acyltransferase, आदि;

ग) ग्लाइकोसिलट्रांसफेरेज़ - एंजाइम जो मोनोसैकराइड अवशेषों को स्थानांतरित करते हैं - ग्लाइकोसिल। इन एंजाइमों में फॉस्फोरिलेज़ शामिल होता है, जो ग्लूकोज़ के अवशेष को ग्लाइकोजन अणु से फॉस्फोरिक एसिड में स्थानांतरित करता है, जिससे ग्लूकोज़-1-फॉस्फेट, फ़ॉस्फ़ोरिबोसिलट्रांसफेरेज़, एडेनोसिलफॉस्फोरिलेज़ और अन्य एंजाइम बनते हैं;

डी) एमिनोट्रांस्फरेज़ - एंजाइम जो अमीनो समूह को अमीनो एसिड से कीटो एसिड में स्थानांतरित करते हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: एस्पार्टामिनोट्रांसफेरेज़, ऐलेनिन एमिनोट्रांस्फरेज़, टाइरोसिन एमिनोट्रांस्फरेज़;

ई) फॉस्फोट्रांसफेरेज़ - एंजाइम जो फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों को एक नियम के रूप में, फॉस्फोरस युक्त यौगिकों से न्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट में स्थानांतरित करते हैं। एंजाइमों के इस व्यापक उपसमूह में शामिल हैं: हेक्सोकाइनेज, फ्रक्टोकिनेस, और फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज, जो क्रमशः एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड से फॉस्फेट अवशेषों को ग्लूकोज, फ्रक्टोज, या फ्रक्टोज -6-फॉस्फेट में स्थानांतरित करते हैं; क्रिएटिन किनेज, क्रिएटिन फॉस्फेट से एडेनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड में फॉस्फेट अवशेषों के प्रतिवर्ती हस्तांतरण को उत्प्रेरित करता है; पाइरूवेट किनेज, जो फॉस्फोइनोलपाइरुविक एसिड से फॉस्फेट अवशेषों को एडेनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड और कई अन्य एंजाइमों में स्थानांतरित करता है;

च) सल्फाइड ट्रांसफरेज - एंजाइम जो सल्फर परमाणु के साथ समूहों को स्थानांतरित करते हैं। उदाहरण के लिए, oxalate-CoA-transferase, CoA-transferase-ketoacids;

छ) एमिडीन ट्रांसफरेज़ - एंजाइम जो एमिडीन समूह -सीएनएच 2 \u003d एच को स्थानांतरित करते हैं। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, आर्गिनिन ग्लाइसिन एमिडिन ट्रांसफरेज़, जो क्रिएटिन के संश्लेषण के दौरान एमिडिन समूह को आर्गिनिन से ग्लाइसिन में स्थानांतरित करता है।

3. हाइड्रोलिसिस - एंजाइम जो पानी की भागीदारी के साथ ईथर या पेप्टाइड बॉन्ड की साइट पर जटिल कार्बनिक यौगिकों (प्रोटीन, वसा, लिपोइड, पॉलीसेकेराइड) के दरार को उत्प्रेरित करते हैं। हाइड्रोलाइज्ड सब्सट्रेट की प्रकृति के आधार पर विभिन्न ऊतकों में मौजूद एंजाइमों के इस बड़े समूह को कई उपसमूहों में विभाजित किया जा सकता है:

ए) एस्टरेज़ - एंजाइम जो एस्टर (वसा, फॉस्फेटाइड्स, आदि) के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करते हैं। इनमें हाइड्रोलाइजिंग वसा लाइपेस, फॉस्फोलिपेज़ ए, एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़, कोलिनेस्टरेज़, आदि जैसे एंजाइम शामिल हैं;

बी) फॉस्फोमोनो-एंड-डायस्टर हाइड्रॉलिस - एंजाइम जो विभिन्न यौगिकों (न्यूक्लियोटाइड्स और न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट के फॉस्फोरिक एस्टर) से फॉस्फोरिक एसिड की दरार को उत्प्रेरित करते हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: क्षारीय फॉस्फेट, एसिड फॉस्फेट, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट, ग्लूकोज-1-फॉस्फेट, फॉस्फोडिएस्टरेज़, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिज़;

ग) ग्लूकोसिडेस - डाइ-, ट्राई- और पॉलीसेकेराइड (ग्लाइकोजन, स्टार्च, सुक्रोज, माल्टोज, आदि) के ग्लूकोसाइड्स के हाइड्रोलिसिस में शामिल एंजाइम। इनमें एमाइलेज, गैलेक्टोसिडेज़, न्यूक्लियोसिडेज़ और अन्य एंजाइम शामिल हैं;

डी) पेप्टाइड हाइड्रोलिसिस - एंजाइम जो पेप्टाइड बॉन्ड की साइट पर प्रोटीन और पॉलीपेप्टाइड्स के हाइड्रोलाइटिक दरार को उत्प्रेरित करते हैं। इनमें अमीनोपेप्टिडेज़, कार्बोक्सीपेप्टिडेज़, पेप्सिन, ट्रिप्सिन, एचपीमोट्रिप्सिन, एंटरोपेप्टिडेज़, कैथेप्सिन, आदि शामिल हैं;

ई) एमिडेस - एंजाइम जो एमाइड, प्यूरीन, न्यूक्लियोटाइड और अन्य यौगिकों से अमीनो समूह के हाइड्रोलाइटिक दरार को उत्प्रेरित करते हैं। इनमें शतावरी, ग्लूटामिनेज, एडेनिन डेमिनमिनस, एएमपी-डेमिनेज शामिल हैं, जो एडेनिन और एडेनोसिन मोनोफॉस्फोरिक एसिड से एसपारटिक और ग्लूटामिक एसिड के एमाइड से अमीनो समूहों को हाइड्रोलाइटिक रूप से अलग करते हैं; यूरिया, जो यूरिया को CO2 और दो NH3 अणुओं और अन्य एंजाइमों में विघटित करता है;

च) पॉलीफॉस्फेटेस - एंजाइम जो फॉस्फोएनहाइड्राइड बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करते हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, न्यूक्लियोटाइड पाइरोफॉस्फेट, अकार्बनिक पाइरोफॉस्फेट।

4. लाइसेस - एंजाइम जो सब्सट्रेट से एक या दूसरे समूह को गैर-हाइड्रोलाइटिक तरीके से अलग करते हैं या कार्बन श्रृंखला को साफ करते हैं। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, पाइरूवेट डिकार्बोक्सिलेज, एंजाइम जो कार्बोक्जिलिक एसिड को डीकार्बोक्सिलेट करते हैं, एल्डोलेज जो फ्रुक्टोज-1-6-डिफॉस्फेट को दो फॉस्फोट्रिअस में विभाजित करता है, और अन्य।

5. आइसोमेरेस - एंजाइम जो विभिन्न समूहों के इंट्रामोल्युलर आंदोलन की प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। इन एंजाइमों में ग्लूकोज फॉस्फेट आइसोमेरेज़, ट्रायोज़ फॉस्फेट आइसोमेरेज़ और फ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट म्यूटेज़ शामिल हैं।

6. लिगेज, या सिंथेटेस, एंजाइम होते हैं जो एटीपी या अन्य न्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट की ऊर्जा का उपयोग करके जैवसंश्लेषण प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। इनमें एंजाइम शामिल हैं जो di- और पॉलीसेकेराइड, वसा और लिपोइड्स, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, साथ ही कई मध्यवर्ती चयापचय उत्पादों को संश्लेषित करते हैं - टी-आरएनए के साथ अमीनो एसिड का संयोजन, कोएंजाइम ए के साथ फैटी एसिड अवशेष (एसिल), आदि। .

एक ही प्रकार की क्रियात्मक गतिविधि वाले एंजाइम, अर्थात, एक ही प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं, लेकिन प्रोटीन घटक में भिन्न होते हैं, आइसोनिजाइम कहलाते हैं। वे अमीनो एसिड संरचना, सोखना, इम्यूनोकेमिकल और गतिज गुणों, थर्मल स्थिरता, इष्टतम पीएच और अन्य विशेषताओं में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। मनुष्यों और जानवरों में, आइसोनिजाइम से युक्त कई एंजाइमों की पहचान की गई है। उनमें से लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज, मैलेट डिहाइड्रोजनेज, क्रिएटिन किनसे, फॉस्फेट, एमाइलेज, हेक्सोकाइनेज कहा जाना चाहिए। इस प्रकार, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के प्रत्यावर्तन में भिन्न लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज के पांच आइसोनाइजेस का अध्ययन किया गया है। इन आइसोनाइजेस के प्रोटीन अणु में चार पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं, जो दो प्रकार की हो सकती हैं - एच और एम ("एच" - शब्द हृदय में प्रारंभिक अक्षर, "एम" - मांसपेशी शब्द में)। हृदय की मांसपेशी में, लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज H प्रकार की चार पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से निर्मित होता है, अर्थात इसके अणु में H4 होता है। कंकाल की मांसपेशी में, एंजाइम में केवल एम प्रकार की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला होती है, यानी एम 4। अन्य अंगों में, लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज अणु इन पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के अनुपात में भिन्न होते हैं: एच 3 , एम, एच 2 , एम 2 , एच, एम 3 *।

* (कुछ isoenzymes के लिए प्राथमिक और माध्यमिक संरचनाओं में अंतर के अस्तित्व को साबित करना संभव था।)

बड़ी सफलता के साथ आइसोनिजाइम की पहचान करने के लिए, ऊतक निकालने या रक्त सीरम के वैद्युतकणसंचलन की विधि का उपयोग किया जाता है। प्रोटीन अणुओं के आवेश के परिमाण में अंतर के कारण, अलग-अलग आइसोनिजाइम एक विद्युत क्षेत्र में अलग-अलग गति से चलते हैं और एक दूसरे से अलग हो सकते हैं।

व्यक्तिगत अंगों में विशिष्ट isoenzymes की उपस्थिति महान नैदानिक ​​​​मूल्य का है और इसका उपयोग नैदानिक ​​जैव रसायन में रोग प्रक्रियाओं का पता लगाने के लिए किया जाता है। व्यक्तिगत आइसोनिजाइम के स्तर में वृद्धि या रक्त में एंजाइम स्पेक्ट्रम में परिवर्तन इतना विशिष्ट है कि यह नैदानिक ​​निदान की निर्णायक पुष्टि के रूप में काम कर सकता है।

एंजाइमों की विशिष्टता एक बहुत ही उल्लेखनीय घटना है। शायद सबसे आश्चर्यजनक बात प्रोटीन को संश्लेषित करने वाले एंजाइमों की क्रिया की विशिष्टता है।

प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड की बात करें तो हमने इस संश्लेषण का उल्लेख किया है। लेकिन यहां दो दर्जन अन्य के बीच एक एमिनो एसिड को पहचानने के लिए संश्लेषण में शामिल एंजाइमों की असाधारण क्षमता पर जोर देना आवश्यक है। इसके अलावा, वे इसकी कम से कम 20 किस्मों के बीच संबंधित आरएनए को पहचान सकते हैं।

हाल के वर्षों की सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धियों में से एक इस तथ्य की व्याख्या है कि एंजाइमी प्रोटीन की विशिष्टता पेप्टाइड श्रृंखला बनाने वाले अमीनो एसिड के उनमें प्रत्यावर्तन के क्रम पर निर्भर करती है। इस प्रकार, यह स्थापित करना संभव था कि न केवल राइबोन्यूक्लिअस एंजाइम अणु में 124 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं जो एक पेप्टाइड श्रृंखला बनाते हैं, बल्कि यह भी पता लगाने के लिए कि कौन से अमीनो एसिड इस श्रृंखला को बनाते हैं और किस क्रम में वे एक दूसरे के साथ वैकल्पिक होते हैं।

यह पता लगाना भी संभव था कि एक एंजाइम की विशिष्टता न केवल इस बात पर निर्भर करती है कि उसके अणु में अमीनो एसिड कैसे स्थित हैं। प्रत्येक एंजाइम का एक प्रकार का सक्रिय केंद्र होता है - पेप्टाइड श्रृंखला का एक छोटा खंड जिसमें इसकी विशेषता अमीनो एसिड अनुक्रम होता है। एक एंजाइम अणु को विभाजित करना, उसमें से एक टुकड़े को अलग करना और एंजाइम की क्रिया की सभी विशिष्टता को बनाए रखना संभव है। इस तरह के प्रयोग अभी तक बड़े पैमाने पर नहीं किए गए हैं, लेकिन मुख्य बात यह है: जैविक उत्प्रेरक की पहले से समझ में न आने वाली बोधगम्यता की घटना से पर्दा हटा दिया गया है, जिसने उन्हें रहस्यमय पदार्थ बना दिया है।

एंजाइम के सक्रिय केंद्र में एक साइट होती है जिसकी आकृति सब्सट्रेट अणुओं की रूपरेखा के अनुरूप होती है, या, जैसा कि वे कहते हैं, उनके पूरक हैं। ऐसी साइट को एंजाइम का संपर्क क्षेत्र कहा जाता है। एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स के निर्माण की प्रक्रिया में, उनके अणुओं की रूपरेखा बदल सकती है, जैसे कि एक-दूसरे के अनुकूल हो (चित्र 28)।

किसी को यह नहीं सोचना चाहिए कि इसका केवल एक छोटा सा टुकड़ा, सक्रिय केंद्र, एंजाइम अणु में "काम" करता है। हम इस मुद्दे पर थोड़ी देर बाद लौटेंगे। आइए अभी के लिए ध्यान दें कि सक्रिय केंद्र एक निश्चित पदार्थ - सब्सट्रेट में परिवर्तन का कारण बनता है।

एक्स-रे की मदद से कुछ एंजाइमों के काम करने की प्रक्रिया की तस्वीर लेना भी संभव था। यह पता चला कि अणु के आधे हिस्से, दोनों तरफ से सब्सट्रेट को कवर करते हैं।

सक्रिय केंद्र के अलावा, एंजाइम अणु में एक कमजोर स्थान होता है - एक रासायनिक समूह जिसे विभिन्न प्रकार के पदार्थों द्वारा अवरुद्ध किया जा सकता है जिनका उस सब्सट्रेट से कोई संबंध नहीं होता है जिस पर सक्रिय केंद्र कार्य करता है। इस ग्रुपिंग को ब्लॉक करना - वैज्ञानिक इसे "एलोस्टेरिक"* कहते हैं। पदार्थ प्रोटीन अणु की सामान्य संरचना को प्रभावित कर सकते हैं - इसकी रचना - और इस तरह सक्रिय केंद्र की गतिविधि को नियंत्रित करते हैं, अर्थात, एंजाइम का मुख्य कार्य। यहां सबसे दिलचस्प बात यह है कि इन पदार्थों में हमारे शरीर के सबसे महत्वपूर्ण अंगों की गतिविधि के हार्मोन - रोगजनक और नियामक हैं।

* (Allosteric - संरचनात्मक रूप से असंबंधित। पदार्थ जो सब्सट्रेट से संरचना में भिन्न होते हैं और एंजाइम की गतिविधि को नियंत्रित कर सकते हैं, एलोस्टेरिक प्रभावकारक (कलाकार) कहलाते हैं।)

यदि ऐसा है, तो हम रासायनिक अवधारणाओं की भाषा में अनुवाद करने के कगार पर हैं (दूसरे शब्दों में, पूरी तरह से समझने के लिए) हमारे शरीर के ऐसे कार्यों जैसे वृद्धि और परिपक्वता, यौन विकास और प्रजनन, और हार्मोन द्वारा नियंत्रित कई अन्य प्रक्रियाएं . और यहाँ से "दो कदम" इन प्रक्रियाओं के कृत्रिम पुनर्निर्माण के लिए।

Allostery इस बात का एक उत्कृष्ट उदाहरण है कि हमारे शरीर में (और सभी जीवित प्रकृति में) रासायनिक प्रक्रियाओं को कैसे आश्चर्यजनक रूप से नियंत्रित किया जाता है, वे एंजाइम होते हैं जो सब्सट्रेट के रासायनिक परिवर्तनों को उत्प्रेरित करते हैं। चलो इसे एक जीवित प्रणाली कहते हैं। यह पता चला है कि एक विनियमित जीवन प्रणाली का काम अपनी गतिविधि के परिणामों पर निर्भर करता है। आइए मान लें कि एक जीवित प्रणाली में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक पूरी श्रृंखला होती है, जिनमें से प्रत्येक एक विशेष एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है। अंतिम उत्पाद का प्रारंभिक सब्सट्रेट से कोई लेना-देना नहीं है, लेकिन यह प्रारंभिक एंजाइम की क्रिया को अवरुद्ध कर सकता है जो किसी जीवित प्रणाली की श्रृंखला में पहली प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

इस घटना को कैसे कहें? छात्र फीडबैक के साथ इसका उत्तर भी दे सकते हैं। हां, ठीक वही प्रतिक्रिया जो किसी भी मशीन को विनियमित करने के सरल तरीके को रेखांकित करती है।

एंजाइमेटिक प्रोटीन साधारण कार्बनिक यौगिक होते हैं, उनके कार्यों की विशिष्टता उनकी रासायनिक संरचना और स्थानिक व्यवस्था (संरचना) की विशेषताओं पर निर्भर करती है।

अपवाद के बिना कोई नियम नहीं हैं। और जैविक उत्प्रेरक की उच्च विशिष्टता के लिए आरक्षण की आवश्यकता होती है। तथ्य यह है कि ऐसे मामले ज्ञात होते हैं जब एक ही एंजाइम कई अलग-अलग रासायनिक सब्सट्रेट पर कार्य करता है। ऐसे एंजाइम पाचन तंत्र में पाए जाते हैं। यह समझ में आता है। भोजन में इतने सारे अलग-अलग पदार्थ होते हैं कि एंजाइम अब समझ में नहीं आते हैं - बस सभी का सामना करने का समय है! लेकिन ऐसे उदाहरण तुलनात्मक रूप से दुर्लभ हैं, और एंजाइमों की क्रिया की चयनात्मकता अब तक उनकी सबसे विशिष्ट संपत्ति * बनी हुई है। "अभी तक" शब्द पर जोर दें। तथ्य यह है कि हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों को काफी अप्रत्याशित डेटा प्राप्त हुआ है जिसने एंजाइमों की कार्रवाई की अनिवार्य विशिष्टता में उनके विश्वास को कुछ हद तक हिला दिया है।

* (जीवित जीवों (मनुष्यों सहित) में ऐसे एंजाइम होते हैं जो उन पदार्थों पर कार्य कर सकते हैं जो प्रकृति में बिल्कुल नहीं पाए जाते हैं। इन पदार्थों में कई औषधीय पदार्थ और जहर शामिल हैं। यह बहुत संभावना है कि ऐसे औषधीय पदार्थों के लिए रोगजनक रोगाणुओं का प्रतिरोध इस तथ्य के कारण है कि सूक्ष्मजीव विशेष एंजाइम उत्पन्न करते हैं जो इन औषधीय पदार्थों को नष्ट करते हैं।)

एक और परिस्थिति एंजाइमों की क्रिया की विशिष्टता से अच्छी तरह सहमत है। यह पता चला है कि एंजाइम गतिविधि को बढ़ाया जा सकता है या, इसके विपरीत, कुछ रसायनों की क्रिया से बाधित, दबा हुआ और यहां तक ​​​​कि लकवा भी हो सकता है, अक्सर संरचना में बहुत सरल होता है। एंजाइम क्रिया के ऐसे सक्रियकर्ता और लकवा - वे अवरोधक कहलाते हैं - बहुत विशिष्ट हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक मजबूत एसिड का नमक पैपेन एंजाइम की गतिविधि को तेजी से बढ़ाता है, लेकिन श्वसन एंजाइम की क्रिया को पूरी तरह से पंगु बना देता है।

इस तरह की घटनाएं एक जीवित जीव में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। तथ्य यह है कि कई एंजाइम शरीर के ऊतकों और कोशिकाओं में पूरी तरह से निष्क्रिय अवस्था में निहित होते हैं, लेकिन कुछ शर्तों के तहत वे सक्रिय हो जाते हैं।

यह पहली बार आईपी पावलोव और उनके छात्रों द्वारा पाचन एंजाइमों के उदाहरण का उपयोग करके दिखाया गया था।

पेट की स्वस्थ ग्रंथियों में, कोई तैयार सक्रिय पेप्सिन नहीं होता है, लेकिन एक निष्क्रिय प्रोपेप्सिन - पेप्सिनोजेन होता है। तंत्रिका गतिविधि के प्रभाव में, ग्रंथियां इस निष्क्रिय प्रोएंजाइम को पेट की गुहा में स्रावित करती हैं, जो गैस्ट्रिक जूस के हाइड्रोक्लोरिक एसिड की कार्रवाई के तहत तुरंत पेप्सिन में बदल जाती है। परिणामी पेप्सिन हाइड्रोक्लोरिक एसिड को पेप्सिनोजेन को पेप्सिन में बदलने में मदद करता है। इस प्रकार एंजाइम सक्रिय होता है। यहां प्रसिद्ध हाइड्रोक्लोरिक एसिड एक उत्प्रेरक की भूमिका निभाता है। पेट में सामान्य पाचन के लिए यह भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है।

कभी-कभी एंजाइम उत्प्रेरक हाइड्रोक्लोरिक एसिड की तुलना में संरचना में और भी सरल होते हैं। कुछ मामलों में, एंजाइम की क्रिया की अभिव्यक्ति के लिए कैल्शियम, मैंगनीज और कोबाल्ट की थोड़ी मात्रा की उपस्थिति पर्याप्त होती है। उदाहरण के लिए, एमाइलेज क्लोराइड की उपस्थिति में सक्रिय होता है। अन्य मामलों में, एंजाइम को सक्रिय करने के लिए, हमारे शरीर की कोशिकाएं बहुत जटिल प्रोटीन पदार्थ उत्पन्न करती हैं। वास्तव में, ऐसा उत्प्रेरक एक एंजाइम का एंजाइम है, क्योंकि यह अपने निष्क्रिय रूप की क्रिया को उत्प्रेरित करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ट्रिप्सिन, जो आंत में प्रोटीन को तोड़ता है, कोशिकाओं में निष्क्रिय ट्रिप्सिनोजेन के रूप में मौजूद होता है, जो एंटरोकिनेस की क्रिया से सक्रिय होता है।

सक्रियता के सार की कल्पना कैसे करें? कई मामलों में, यह स्थापित करना संभव था कि गतिविधि की घटना प्रोटीन की प्राथमिक संरचना पर निर्भर करती है। वही ट्रिप्सिनोजेन लें। वह निष्क्रिय है। लेकिन छह अमीनो एसिड अवशेषों से युक्त एक खंड अपनी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला (प्राथमिक संरचना) से अलग हो जाता है। और तुरंत प्रकट एंजाइमी गतिविधि - ट्रिप्सिनोजेन एक वास्तविक ट्रिप्सिन बन जाता है। इसे कैसे समझाया जा सकता है? यह पता चला है कि प्राथमिक संरचना के "विच्छेदन" के बाद, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संबंधित खंड एक सर्पिल में मुड़ना शुरू कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप एंजाइमी गतिविधि दिखाई देती है। नतीजतन, प्राथमिक संरचना "पूर्ण" प्रोटीन-एंजाइम में एक सक्रिय केंद्र बनाने के लिए "जानती है", और स्वचालित रूप से अपने ज्ञान (सूचना) को प्रोटीन-एंजाइम की माध्यमिक और तृतीयक संरचना में स्थानांतरित करती है। अब यह स्पष्ट है कि प्रकृति उतनी बेकार नहीं है जितनी दस साल पहले लगती थी। वैज्ञानिक तब हैरान थे: यदि एंजाइम अणु का केवल एक टुकड़ा सक्रिय है, तो बाकी क्या काम करता है? क्या वह बेमानी है? यह पता नहीं चला।

एक निश्चित प्रोटीन-एंजाइम के संश्लेषण के कार्यान्वयन के लिए, इसका संपूर्ण पूर्ण अणु आवश्यक है, क्योंकि इसमें अपने विशिष्ट सक्रिय केंद्रों के साथ एक नए अणु के सही निर्माण के लिए आवश्यक जानकारी होती है।

दिलचस्प बात यह है कि प्रोएंजाइम की सक्रियता अक्सर इससे बनने वाले एंजाइम द्वारा की जाती है। ऐसी ऑटोकैटलिटिक (स्व-त्वरित) प्रक्रिया की दर बहुत बढ़ जाती है।

उत्प्रेरकों और अवरोधकों की क्रिया कोशिका के जीवद्रव्य में एंजाइमी प्रतिक्रियाओं के नियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसके साथ ही एक जीवित कोशिका में एंजाइमों की गतिविधि को दूसरे तरीके से भी नियंत्रित किया जाता है। यह पाया गया है कि एंजाइम अन्य प्रोटीन से बंध सकते हैं और ऐसे यौगिकों से फिर से मुक्त हो सकते हैं। बाँधने से एन्जाइम अपनी क्रियाशीलता खो देते हैं ** मुक्त होने पर वे इसे पुनः स्थापित कर देते हैं। और चूंकि एक कोशिका के प्रोटोप्लाज्म में प्रोटीन होते हैं, एंजाइमों की गतिविधि का नियमन काफी हद तक प्रोटोप्लाज्म के प्रोटीन कणों पर बसने और उनसे मुक्त होने की उनकी क्षमता पर निर्भर करता है।

* (एक जीवित कोशिका में निहित कई अवरोधकों की गतिविधि अक्सर जीव के लिए फायदेमंद होती है। वे एंजाइम में देरी करते हैं और इसे एक निश्चित समय पर और एक निश्चित दिशा में फिर से जारी करते हैं, रसायन विज्ञान के समग्र विनियमन में योगदान करते हैं।)

** (आमतौर पर, अवरोधक सब्सट्रेट के आकार के समान होता है और, जैसे कि एंजाइम को धोखा दे रहा हो, इस सब्सट्रेट के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकता है, अस्थायी रूप से संपर्क क्षेत्र पर कब्जा कर सकता है, इस प्रकार एंजाइमी प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को धीमा कर सकता है। ऐसे अवरोधकों को प्रतिस्पर्धी कहा जाता है। गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोधक भी हैं जो संपर्क पैड को इतनी मजबूती से पकड़ते हैं कि एंजाइम अंततः विफल हो जाता है। यह हाल ही में दिखाया गया है कि एक ट्रिप्सिन अवरोधक एंजाइम अणुओं के एक हिस्से के साथ एक जटिल बनाता है, जिसमें 50 एमिनो एसिड अवशेष और एक सेरीन एमिनो एसिड अवशेष होता है, जो ट्रिप्सिन सक्रिय साइट का हिस्सा होता है। नवीनतम शोध से पता चलता है कि आइसोनिजाइम की संरचना में महत्वपूर्ण अंतर हो सकते हैं। "कन्फॉर्मर्स" के अस्तित्व की संभावना, यानी एंजाइम के रूप जिनकी प्राथमिक संरचना समान होती है और केवल अणु की संरचना में भिन्न होते हैं, को भी इंगित किया जाता है।)

जाहिर है, एक जीवित कोशिका में कई एंजाइम प्रोएंजाइम के रूप में होते हैं। अन्यथा, यह समझना असंभव होगा कि कैसे "भेड़िये और भेड़" - एंजाइम और सब्सट्रेट जिस पर इसे कार्य करना चाहिए - एक जीवित कोशिका में एक दूसरे के साथ शांतिपूर्वक सह-अस्तित्व। इसलिए, उदाहरण के लिए, किसी भी पादप कोशिका में स्टार्च का पता लगाना आसान होता है और उसके बगल में एमाइलेज - एक एंजाइम जो स्टार्च को तोड़ता है। जिस तरह से एंजाइम सक्रिय होते हैं, वह इसमें भूमिका निभाता है। इसके अलावा, प्रोएंजाइम की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का एक हिस्सा सक्रिय एंजाइम को "एक पट्टा पर" रख सकता है, और जब यह बंद हो जाता है, तो इसे "जंगली में" छोड़ दें। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, पेप्सिनोजेन से सक्रिय पेप्सिन का निर्माण होता है। यह भी संभव है कि जीवित कोशिका में एंजाइम और सब्सट्रेट के बीच कुछ स्थानिक प्रतिबंध हों।

एंटीएंजाइम द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है - पदार्थ जो एंजाइम की क्रिया को रोकते हैं या देरी करते हैं। एंटीएंजाइम की प्रकृति को अभी तक स्पष्ट नहीं किया गया है। यह केवल ज्ञात है कि उनमें से प्रत्येक एक निश्चित एंजाइम की क्रिया में देरी करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, पेट में छोड़ा गया पेप्सिन "उसके" पेट की कोशिकाओं को पचा नहीं पाता है, लेकिन यदि कोई व्यक्ति किसी जानवर का पेट खाता है, तो "उसका" पेप्सिन उसकी कोशिकाओं को पचा लेगा। जाहिर है, पेट की कोशिकाओं में एंटीपेप्सिन होता है, जो उनके अपने पेप्सिन के पाचन में हस्तक्षेप करता है। अन्य पाचन ग्रंथियों और आंतों की दीवार के संबंध में भी यही माना जा सकता है, जो "उनके" एंजाइमों की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी हैं।

ऊपर वर्णित एंजाइम ट्रिप्सिन के लिए, एक एंटीएंजाइम, एंटीट्रिप्सिन, जाना जाता है। ट्रिप्सिन के साथ संयोजन करके, जिसमें से यह एक अवरोधक है, एंटीट्रिप्सिन अग्न्याशय को आत्म-पाचन से बचाता है *। मानव आंत में रहने वाले कीड़ों में एंटीट्रिप्सिन मौजूद होता है। उसके लिए धन्यवाद, आंतों में बहने वाले अग्नाशयी रस के ट्रिप्सिन द्वारा कीड़े पचा नहीं जाते हैं। रक्त सीरम में एंटीट्रिप्सिन भी पाया जाता है। यदि किसी एंजाइम को शरीर में सीधे रक्त में पेश किया जाता है, तो उसमें संबंधित एंटी-एंजाइम बनता है, उदाहरण के लिए, एंटी-कैटालेस या एंटी-यूरेस। जाहिर है, एंटीएंजाइम शरीर को इसके लिए विदेशी एंजाइमों से बचाते हैं, जिसमें रोगजनक बैक्टीरिया के एंजाइम भी शामिल हैं। इस मामले में, एंटीएंजाइम को एक सामान्य नाम दिया जाता है - एंटीबॉडी।

* (एक और स्पष्टीकरण संभव हो सकता है। यह ज्ञात है कि कुछ एंजाइम कोशिका में निष्क्रिय "नकाबपोश" रूप में मौजूद होते हैं। जब कोई जीव मर जाता है, तो उसकी कोशिकाएं आत्म-विनाश से गुजरती हैं - ऑटोलिसिस। इस मामले में, मुखौटा एंजाइम से गिर जाता है, और वे सक्रिय हो जाते हैं। दुर्भाग्य से, इस तरह की घटना एक जीवित शरीर में इसके लिए विनाशकारी परिणामों के साथ भी हो सकती है: उदाहरण के लिए, पाचन एंजाइमों के आत्म-सक्रियण के कारण अग्नाशयी परिगलन के साथ।)

प्रकृति में एंजाइम व्यापक रूप से वितरित किए जाते हैं। व्यवहार में, वे सभी जीवित और पौधों की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। इससे पता चलता है कि शरीर के सभी प्रोटीन एंजाइम हो सकते हैं। इस दृष्टिकोण की पुष्टि सोवियत वैज्ञानिकों वी.ए. एंगेलगार्ड और एम.एन. हुसिमोवा (1939) की खोज से होती है।

जैसा कि आप जानते हैं, मांसपेशियों का सबसे महत्वपूर्ण घटक, जो उनके अनुबंध करने की क्षमता को निर्धारित करता है, मायोसिन है। लेकिन यह पता चला कि मायोसिन भी एक एंजाइम है जो एक रासायनिक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है जो संकुचन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है। ऊर्जा की यह स्व-आपूर्ति एक बहुत ही उल्लेखनीय तथ्य है। यह संभावना है कि सभी प्रोटीन एंजाइम हैं, लेकिन सभी प्रोटीनों में एंजाइमी गुण नहीं पाए गए हैं। यह संभव है कि सभी या लगभग सभी प्रोटीन उत्प्रेरक गुण प्राप्त कर लें, अर्थात वे कुछ शर्तों के तहत एंजाइम बन जाते हैं।

अलग-अलग एंजाइमों के बीच अंतर सरल और जटिल प्रोटीन होने की उनकी क्षमता को भी प्रभावित करता है। साधारण प्रोटीन के लिए यह विशेषता है कि विभाजित होने पर उनसे अमीनो एसिड के अलावा कुछ भी प्राप्त नहीं किया जा सकता है। नतीजतन, एक दूसरे से उनका अंतर अणु में अमीनो एसिड के प्रत्यावर्तन के एक अलग सेट और क्रम में होता है। सरल प्रोटीन में अधिकांश ज्ञात एंजाइम शामिल होते हैं - प्रोटीज़, एमाइलेज, कार्बोहाइड्रेज़, एस्टरेज़। कुछ एंजाइम, प्रोटीन के अलावा, और भी सरल यौगिक होते हैं, कभी-कभी विभिन्न एंजाइमों के लिए समान होते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, ऑक्सीडेटिव एंजाइमों की संरचना (जिसमें रक्त का रंग पदार्थ - हीमोग्लोबिन शामिल है) में लोहे का एक कार्बनिक यौगिक होता है। अन्य एंजाइमों में तांबा *, जस्ता, मैंगनीज, वैनेडियम, क्रोमियम, सल्फर शामिल हैं। ये एंजाइम जटिल प्रोटीन हैं - गैर-प्रोटीन वाले प्रोटीड्स, तथाकथित प्रोस्थेटिक समूह। फॉस्फोराइलेज भी प्रोटीन से संबंधित हैं।

* (धातु आयन अक्सर एंजाइम को गतिविधि के लिए प्रेरित करते हैं, सक्रिय होने के नाते जो एंजाइम को उत्प्रेरक रूप से सक्रिय अवस्था में स्थानांतरित करते हैं।)

प्रोस्थेटिक समूहों में हमेशा धातु नहीं होती है। उत्कृष्ट सोवियत वैज्ञानिक एन डी ज़ेलिंस्की ने सुझाव दिया कि विटामिन जैसे प्रसिद्ध यौगिकों को एंजाइमों की संरचना में शामिल किया जा सकता है। लगभग सभी विटामिनों के संबंध में वैज्ञानिक की धारणा की शानदार पुष्टि हुई। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण परिस्थिति है जो विटामिन की शारीरिक क्रिया को समझने में मदद करती है।

अन्य कार्बनिक यौगिक कृत्रिम समूहों के रूप में भी कार्य कर सकते हैं। एंजाइमों के सभी गैर-प्रोटीन भागों को सुविधाजनक रूप से कोएंजाइम या सहकारक कहा जाता है। अणु के प्रोटीन भाग को आमतौर पर वाहक, या एपोएंजाइम कहा जाता है, और प्रोस्थेटिक समूह को सक्रिय समूह कहा जाता है। हालांकि, यह याद रखना चाहिए कि प्रकृति, विशिष्टता और क्रिया ही मुख्य रूप से सक्रिय समूह से जुड़े प्रोटीन वाहक की प्रकृति पर निर्भर करती है। दूसरे शब्दों में, यह वाहक पर निर्भर करता है कि एंजाइम किस पदार्थ पर कार्य करता है: कार्बोहाइड्रेट, वसा, प्रोटीन, या कुछ अन्य पदार्थ। लेकिन सहएंजाइम निष्क्रिय नहीं रहते। वे एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में विभिन्न परमाणुओं (हाइड्रोजन) या परमाणु समूहों के वाहक हैं। विभिन्न एंजाइमों की समन्वित गतिविधि सुनिश्चित करने में भी कोएंजाइम एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं। अंत में, कोएंजाइम चयापचय प्रक्रियाओं को नियंत्रित कर सकते हैं। यह कोशिका में उनकी एकाग्रता को बदलने से होता है। कभी-कभी चयापचय पथ अलग हो जाते हैं, और कई एपोएंजाइमों को एक ही कोएंजाइम की आवश्यकता होती है। भयंकर प्रतिस्पर्धा है, जो प्रतिक्रिया की गति में परिलक्षित होती है। दूसरे शब्दों में, यहां हम तत्काल विनियमन के साथ काम कर रहे हैं।

सबसे महत्वपूर्ण कोएंजाइम की संरचना में विभिन्न विटामिन, या बल्कि, उनके डेरिवेटिव शामिल हैं। ऐसे कोएंजाइमों के संक्षिप्त नाम - NAD, NADP, CoA - को भविष्य में आवश्यकतानुसार डिक्रिप्ट किया जाएगा।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एंजाइम चयापचय में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं - यह जटिल प्रक्रिया जो एक जीवित जीव में लगातार होती है, जिसके समाप्त होने पर एक जीवित जीव का अस्तित्व समाप्त हो जाता है।

जीवित जीवों में रासायनिक प्रक्रियाओं की जटिलता इस तथ्य से अच्छी तरह से स्पष्ट होती है कि उनमें विभिन्न प्रकार के यौगिक शामिल होते हैं: पानी, खनिज लवण, वसा और वसा जैसे पदार्थ, कार्बोहाइड्रेट, विटामिन, हार्मोन, प्रोटीन। सभी रासायनिक परिवर्तनों के केंद्र में एंजाइम होते हैं। जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर निर्धारित करके, एंजाइम भी उनकी दिशा को प्रभावित करते हैं। लेकिन चयापचय के रासायनिक परिवर्तनों की प्रक्रिया में कोई भी पदार्थ किस दिशा में जाएगा, यह इस बात पर निर्भर करता है कि यह पदार्थ किस मार्ग पर जल्दी जाएगा। कार्रवाई की चयनात्मकता के कारण, यहां निर्णायक भूमिका एंजाइमों की है: आखिरकार, कई संभावित रासायनिक प्रतिक्रियाओं में से, एक एंजाइम आमतौर पर केवल एक बार कई गुना तेज होता है।

इस प्रकार, एंजाइम शरीर में चयापचय के रासायनिक परिवर्तनों को निर्देशित और नियंत्रित करते हैं, बाहरी वातावरण के साथ इसका संबंध सुनिश्चित करते हैं और इसकी स्थितियों के अनुकूलता सुनिश्चित करते हैं। एक महत्वपूर्ण भूमिका इस तथ्य से भी निभाई जाती है कि एंजाइम चयापचय प्रक्रियाओं में परिवर्तनशील होते हैं, वे प्रकट हो सकते हैं, बदल सकते हैं, अपने उत्प्रेरक गुणों को खो सकते हैं।

बड़ी संख्या में एंजाइमों के बावजूद या, जैसा कि वे कहते हैं, विभिन्न एंजाइम सिस्टम, एक जीवित जीव में हजारों एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं कड़ाई से परिभाषित अनुक्रम में आश्चर्यजनक रूप से सुचारू रूप से आगे बढ़ती हैं। यह कई एंजाइम प्रणालियों की क्रिया की अन्योन्याश्रयता और समन्वय है जो एक स्वस्थ शरीर में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के सामान्य पाठ्यक्रम को निर्धारित करता है। इसलिए, न केवल व्यक्तिगत एंजाइमों की क्रिया का अध्ययन करना बहुत महत्वपूर्ण है, बल्कि समग्र रूप से एंजाइम सिस्टम की समग्रता का भी अध्ययन करना बहुत महत्वपूर्ण है। यहां कई कठिनाइयां हैं, जो धीरे-धीरे दूर हो रही हैं। हम पहले से ही कुछ हद तक कल्पना कर सकते हैं कि एंजाइम कैसे कार्य करते हैं। यह माना जा सकता है कि सबसे पहले एंजाइम सब्सट्रेट के साथ मिलकर बनता है, जैसा कि यह था, एक मध्यवर्ती यौगिक, जो विघटित होकर, पहले से ही प्रतिक्रिया का अंतिम उत्पाद देता है। एंजाइम के अणु को फिर से बहाल किया जाता है, हालांकि कभी-कभी यह आंशिक अपघटन से गुजर सकता है।

दो या दो से अधिक एंजाइमों की क्रिया के बीच संचार विभिन्न तरीकों से किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक ही पदार्थ दोनों एंजाइमों के लिए एक सामान्य सब्सट्रेट हो सकता है, या एक एंजाइम की क्रिया से उत्पन्न अंतिम उत्पाद दूसरे एंजाइम की कार्रवाई के लिए प्रारंभिक सब्सट्रेट बन जाता है। यह समझना आसान है कि यदि एक साथ जुड़े एंजाइमी तनों में से एक बंद हो जाता है, तो दूसरा भी रुक जाएगा। एंजाइमों की गतिविधि के इस उल्लंघन के कारण अलग-अलग हैं। उदाहरण के लिए, अन्योन्याश्रयता को सबस्ट्रेट्स की लाइन के साथ निर्धारित किया जा सकता है (एक सिस्टम का अंतिम उत्पाद दूसरे के लिए प्रारंभिक सब्सट्रेट है), और दोनों एंजाइम सिस्टम के लिए ऊर्जा प्रदान करने की लाइन के साथ (पहला सिस्टम आवश्यक ऊर्जा प्रदान कर सकता है दूसरे का कार्य)। एंजाइमों की क्रिया की पूरी व्याख्या अभी तक मौजूद नहीं है, हालांकि, सामान्य रूप से उत्प्रेरक की कार्रवाई का कोई निश्चित सिद्धांत नहीं है।

एक जीवित जीव में एंजाइमों की क्रिया के अद्भुत समन्वय का अध्ययन न केवल जैव रसायनज्ञों के लिए, बल्कि डॉक्टरों, प्रौद्योगिकीविदों और अन्य विशेषज्ञों के लिए भी रुचि का है। दो सदियों पहले, एम. वी. लोमोनोसोव ने लिखा था कि "रसायन विज्ञान के संतुष्ट ज्ञान के बिना एक चिकित्सक परिपूर्ण नहीं हो सकता।" ये शब्द - एक उल्लेखनीय वैज्ञानिक दूरदर्शिता का एक उदाहरण, जैव रसायन के विकास के पूरे पाठ्यक्रम द्वारा उचित - एंजाइमों के क्षेत्र में नवीनतम खोजों में लगातार पुष्टि की जाती है। बहुत पहले नहीं, हाइड्रोक्लोरिक एसिड को गैस्ट्रिक जूस - पेप्सिन के एंजाइम के एक उत्प्रेरक के रूप में आवश्यक माना जाता था। यह पता चला कि गैस्ट्रिक जूस में हाइड्रोक्लोरिक एसिड का प्रवेश एक विशेष एंजाइम की क्रिया से सुनिश्चित होता है जो इसके उत्पादन को बढ़ावा देता है।

स्कूल से हम सभी उस भूमिका से परिचित हैं जो रक्त का रंग पदार्थ, हीमोग्लोबिन, हमारे शरीर में निभाता है। इसमें हवा से ऑक्सीजन को बांधना और इसे हमारे शरीर के ऊतकों तक पहुंचाना शामिल है। हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन के बंधन का तंत्र इतनी अच्छी तरह से समझा गया था कि किसी को भी इस प्रक्रिया की साँस की हवा में ऑक्सीजन के दबाव पर निर्भरता पर संदेह नहीं था। भौतिकी के नियम, या बल्कि भौतिक रसायन विज्ञान, इस प्रक्रिया को पूरी तरह से समझाते थे। लेकिन कुछ साल पहले, इस प्रक्रिया के लिए रक्त में एक विशेष एंजाइम ग्लोबिन ऑक्सीडेज की खोज की गई थी।

कुछ समय पहले तक, कार्बोनिक एसिड - बाइकार्बोनेट के लवण से रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई को एक ही भौतिक रासायनिक प्रक्रिया माना जाता था। हालांकि, यह पता चला कि यह सरल रासायनिक प्रक्रिया एक विशेष एंजाइम - कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ (कार्बोनिक एनहाइड्रेज़) द्वारा भी उत्प्रेरित होती है - एक एंजाइम जिसमें जस्ता पाया गया था।

इसमें कोई संदेह नहीं है कि आने वाले वर्षों में हमारे शरीर के तरल पदार्थों और ऊतकों में सभी रासायनिक परिवर्तनों में एंजाइमों की भागीदारी की सर्वव्यापकता के नए प्रमाण सामने आएंगे। चयापचय की रासायनिक प्रक्रियाओं में गड़बड़ी के बिना एक भी बीमारी नहीं गुजरती है और, परिणामस्वरूप, एंजाइमों की गतिविधि में गड़बड़ी के बिना, जो एक स्वस्थ जीव की जीवित कोशिकाओं में गहरे अंतर्संबंध और अद्भुत स्थिरता द्वारा प्रतिष्ठित होती है। स्वाभाविक रूप से, डॉक्टरों के पास रोगियों के इलाज के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं के त्वरक - एंजाइम - का उपयोग करने का विचार था। विशेष रूप से व्यापक रूप से पाचक रस में निहित एंजाइमों का चिकित्सीय उपयोग होता है: पेप्सिन, ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन। चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए, कई अन्य एंजाइमों की तैयारी का भी उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, हयालूरोनिडेस, एक एंजाइम जो अंतरकोशिकीय पदार्थ को नष्ट कर देता है, का उपयोग त्वचा के नीचे या इंट्रामस्क्युलर रूप से प्रशासित दवाओं के अवशोषण में तेजी लाने के लिए किया जाता है। भयानक बीमारी - घनास्त्रता, प्लास्मिन के साथ इलाज किया जाता है। एक निष्क्रिय प्रोएंजाइम - प्लास्मिनोजेन से बनने वाले इस एंजाइम में रक्त के थक्कों को घोलने की क्षमता होती है। डॉक्टर श्वसन एंजाइम की तैयारी का उपयोग करते हैं जहां शरीर को ऑक्सीजन भुखमरी आदि का खतरा होता है।

चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए, न केवल प्रोटीन एंजाइमों का उपयोग किया जाता है, बल्कि उन गैर-प्रोटीन यौगिकों - कोएंजाइमों का भी उपयोग किया जाता है जो विभिन्न एंजाइमी प्रणालियों का हिस्सा होते हैं। कोएंजाइम की संरचना में प्रसिद्ध विटामिनों के कई (शायद सभी) होते हैं - कार्बनिक यौगिक, जिसकी कमी या अनुपस्थिति भोजन में सामान्य चयापचय और शरीर की बीमारी का उल्लंघन करती है। ऐसा लगता है कि ऐसी बीमारियों का इलाज करना एक साधारण मामला है: विटामिन (या विटामिन) की कमी को खत्म करना, उन्हें बड़ी मात्रा में रोगी को देना। हालांकि, ऐसे मामलों में जहां विटामिन कोएंजाइम का हिस्सा है, यह पर्याप्त नहीं है। यदि एंजाइम का प्रोटीन भाग नष्ट हो जाता है, तो शरीर में बड़ी मात्रा में कोएंजाइम, यानी विटामिन की शुरूआत वांछित प्रभाव नहीं देती है। इसलिए, सबसे पहले, प्रोटीन भुखमरी को खत्म करना, शरीर के लिए आवश्यक प्रोटीन बनाने की प्रक्रियाओं के सामान्यीकरण में योगदान करना और भोजन की उचित प्रोटीन संरचना का ध्यान रखना आवश्यक है।

कोएंजाइम का व्यापक रूप से चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए उपयोग किया जाता है, मुख्य रूप से ऐसे मामलों में जहां उनकी कमी से संबंधित एंजाइमों की गतिविधि में व्यवधान के कारण चयापचय संबंधी विकार होते हैं। विटामिन बी 1 युक्त कोएंजाइम का उल्लेख करने के लिए पर्याप्त है, जो कार्बोहाइड्रेट के एंजाइमेटिक परिवर्तनों से निकटता से संबंधित है, विटामिन बी 2 (राइबोफ्लेविन) - ऑक्सीकरण के साथ, निकोटिनिक एसिड - ऊतक श्वसन के साथ। ये और अन्य कोएंजाइम आधुनिक चिकित्सा के चिकित्सीय एजेंटों के शस्त्रागार में मजबूती से प्रवेश कर चुके हैं। कोई आश्चर्य नहीं कि वे हमारे समय के सबसे मूल्यवान औषधीय पदार्थों के "शीर्ष दस" में थे। यह इस तथ्य के कारण है कि वे रोग के लक्षणों पर नहीं, बल्कि इसके सबसे अंतरंग और प्रभावी कारणों - चयापचय संबंधी विकारों पर कार्य करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

एंजाइमों के रासायनिक संश्लेषण के साथ, यानी जीवित जीवों की सहायता के बिना उन्हें प्रयोगशालाओं में प्राप्त करने के साथ क्या स्थिति है?

हमने उल्लेख किया है कि एंजाइम प्रोटीन होते हैं और इसलिए कृत्रिम एंजाइम बनाना प्रोटीन संश्लेषण में एक समस्या है। यह समस्या लगभग हल हो गई है। रसायनज्ञ पहले कुछ सरल प्रोटीन जैसे यौगिकों की रासायनिक संरचना को सटीक रूप से स्थापित करने में कामयाब रहे और फिर कृत्रिम रूप से उन्हें फिर से बनाया। प्राप्त पदार्थों में महत्वपूर्ण जैविक गुण होते हैं। अब तक, छोटे प्रोटीन, जिनके अणु अपेक्षाकृत छोटे होते हैं, इस तरह से प्राप्त किए गए हैं। उन्हें गिलहरी नहीं, बल्कि टुकड़े कहना ज्यादा सही होगा। अमीनो एसिड से प्रोटीन तक इस तरह के एक संक्रमणकालीन कदम को पॉलीपेप्टाइड माना जा सकता है जिसमें कई अमीनो एसिड अवशेष एक दूसरे से उसी तरह जुड़े होते हैं जैसे प्रोटीन में।

प्रोटीन नहीं होने के कारण, पॉलीपेप्टाइड कुछ गुणों में उनसे मिलते जुलते हैं। इसलिए, पॉलीपेप्टाइड्स के संश्लेषण को अंजाम देने के बाद, रसायनज्ञों ने कृत्रिम प्रोटीन के संश्लेषण के दृष्टिकोण को जब्त कर लिया। स्मरण करो कि सबसे महत्वपूर्ण प्रोटीन अणु - इंसुलिन (हमारे शरीर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय को नियंत्रित करने वाला हार्मोन) का पहला पूर्ण संश्लेषण हाल ही में किया गया है। इसमें कोई संदेह नहीं है कि कृत्रिम एंजाइम प्राप्त करना अगले कुछ वर्षों की बात है। चूंकि ठीक उन प्रोटीनों की रासायनिक संरचना का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है जिनके एंजाइमेटिक गुण ज्ञात हैं, इसलिए यह विश्वास के साथ कहा जा सकता है कि एंजाइम कृत्रिम प्रोटीन संश्लेषण के पहले पैदा हुए होंगे। इस प्रकार, लक्ष्य प्राप्त किया जाएगा - प्राकृतिक एंजाइमों के गुणों के समान सिंथेटिक एंजाइम प्राप्त करना।

एंजाइम मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक हैं, उनके अणु दिग्गज हैं। रसायनज्ञों ने अणुओं को लेने, उन्हें दाईं ओर मोड़ने, उन्हें एक-दूसरे से जोड़ने और इस तरह से वांछित गुणों वाले विशाल अणु बनाने की कला सीखी है। निकट भविष्य में, कृत्रिम एंजाइमों का निर्माण उन गुणों के साथ होगा जो एक व्यक्ति उन्हें देना चाहता है।

ऊपर जो कहा गया है, उससे यह पता चलता है कि एक जीवित जीव में बाहरी वातावरण से आने वाले पदार्थों के परिवर्तन होते हैं, और इन परिवर्तनों के उत्पादों का उत्सर्जन होता है। इस प्रकार शरीर और बाहरी वातावरण के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान होता है। विनिमय के लिए धन्यवाद, हमारे शरीर को जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त होती है। उसके लिए धन्यवाद, शरीर के ऊतकों की निरंतर बहाली भी होती है जो जीवन की प्रक्रिया में नष्ट हो जाते हैं। लेकिन चयापचय, जिसके बिना जीवन नहीं हो सकता, इसमें मुख्य भूमिका निभाने वाले एंजाइमों की भागीदारी के बिना असंभव है। यह स्पष्ट है कि वैज्ञानिकों को सबसे पहले एक स्वस्थ जीव में चयापचय प्रक्रियाओं का सार जानना आवश्यक है।

जैविक उत्प्रेरकों-एंजाइमों का उपयोग करके रासायनिक अभिक्रियाओं की गति को शानदार सीमा तक लाया जा सकता है। सिंथेटिक खाद्य कारखानों में स्वचालन न केवल मशीनों और उपकरणों के साथ अत्यधिक मशीनीकरण पर आधारित होगा। एंजाइमों की ख़ासियत का भी उपयोग किया जाएगा, जो इस तथ्य में निहित है कि प्रोटीन अपने चयापचय के साथ एक स्वचालित रूप से स्व-निष्पादित प्रक्रिया है। लेकिन अगले सैकड़ों वर्षों में, सूर्य की किरणों की मुक्त ऊर्जा को अन्य प्रकार की ऊर्जा से बदलना शायद ही लाभदायक हो, भले ही वे सौर विकिरण से अधिक शक्तिशाली हों: भोजन प्राप्त करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा * बहुत अधिक है।

* (ए। एन। नेस्मेयानोव और वी। एम। बेलिकोव। खाद्य संश्लेषण की समस्या। एम।, "साइंस", 1965।)

एंजाइम कारखाने रोगाणु हैं, माइक्रोबियल खाने वाले फेज और वायरस हैं। साथ ही, उनमें से कई मानवता के लिए बड़ी बुराई लाते हैं (प्रति दिन एक सूक्ष्म जीव 10 अरब व्यक्तियों को दे सकता है)। एकल-कोशिका वाले जीवाणु का रसायन शास्त्र, इसकी सभी जटिलताओं के बावजूद, हमारे शरीर में रासायनिक परिवर्तनों की तुलना में अतुलनीय रूप से सरल है। इसके अलावा, बैक्टीरिया अगुणित जीव हैं। यह सब पहले से ही आनुवंशिकता के संचरण से जुड़े डीएनए, आरएनए और एंजाइमों के काम की विशेषताओं का अध्ययन करना संभव बना चुका है। बैक्टीरिया की सभी विशिष्टताओं के बावजूद (एक उदाहरण उनमें एक विशिष्ट कोशिका नाभिक की अनुपस्थिति है), आणविक जीव विज्ञान, उनका अध्ययन करके, पहले से ही बहुत कुछ प्राप्त कर चुका है जिसका उपयोग किया जा सकता है, यद्यपि सावधानी के साथ, हमारे शरीर में चयापचय और इसकी त्रुटियों को समझने के लिए। .

चयापचय त्रुटियों में एंजाइम क्या भूमिका निभाते हैं? जैसा कि हम नीचे देखेंगे, एंजाइम सभी चयापचय प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं। इन प्रक्रियाओं के लगभग किसी भी उल्लंघन का कारण एक निश्चित एंजाइम की अनुपस्थिति, या इसकी अधिकता, या एंजाइम की अपर्याप्त गतिविधि है - वह सब जिसे आमतौर पर "एंजाइमोपैथी" (एंजाइमोपैथी) शब्द द्वारा संदर्भित किया जाता है।

आइए कुछ उदाहरण देते हैं।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, चयापचय के नियामकों में से एक विटामिन हैं। कुछ समय पहले तक, यह माना जाता था कि केवल विटामिन बी (निकोटिनिक एसिड) की कमी ही एक बार व्यापक बीमारी - पेलाग्रा का कारण थी। दूसरे शब्दों में, पेलाग्रा को सबसे शुद्ध बेरीबेरी माना जाता था। यह उन रासायनिक परिवर्तनों को नियंत्रित करने में एंजाइमों की भूमिका के बाद ही स्थापित किया गया था जो निकोटिनिक एसिड के गठन की ओर ले जाते हैं। यह बहुत कठिन रास्ता नहीं है। प्रारंभिक सामग्री ट्रिप्टोफैन है, जो आवश्यक अमीनो एसिड में से एक है। यह एक तरह का बायोकेमिकल शलजम है। और इसलिए यह शुरू होता है: दादाजी के लिए शलजम (ट्रिप्टोफैन) के लिए दादा (कियूरेनिन), दादा के लिए दादी (ऑक्सीकाइन्यूरेनिन), दादी के लिए पोती (हाइड्रॉक्सीएनथ्रानिलिक एसिड)। केवल वे शलजम नहीं, बल्कि निकोटिनिक एसिड को "बाहर निकालते हैं"। और वे खुद को बाहर नहीं निकालते हैं। प्रत्येक चरण एक संबंधित एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होता है, और प्रत्येक एंजाइम एक संबंधित जीन द्वारा उत्प्रेरित होता है। इन रासायनिक परिवर्तनों का क्रम न केवल सब्सट्रेट (ट्रिप्टोफैन) की मात्रा पर निर्भर करता है, बल्कि एंजाइम की गतिविधि और मात्रा पर भी निर्भर करता है। एंजाइमों की क्रिया की विशेषताएं आनुवंशिक रूप से निर्धारित होती हैं। हेटेरोजाइट्स में, उदाहरण के लिए, एंजाइम की मात्रा अपर्याप्त हो सकती है या जीन ने प्रोटीन-एंजाइम की संरचना में गलती की है, और परिणामस्वरूप, एंजाइम की उत्पादकता कम है।

फेरमेंटोपैथी ऊपर सूचीबद्ध किसी भी लिंक पर चयापचय संबंधी विकार पैदा कर सकता है। यह पता चला कि पेलाग्रा के कारण हो सकते हैं: ए) विटामिन के 3 की अधिकता, बी) हार्टनप की बीमारी और सी) कार्सिनोइड्स (तुलनात्मक रूप से सौम्य ट्यूमर)। आइए जानें कि यहां के लिए एंजाइम "दोषी" क्या हैं?

विटामिन के 3 और हाइड्रोक्सैन्थ्रानिलिक एसिड एक ही एंजाइम "स्वाद के लिए आया"। बल्कि, वह विटामिन K 3 को भी तरजीह देते हैं। और यहाँ उसके सामने इस विटामिन (भोजन के साथ शरीर में पेश) की अधिकता है। तब एंजाइम विटामिन के 3 पर "अपनी सारी ताकत" खर्च करता है, और बेघर हाइड्रोक्सैन्थ्रानिलिक एसिड निकोटिनिक एसिड में नहीं बदल जाता है। नतीजतन, एविटामिनोसिस होता है।

हार्टनप रोग में, एंजाइम गुर्दे में ट्रिप्टोफैन पुनर्अवशोषण (पुनर्अवशोषण) का सामना नहीं कर सकते। नतीजतन, हमारे शरीर में निकोटिनिक एसिड के उत्पादन के लिए इस कच्चे माल की कमी हो जाती है।

कार्सिनोइड्स के साथ, कोशिकाओं की संख्या तेजी से बढ़ती है, जिनमें से एंजाइम ट्रिप्टोफैन के अधिकांश भंडार पर कब्जा कर लेते हैं। लेकिन इन भंडारों को कम करके, वे फिर से निकोटिनिक एसिड के संश्लेषण को सीमित कर देते हैं। परिणाम पेलाग्रा है। तो, एंजाइम हर जगह हैं। उनकी अनुपस्थिति या, इसके विपरीत, अधिकता, उनकी कमजोर या बढ़ी हुई गतिविधि - यह सब एक चयापचय विकार के लिए किण्वन की ओर जाता है।

एंजाइमेटिक गतिविधि की कमी संबंधित संरचनात्मक जीन के उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप एंजाइमेटिक प्रोटीन की संरचना में बदलाव के कारण हो सकती है। लेकिन कारण अलग हो सकता है: उदाहरण के लिए, नियंत्रित करने वाले जीन का एक उत्परिवर्तन, जिसके परिणामस्वरूप सामान्य एंजाइमेटिक प्रोटीन अपर्याप्त मात्रा में संश्लेषित होता है।

विभिन्न वंशानुगत रोग अत्यंत विविध हैं, लेकिन यदि आप उन्हें करीब से देखते हैं, तो यह सभी विविधता प्रोटीन के संश्लेषण में त्रुटियों को कम कर सकती है, मुख्य रूप से एंजाइम प्रोटीन। इसका प्रमाण हमें बाद के सभी खंडों में मिलेगा।

जीव विज्ञान के स्कूल पाठ्यक्रम में "एंजाइम" की अवधारणा का गठन और रसायन विज्ञान के स्कूल पाठ्यक्रम के साथ संबंध.

1. परिचय

2. "एनाटॉमी, फिजियोलॉजी और मानव स्वच्छता" पाठ्यक्रम में "एंजाइम" की अवधारणा का गठन:

एक)"मानव शरीर के साथ सामान्य परिचित" विषय में "एंजाइम" शब्द की परिभाषा;

बी)"पाचन" विषय में "एंजाइम" की अवधारणा का विकास;

जी)"चयापचय" विषय में "एंजाइम" की अवधारणा का गठन;

3. "सामान्य जीव विज्ञान" पाठ्यक्रम में "एंजाइम" की अवधारणा का गठन:

एक) "कोशिका के सिद्धांत" विषय में "एंजाइम" की अवधारणा का गठन

बी)"कोशिका में चयापचय और ऊर्जा रूपांतरण" विषय में "एंजाइम" की अवधारणा के विकास को पूरा करना

4. X1 ग्रेड में "एंजाइम" विषय पर वैकल्पिक कक्षाओं के संचालन के लिए पद्धतिगत विकास।

5 निष्कर्ष।

परिचय

जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान दोनों की मूलभूत अवधारणाओं में से एक "एंजाइम" की अवधारणा है। जीव विज्ञान के किसी भी क्षेत्र के साथ-साथ उत्पादन में लगे रासायनिक, खाद्य और दवा उद्योगों की कई शाखाओं के लिए एंजाइमों का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है। दवा और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के लिए जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ।

इसलिए, सामान्य जीव विज्ञान की प्रमुख अवधारणाओं में से एक "एंजाइम" की अवधारणा है। स्कूल जीव विज्ञान पाठ्यक्रम में, यह "एनाटॉमी, फिजियोलॉजी और मानव स्वच्छता" पाठ्यक्रम में 1X ग्रेड से बनना शुरू होता है। X ग्रेड में, छात्र इस अवधारणा को पूरा नहीं करते हैं, लेकिन X1 में यह गुणात्मक रूप से नए स्तर पर कई महत्वपूर्ण जैविक प्रावधानों की व्याख्या करते समय दिया गया है। एक स्कूल रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम में, "एंजाइम" की अवधारणा पर थोड़ा ध्यान दिया जाता है, एंजाइमों का उल्लेख केवल पाया जा सकता है कक्षा X1 में, इसलिए, जीव विज्ञान का विषय मुख्य भूमिका निभाता है जब छात्र जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान की मुख्य अवधारणाओं में से एक से परिचित होते हैं।

"एनाटॉमी, फिजियोलॉजी और मानव स्वच्छता" पाठ्यक्रम में "एंजाइम" की अवधारणा का गठन

पहली बार, छात्र "मानव शरीर रचना विज्ञान, शरीर विज्ञान और स्वच्छता" पाठ्यक्रम के परिचयात्मक अध्याय में "एंजाइम" शब्द से मिलते हैं, जिसे "मानव शरीर के साथ सामान्य परिचित" कहा जाता है, यह एक सामान्य विचार देता है कोशिका की जीवन प्रक्रियाएं। यहां, पहली बार, इस अवधारणा की परिभाषा दी गई है: एंजाइम - ये प्रोटीन हैं जो कोशिका में होने वाले रासायनिक परिवर्तनों को तेज करते हैं। परिभाषा में, एंजाइमों की प्रोटीन प्रकृति पर जोर देने की अनुमति देता है छात्रों को प्रोटीन के साथ सादृश्य द्वारा एंजाइमों की संरचना, संरचना और गुणों का एक सामान्य विचार बनाने के लिए।

दुर्भाग्य से, विषयों का अध्ययन करते समय: "मस्कुलोस्केलेटल सिस्टम", "रक्त", "रक्त परिसंचरण" और "श्वसन", जो शरीर रचना के अध्ययन की योजना के अनुसार, "मानव शरीर के साथ सामान्य परिचित" अध्याय के बाद आते हैं। "एंजाइम" की अवधारणा का उल्लेख नहीं किया गया है और इसलिए, यह निश्चित नहीं है और सक्रिय जैविक शब्दावली से "बाहर हो जाता है"।

हमें ऐसा लगता है कि "पाचन" विषय का अध्ययन करते समय छात्रों को "एंजाइम" की अवधारणा की परिभाषा देना अधिक समीचीन होगा, जहां जैविक भूमिका, क्रिया का तंत्र, महत्व और एंजाइमों के अन्य गुणों को समझाया जा सकता है। ठोस उदाहरण। "एंजाइम" की अवधारणा के दृष्टिकोण से इस विषय की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि पाचन की प्रक्रिया का आंशिक रूप से विश्लेषण किया जाता है, अर्थात। जठरांत्र संबंधी मार्ग के प्रत्येक खंड के लिए अलग से। यह छात्रों को बड़ी संख्या में एंजाइमों से परिचित कराने की अनुमति देता है, और उनके लिए याद रखना आसान होता है।

इस विषय का अध्ययन करते समय, छात्र सीखेंगे कि भोजन के मुख्य घटकों का टूटना एक जटिल जैव रासायनिक प्रक्रिया है जो पाचन एंजाइमों की मदद से की जाती है। छात्रों के लिए एंजाइमों को प्रोटीन के एक सख्त विशिष्ट समूह के रूप में समझना महत्वपूर्ण है: कुछ एंजाइम कार्बोहाइड्रेट पर कार्य करते हैं, अन्य प्रोटीन पर, अन्य --- वसा पर। कुछ जैविक सब्सट्रेट के लिए एंजाइमों के स्पष्ट कार्यात्मक विशेषज्ञता की अवधारणा भी बनाते हैं

आप। उसी विषय में, एंजाइमों के विशिष्ट गुणों की अभिव्यक्ति के लिए इष्टतम स्थितियों का एक विचार दिया गया है: तापमान, पर्यावरण की अम्लता।

मौखिक गुहा में पाचन का अध्ययन करते समय, छात्र स्टार्च के टूटने से परिचित होते हैं। यहां वे सीखते हैं कि लार में दो एंजाइम होते हैं जो लार ग्रंथियों के उपकला कोशिकाओं में उत्पन्न होते हैं। उनमें से एक की कार्रवाई के तहत, स्टार्च टूट जाता है ऐसे पदार्थ जिनमें कम जटिल अणु होते हैं - माल्ट चीनी, एक अन्य एंजाइम की उपस्थिति में, माल्ट चीनी ग्लूकोज में बदल जाती है। शिक्षक से, छात्रों को पता चलता है कि लार में एमाइलोलिटिक एंजाइम होते हैं: पेटीओलिन, जो स्टार्च को माल्टोज़ में तोड़ता है, और माल्टेज़, जो टूट जाता है माल्टोज से ग्लूकोज तक नीचे लार एंजाइमों की क्रिया के लिए स्थितियां थोड़ा क्षारीय वातावरण और 37 डिग्री सेल्सियस का तापमान हैं।

पेट में पाचन का अध्ययन करते समय, छात्र गैस्ट्रिक जूस - पेप्सिन में निहित एक नए एंजाइम से परिचित होते हैं। पेप्सिन प्रोटीन को तोड़ता है और केवल हमारे शरीर के तापमान और अम्लीय वातावरण में कार्य कर सकता है। पेट में यह वातावरण हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनाता है, जो है गैस्ट्रिक जूस में ही निहित है।

ग्रहणी में पाचन अग्नाशयी रस के प्रभाव में होता है। इस रस के तीन एंजाइम सभी कार्बनिक यौगिकों पर कार्य करते हैं। ट्रिप्सिन के प्रभाव में, पेट में शुरू होने वाले प्रोटीन का टूटना मूल रूप से पानी में घुलनशील अमीनो के निर्माण तक पूरा होता है। एसिड। लाइपेस की क्रिया के तहत, वसा ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में टूट जाते हैं। एंजाइम एमाइलेज की उपस्थिति में, स्टार्च जो लार द्वारा पचता नहीं है, ग्लूकोज में टूट जाता है। अग्नाशयी रस एंजाइम केवल क्षारीय वातावरण में काम करते हैं हमारे शरीर का तापमान।

पाचन की एंजाइमेटिक गतिविधि को चिह्नित करते समय

पाचन तंत्र के विभिन्न भागों में ग्रंथियां, छात्रों का ध्यान एक निश्चित पर उनकी विभाजन क्रिया की विशिष्टता की ओर आकर्षित करना महत्वपूर्ण है।

जैविक पदार्थ तो मौखिक गुहा में, स्टार्च को तोड़ने वाले एंजाइमों की क्रिया प्रकट होती है, पेट में, वे प्रोटीन को तोड़ते हैं

की; आंत में, अग्नाशयी स्राव एंजाइमों की कार्रवाई के तहत, भोजन के सभी मुख्य घटक टूट जाते हैं: प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा।

सामग्री के बेहतर आत्मसात के लिए "पाचन" विषय का अध्ययन करते समय, एक तालिका का उपयोग करने की सलाह दी जाती है जिसमें पाचन तंत्र के खंड शामिल होंगे; इनमें से प्रत्येक खंड की ग्रंथियों के स्राव में निहित एंजाइम; सब्सट्रेट और प्रतिक्रिया उत्पाद, साथ ही प्रतिक्रिया की स्थिति।

उदाहरण के लिए:

पाचन विभाग शरीर पथ	एंजाइमों	एंजाइम क्रिया	इष्टतम स्थितियां खेत के काम को देखते हुए।
1 ।मुंह (लार ग्रंथियां:	ए) पेटोलिन बी) माल्टेज	स्टार्च a) मल- माल्टोस b) ग्लू-	कमजोर क्षारीय वातावरण हाँ।तापमान 37- 38 डिग्री इंट।
2. पेट (आमाशय रस)		गिलहरियों के लिए।	खट्टा बुधवार। तापमान 37 जीआर।
3 ग्रहणी (अग्नाशयी स्राव) नूह ग्रंथि)	बी) ट्रिप्सिन ग) काइमोट्रिप्सिन डी) एमाइलेज	वसा ए) ग्लाइसे- रिन + फैटी एसिड प्रोटीन ख) अमीनो- स्टार्च d) ग्लूको-	क्षारीय माध्यम। तापमान 37 जीआर।

"मानव शरीर रचना विज्ञान, शरीर विज्ञान और स्वच्छता" विषय की हमारी चर्चा के निष्कर्ष में, हम निम्नलिखित निष्कर्ष निकाल सकते हैं: इस पाठ्यक्रम में, छात्र एंजाइमों से परिचित तरीके से परिचित होते हैं, पूरे जीव के स्तर पर उनकी कार्रवाई।

दुर्भाग्य से, इस पाठ्यक्रम में अन्य विषयों का अध्ययन करते समय, "एंजाइम" की अवधारणा प्रभावित नहीं होती है। यह बहुत बुरा है, क्योंकि। स्कूली बच्चों को यह आभास होता है कि एंजाइम केवल पाचन की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं। इसलिए, निम्नलिखित विषयों में शिक्षक का कार्य, जैसे "फेफड़ों और ऊतकों में गैस का आदान-प्रदान", "प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट चयापचय" नहीं है छात्रों को इन प्रक्रियाओं में शामिल एंजाइमों से परिचित कराना भूल जाते हैं। कक्षा 9 के छात्रों के लिए, इस भागीदारी का तंत्र महत्वपूर्ण नहीं है, यह महत्वपूर्ण है कि वे सीखें कि हमारे शरीर की सभी प्रतिक्रियाएं कुछ विशिष्ट एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती हैं।

पहले से ही कक्षा 9 में, शिक्षक को जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान के बीच अंतःविषय संबंधों के महत्व को दिखाना चाहिए। ग्रेड 8-9 के दौरान अकार्बनिक रसायन विज्ञान के अध्ययन में छात्रों द्वारा प्राप्त ज्ञान का उपयोग किया जाना चाहिए (विषय: "ऑक्सीजन, ऑक्साइड, दहन ”, "हाइड्रोजन", "एसिड, लवण, क्षार", "पदार्थ की संरचना")।

"सामान्य जीव विज्ञान" पाठ्यक्रम में "एंजाइम" की अवधारणा का गठन

छात्र "सामान्य जीव विज्ञान" पाठ्यक्रम में एंजाइमों के साथ अपने आगे के परिचय को जारी रखते हैं। यहां, एंजाइमों का गुणात्मक रूप से नए स्तर पर अध्ययन किया जाता है, हमारे शरीर की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को समझने के लिए नींव रखी जाती है। इस पाठ्यक्रम में, छात्र पहले से ही कार्बनिक यौगिकों के एक नए वर्ग के हिस्से के रूप में एंजाइमों का अध्ययन करते हैं, जो वे बाद में मिलेंगे कार्बनिक रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम इसलिए, शिक्षक के लिए बुनियादी ज्ञान रखना बहुत महत्वपूर्ण है जो बाद में रसायन विज्ञान के पाठों में आवश्यक होगा। जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान के इन पाठ्यक्रमों में अंतःविषय संबंधों का महत्व दिखाई देता है, जिसे छात्रों को दिखाया जाना चाहिए।

पाठ्यक्रम का पहला विषय "कोशिका का सिद्धांत" है। यहां एक एंजाइम की अवधारणा सभी जीवित चीजों की प्राथमिक संरचनात्मक इकाई - कोशिका में होने वाली सभी महत्वपूर्ण जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में दी गई है। इस विषय का अध्ययन करते समय, छात्र एंजाइमों के इंट्रासेल्युलर स्थानीयकरण के बारे में सीखते हैं: माइटोकॉन्ड्रिया में, लाइसोसोम, नाभिक, झिल्लियों में या झिल्लियों पर। इसलिए, विशेष रूप से, "लाइसोसोम" की अवधारणा को इस प्रकार समझाया गया है

रास्ता: एंजाइमों की मदद से पोषक तत्वों के टूटने को लसीस कहा जाता है, इसलिए इसका नाम लाइसोसोम है। एंजाइम उनके अंदर केंद्रित होते हैं जो कोशिका में प्रवेश करने वाले सभी पोषक तत्वों को तोड़ सकते हैं। ”इस विषय की बेहतर व्याख्या के लिए, साथ ही साथ के लिए छात्रों द्वारा बेहतर आत्मसात, आप तालिका का उपयोग कर सकते हैं: "कोशिका के अंदर एंजाइमों का स्थानीयकरण" (टी.टी. बेरेज़ोव, बी.एफ. कोरोवकिन, जैविक रसायन विज्ञान, 1982)

माइटोकॉन्ड्स का साइटोप्लाज्म। लाइसोसोम माइक्रोसोम। प्लाज़्मैटिक नाभिक

भिन्नात्मक ईपीएस

फार्म.ग्लाइको पाइरूवेट-एसिड राइबोसोमल एडिनाइलेट- फेर.रेप-

लिसिस डिहाइड्रो-हाइड्रो-एंजाइम साइक्लेज, लाइसेंस

genase प्रोटीन आलसी.सिंथ। एटीपीस डीएनए

जटिल

एंजाइम एंजाइम --- फेर संश्लेषण ----

फॉस्फोलिपिड का पेन्टोज चक्र।

क्रेब्स पाथवे सिंथेसिस.होलिस्टे

फेर.सक्रियण एफ चक्र --- हाइड्रोक्साइलेस -----

अमीनो एसिड वसा।

एफ। संश्लेषण एफ। ऑक्सीकरण। ---------

वसायुक्त फास्फोरस-

लीचिंग किट

फॉस्फोराइलेज ---------

ग्लाइकोजन-

"एंजाइम" की अवधारणा का विकास "कोशिका में चयापचय और ऊर्जा रूपांतरण" विषय में पूरा हुआ है। इस विषय में, एंजाइम की पूरी समझ, एंजाइमी प्रतिक्रिया, चयापचय के लिए उनका महत्व। यहां, छात्रों को संरचना, क्रिया के तंत्र, एंजाइमों के वर्गीकरण का एक विचार दिया जाता है। नई अवधारणाएं पेश की जाती हैं जो बाद में होंगी रसायन विज्ञान में उपयोग किया जाता है। यह एक सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स, एक कोएंजाइम, एक नियामक कॉम्प्लेक्स है। के बारे में -

आत्मसात और प्रसार की प्रक्रियाएं, चयापचय की समग्र प्रक्रिया में उनका संबंध। यह समझाना भी महत्वपूर्ण है कि सभी एंजाइमी प्रक्रियाएं विनियमित होती हैं। आगे इस कार्य में इस विषय पर वैकल्पिक पाठ के संचालन के संभावित विकल्पों में से एक पर विचार किया जाएगा, जहाँ इन मुद्दों पर अधिक विस्तार से विचार किया जाएगा।

इस प्रकार, "एंजाइम" की अवधारणा का गठन ग्रेड 9 में शुरू होता है, सरल से जटिल तक जाता है। ग्रेड 11 में सबसे जटिल सामग्री

यह कक्षा 9 और 11 में छात्रों के विकास के विभिन्न स्तरों के कारण है, जिसमें जटिल वैज्ञानिक सामग्री को समझने की उनकी अलग क्षमता है।

इस तथ्य के कारण कि छात्र जीव विज्ञान पाठ्यक्रम में "एंजाइम" की अवधारणा से काफी पहले परिचित हो जाते हैं और लगभग पूरे पाठ्यक्रम में वे हर समय इसका सामना करते हैं और गहराई से और गहराई से सीखते हैं, इससे रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम में शिक्षक के लिए यह आसान हो जाता है। और चूंकि हम जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान के शिक्षक हैं, यह हमारे लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। इन दोनों विज्ञानों के संगम पर, छात्रों को उद्योग में एंजाइमों के उपयोग की समस्या से परिचित कराना महत्वपूर्ण है। जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान दोनों के दौरान इस पर बहुत कम ध्यान दिया जाता है। इसलिए, संचालन करना संभव है रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान दोनों में एक साथ एक अलग वैकल्पिक पाठ। इसके लिए विषय आर्थिक परिसर में एंजाइम की भूमिका होगी: रसायन, खाद्य, दवा उद्योग में। आप छात्रों को ऐसे विषय दे सकते हैं जिन पर वे लघु प्रस्तुतियाँ तैयार करेंगे एक विशेष एंजाइम का उपयोग निम्नलिखित तालिका मदद करने के लिए एक सामग्री के रूप में काम कर सकती है:

"उद्योग में एंजाइमों के उपयोग के कुछ उदाहरण"

एनजाइम उद्योग प्रयोग

एमाइलेज ब्रेवरी माल्ट में स्टार्च सामग्री का सैक्रिफिकेशन

(स्प्लिट टेक्सटाइल हटाने के दौरान धागों पर लगाए गए स्टार्च को हटाना

स्टार्च) आकार देने का समय

बेकरी स्टार्च से ग्लूकोज.यीस्ट सेल

किण्वित ग्लूकोज, CO2 बनाता है, जो

आटा ढीला करो।

प्रोटिएजों

(विभाजित करना

पापेन शराब की भठ्ठी शराब बनाने की प्रक्रिया के चरण जो शासन करते हैं

फोम की मात्रा

मांस निविदा मांस।

दांत निकालने के लिए टूथपेस्ट में फिसिन फार्मास्युटिकल एडिटिव्स

पैर छापे

फोटो प्रयुक्त फिल्म से जिलेटिन को धोना

ट्रिप्सिन फ़ूड शिशु आहार के लिए उत्पादों का निर्माण

पेप्सिन "तैयार" अनाज का खाद्य उत्पादन

पाठ्येतर गतिविधियों और आत्म-नियंत्रण की एक प्रणाली के लिए एक पद्धति का विकास .

हम "एंजाइम और उनकी भूमिका" विषय पर वैकल्पिक कक्षाओं के संचालन के लिए पद्धतिगत विकास की पेशकश करना चाहते हैं। एंजाइम और उनकी भूमिका वाले छात्रों का गहन अध्ययन। यह काफी अच्छे स्तर पर किया जा सकता है, क्योंकि इस समय तक, स्कूली बच्चों ने जीव विज्ञान के दौरान "एंजाइम" की अवधारणा का बार-बार सामना किया है और रसायन विज्ञान में "प्रोटीन", "अमीनो एसिड" जैसे कार्बनिक यौगिकों के ऐसे वर्गों से गुजरते हैं। यह शिक्षक को अवसर देता है, सबसे पहले, मानव शरीर में होने वाली जैव रासायनिक प्रक्रियाओं और जीव विज्ञान पाठ्यक्रम में एंजाइमों की भूमिका के बारे में और अधिक पूरी तरह से, और गुणात्मक रूप से नए स्तर पर, और दूसरा, छात्रों को आकर्षित करने के लिए। कोशिकाओं और पूरे शरीर में होने वाली प्रक्रियाओं में "प्रोटीन", अमीनो एसिड जैसे यौगिकों के ऐसे वर्गों के महत्व पर ध्यान दें। रासायनिक प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करना महत्वपूर्ण है।

पाठ N1"एंजाइमों की संरचना, उनके वर्गीकरण, शरीर में भूमिका से परिचित।"

एंजाइम एक प्रोटीन प्रकृति के पदार्थ हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को तेज कर सकते हैं। जीवन में एंजाइमों की भूमिका बहुत बड़ी है।

उनके कार्य (उत्प्रेरक) के कारण, विभिन्न एंजाइम

शरीर में बड़ी संख्या में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का तीव्र प्रवाह प्रदान करते हैं। वर्तमान में, सैकड़ों एंजाइमों को पृथक और अध्ययन किया गया है। यह ज्ञात है कि एक जीवित कोशिका में 1000 विभिन्न एंजाइम हो सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक विशेष रासायनिक प्रतिक्रिया को तेज करता है।

एंजाइम प्रभावी जैविक उत्प्रेरक हैं। (छात्रों के लिए "उत्प्रेरक" की अवधारणा अकार्बनिक रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम से परिचित है।) वे शरीर में होने वाले अधिकांश रासायनिक परिवर्तनों में शामिल होते हैं। शरीर में होने वाली सभी प्रक्रियाएं, अर्थात। चयापचय प्रक्रियाओं को दो प्रक्रियाओं में विभाजित किया जाता है: आत्मसात करने की प्रक्रिया और प्रसार की प्रक्रिया। इन दो अवधारणाओं को परिभाषित करना महत्वपूर्ण है और इसे निम्नानुसार किया जा सकता है:

मिलाना - एंजाइमों की भागीदारी के साथ की गई कई रासायनिक प्रतिक्रियाएं, इस जीव के लिए विशिष्ट प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड, पॉलीसेकेराइड आदि के संश्लेषण के लिए शरीर में प्रवेश करने वाले पदार्थों के उपयोग की अनुमति देती हैं, जो विकास, विकास, नवीकरण सुनिश्चित करती हैं।

शरीर और ऊर्जा स्रोतों के रूप में उपयोग किए जाने वाले भंडार का संचय।

भेद - यह प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट के परिवर्तन के साथ कार्बनिक यौगिकों का विनाश है, जिसमें भोजन के साथ शरीर में पेश किए गए, सरल पदार्थों में शामिल हैं।

तो एंजाइम इन प्रक्रियाओं में से प्रत्येक को उत्प्रेरित करते हैं। इस प्रकार, एंजाइमी प्रतिक्रियाओं को संश्लेषण (आत्मसात) और क्षय की प्रतिक्रियाओं (विघटन) की प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया जाता है। शरीर में ये प्रतिक्रियाएं परस्पर जुड़ी हुई हैं, शरीर के ऊतकों के निरंतर नवीकरण को सुनिश्चित करती हैं और, परिणामस्वरूप, की स्थिरता शरीर का आंतरिक वातावरण। छात्रों के लिए ऑटोट्रॉफ़िक और हेटरोट्रॉफ़िक जीवों में चयापचय प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम में अंतर पर जोर देना महत्वपूर्ण है। इस प्रकार, ऑटोट्रॉफ़िक जीवों में, आत्मसात करने की प्रक्रिया प्रबल होती है, क्योंकि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, अकार्बनिक यौगिकों से, और प्रकाश ऊर्जा के प्रत्यक्ष उपयोग में

कि, जटिल कार्बनिक पदार्थ संयुक्त होते हैं। हेटरोट्रॉफ़ में, अपने स्वयं के जीव का निर्माण और सभी महत्वपूर्ण कार्यों का प्रावधान कार्बनिक पदार्थों के प्रसार की प्रक्रिया में प्राप्त ऊर्जा के कारण होता है। यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं कोशिका और शरीर में आत्मसात प्रक्रियाओं, या प्रसार प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। एक बार कोशिका के अंदर, पोषक तत्व एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित रासायनिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरता है।

अब आप संरचना पर आगे बढ़ सकते हैं। अपने कार्यों को करने के लिए, एंजाइमों की एक निश्चित संरचना होती है। छात्रों की संरचना और एंजाइमों के वर्गीकरण की समझ को गहरा करने के लिए, निम्नलिखित अवधारणाओं को पेश किया जा सकता है:

1. एंजाइम प्रोटीन (सरल प्रोटीन) और प्रोटिड (जटिल प्रोटीन) हो सकते हैं। दूसरे मामले में, एंजाइमों की संरचना में एक अतिरिक्त समूह शामिल है। प्रोटीन एंजाइम की एक विशेषता यह है कि न तो मुख्य प्रोटीन भाग और न ही अतिरिक्त समूह व्यक्तिगत रूप से है उत्प्रेरक गतिविधि। केवल उनका परिसर एंजाइमेटिक गुणों को प्रदर्शित करता है। एक अतिरिक्त समूह (कोफ़ेक्टर) गैर-प्रोटीन मूल (धातु आयन, विभिन्न कार्बनिक यौगिक) का है।

2. एंजाइम में निम्नलिखित साइट हैं:

एक)सक्रिय केंद्र (अध्ययन के परिणामों से पता चला है कि अधिकांश एंजाइमों के अणु उन सब्सट्रेट के अणुओं की तुलना में कई गुना बड़े होते हैं जो इस एंजाइम के साथ बातचीत करते हैं, और यह कि एंजाइम अणु का केवल एक छोटा सा हिस्सा, जिसे सक्रिय केंद्र कहा जाता है, संपर्क में आता है। एंजाइम-सब्सट्रेट परिसर में सब्सट्रेट के साथ),

बी)सब्सट्रेट केंद्र,

में)नियामक केंद्र।

साथ ही इस पाठ में, छात्रों को एंजाइमों के वर्गीकरण से परिचित कराना आवश्यक है। आप एंजाइमों के वर्गीकरण के विकास के लिए एक ऐतिहासिक पृष्ठभूमि दे सकते हैं। इसलिए, एंजाइमों के अध्ययन के इतिहास में प्रथम श्रेणी के अनुसार

एंजाइमों को दो समूहों में विभाजित किया गया था: 1- हाइड्रोलिसिस की त्वरित प्रतिक्रियाएं और 2- गैर-हाइड्रोलाइटिक अपघटन की त्वरित प्रतिक्रियाएं। फिर एंजाइमों को इसमें शामिल सबस्ट्रेट्स की संख्या के अनुसार वर्गों में विभाजित करने का प्रयास किया गया था।

इसी समय, एक दिशा विकसित की गई थी जहां उत्प्रेरक क्रिया के अधीन प्रतिक्रिया के प्रकार को एंजाइमों के वर्गीकरण के आधार के रूप में रखा गया था।

इस सिद्धांत के अनुसार, सभी एंजाइमों को 6 वर्गों में बांटा गया है:

1 .Oxidoreductases - ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं को तेज करें

2 .स्थानांतरण-परमाणु समूहों और आणविक अवशेषों के हस्तांतरण की प्रतिक्रियाएं

3 .Hydrolases - हाइड्रोलाइटिक अपघटन और संश्लेषण की प्रतिक्रियाएं

4 .Lyase - परमाणुओं के कुछ समूहों के सबस्ट्रेट्स से गैर-हाइड्रोलाइटिक क्लेवाज

5 .आइसोमरेज़-इंट्रामॉलिक्युलर ट्रांसफ़ॉर्मेशन की प्रतिक्रियाएं

6. लाइपेज-प्रतिक्रिया संश्लेषण

पाठ N2 "एंजाइम के गुण, उनकी क्रिया का तंत्र"

इस पाठ में, छात्रों को एंजाइम के सब्सट्रेट और नियामक केंद्रों की अधिक विस्तृत समझ देना आवश्यक है, यह उनकी क्रिया के तंत्र को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

सब्सट्रेट केंद्र के तहत एंजाइमी परिवर्तन से गुजरने वाले पदार्थ के अतिरिक्त के लिए जिम्मेदार एंजाइम अणु के खंड को समझा जाता है। अकार्बनिक रसायन विज्ञान से, छात्रों को पता चलता है कि प्रतिक्रिया के अंत में, उत्प्रेरक अपनी संरचना और गुणों को बहाल करते हैं। यह जानकर, छात्र हो सकते हैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि एंजाइम और सब्सट्रेट के बीच अस्थायी मध्यवर्ती यौगिक बनते हैं। इसलिए एंजाइम, सब्सट्रेट के साथ मिलकर, एक अल्पकालिक एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स बनाता है। ऐसे कॉम्प्लेक्स में, प्रतिक्रिया होने की संभावना बढ़ जाती है। प्रतिक्रिया का पूरा होना, एंजाइम-सब्सट्रेट

कॉम्प्लेक्स एक उत्पाद (या उत्पाद) और एक एंजाइम में विघटित हो जाता है। एंजाइम प्रतिक्रिया में नहीं बदलता है।

एंजाइमों के काम की अवधारणा उनकी कार्रवाई को विनियमित करने की समस्या को प्रकट किए बिना अधूरी होगी। इसलिए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एंजाइम के अणुओं में, सक्रिय और सब्सट्रेट केंद्रों के अलावा, एक नियामक केंद्र होता है जो संरचनात्मक रूप से मेल खाता है चयापचय के एक निश्चित चरण का अंतिम उत्पाद। एक निश्चित महत्वपूर्ण एकाग्रता तक पहुंचने के बाद, प्रतिक्रिया का अंतिम उत्पाद एंजाइम विनियमन केंद्र के साथ बातचीत करता है और प्रतिक्रिया सिद्धांत पर सिस्टम को रोकता है: अंतिम उत्पाद की एकाग्रता मोड़ के संकेत के रूप में कार्य करती है एक विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रिया बंद या शुरू करें। एंजाइम गतिविधि का नियंत्रण और विनियमन उनकी आणविक संरचना के कारण होता है, जो कुछ संकेत पदार्थों को "पहचानने" और उनकी कार्रवाई को सारांशित करने में सक्षम है। छात्रों को एंजाइमों के गुणों से परिचित कराना महत्वपूर्ण है।

1 .विशेषता

एंजाइमों की विशिष्टता बहुत अधिक होती है। यह विशिष्टता एंजाइम अणु के विशेष आकार के कारण होती है, जो सब्सट्रेट अणु के आकार से बिल्कुल मेल खाती है। एंजाइम के लिए। इसके अलावा, इस परिकल्पना के आधार पर, कोशलैंड ने 1959 में पहले से ही "कुंजी और ताला" परिकल्पना की एक नई व्याख्या का प्रस्ताव रखा। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि एंजाइमों के सक्रिय केंद्र लचीले हैं। इस धारणा के अनुसार, सब्सट्रेट, जब एंजाइम के साथ संयुक्त, बाद की संरचना में परिवर्तन का कारण बनता है। इस मामले में, एक दस्ताना काम कर सकता है, जिसे हाथ पर रखने पर, उसके अनुसार अपना आकार बदलता है।

एंजाइमों की इस संपत्ति की पुष्टि करने के लिए, जैव रसायन से अनुभव दिखाया जा सकता है।

इसके लिए 4 परखनलियाँ ली जाती हैं:

1.2 - 2 मिली स्टार्च घोल

सुक्रोज घोल का 3.4-2 मिली

फिर 1.3 - 0.5 मिली लार के घोल में

2,4-0.5ml 1% खमीर सुक्रोज

पानी के स्नान में 10 मिनट के लिए मिलाएं, टेस्ट ट्यूब से ठंडा करें

1,2 कांच की छड़ से हम बूंद लेते हैं और केवाई में वाई 2 बूंद लेते हैं, हम बूंदों-नीले रंग को जोड़ते हैं।

परखनली 3,4 से, 3 मिली प्रत्येक लें, 10% NaOH के 1 मिलीलीटर + 1% CuSO4 की कुछ बूंदों के साथ मिलाएं - एक पीला या लाल अवक्षेप (लार एमाइलेज के तापमान के आधार पर)।

2 .थर्मोलाबिलिटी

तापमान एंजाइमी क्रिया का एक महत्वपूर्ण संकेतक है। प्रत्येक एंजाइम के लिए, एक निश्चित तापमान इष्टतम होता है जो सबसे बड़ी गतिविधि प्रदान करता है। इस स्तर से परे, एंजाइमी प्रतिक्रिया की दर कम हो जाती है। स्पष्टता के लिए, निम्नलिखित अनुभव को प्रदर्शित करने की सिफारिश की जाती है:

1% स्टार्च के 2 मिलीलीटर की 4 टेस्ट ट्यूब + 10 बार पतला लार की 0.05 मिलीलीटर ली जाती है, मिश्रित होती है और अलग-अलग तापमान स्थितियों में रखी जाती है। हाइड्रोलिसिस का कोर्स यू 2 (केयू में) के साथ प्रतिक्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है। 10.12 मिनट। बदलकर आयोडीन के साथ स्टार्च का रंग, प्रत्येक परखनली में स्टार्च हाइड्रोलिसिस की डिग्री को आंका जाता है।

छात्र आत्म-नियंत्रण प्रणाली .

साथ ही इस काम में, हम छात्र आत्म-नियंत्रण की एक प्रणाली का प्रस्ताव करना चाहेंगे। आत्म-नियंत्रण कार्ड एक शिक्षक द्वारा संकलित विषय पर प्रश्नों का एक समूह है। स्कूली बच्चों को घर पर प्रश्नावली वितरित की जाती है। घर पर, की प्रक्रिया में छात्रों को कक्षाओं के लिए तैयार करना, वे पाठ्यपुस्तकों में पूछे गए प्रश्नों के उत्तर खोजते हैं। फिर एक वैकल्पिक पाठ के दौरान, छात्रों को 2-3 प्रश्नों वाले कार्ड दिए जाते हैं जो आत्म-नियंत्रण का हिस्सा होते हैं। लिखित उत्तर। इस प्रकार, छात्रों का ज्ञान, डिग्री सामग्री की समझ की जाँच की जाती है।

आत्म-नियंत्रण कई समस्याओं का समाधान कर सकता है:

1.विषय के प्रमुख मुद्दों पर छात्र का ध्यान केंद्रित करना

2. समस्या प्रश्न प्रस्तुत करना

3. आत्म-नियंत्रण में कवर की गई सामग्री की पुनरावृत्ति और वर्तमान सामग्री के साथ इसके संबंध, सामान्य प्रकृति के प्रश्न शामिल हो सकते हैं।

आत्म-नियंत्रण के लिए नमूना प्रश्न:

1. चयापचय - आत्मसात और प्रसार की प्रक्रियाओं का एक संयोजन और अंतर्संबंध।

2. सेल में एटीपी का निर्माण। एटीपी सेल का सार्वभौमिक "ईंधन" है।

3. कार्बोहाइड्रेट चयापचय के एंजाइमों का स्थानीयकरण।

4. प्रोटीन जैवसंश्लेषण एंजाइमों का स्थानीयकरण।

5. बहुएंजाइमेटिक सिस्टम, उनका स्थानीयकरण और कार्य।

निष्कर्ष।

1. सामान्य जैविक अवधारणाओं का विकास, जिसमें "एंजाइम" की अवधारणा शामिल है, जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान दोनों को पढ़ाने का सैद्धांतिक आधार है।

2 एंजाइमों की अवधारणा का विकास छात्रों के ज्ञान के निर्माण में योगदान देता है जो सामान्य वैज्ञानिक क्षितिज का विस्तार करने के लिए आवश्यक है।

3. "एंजाइम" की अवधारणा के गठन के महत्व के साथ-साथ समय की कमी के कारण, वैकल्पिक कक्षाएं संचालित करने की सिफारिश की जाती है। हमारे द्वारा कई कक्षाएं विकसित की गई हैं।

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ग्रेड 9 . के लिए ओलंपियाड कार्य

टास्क ए। प्रस्तावित चार में से एक उत्तर चुनें

1. मानव श्वसन केंद्र अवस्थित है

ए) मेडुला ऑबोंगटा

बी) डाइएनसेफेलॉन

सी) सेरेब्रल कॉर्टेक्स

डी) मध्य मस्तिष्क

1. रक्त के थक्के के लिए, अन्य बातों के अलावा,

ए) लौह आयन

बी) सोडियम आयन

सी) एस्कॉर्बिक एसिड

d) कैल्शियम आयन

3. शरीर में कार्बोहाइड्रेट के चयापचय में भाग नहीं लेता है

ए) एड्रेनालाईन

बी) इंसुलिन

सी) ग्लूकागन

डी) गैस्ट्रिन

4. अधिकांश रेगिस्तानी जानवर बिना पानी के रह सकते हैं। कृन्तकों, सरीसृपों, कुछ बड़े स्तनधारियों (उदाहरण के लिए, ऊंट) के लिए नमी का स्रोत हो सकता है

ए) प्रोटीन के साथ होने वाली कोशिकाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाएं

बी) कार्बोहाइड्रेट का रूपांतरण

सी) वसा ऑक्सीकरण

डी) चयापचय के स्तर में कमी

5. मानव शरीर के प्रोटीन में विभिन्न अमीनो अम्ल पाए जाते हैं

ए) 20

6) 22

c) 20 से अधिक लेकिन 64 . से कम

घ) 64

6. एड्स का वायरस हमला करता है

ए) टी-लिम्फोसाइट्स

बी) बी - लिम्फोसाइट्स

सी) एंटीजन

डी) सभी प्रकार के लिम्फोसाइट्स

7. मनुष्यों में एंजाइम नहीं होता है

ए) डीएनए पोलीमरेज़

बी) हेक्सोकाइनेज

सी) चिटिनास

डी) एटीपी - सिंथेटेस

8. भूख के दौरान या हाइबरनेशन के दौरान, निम्न क्रम में ऊर्जा सब्सट्रेट के भंडार का उपभोग किया जाता है

ए) वसा - प्रोटीन - कार्बोहाइड्रेट

बी) वसा - कार्बोहाइड्रेट - प्रोटीन

ग) कार्बोहाइड्रेट - वसा - प्रोटीन

डी) प्रोटीन - कार्बोहाइड्रेट - वसा

9. मानव शरीर मुख्य रूप से किसके कारण गर्म होता है?

ए) चयापचय

बी) मांसपेशियों कांपना

ग) पसीना

घ) गर्म कपड़े

10. तंत्रिका आवेग प्रसार की अधिकतम गति

क) 30 मी/से

ख) 60 मीटर/सेक

ग) 120 मीटर/सेक

घ) 240 मी/से

टास्क बी। सही निर्णय चुनें

1. पानी में रहने वाले भृंगों में गिल ब्रीदिंग विकसित होती है।

2. शैवाल ऐसे पौधे हैं जो पानी में रहते हैं।

3. प्यूपा से निकलने वाले कीट बढ़ते हैं और बढ़ते ही पिघल जाते हैं।

4. बैक्टीरिया में राइबोसोम होते हैं।

5. पित्त में पाचक एंजाइम नहीं होते हैं, लेकिन यह वसा को इमल्सीफाई करने का काम करता है।

6. उभयचरों में, उत्सर्जन उत्पाद यूरिया है।

7. केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में मस्तिष्क और तंत्रिकाएं होती हैं।

8. हीमोग्लोबिन एक प्रोटीन है जो सभी अंगों और ऊतकों में ऑक्सीजन लाता है, और हेमोसायनिन एक प्रोटीन है जो शरीर से कार्बन डाइऑक्साइड को निकालता है।

9. ऊर्जा के अवशोषण से पोषक तत्वों का एंजाइमी विघटन होता है

10. एटीपी की सबसे बड़ी मात्रा धारीदार मांसपेशियों में पाई जाती है।

11. अंकुरित होने पर, बीज कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और ऑक्सीजन छोड़ते हैं

12. कवक विषमपोषी पोषण की विशेषता है

13. छोटे पक्षियों की श्वसन दर बड़े पक्षियों की तुलना में कम होती है।

14. जीवाणु कोशिकाओं में गुणसूत्रों का दोहरा सेट होता है।

15. प्रोटीन अमीनो एसिड से बने होते हैं।

टास्क वी.

1. कार्बनिक यौगिक (ए - डी) और उसके द्वारा किए जाने वाले कार्य (1 - 5) के बीच पत्राचार सेट करें।
   

टास्क डी। सवालों के जवाब दें

1. आकृति में दिखाई गई कोशिकाएँ किस ऊतक से संबंधित हैं? 2. इन कोशिकाओं को क्या कहते हैं? 3. उन अंगों के नाम लिखिए जिनमें मुख्य रूप से यह ऊतक होता है। 4. इस कपड़े के गुणों के नाम लिखिए। 5. ये कोशिकाएँ क्या कार्य करती हैं?

6. ये कोशिकाएँ हृदय, रीढ़ की हड्डी, आँख में क्या भूमिका निभाती हैं?

कार्य डी.

अधिकांश शैवाल हरे होते हैं, हालांकि गहरे समुद्री शैवाल लाल होते हैं। इस घटना के लिए स्पष्टीकरण दें।

कार्य ई

ग्रीक में अनुवाद करें:

1.स्ट्रिंग

2. साथ रहना

3. मैं खुद खाता हूं

लैटिन में अनुवाद करें:

4. रिकवरी

5.रंग

6. वर्ग, स्थान।

टास्क जी

अतिरेक को दूर करें। समझाओ क्यों।

1. एड्रेनालाईन - थायरोक्सिन - इंसुलिन - टायरोसिन।

2. दृष्टि - दर्द - गंध - सुनना।

3. जठर रस - लार - आंतों का रस - पित्त।

कार्यों को पूरा करने के लिए स्पष्टीकरण।

बुनियादी स्तर के सामान्य शिक्षण संस्थानों के छात्र ए, बी, सी, डी, डी कार्य करते हैं।

टास्क डी 6 में, प्रश्न केवल प्रोफाइल कक्षाओं के छात्रों द्वारा किया जाता है।

उच्च शिक्षा संस्थानों के छात्र कार्य A, B. C, D, E, F, F करते हैं।

असाइनमेंट की जाँच करने की कुंजी।

टास्क ए.

टास्क बी.

सही उत्तर: 4.5,6,10,12,15

टास्क वी.

1.डी 2.सी 3.डी 4.ए 5.बी.

टास्क जी.

प्रस्तावित उत्तर।

1. तंत्रिका ऊतक। 2. तंत्रिका कोशिकाएं, न्यूरॉन्स, न्यूरोसाइट्स। 3. मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी की कोशिकाएं मुख्य रूप से न्यूरॉन्स से बनी होती हैं। तंत्रिका नोड्स भी मुख्य रूप से न्यूरॉन्स से बने होते हैं। 4. तंत्रिका ऊतक के गुण: उत्तेजना और चालकता।

5. तंत्रिका कोशिकाओं के कार्य: बाहरी उत्तेजनाओं (रिसेप्टर फ़ंक्शन) की धारणा, सूचना प्रसंस्करण, अन्य न्यूरॉन्स या विभिन्न कार्य अंगों को संचरण। वे। न्यूरॉन्स शरीर के समन्वित कार्य को सुनिश्चित करते हैं।

6. हृदय योनि और सहानुभूति तंत्रिकाओं द्वारा संक्रमित होता है। हृदय के अंदर इंट्राकार्डियक गैन्ग्लिया होते हैं जिनमें तंत्रिका कोशिकाएं होती हैं जो आवेगों को उनके लिए उपयुक्त वेगस तंत्रिका के तंतुओं से मायोकार्डियम और कोरोनरी वाहिकाओं तक पहुंचाती हैं।पर हृदय के गैन्ग्लिया में संवेदनशील (अभिवाही) तंत्रिका कोशिकाएँ भी होती हैं जो हृदय में ही परिवर्तन का अनुभव करती हैं।

रीढ़ की हड्डी में तंत्रिका कोशिकाएं होती हैं जो एक प्रतिवर्त प्रवाहकीय कार्य करती हैं। सरल सजगता (कण्डरा) के तंत्रिका केंद्र रीढ़ की हड्डी में स्थित होते हैं। इसके अलावा, तंत्रिका कोशिकाओं के तंतु एक प्रवाहकीय कार्य करते हैं, जो रीढ़ की हड्डी के अलग-अलग खंडों को एक दूसरे के साथ-साथ मस्तिष्क के साथ जोड़ते हैं।

आंख दृश्य विश्लेषक का एक परिधीय हिस्सा है, इसमें फोटोरिसेप्टर होते हैं जो प्रकाश संकेतों को समझते हैं और इसे तंत्रिका आवेगों में परिवर्तित करते हैं। ऑप्टिक तंत्रिका आंख में उत्पन्न होती है और मस्तिष्क को संकेत भेजती है। साथ ही आंख में तंत्रिका अंत होते हैं जो लेंस की वक्रता, पुतली के आकार में परिवर्तन को नियंत्रित करते हैं। इसके अलावा, तंत्रिका कोशिकाएं आंख की गति, पलकों के कार्यान्वयन में शामिल होती हैं।

कार्य डी.

शैवाल का लाल रंग गहरे समुद्र में पाए जाने वाले विशेष वर्णकों पर निर्भर करता है। वे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को अंजाम देने के लिए क्लोरोफिल की मदद करते हैं, जो इन शैवाल में भी होता है। गहराई के साथ, पानी का स्तंभ प्रकाश बिखेरता है, और लाल किरणें 250 मीटर से नीचे की गहराई तक प्रवेश नहीं करती हैं। स्पेक्ट्रम के नीले-बैंगनी भाग की केवल किरणें ही गहराई तक प्रवेश करती हैं, जो लाल रंगद्रव्य द्वारा कब्जा कर ली जाती हैं। वे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को पूरा करने में क्लोरोफिल की मदद करते हैं।

कार्य ई.

1. राग। 2. सहजीवन। 3. स्वपोषी 4. पुनर्जनन 5. रंजकता। 6. रेंज

टास्क जे..

1. ज़रूरत से ज़्यादा-टायरोसिन। बाकी हार्मोन हैं।

2. दर्द। अन्य संवेदनाओं के लिए, विशेष इंद्रियां हैं।

3. पित्त। शेष रस में पाचक एंजाइम होते हैं।

मूल्यांकन के लिए मानदंड:

91-100% की राशि में कार्य पूर्ण करना - I स्थान

85-90% II स्थान की राशि में कार्य पूर्ण करना

75-84% की राशि में कार्य पूर्ण करना - तृतीय स्थान

70-74% की राशि में कार्य का प्रदर्शन - विजेता।

कार्यों डी और ई के मूल्यांकन के लिए अधिकतम अंक आवंटित किए जाने चाहिए।

निरंतरता। देखें क्रमांक 5-7/1999, 18, 19, 20, 21/2001

जीव विज्ञान में अखिल रूसी ओलंपियाड के कार्य

खंड द्वितीय। जटिलता के दूसरे स्तर के कार्य

एक सही उत्तर के साथ परीक्षण कार्य (निरंतरता)

89. एड्स वायरस संक्रमित करता है:

एक – टी-हेल्पर्स (लिम्फोसाइट्स); बी - बी-लिम्फोसाइट्स; सी - एंटीजन; डी - सभी प्रकार के लिम्फोसाइट्स।

90. जब ऑक्सीजन की मात्रा कम हो जाती है, तो ग्लाइकोलाइसिस की दर बढ़ जाती है क्योंकि:

एक – कोशिका में ADP की सांद्रता को बढ़ाता है; बी - सेल में एनएडी + की एकाग्रता बढ़ जाती है; ग - कोशिका में एटीपी की सांद्रता बढ़ जाती है; डी - कोशिका में पेरोक्साइड और मुक्त कणों की सांद्रता कम हो जाती है।

91. स्तनधारी मस्तिष्क को सबसे अधिक ऑक्सीजन युक्त रक्त की आपूर्ति की जाती है क्योंकि:

ए - कैरोटिड धमनियां सीधे फेफड़ों से जाती हैं; बी – कैरोटिड धमनियां पहले प्रणालीगत परिसंचरण के धमनी भाग से निकलती हैं (यानी प्रणालीगत परिसंचरण की शुरुआत में); सी - कैरोटिड धमनियां फुफ्फुसीय नसों से निकलती हैं, जहां रक्त में ऑक्सीजन की मात्रा सबसे अधिक होती है; डी - कैरोटिड धमनियां प्रणालीगत परिसंचरण शुरू करती हैं और सभी ऑक्सीजन युक्त रक्त प्राप्त करती हैं।

92. विषाणुओं द्वारा आनुवंशिक पदार्थ का एक जीवाणु से दूसरे जीवाणु में स्थानांतरण कहलाता है :

ए - स्थानांतरण; बी - परिवर्तन; सी - अनुप्रस्थ; जी – पारगमन.

93. राइबोसोम किससे बने होते हैं:

एक – आरएनए और प्रोटीन; बी - आरएनए, प्रोटीन और लिपिड; सी - लिपिड और प्रोटीन; डी - आरएनए, प्रोटीन, लिपिड और कार्बोहाइड्रेट।

93. माइटोकॉन्ड्रियन वातावरण के अंदर:

ए - साइटोप्लाज्म की तुलना में अधिक अम्लीय; बी – साइटोप्लाज्म की तुलना में अधिक क्षारीय; सी - साइटोप्लाज्म के समान पीएच मान है; डी - कभी अधिक अम्लीय, और कभी अधिक क्षारीय।

94. एक्टो-, एंडो- और मेसोडर्म ऊतकों और अंगों में विकसित होते हैं। निम्नलिखित में से कौन सा संयोजन सही है?

95. अगर-अगर पर, आप रोगजनकों की संस्कृति विकसित कर सकते हैं:

ए - मधुमेह; बी - इन्फ्लूएंजा; सी - मलेरिया; जी – पेचिश.

96. माध्यमिक तने का मोटा होना इसके लिए विशिष्ट है:

97. सभी हेलमन्थ्स की विशेषता है:

ए - पाचन तंत्र की अनुपस्थिति; बी - संवेदी अंगों की अनुपस्थिति; सी - उभयलिंगीपन; जी – अत्यधिक विकसित प्रजनन प्रणाली.

98* . क्लब मॉस में उपलब्ध सूचीबद्ध विशेषताओं में से ( लूकोपोडियुम), घोड़े की पूंछ में ( इक्विसेटम) लापता हैं:

1) एलेटर्स (स्प्रिंग्स) के साथ बीजाणु; 2) प्रकाश संश्लेषण में सक्षम माइक्रोलीव्स (छोटे पत्ते); 3) स्पाइकलेट (स्ट्रोबिलस) बनाने वाले बीजाणुओं में त्रिकोणीय-अंडाकार आकार होता है; 4) माइक्रोलीव्स को एक भंवर में एकत्रित किया जाता है।

सही उत्तर चुने:

ए - 1, 2; बी – 2, 3 ; सी - 2, 4; डी - 3, 4.

99. नहर के निर्माण के बाद एक निश्चित क्षेत्र में रहने वाले चूहों की आबादी को दो आबादी - ए और बी में विभाजित किया गया था। आबादी बी में चूहों के लिए आवास अपरिवर्तित रहा, लेकिन आबादी ए के लिए आवास बहुत बदल गया। जनसंख्या A में सूक्ष्म विकास होने की संभावना है:

ए - जनसंख्या बी की तुलना में धीमी; बी – जनसंख्या B . की तुलना में बहुत तेज; सी - शुरू में जनसंख्या बी की तुलना में धीमी, फिर स्थिर दर पर; डी - पहले धीमा, फिर तेज।

100. लिपिड बिलेयर:

ए - एच 2 ओ और ना + के लिए अभेद्य; बी - एच 2 ओ और ना + के लिए पारगम्य; में – H2O के लिए पारगम्य लेकिन Na+ . के लिए अभेद्य; d - Na+ के लिए पारगम्य, लेकिन H2O के लिए अभेद्य।

101. समुद्री एनीमोन और कुछ स्पंज में सूचीबद्ध सुविधाओं में से, आप पा सकते हैं:

1) स्यूडोकोइलोम; 2) इंट्रासेल्युलर पाचन; 3) रेडियल समरूपता; 4) जठरांत्र गुहा।

सही उत्तर चुने:

ए - 1, 2; बी – 2, 3 ; सी - 4, 4; डी - 1, 4.

102. मानव कोशिकाएं जिनमें फ्लैगेलम होता है:

ए - मांसपेशी ऊतक की कोशिकाएं; बी - एरिथ्रोसाइट्स; सी - ग्रंथि कोशिकाएं; जी –शुक्राणु

103. एंटीबॉडी को संश्लेषित करने की क्षमता किसके पास है:

ए - टी-लिम्फोसाइट्स; बी - बी-लिम्फोसाइट्स; सी - टी- और बी-लिम्फोसाइट्स; डी - टी- और बी-लिम्फोसाइट्स और मैक्रोफेज।

104. यदि चूहों को ऑक्सीजन आइसोटोप O18 युक्त हवा में सांस लेने की अनुमति दी जाती है, तो अणुओं में "लेबल" ऑक्सीजन परमाणु दिखाई देंगे:

ए - पाइरूवेट; बी - कार्बन डाइऑक्साइड; सी - एसिटाइल-सीओए; जी – पानी.

105. प्रमुख और पुनरावर्ती जीनोटाइप के समान अनुपात वाले आनुवंशिक पूल में, प्रत्येक पीढ़ी में पुनरावर्ती फेनोटाइप के विरुद्ध पूर्ण चयन का परिणाम होगा:

ए - जीनोटाइप के अनुपात में मामूली अंतर; बी – आवर्ती जीनोटाइप के अनुपात में कमी; ग - आवर्ती जीनोटाइप का गायब होना; डी - विषमयुग्मजी की संख्या में वृद्धि।

106. निम्नलिखित में से कौन सा कथन गलत है?

ए - एडीपी फास्फारिलीकरण थायलाकोइड झिल्ली पर होता है; बी - एटीपी संश्लेषित होता है जब प्रोटॉन एटीपी सिंथेटेस के माध्यम से फैलता है; सी - प्रकाश संश्लेषण के अंधेरे चरण के दौरान एटीपी का सेवन किया जाता है; जी – एनएडीपीएच और एटीपी फोटोसिस्टम II में निर्मित होते हैं।

107. मनुष्यों में कौन सा एंजाइम नहीं पाया जाता है?

ए - डीएनए पोलीमरेज़; बी - हेक्सोकाइनेज; में – काइटिनेस; डी - एटीपी सिंथेटेस।

108. प्राकृतिक चारागाह पारिस्थितिकी तंत्र से शाकाहारियों को हटाने का कारण होगा: 1) पौधों की प्रतिस्पर्धा की तीव्रता में वृद्धि; 2) पादप प्रतियोगिता की तीव्रता में कमी; 3) पौधों की प्रजातियों की विविधता में वृद्धि; 4) पौधों की प्रजातियों की विविधता में कमी। सही उत्तर चुने:

ए - 1, 3; बी –1, 4 ; सी -2, 3; डी - 2, 4.

109. जानवरों के माइटोकॉन्ड्रिया में एटीपी की मात्रा में वृद्धि प्रदान करने वाला ऊर्जा का प्रत्यक्ष स्रोत है:

(ए) ग्लूकोज ब्रेकडाउन उत्पादों से एडीपी में फॉस्फेट समूहों का स्थानांतरण; बी – एक विशिष्ट झिल्ली में हाइड्रोजन आयनों की गति; सी - पाइरुविक एसिड के दो अणुओं के लिए ग्लूकोज का टूटना; डी - इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के साथ इलेक्ट्रॉनों की गति।

110. बीज कोशिकाएं जो भ्रूण के लिए पोषक तत्वों का भंडारण करती हैं:

एक – जिम्नोस्पर्म में अगुणित, एंजियोस्पर्म में ट्रिपलोइड; बी - जिम्नोस्पर्म में द्विगुणित, एंजियोस्पर्म में ट्रिपलोइड; सी - जिम्नोस्पर्म में द्विगुणित, एंजियोस्पर्म में द्विगुणित; डी - जिम्नोस्पर्म में अगुणित, एंजियोस्पर्म में द्विगुणित।

111*. एक आलू के कंद से दो सिलिंडर (C1 और C2) काटे गए। पहले सिलेंडर (C1) को 1 घंटे के लिए आसुत जल में रखा गया था, और दूसरे - (C2) को उसी समय के लिए खारे घोल में रखा गया था, जिसकी सांद्रता आलू के रस की सांद्रता के बराबर है। क्या मशीनीकृत सिलेंडरों के आयाम उनके मूल आयामों से मेल खाएंगे?

एक – C1 मेल नहीं खाता, और C2 करता है; बी - सी 1 के अनुरूप नहीं है और सी 2 के अनुरूप नहीं है; सी - सी 1 से मेल खाता है और सी 2 से मेल खाता है; डी - सी 1 के लिए यह मेल खाता है, और सी 2 के लिए यह मेल नहीं खाता है।

112. अधिवृक्क प्रांतस्था की कोशिकाएं हार्मोन उत्पन्न करती हैं जिनकी संरचना समान होती है:

ए - हीमोग्लोबिन; बी – कोलेस्ट्रॉल; सी - टायरोसिन; जी - एड्रेनालाईन।

113. एंटीबायोटिक दवाओं के अति प्रयोग के सबसे नकारात्मक परिणामों में से एक है:

ए - दवा की बढ़ती एकाग्रता के लिए उपचारित व्यक्ति का अनुकूलन; बी - एंटीबॉडी उत्पादन की उत्तेजना; में – एंटीबायोटिक दवाओं के लिए प्रतिरोधी जीवाणु उपभेदों का उद्भव; डी - शरीर में उत्परिवर्तन की आवृत्ति में वृद्धि।

114. तंत्रिका कोशिकाओं की उत्तेजना में एटीपी की मुख्य भूमिका है:

ए - झिल्ली के माध्यम से ना + और के + आंदोलन का निषेध; बी - पहले से ही बनने पर एक्शन पोटेंशिअल में वृद्धि; सी - झिल्ली विध्रुवण; जी – आराम करने की क्षमता बनाए रखना।

115. जिम्नोस्पर्म और एंजियोस्पर्म दोनों के लिए कौन सी विशेषता विशिष्ट है?

ए - स्पोरोलिस्ट्स को कार्पेल और स्टिग्मा में विभेदित किया जाता है; बी - ट्रेकिड्स के साथ अगुणित एंडोस्पर्म और संवहनी ऊतकों की उपस्थिति; में – फ्लैगेला के बिना हेटरोस्पोर और नर युग्मक की उपस्थिति; (डी) आइसोगैमी और पवन परागण।

116. एक निश्चित प्रकार का कवक एक निश्चित संस्कृति माध्यम में स्टार्च को संसाधित नहीं कर सकता है। इस घटना के संभावित कारण हो सकते हैं:

1) यह कवक एमाइलेज का स्राव नहीं करता है;
2) कवक के मायसेलियम में एमाइलेज नहीं बनता है;
3) कुछ पदार्थ है जो स्टार्च के प्रसंस्करण को रोकता है;
4) केवल कार्बोहाइड्रेट ही इस कवक के लिए पोषक तत्व के रूप में काम कर सकते हैं।

सही उत्तर चुने।

ए - केवल 1 और 2; बी - केवल 3 और 4; सी - 1, 2, 3; डी - 2, 3, 4।

117. लड़के को डाउन सिंड्रोम है। निषेचन के समय युग्मकों का संयोजन क्या था?

युग्मकों में गुणसूत्रों का समूह:

1) (23+x);
2) (21+y);
3) (22+xx);
4) (22+y)।

सही उत्तर चुने:

ए - 1 और 2; बी - 1 और 3; सी - 3 और 4।

118*. माइक्रोस्कोप के तहत, प्रति यूनिट क्षेत्र में औसतन 50 खमीर कोशिकाएं पाई गईं। 4 घंटे के बाद, संस्कृति को 10 बार पतला किया गया और माइक्रोस्कोपी के लिए एक नई तैयारी तैयार की गई। कोशिका विभाजन के बीच औसत समय क्या था यदि प्रति इकाई क्षेत्र में एक माइक्रोस्कोप के तहत औसतन 80 कोशिकाओं को देखा गया था?

ए - 1/4 घंटा; बी - 1/2 घंटा; पर - 1 घंटा; डी - 2 घंटे।

119. अणुओं को क्लोरोप्लास्ट थायलाकोइड के आंतरिक स्थान से उसी कोशिका के माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स तक कितनी झिल्लियों से गुजरना चाहिए?

ए - 3; बी - 5; 7 बजे; घ - 9.

120. पदार्थ अपनी सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध एक झिल्ली के आर-पार गति कर सकते हैं क्योंकि:

एक – कुछ झिल्ली प्रोटीन एटीपी पर निर्भर वाहक होते हैं; बी - कुछ झिल्ली प्रोटीन चैनल के रूप में कार्य करते हैं जिसके माध्यम से विशिष्ट अणु कोशिका में प्रवेश कर सकते हैं; सी - लिपिड बाईलेयर कई छोटे अणुओं के लिए पारगम्य है; d - लिपिड बाइलेयर हाइड्रोफोबिक होता है।

121. निम्नलिखित में से कौन-सा व्यंजक कोशिकीय RNA के लिए सही है?

ए - (जी + सी) \u003d (ए + यू); बी - (जी + सी) = (सी + यू); सी - (जी + सी) \u003d (ए + जी); जी – इनमे से कोई भी नहीं।

122. मानव कोशिका जीनोम में डीएनए की शुरूआत के लिए एक उपयुक्त वेक्टर होगा:

ए - टीआई-प्लाज्मिड; बी - फेज; में – रेट्रोवायरस; D। उपरोक्त सभी।

123. समसूत्रण के दौरान गुणसूत्रों के कोशिका के ध्रुवों के विचलन में, निम्नलिखित शामिल होते हैं:

ए - माइक्रोफिलामेंट्स; बी – सूक्ष्मनलिकाएं; सी - सूक्ष्मनलिकाएं और माइक्रोफिलामेंट्स; डी - मध्यवर्ती तंतु।

124. सरीसृपों, पक्षियों और स्तनधारियों में निम्नलिखित में से कौन-सी विशेषता सामान्य है?

ए - दांतों की उपस्थिति; बी - एक डायाफ्राम की उपस्थिति; सी - हृदय में धमनी रक्त शिरापरक से पूरी तरह से अलग हो जाता है; जी – मेटानेफ्रिक गुर्दे।

125. कौन से हार्मोन रक्त में ग्लूकोज के स्तर को बढ़ाते हैं और कौन से कम करते हैं?

126*. प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के कशाभिका के संचालन का तंत्र:

ए - वही: दोनों अनम्य हैं और कॉर्कस्क्रू की तरह पानी में "पेंच" हैं; बी - अलग: प्रोकैरियोटिक फ्लैगेलम लचीला है और एक कोड़े की तरह धड़कता है, यूकेरियोटिक फ्लैगेलम अनम्य है और कॉर्कस्क्रू की तरह घूमता है; सी - वही: दोनों लचीले होते हैं और चाबुक की तरह पीटते हैं; जी – अलग: यूकेरियोटिक फ्लैगेलम लचीला होता है और कोड़े की तरह धड़कता है, जबकि प्रोकैरियोटिक फ्लैगेलम ठोस होता है और कॉर्कस्क्रू की तरह घूमता है।

127. डीएनए पोलीमरेज़ एक नया आधार जोड़ सकता है:

एक – बढ़ती श्रृंखला के 3" छोर तक; बी - से 5 " - बढ़ती श्रृंखला का अंत; ग - बढ़ती श्रृंखला के दोनों सिरों तक; डी - इसे बढ़ती श्रृंखला के बीच में एम्बेड करना।

128. परमाणु झिल्ली के बीच की जगह:

एक – एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की गुहा से जुड़ा हुआ है; बी - गोल्गी तंत्र की गुहा से जुड़ा; सी - बाहरी, बाह्य अंतरिक्ष से जुड़ा हुआ है; डी - किसी भी चीज़ से जुड़ा नहीं है

129. न्यूक्लियोलस में होता है:

(ए) राइबोसोमल प्रोटीन का संश्लेषण और राइबोसोम सबयूनिट्स का संयोजन; बी - आरआरएनए, राइबोसोमल प्रोटीन का संश्लेषण और राइबोसोम सबयूनिट्स का संयोजन; सी - आर-आरएनए और राइबोसोमल प्रोटीन का संश्लेषण; जी – rRNA संश्लेषण और राइबोसोम सबयूनिट्स का संयोजन।

जारी रहती है

जैव चिकित्सा महत्व

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि हम जैव चिकित्सा विज्ञान के कई क्षेत्रों में एंजाइमों का सामना करते हैं। कई रोग (चयापचय के जन्मजात विकार) एंजाइमों के संश्लेषण में आनुवंशिक रूप से निर्धारित विकारों से निर्धारित होते हैं। जब कोशिकाएं क्षतिग्रस्त हो जाती हैं (उदाहरण के लिए, रक्त की आपूर्ति में कमी या सूजन के कारण), तो कुछ एंजाइम रक्त प्लाज्मा में प्रवेश करते हैं। ऐसे एंजाइमों की गतिविधि का मापन आमतौर पर कई सामान्य बीमारियों के निदान के लिए किया जाता है। डायग्नोस्टिक एंजाइमोलॉजी दवा का क्षेत्र है जो रोगों के निदान और उपचार के परिणामों की निगरानी के लिए एंजाइमों का उपयोग करता है। चिकित्सा में एंजाइमों का भी उपयोग किया जाता है।

एंजाइमों और उनके गुणों का वर्गीकरण

एंजाइम जटिल प्रोटीन होते हैं, जो पेप्टाइड बॉन्ड से जुड़े अमीनो एसिड पर आधारित होते हैं। मूल अमीनो एसिड अन्य प्रोटीन से बनते हैं या नए सिरे से संश्लेषित होते हैं। कोशिकाओं में हमेशा मुक्त अमीनो एसिड की आपूर्ति होनी चाहिए, अन्यथा प्रोटीन संश्लेषण आगे नहीं बढ़ पाएगा।

एंजाइम जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए प्रोटीन उत्प्रेरक हैं, जिनमें से अधिकांश एंजाइमों की अनुपस्थिति में बेहद धीमी गति से आगे बढ़ते हैं। अन्य रासायनिक उत्प्रेरकों (H - , OH - , धातु आयन, आदि) के विपरीत, प्रत्येक एंजाइम केवल बहुत कम संख्या में प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने में सक्षम होता है, अक्सर केवल एक। इस प्रकार, एंजाइमों की सख्त विशिष्टता होती है। वे चयापचय प्रक्रियाओं को आरंभ, तेज और पूरा करते हैं।

अणुओं के साथ एक विशिष्ट एंजाइमेटिक बंधन जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के प्रवाह को सुनिश्चित करता है, जैसे कि संश्लेषण, जोड़, क्षय, परिवर्तन और कार्बनिक अणुओं का दोहरीकरण। उदाहरण के लिए, पाचन एंजाइम बड़े कार्बनिक अणुओं को उनके आगे के चयापचय और रक्त में अवशोषण के लिए छोटे टुकड़ों में तोड़ देते हैं। अन्य एंजाइम श्वसन और प्रजनन प्रणाली के कार्य के लिए, दुनिया की दृश्य और श्रवण धारणा के लिए, पूरे जीव की ऊर्जा के भंडारण और कार्यान्वयन के लिए जिम्मेदार हैं।

एंजाइमों का नाम उनके द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के नाम पर रखा गया है। उदाहरण के लिए, एंजाइम जो स्टार्च को हाइड्रोलाइज करते हैं (atu1it),- एमाइलेज; वसा (लिपोस) - लाइपेस; एंजाइम जो ऑक्सीकरण को बढ़ावा देते हैं - ऑक्सीडेस, आदि। कई एंजाइमों का सब्सट्रेट 1 पर केवल एक विशिष्ट कार्बनिक यौगिक - एक कोएंजाइम की उपस्थिति में उत्प्रेरक प्रभाव होता है। कोएंजाइम स्वयं एंजाइम के काम और अधिक जटिल जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के प्रवाह में योगदान करते हैं।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एंजाइमों की गतिविधि का एक विशिष्ट चरित्र होता है। प्रत्येक एंजाइम अपना कार्य करता है, और केवल एक विशिष्ट स्थान पर। एक एंजाइम का कार्य उसके अमीनो एसिड की व्यवस्था और एंजाइम के प्रत्येक घटक के ऊर्जा वितरण से निर्धारित होता है। उदाहरण के लिए, तंत्रिका तंत्र का कार्य एंजाइमों सहित कार्बनिक यौगिकों के माध्यम से आवेश को स्थानांतरित करके एक कोशिका से दूसरी कोशिका में तंत्रिका विद्युत आवेग के प्रवाहकत्त्व के कारण होता है। मांसपेशियों का संकुचन, ग्रंथियों के स्रावी कार्य, तापमान का नियमन और यहां तक ​​कि सोचने की प्रक्रिया कार्बनिक यौगिकों की ऊर्जा पर निर्भर करती है। और इसे प्रदान करने वाले सबसे महत्वपूर्ण यौगिक एंजाइम हैं।

कई प्रयोगशाला प्रयोगों से पता चला है कि टेस्ट ट्यूब में कृत्रिम जीवन का निर्माण संभव है, लेकिन स्वाभाविक रूप से संश्लेषित एंजाइमों के कामकाज के बिना इसका समर्थन करना व्यावहारिक रूप से असंभव है।

मानव शरीर पर एंजाइमों का प्रभाव

एंजाइम हमारे शरीर को बनाने के लिए विभिन्न पदार्थों का उपयोग करते हैं। लेकिन वे न केवल बना सकते हैं, बल्कि नष्ट भी कर सकते हैं जो पहले से ही बनाया जा चुका है। एंजाइम हमारे शरीर की महत्वपूर्ण कार्य शक्ति हैं। गर्भाधान, गठन और स्वास्थ्य के रखरखाव सहित इसकी महत्वपूर्ण गतिविधि एंजाइमों के काम पर निर्भर करती है।

हमें अपने मूल प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा भोजन से प्राप्त होते हैं। लेकिन उनके प्रसंस्करण और आत्मसात करने के लिए, पाचन एंजाइमों की आवश्यकता होती है, जो उन्हें सरल यौगिकों में तोड़ते हैं और आवश्यक विटामिन, ट्रेस तत्वों और अन्य पोषक तत्वों या औषधीय पदार्थों के आत्मसात को बढ़ावा देते हैं।

स्वास्थ्य को बनाए रखने के लिए मानव शरीर को हर दिन लगभग 90 विभिन्न पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है इन पोषक तत्वों में 60 सूक्ष्म पोषक तत्व, 16 विटामिन, 12 अमीनो एसिड और तीन आवश्यक फैटी एसिड शामिल हैं। लेकिन यह किसी भी तरह से आवश्यक कनेक्शनों की एक विस्तृत सूची नहीं है,

विटामिन और सूक्ष्म तत्वों की कमी से पूरे जीव के लिए विनाशकारी परिणाम होते हैं। यदि भोजन ठीक से पचता और आत्मसात नहीं किया जाता है, तो शरीर कई महत्वपूर्ण यौगिकों से वंचित रह जाएगा।

विश्व इतिहास में, कई दस्तावेज दर्ज किए गए हैं जो 120 वर्ष या उससे अधिक उम्र के लोगों के बारे में बताते हैं। आज प्रयोगशाला में वैज्ञानिक कोशिकाओं को अनिश्चित काल तक जीवित और स्वस्थ रख सकते हैं। यह सब पोषक तत्वों के सेवन और एंजाइम के काम पर निर्भर करता है। शायद एक व्यक्ति लंबे समय तक जीवित रहने में सक्षम है, लेकिन किसी अज्ञात कारण से, लोगों की जीवन प्रत्याशा अपेक्षाकृत कम है। क्या ऐसा कारण एंजाइमों के काम का उल्लंघन हो सकता है और, तदनुसार, आवश्यक पदार्थों का आत्मसात?

भोजन की गुणवत्ता पर स्वास्थ्य की निर्भरता

मनुष्यों के लिए, ऊर्जा और कार्बनिक यौगिकों का मुख्य स्रोत भोजन है। इसमें पोषक तत्वों का एक निश्चित सेट होना चाहिए। जहरीले और खतरनाक पदार्थों से पर्यावरण का प्रदूषण, मिट्टी का सामान्य क्षरण और रासायनिक उर्वरकों का उपयोग स्वस्थ भोजन को बढ़ने नहीं देता है। इसका प्रत्येक व्यक्ति पर और समग्र रूप से सभ्यता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। पूरी दुनिया में, सूक्ष्म तत्वों और महत्वपूर्ण यौगिकों की कमी से जुड़ी बीमारियां हैं। परेशान चयापचय को बहाल करने के लिए एंजाइमों की संभावनाएं असीमित नहीं हैं।

कठोर पराबैंगनी प्रकाश, विकिरण, सक्रिय रसायन और कई अन्य यौगिक डीएनए की संरचना को बदल सकते हैं। इससे एंजाइमों के गुणों में परिवर्तन होता है, और परिणामस्वरूप, वे सामान्य रूप से कार्य करने में सक्षम नहीं होते हैं: वे मुक्त कणों, विदेशी जीवों और बीमारियों से रक्षा नहीं करते हैं।

लिपिड पेरोक्सीडेशन की प्रक्रिया के उल्लंघन में, मुक्त कण बनते हैं। वे कोशिकाओं में होने वाली सभी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में हस्तक्षेप करते हैं, कई अणुओं को नष्ट करते हैं। कोशिकाओं में मुक्त कणों के बनने का कारण मुक्त ऑक्सीजन है, जो लिपिड का ऑक्सीकरण करता है। एंटीऑक्सीडेंट शरीर को फ्री रेडिकल्स से बचाते हैं।

सबसे प्रसिद्ध प्राकृतिक एंटीऑक्सिडेंट विटामिन ई (टोकोफेरोल), पानी में घुलनशील यूरेट्स, सेलेनियम, विटामिन ए, सी और विटामिन ए (बीटा-कैरोटीन) के अग्रदूत हैं। इसके अलावा, कभी-कभी खाद्य पदार्थों में प्रोपाइल गैलेट, ब्यूटाइलेटेड हाइड्रॉक्सीनसोल और हाइड्रॉक्सीटोल्यूइन मिलाए जाते हैं।

एंटीऑक्सिडेंट रक्त परिसंचरण में सुधार करते हैं, सूजन को दबाते हैं, कोलेजन की सक्रियता को बढ़ावा देते हैं, जो मांसपेशियों की टोन को बनाए रखता है और त्वचा को लचीलापन और लोच देता है।

खाद्य प्रसंस्करण एंजाइमों को नष्ट कर देता है

शरीर के लिए सबसे हानिकारक है भोजन के साथ आने वाले एंजाइमों की लगातार कमी। ऐसा इसलिए है क्योंकि हमारे भोजन का आधार पका हुआ और प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थ हैं।

118 डिग्री सेल्सियस पर खाना पकाने से सभी जीवित एंजाइम पूरी तरह से नष्ट हो जाते हैं। इनमें अर्ध-तैयार उत्पाद भी नहीं होते हैं। खाना पकाने से पोषक तत्वों का संरक्षण नहीं होता है। पाश्चराइजेशन, नसबंदी, बार-बार डीफ्रॉस्टिंग और फ्रीजिंग, माइक्रोवेव ओवन में प्रसंस्करण एंजाइमों को निष्क्रिय कर देता है, उनकी संरचना को तोड़ता और बदल देता है।

हाल के दिनों का एक उदाहरण। प्रारंभ में, एस्किमो के भोजन में मुख्य रूप से कच्ची मछली, बहुत सारा प्रोटीन युक्त कच्चा मांस और व्हेल ब्लबर शामिल थे। कई शताब्दियों तक उन्होंने कच्चा खाना खाया और पोषक तत्वों की कमी का अनुभव नहीं किया। वे लगभग कभी बीमार नहीं हुए। लेकिन आधुनिक एस्किमो ने जीवन के एक नए तरीके को अपना लिया है और अब ऐसा खाना खाते हैं जो पाक प्रसंस्करण से गुजरा हो। उन्होंने उच्च रक्तचाप, उच्च रक्त कोलेस्ट्रॉल, हृदय प्रणाली के रोग, गुर्दे की पथरी और आधुनिक लोगों के अन्य रोगों को अधिक बार दर्ज करना शुरू कर दिया।

हमारे ग्रह पर, केवल मनुष्य और उसके पालतू जानवर ही पका हुआ भोजन खाते हैं। सभी जंगली जानवर कच्चा खाना खाते हैं, और शायद इसीलिए वे मनुष्यों में अंतर्निहित बीमारियों के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं।.

कई बीमारियों का कारण है एंजाइम की कमी

डॉ. फ्रांसिस पॉटरगर के नेतृत्व में, बिल्ली के शरीर पर प्रसंस्कृत भोजन के प्रभावों पर 10 वर्षों के दौरान स्वतंत्र अध्ययन किए गए हैं। प्रयोगों में 900 जानवरों ने भाग लिया। आधी बिल्लियों को केवल ताजा मांस और दूध, आधा उबला हुआ मांस और उबला हुआ दूध खिलाया गया। जिन जानवरों को केवल कच्चा खाना खिलाया जाता था, वे स्वस्थ थे, बीमार नहीं पड़ते थे, और हर बार स्वस्थ बिल्ली के बच्चे लाते थे।

दूसरे समूह की बिल्लियाँ अधिक बार बीमार होती थीं। उनकी पहली पीढ़ी के बिल्ली के बच्चे सुस्त और सुस्त थे। उन्होंने एलर्जी विकसित की, अधिक बार संक्रामक रोग देखे गए, गुर्दे की बीमारियां, थायरॉयड ग्रंथि की शिथिलता और हृदय प्रणाली का उल्लेख किया गया। मेरे मसूड़ों में थोड़ी देर के लिए दर्द हुआ।

पका हुआ भोजन खाने वाली बिल्लियों से आने वाली प्रत्येक पीढ़ी के बिल्ली के बच्चे अधिक बार बीमार पड़ते हैं। तीसरी पीढ़ी की अधिकांश बिल्लियाँ सामान्य संतान नहीं दे सकीं।

प्रजातियों के अंतर के बावजूद, चाहे वह मानव, कुत्ता या बिल्ली हो, बिना जीवित एंजाइम के प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थ खाने से शरीर पर अतिरिक्त तनाव पड़ता है। पाचन की प्रक्रिया के लिए, उसे भोजन में उनकी कमी की भरपाई के लिए सक्रिय रूप से एंजाइम का उत्पादन करना पड़ता है। अतिरिक्त एंजाइमों के संश्लेषण की प्रक्रिया से विचलित होने के कारण, शरीर अन्य पदार्थों का उत्पादन नहीं करता है जिनकी उसे आवश्यकता होती है।

आज, कई डॉक्टर बच्चों में गठिया, मधुमेह और अन्य बीमारियों के प्रारंभिक चरण पर ध्यान देते हैं कि कुछ साल पहले केवल 50-60 वर्ष की आयु के लोगों में दर्ज किया गया था।

एंजाइम की कमी के पहले लक्षण नाराज़गी, पेट फूलना और डकार हो सकते हैं। फिर सिरदर्द, पेट में ऐंठन, दस्त, कब्ज, पुराना मोटापा, जठरांत्र संबंधी मार्ग का संक्रमण हो सकता है। आधुनिक लोगों में ये लक्षण अधिक आम होते जा रहे हैं, और कई लोग मानते हैं कि यह सामान्य है। हालांकि, वे संकेतक हैं कि शरीर सक्रिय रूप से भोजन को संसाधित नहीं कर सकता है।

पाचन प्रक्रिया के उल्लंघन के कारण, जठरांत्र संबंधी मार्ग, यकृत, अग्न्याशय, पित्ताशय की थैली आदि के रोग हो सकते हैं।

पाचन रोग लोगों के अस्पताल में भर्ती होने का एक मुख्य कारण है। अस्पतालों में सर्जिकल ऑपरेशन और इलाज पर काफी पैसा खर्च होता है। पाचन संबंधी शिकायतें वयस्कों और स्कूली बच्चों दोनों को बीमारी की छुट्टी जारी करने के मुख्य कारणों में से एक हैं।

ऐसे खाद्य पदार्थ खाने से जिनमें एंजाइम नहीं होते हैं, पाचन प्रक्रिया के हर चरण को नकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं: सीधे पाचन, अवशोषण, आत्मसात और उत्सर्जन पर। पाचन की सामान्य प्रक्रिया संतुलित आहार का संकेत देती है।

एनाटोमिकल ऑटोप्सी से पता चलता है कि जो लोग लगातार प्रोसेस्ड फूड खाते हैं, उनका अग्न्याशय बढ़ा हुआ होता है, जो पूरी तरह से नष्ट होने के कगार पर है। इस तरह के पोषण के साथ, अग्न्याशय को जीवन भर हर दिन पाचन एंजाइमों का गहन उत्पादन करना चाहिए।

अग्न्याशय और अन्य पाचन अंगों की क्रमिक गिरावट उनके सामान्य कामकाज में योगदान नहीं देती है और तदनुसार, आवश्यक पोषक तत्वों का अवशोषण नहीं होता है। इससे पाचन और अन्य अंगों दोनों के विभिन्न रोग होते हैं।

माइक्रोस्कोप के तहत रक्त

कई एंजाइम "स्कैवेंजर्स" के रूप में काम करते हैं, हानिकारक पदार्थों को विघटित करते हैं, उन्हें शरीर से हटाते हैं और रक्त में अवशोषण को रोकते हैं।

ल्यूकोसाइट्स के एंजाइम विदेशी जीवों और पदार्थों के विनाश में योगदान करते हैं जो रक्त में बीमारियों का कारण बनते हैं। बीमारी या संक्रमण के दौरान ल्यूकोसाइट्स अधिक सक्रिय हो जाते हैं।

यह ध्यान दिया जाता है कि पका हुआ भोजन लेने के पहले आधे घंटे में, रक्त में ल्यूकोसाइट्स की संख्या नाटकीय रूप से बढ़ जाती है। यह इंगित करता है कि भोजन करते समय, प्रतिरक्षा प्रणाली लगातार तनाव में होती है। कच्चा भोजन करते समय, ल्यूकोसाइट्स की संख्या में ऐसी वृद्धि नहीं देखी जाती है।

खराब पचने वाले प्रोटीन और वसा के अणु आसानी से रक्त में अवशोषित हो जाते हैं, लेकिन ऐसे अणुओं के बड़े आकार के कारण उनका आगे इंट्रासेल्युलर आत्मसात नहीं होता है। ऐसे अर्ध-पचाने वाले अणुओं को "मोबाइल प्रतिरक्षा परिसर" कहा जाता है।

डार्क-फील्ड माइक्रोस्कोप का उपयोग अक्सर रक्त की पूरी जांच के लिए किया जाता है। यह 15,000 गुना बड़ा करने और "मोबाइल प्रतिरक्षा परिसर" की एक स्पष्ट तस्वीर को प्रतिबिंबित करने में सक्षम है।

डार्क फील्ड माइक्रोस्कोप से स्वस्थ और बीमार व्यक्ति के रक्त में अंतर स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। एक बीमार व्यक्ति में, एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्त कोशिकाएं) एक साथ जुड़ी होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप सतह क्षेत्र में कमी और ऑक्सीजन सामग्री में कमी होती है। इससे पुरानी थकान, माइग्रेन और संचार संबंधी विकार हो सकते हैं।

रक्त वाहिकाओं की दीवारों पर कोलेस्ट्रॉल और यूरिक एसिड क्रिस्टल के जमाव देखे जा सकते हैं। इस तरह के जमा की एक महत्वपूर्ण मात्रा हृदय प्रणाली, गठिया और गाउट के रोगों को जन्म दे सकती है। रक्त वाहिकाओं की दीवारों पर अपचित वसा से सजीले टुकड़े का निर्माण एथेरोस्क्लेरोसिस के विकास का कारण बन सकता है।

माइक्रोस्कोप के तहत मुक्त कणों से होने वाले नुकसान को देखा जा सकता है। ल्यूकोसाइट्स को "मोबाइल इम्यून कॉम्प्लेक्स" को तोड़ने और शरीर को अन्य विषाक्त पदार्थों की कार्रवाई से बचाने के लिए बहुत प्रयास की आवश्यकता होती है। नतीजतन, अंग, ऊतक और अंतःस्रावी ग्रंथियां अपने सामान्य कामकाज के लिए आवश्यक एंजाइमों से वंचित हो जाती हैं।

एंजाइम की कमी से जुड़े कुछ रोग

अध्ययनों से पता चलता है कि यूरोप और अमेरिका में बहुत से लोग अधिक वजन वाले हैं। औसतन, लोगों के आहार में कई पके हुए भोजन होते हैं, जिनमें वसा और चीनी अधिक होती है, और फाइबर और एंजाइम कम होते हैं। अमेरिका में वसा के बारे में एक पुरानी कहावत है: "यह एक बार होठों पर अच्छा है, फिर यह जीवन के लिए जांघों पर है।"

अतिरिक्त आहार वसा कई बीमारियों की ओर ले जाती है और जीवन प्रत्याशा को कम कर देती है। यह स्थापित किया गया है कि गर्मी से उपचारित वसा में एंजाइम नहीं होते हैं। लेकिन वसा आवश्यक है क्योंकि वसा ऊर्जा के सबसे शक्तिशाली स्रोतों में से एक है और वसा में घुलनशील विटामिन के अवशोषण के लिए आवश्यक है।

वजन को सामान्य करने के मुख्य तरीकों में से एक एंजाइम की कमी की भरपाई हो सकती है। डॉ. डी. गैल्टन)