एंजाइम दोष और रोग

एंजाइम दोष और रोग एंजाइमोलॉजी का वह क्षेत्र है जो यह अध्ययन करता है कि एंजाइम गतिविधि में गड़बड़ी से मानव बीमारी कैसे उत्पन्न होती है। अधिकांश ऐसे विकार वंशानुगत एकल-जीन स्थितियाँ हैं जिनमें एक उत्परिवर्तन एक विशिष्ट एंजाइम की गतिविधि को कम करता है, समाप्त करता है या बदल देता है, जिसके परिणामस्वरूप यह जिस चयापचय मार्ग की सेवा करता है, उस पर नकारात्मक परिणाम होते हैं। आर्चीबाल्ड गैरोड की 1908 की 'चयापचय की जन्मजात त्रुटियों' की अवधारणा ने वंशानुगत बीमारी को अवरुद्ध एंजाइमी चरणों से जोड़कर इस क्षेत्र की नींव रखी।

Definition

एंजाइम दोष और रोग उन रोग संबंधी स्थितियों के अध्ययन को दर्शाता है जो तब उत्पन्न होती हैं जब एक या अधिक एंजाइमों की उत्प्रेरक गतिविधि खो जाती है, कम हो जाती है, या असामान्य रूप से बदल जाती है, जो अक्सर संबंधित जीनों में वंशानुगत उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप होता है।

Scope

यह क्षेत्र उन प्रमुख तरीकों का सर्वेक्षण करता है जिनसे एंजाइम रोग का कारण बनते हैं: वंशानुगत एंजाइम की कमी, एंजाइम शिथिलता के अंतर्निहित आनुवंशिक उत्परिवर्तन, अवरुद्ध मार्ग के बाद सब्सट्रेट संचय और उत्पाद की कमी, वह कम सामान्य स्थिति जिसमें एक उत्परिवर्तन एंजाइम गतिविधि में असामान्य वृद्धि प्रदान करता है, और इन स्थितियों को संबोधित करने वाली चिकित्सीय रणनीतियाँ (विशेष रूप से एंजाइम प्रतिस्थापन)। यह इन्हें नैदानिक प्रबंधन मैनुअल के बजाय जैव रासायनिक और आणविक-चिकित्सा विषयों के रूप में प्रस्तुत करता है।

Sub-topics

• एंजाइम की कमी और सबस्ट्रेट का संचय
• एंजाइम गेन-ऑफ-फंक्शन (कार्य-लाभ)
• एंजाइम चिकित्सीय और प्रतिस्थापन
• एंजाइम दुष्क्रिया का आनुवंशिक आधार
• आनुवंशिक एंजाइम न्यूनताएँ

Core questions

• एक उत्परिवर्तन कम या परिवर्तित एंजाइम गतिविधि में कैसे बदलता है?
• अवरुद्ध एंजाइमी चरण के बाद क्या नकारात्मक परिणाम (सब्सट्रेट संचय, उत्पाद की कमी, विषाक्त मेटाबोलाइट्स) होते हैं?
• कई एंजाइमोपैथी में जीनोटाइप और नैदानिक फेनोटाइप केवल अपूर्ण रूप से क्यों सहसंबंधित होते हैं?
• एक एंजाइम कार्य के नुकसान बनाम कार्य के लाभ से रोग कब पैदा करता है?
• कमी वाली एंजाइम गतिविधि को चिकित्सीय रूप से कैसे बहाल या बाईपास किया जा सकता है?

Key concepts

• चयापचय की जन्मजात त्रुटि
• कार्य-हानि बनाम कार्य-लाभ उत्परिवर्तन
• सब्सट्रेट संचय और उत्पाद की कमी
• जीनोटाइप-फेनोटाइप सहसंबंध
• अवशिष्ट एंजाइम गतिविधि
• एंजाइम प्रतिस्थापन चिकित्सा
• ऑटोसोमल अप्रभावी वंशानुक्रम

Mechanisms

एक एंजाइम को एन्कोड करने वाले जीन में एक उत्परिवर्तन एंजाइम की मात्रा को कम कर सकता है, प्रोटीन को अस्थिर या गलत तरीके से मोड़ सकता है, या इसके उत्प्रेरक स्थल को बाधित कर सकता है, ताकि यह सामान्य रूप से जो प्रतिक्रिया करता है वह बहुत धीमी गति से या बिल्कुल भी न हो। जैव रासायनिक परिणाम एंजाइम की भूमिका पर निर्भर करता है: अवरोध के ऊपर सब्सट्रेट जमा हो जाता है, नीचे का उत्पाद कम हो जाता है, और वैकल्पिक या छोटे मार्ग विषाक्त मेटाबोलाइट्स उत्पन्न कर सकते हैं। लाइसोसोमल भंडारण रोगों में, अपघटनकारी एंजाइमों की कमी से अधिगठित मैक्रोमोलेक्यूल्स का प्रगतिशील अंतःकोशिकीय संचय और द्वितीयक कोशिकीय गड़बड़ी का एक झरना होता है। कम सामान्यतः, एक उत्परिवर्तन एक एंजाइम को बढ़ाता है या लगातार सक्रिय करता है, जिससे कमी वाली गतिविधि के बजाय अतिरिक्त गतिविधि के माध्यम से रोग उत्पन्न होता है।

Clinical relevance

एंजाइम दोषों को समझना चयापचय की जन्मजात त्रुटियों और संबंधित विकारों के जैव रासायनिक निदान, नवजात स्क्रीनिंग और तर्कसंगत चिकित्सा को रेखांकित करता है। यह क्षेत्र उन यांत्रिक और नैदानिक सिद्धांतों का वर्णन करता है जो एंजाइम जैव रसायन को रोग से जोड़ते हैं; यह शैक्षिक संदर्भ सामग्री है और खुराक या व्यक्तिगत उपचार मार्गदर्शन का स्रोत नहीं है।

Epidemiology

व्यक्तिगत एंजाइम-कमी विकार प्रत्येक दुर्लभ हैं, लेकिन सामूहिक रूप से चयापचय की जन्मजात त्रुटियां और अन्य मोनोजेनिक एंजाइमोपैथी बड़ी संख्या में लोगों को प्रभावित करती हैं; कई ऑटोसोमल अप्रभावी लक्षणों के रूप में विरासत में मिलते हैं। कुल बोझ और उनकी व्यक्तिगत दुर्लभता के बावजूद इन स्थितियों का अध्ययन करने का औचित्य मेंडेलियन रोग की समीक्षाओं में चर्चा की गई है।

History

यह क्षेत्र आर्चीबाल्ड गैरोड के 1908 के क्रूनियन व्याख्यानों से जुड़ा है, जिसमें प्रस्तावित किया गया था कि एल्केप्टोनुरिया और ऐल्बिनिज़म जैसे विकार अवरुद्ध एंजाइमी चरणों के परिणामस्वरूप होते हैं जो अप्रभावी लक्षणों के रूप में विरासत में मिलते हैं, जिससे 'चयापचय की जन्मजात त्रुटियां' शब्द गढ़ा गया। बीसवीं शताब्दी के दौरान, विशिष्ट एंजाइम कमियों का जैव रासायनिक लक्षण वर्णन, लाइसोसोमल भंडारण रोगों की पहचान, और उत्परिवर्तन तंत्र का स्पष्टीकरण ने एक यांत्रिक समझ का निर्माण किया, जो एंजाइम प्रतिस्थापन और संबंधित उपचारों के विकास में परिणत हुआ।

Key figures

• Archibald Garrod
• Roscoe Brady
• Elizabeth Neufeld
• Robert Desnick
• Charles Scriver

Seminal works

• garrod-1908
• antonarakis-2006
• platt-2018

Frequently asked questions

चयापचय की जन्मजात त्रुटि क्या है?

यह एक वंशानुगत विकार है जिसमें एक उत्परिवर्तन एक विशिष्ट एंजाइम को बाधित करता है, एक चयापचय चरण को अवरुद्ध करता है; यह शब्द आर्चीबाल्ड गैरोड द्वारा 1908 में पेश किया गया था।

क्या एंजाइम दोष हमेशा गतिविधि के नुकसान से बीमारी का कारण बनते हैं?

अधिकांश ऐसा करते हैं, कम या अनुपस्थित एंजाइम कार्य के माध्यम से, लेकिन एक अल्पसंख्यक कार्य के लाभ से बीमारी का कारण बनते हैं जिसमें एंजाइम असामान्य रूप से या लगातार सक्रिय हो जाता है।