बहु-एंजाइम कॉम्प्लेक्स

एक बहु-एंजाइम कॉम्प्लेक्स एक स्थिर संयोजन है जिसमें कई विशिष्ट उत्प्रेरक गतिविधियाँ — और अक्सर उन्हें जोड़ने वाले सहकारक — एक ही सुपरमॉलेक्यूलर कण में एक साथ बंधे होते हैं। अनुक्रमिक अभिक्रियाओं को सह-स्थानीयकृत करके, ऐसे कॉम्प्लेक्स उत्प्रेरण का समन्वय कर सकते हैं, मध्यवर्ती को चैनल कर सकते हैं, और एक पूरी अभिक्रिया अनुक्रम के लिए एक एकल नियामक लक्ष्य प्रस्तुत कर सकते हैं।

Definition

एक बहु-एंजाइम कॉम्प्लेक्स दो या दो से अधिक एंजाइमों का एक गैर-सहसंयोजक (या, बहुक्रियात्मक एंजाइमों में, सहसंयोजक) संयोजन है जो लगातार या कार्यात्मक रूप से संबंधित अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, इस प्रकार व्यवस्थित होते हैं कि उत्प्रेरण और अक्सर मध्यवर्ती का स्थानांतरण एक ही संरचना के भीतर समन्वित होता है।

Scope

यह विषय बहु-एंजाइम कॉम्प्लेक्स की परिभाषा और वास्तुकला, अल्फा-कीटो एसिड डीहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स और फैटी एसिड सिंथेज़ जैसे विहित उदाहरणों, सहसंयोजक रूप से जुड़े बहुक्रियात्मक एंजाइमों और गैर-सहसंयोजक संयोजनों के बीच के अंतर, और कभी-कभी मेटाबॉलन कहे जाने वाले ढीले, क्षणिक संयोजनों को शामिल करता है। यह एंजाइमोलॉजी में एक संदर्भ-शैक्षिक विषय है और नैदानिक ​​मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• एक ही कण के भीतर कई उत्प्रेरक गतिविधियों को कैसे व्यवस्थित किया जाता है, और उनकी स्टोइकोमेट्री कैसे निर्धारित की जाती है?
• अलग-अलग कार्य करने वाले समान एंजाइमों की तुलना में संयोजन से क्या कार्यात्मक लाभ मिलते हैं?
• सहसंयोजक बहुक्रियात्मक एंजाइम गैर-सहसंयोजक कॉम्प्लेक्स और क्षणिक मेटाबॉलन से कैसे भिन्न होते हैं?
• पूरे कॉम्प्लेक्स को इकाइयों के रूप में कैसे विनियमित किया जाता है?

Key concepts

• बहुक्रियात्मक एंजाइम बनाम गैर-सहसंयोजक कॉम्प्लेक्स
• उत्प्रेरक कोर और परिधीय उप-इकाइयाँ
• स्विंगिंग-आर्म सहकारक युग्मन
• मेटाबॉलन (क्षणिक अनुक्रमिक-एंजाइम संयोजन)
• एक संयोजन का समन्वित विनियमन
• सक्रिय-स्थल युग्मन

Mechanisms

बहु-एंजाइम कॉम्प्लेक्स अंतरिक्ष में लगातार अभिक्रियाओं को व्यवस्थित करते हैं। रीड द्वारा वर्णित अल्फा-कीटो एसिड डीहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स में, तीन घटक एंजाइमों की कई प्रतियां एक संरचनात्मक कोर के चारों ओर एकत्रित होती हैं, और एक लिपोइल स्विंगिंग आर्म घटकों के सक्रिय स्थलों के बीच अभिक्रिया मध्यवर्ती को स्थानांतरित करता है, जो एक संयोजन के भीतर सक्रिय-स्थल युग्मन को दर्शाता है। श्रीरे ने इस चित्र को अनुक्रमिक चयापचय एंजाइमों के कॉम्प्लेक्स तक सामान्यीकृत किया, यह तर्क देते हुए कि भौतिक जुड़ाव प्रवाह और चैनल मध्यवर्ती को समन्वित कर सकता है, और ढीले, मार्ग-विस्तारित संयोजनों के लिए मेटाबॉलन की व्यापक धारणा पेश की। हुआंग और सहयोगियों ने ऐसे संगठन को सब्सट्रेट चैनलिंग से जोड़ा है, जबकि स्वीटलोव और फर्नी इस बात पर जोर देते हैं कि कई संयोजन गतिशील होते हैं, जो चयापचय स्थिति के जवाब में बनते और घुलते हैं।

Clinical relevance

बहु-एंजाइम कॉम्प्लेक्स मानव ऊर्जा चयापचय और जैवसंश्लेषण के लिए केंद्रीय अभिक्रियाओं को पूरा करते हैं, और उनके घटकों में विरासत में मिले या अधिग्रहित दोषों का चयापचय रोग के संदर्भ में अध्ययन किया जाता है। यह प्रविष्टि बताती है कि ऐसे कॉम्प्लेक्स कैसे व्यवस्थित होते हैं और इसका उद्देश्य संदर्भ और शिक्षा के लिए है; यह निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

बहु-एंजाइम कॉम्प्लेक्स पर काम रीड के अल्फा-कीटो एसिड डीहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स के दशकों लंबे अध्ययन द्वारा आधारित था, जिसने लिपोइक एसिड की भूमिका का पता लगाया और बताया कि कैसे कई एंजाइम एक स्विंगिंग-आर्म तंत्र के साथ एक कोर के चारों ओर एकत्रित होते हैं। श्रीरे की 1987 की समीक्षा ने अनुक्रमिक चयापचय एंजाइमों के कॉम्प्लेक्स की अवधारणा — और मेटाबॉलन विचार — को व्यापक उपयोग में लाया, और बाद के संरचनात्मक और गतिशील अध्ययनों, जिनकी समीक्षा स्वीटलोव और फर्नी ने की, ने इस चित्र को क्षणिक, स्थिति-निर्भर संयोजनों तक विस्तारित किया।

Debates

शारीरिक परिस्थितियों में मेटाबॉलन कितने वास्तविक और स्थिर होते हैं?

क्या शिथिल रूप से जुड़े अनुक्रमिक एंजाइम विवो में कार्यात्मक रूप से सार्थक मेटाबॉलन बनाते हैं, या क्या देखे गए जुड़ाव उच्च सांद्रता या विशेष तरीकों के कलाकृतियाँ हैं, यह एक सक्रिय प्रश्न बना हुआ है।

Key figures

• Lester J. Reed
• Paul A. Srere
• Frank M. Raushel

Seminal works

• reed-2001
• srere-1987

Frequently asked questions

बहु-एंजाइम कॉम्प्लेक्स का एक उत्कृष्ट उदाहरण क्या है?

पाइरुवेट डीहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स एक पाठ्यपुस्तक उदाहरण है: यह तीन अलग-अलग एंजाइमों को जोड़ता है और उनके सक्रिय स्थलों के बीच मध्यवर्ती को पारित करने के लिए एक लिपोइल स्विंगिंग आर्म का उपयोग करता है, जिससे पाइरुवेट को एसिटाइल-सीओए में एक समन्वित अनुक्रम में परिवर्तित किया जाता है।

मेटाबॉलन क्या है?

मेटाबॉलन श्रीरे द्वारा लोकप्रिय किया गया एक शब्द है, जो अनुक्रमिक चयापचय एंजाइमों के एक क्षणिक सुपरमॉलेक्यूलर कॉम्प्लेक्स के लिए है जो एक मार्ग के माध्यम से प्रवाह को समन्वित करने के लिए एकत्रित होता है और जब स्थितियाँ बदलती हैं तो घुल सकता है।