विटामिन-व्युत्पन्न कोएंजाइम

अधिकांश जल-घुलनशील विटामिनों का महत्व उनके अपने लिए नहीं होता, बल्कि इसलिए होता है क्योंकि कोशिकाएं उन्हें कोएंजाइम में परिवर्तित करती हैं। थायमिन थायमिन डाइफॉस्फेट बन जाता है, राइबोफ्लेविन FAD और FMN बन जाता है, नियासिन NAD+ बन जाता है, विटामिन B6 पाइरिडोक्सल 5'-फॉस्फेट बन जाता है, पैंटोथेनेट कोएंजाइम A बन जाता है, बायोटिन और फोलेट समूह-वाहक कोएंजाइम बन जाते हैं। यह विषय पोषण को एंजाइम रसायन विज्ञान से जोड़ता है।

Definition

विटामिन-व्युत्पन्न कोएंजाइम कार्बनिक एंजाइम कोफ़ैक्टर होते हैं जिन्हें कोशिकाएं आहार विटामिनों (मुख्यतः B-समूह के विटामिनों) से संश्लेषित करती हैं, प्रत्येक को उत्प्रेरण के दौरान एक विशिष्ट रासायनिक समूह या इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी को ले जाने के लिए अनुकूलित किया जाता है।

Scope

यह विषय B-समूह के विटामिनों और उनसे व्युत्पन्न कोएंजाइमों, प्रत्येक कोएंजाइम द्वारा ले जाए जाने वाले रासायनिक समूहों और उनके द्वारा सक्षम प्रतिनिधि अभिक्रियाओं का सर्वेक्षण करता है। यह बताता है कि सूक्ष्म पोषक तत्वों की उपलब्धता एंजाइम के कार्य को क्यों बाधित करती है। यह कोएंजाइम जैव रसायन का एक संदर्भ अवलोकन है, न कि नैदानिक या आहार संबंधी मार्गदर्शन।

Core questions

• कौन सा विटामिन किस कोएंजाइम को जन्म देता है, और प्रत्येक कोएंजाइम कौन सा समूह वहन करता है?
• पाइरिडोक्सल 5'-फॉस्फेट अमीनो-एसिड रसायन विज्ञान को कैसे जुटाता है?
• विटामिन की कमी से एंजाइम गतिविधि क्यों बाधित होती है?
• इन कोएंजाइमों का उनके विटामिन अग्रदूतों से जैवसंश्लेषण कैसे होता है?

Key concepts

• थायमिन डाइफॉस्फेट (TPP) और 2-ऑक्सो एसिड का डीकार्बोक्सिलेशन
• फ्लेवोप्रोटीन में राइबोफ्लेविन-व्युत्पन्न FAD और FMN
• नियासिन-व्युत्पन्न NAD+/NADP+
• पाइरिडोक्सल 5'-फॉस्फेट (PLP) और शिफ-बेस रसायन विज्ञान
• पैंटोथेनेट-व्युत्पन्न कोएंजाइम A और एसिल स्थानांतरण
• बायोटिन और कार्बोक्सिलेज में CO2 स्थानांतरण
• फोलेट-व्युत्पन्न टेट्राहाइड्रोफोलेट और एक-कार्बन स्थानांतरण
• कोबालामिन-व्युत्पन्न कोएंजाइम

Mechanisms

प्रत्येक विटामिन-व्युत्पन्न कोएंजाइम एक परिभाषित रसायन विज्ञान में योगदान देता है। विटामिन B6 से व्युत्पन्न पाइरिडोक्सल 5'-फॉस्फेट, सब्सट्रेट अमीनो समूहों के साथ एक एल्डिमिन (शिफ बेस) बनाता है और कार्बैनियन मध्यवर्ती को स्थिर करता है, जिससे एक बड़े एंजाइम सुपरफैमिली में ट्रांसएमिनेशन, डीकार्बोक्सिलेशन और संबंधित अभिक्रियाएं सक्षम होती हैं (Eliot & Kirsch, 2004; Mukherjee et al., 2011)। थायमिन डाइफॉस्फेट अपने प्रतिक्रियाशील थायज़ोलियम रिंग के माध्यम से एक एसिल-एनियन समतुल्य को स्थिर करता है, जो 2-ऑक्सो एसिड के डीकार्बोक्सिलेशन का समर्थन करता है। बायोटिन, कार्बोक्सिलेज एंजाइमों से सहसंयोजक रूप से जुड़ा हुआ, CO2 स्थानांतरण के लिए एक सक्रिय कार्बोक्सिल समूह वहन करता है (Tong, 2013)। फोलेट से व्युत्पन्न टेट्राहाइड्रोफोलेट, एक-कार्बन चयापचय के माध्यम से कई ऑक्सीकरण अवस्थाओं पर एक-कार्बन इकाइयों को स्थानांतरित करता है (Ducker & Rabinowitz, 2017)। राइबोफ्लेविन फ्लेविन कोएंजाइम FAD और FMN उत्पन्न करता है जिनका उपयोग फ्लेवोप्रोटीन द्वारा किया जाता है, और नियासिन NAD+/NADP+ रेडॉक्स जोड़ी उत्पन्न करता है (Macheroux et al., 2011; Nelson & Cox, 2021)।

Clinical relevance

चूंकि ये कोएंजाइम विटामिन से आते हैं, इसलिए यहां का जैव रसायन सूक्ष्म पोषक तत्व स्थिति और एंजाइम कार्य के बीच संबंध का आणविक आधार है, जिस पर पोषण विज्ञान में चर्चा की जाती है। यह प्रविष्टि तंत्र और मार्गों का वर्णन करती है; यह व्यक्तिगत निदान, पूरकता या आहार संबंधी नुस्खे का आधार नहीं है।

History

यह पहचान कि कई विटामिन कोएंजाइम अग्रदूत हैं, तब उभरी जब प्रारंभिक एंजाइमोलॉजी के 'सह-किण्वकों' को रासायनिक रूप से पहचाना गया और कमी अध्ययनों में खोजे गए विटामिनों से मिलाया गया। बाद के संरचनात्मक और यांत्रिक कार्य ने यह मानचित्रण किया कि प्रत्येक कोएंजाइम अपने विशेष समूह को कैसे वहन करता है, जिसका उदाहरण पाइरिडोक्सल-फॉस्फेट एंजाइमों, बायोटिन-निर्भर कार्बोक्सिलेज और फोलेट-मध्यस्थता वाले एक-कार्बन चयापचय के विस्तृत विवरणों से मिलता है (Eliot & Kirsch, 2004; Tong, 2013; Ducker & Rabinowitz, 2017)।

Seminal works

• eliot-2004
• tong-2013
• ducker-2017
• mukherjee-2011

Frequently asked questions

B विटामिन चयापचय के लिए इतने महत्वपूर्ण क्यों हैं?

कोशिकाएं B विटामिनों को कोएंजाइम में परिवर्तित करती हैं जिनकी कई एंजाइमों को आवश्यकता होती है; कोएंजाइम के बिना, संबंधित एंजाइम काम नहीं कर सकते, इसलिए विटामिन आवश्यक उत्प्रेरक मशीनरी के अग्रदूत के रूप में कार्य करते हैं।

पाइरिडोक्सल 5'-फॉस्फेट कौन सा रसायन विज्ञान प्रदान करता है?

यह अमीनो-एसिड सब्सट्रेट के साथ एक शिफ बेस बनाता है और परिणामी कार्बैनियन मध्यवर्ती को स्थिर करता है, जिससे एंजाइम अमीनो एसिड पर ट्रांसएमिनेशन और डीकार्बोक्सिलेशन जैसी अभिक्रियाएं कर पाते हैं।