कार्बोहाइड्रेट जैव रसायन

कार्बोहाइड्रेट जैव रसायन शर्करा और उनके बहुलकों की संरचनाओं और अभिक्रियाओं का अध्ययन करता है, जिसमें साधारण मोनोसैकेराइड से लेकर प्रोटीन और लिपिड को सजाने वाले जटिल ग्लाइकन शामिल हैं।

Definition

कार्बोहाइड्रेट जैव रसायन सैकेराइड्स—पॉलीहाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड और कीटोन—उनके त्रिविम रसायन, उन्हें बहुलकों में जोड़ने वाले बंधों, और उनकी संरचनात्मक तथा पहचान कार्यों का अध्ययन है।

Scope

यह विषय मोनोसैकेराइड संरचना और त्रिविम रसायन (stereochemistry), वलय निर्माण और एनोमर (anomers), ग्लाइकोसिडिक बंध (glycosidic bond), प्रमुख डिसैकेराइड और पॉलीसैकेराइड जैसे स्टार्च, ग्लाइकोजन और सेल्युलोज, तथा ग्लाइकोकॉन्जुगेट्स (glycoconjugates) और कार्बोहाइड्रेट की पहचान भूमिकाओं की मूल बातें शामिल करता है।

Core questions

• मोनोसैकेराइड कैसे चक्रीय होते हैं, और एनोमर तथा एपिमर क्या हैं?
• ग्लाइकोसिडिक लिंकेज पॉलीसैकेराइड के गुणों को कैसे निर्धारित करते हैं?
• स्टार्च, ग्लाइकोजन और सेल्युलोज सभी ग्लूकोज बहुलक होने के बावजूद इतने भिन्न क्यों हैं?
• आणविक पहचान में कार्बोहाइड्रेट की क्या भूमिकाएँ हैं?

Key theories

ग्लाइकेन कोड

मोनोसैकेराइड, लिंकेज स्थिति और शाखाकरण की विविधता ग्लाइकन को अत्यधिक सूचना क्षमता प्रदान करती है, जिससे कार्बोहाइड्रेट कार्बोहाइड्रेट-बाध्यकारी प्रोटीन द्वारा पढ़े जाने वाले पहचान चिह्नक के रूप में कार्य कर सकते हैं।

Mechanisms

विलयन में, शर्करा खुली-श्रृंखला और चक्रीय हेमीएसिटल रूपों के बीच साम्यावस्था में रहती हैं, जिससे नए त्रिविम केंद्र पर अल्फा और बीटा एनोमर उत्पन्न होते हैं। शर्करा ग्लाइकोसिडिक बंधों के माध्यम से संघनित होती हैं जिनकी त्रिविम रसायन और स्थिति बहुलक के आकार को निर्धारित करती है: अल्फा-1,4 लिंकेज स्टार्च और ग्लाइकोजन की कुंडलित, पचने योग्य श्रृंखलाएं देते हैं, जबकि बीटा-1,4 लिंकेज सेल्युलोज के सीधे, हाइड्रोजन-बंधित रेशे देते हैं। प्रोटीन और लिपिड से ग्लाइकन का जुड़ाव ग्लाइकोकॉन्जुगेट्स बनाता है जो पहचान में मध्यस्थता करते हैं।

Clinical relevance

कार्बोहाइड्रेट रसायन ग्लाइकोसाइंस (glycoscience), जैवबहुलक सामग्री (biopolymer materials), और कोशिका-सतह पहचान के अध्ययन के लिए केंद्रीय है; यह रासायनिक जीव विज्ञान का एक मुख्य क्षेत्र है। उपचार वर्णनात्मक और गैर-निर्धारक है।

History

फिशर ने शर्करा के विन्यास निर्धारित किए और अपने नाम वाली प्रक्षेपण विधि प्रस्तुत की; हॉवर्थ ने चक्रीय रूपों का वर्णन किया; और शर्करा न्यूक्लियोटाइड और ग्लाइकोबायोलॉजी पर बाद के कार्यों ने कार्बोहाइड्रेट की जैवसंश्लेषक और पहचान भूमिकाओं का खुलासा किया।

Key figures

• Emil Fischer
• Walter Haworth
• Luis Leloir

Seminal works

• nelson2021
• varki2017

Frequently asked questions

एपिमर और एनोमर में क्या अंतर है?

एपिमर अणु में कहीं और एक त्रिविम केंद्र पर विन्यास में भिन्न होते हैं, जबकि एनोमर एक विशेष मामला है जो विशेष रूप से एनोमेरिक कार्बन पर भिन्न होते हैं जो शर्करा के चक्रीय होने पर बनता है।

मनुष्य स्टार्च को पचा सकते हैं लेकिन सेल्युलोज को क्यों नहीं?

मानव एंजाइम स्टार्च के अल्फा-1,4 ग्लाइकोसिडिक बंधों को हाइड्रोलाइज करते हैं लेकिन सेल्युलोज के बीटा-1,4 बंधों को नहीं, इसलिए सेल्युलोज आहार फाइबर के रूप में काफी हद तक अक्षुण्ण रहता है।