एंजाइम उत्प्रेरण क्रियाविधि
एंजाइम एक सटीक संगठित सक्रिय स्थल पर रासायनिक रणनीतियों के एक छोटे समूह के संयोजन से प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं, जिससे प्रतिक्रिया की संक्रमण अवस्था को स्थिर करके सक्रियण ऊर्जा कम होती है।
Definition
उत्प्रेरक क्रियाविधि वह चरणबद्ध रासायनिक मार्ग है जिसके द्वारा एक एंजाइम अपने सक्रिय स्थल पर सब्सट्रेट को उत्पाद में परिवर्तित करता है, जिसमें विशिष्ट अवशेष, कोफ़ैक्टर और मध्यवर्ती अवस्थाएँ शामिल हैं जो सक्रियण की मुक्त ऊर्जा को कम करती हैं।
Scope
यह विषय उत्प्रेरण की रासायनिक रणनीतियों—अम्ल-क्षार, सहसंयोजक, धातु-आयन और इलेक्ट्रोस्टैटिक उत्प्रेरण, साथ ही निकटता और अभिविन्यास प्रभाव और संक्रमण-अवस्था स्थिरीकरण—को शामिल करता है, जिसे सेरीन प्रोटीज उत्प्रेरक त्रय जैसे क्लासिक क्रियाविधियों और कोफ़ैक्टर तथा कोएंजाइम की भूमिका से समझाया गया है।
Core questions
- एंजाइम प्रतिक्रियाओं को तेज करने के लिए किन रासायनिक रणनीतियों का उपयोग करते हैं?
- संक्रमण-अवस्था स्थिरीकरण एंजाइमी दर वृद्धि की व्याख्या कैसे करता है?
- सेरीन प्रोटीज उत्प्रेरक त्रय सहसंयोजक और सामान्य अम्ल-क्षार उत्प्रेरण को कैसे दर्शाता है?
- कई एंजाइमों को कोफ़ैक्टर या कोएंजाइम की आवश्यकता क्यों होती है?
Key theories
- प्रेरित फिट
- कोशलैंड ने प्रस्तावित किया कि सब्सट्रेट बंधन एंजाइम में एक संरूपणात्मक परिवर्तन को प्रेरित करता है जो उत्प्रेरक समूहों को उत्पादक संरेखण में लाता है, जिससे स्थिर लॉक-एंड-की चित्र को परिष्कृत किया जाता है और विशिष्टता तथा अनुत्पादक उत्प्रेरण से बचाव दोनों की व्याख्या की जाती है।
- संक्रमण-अवस्था स्थिरीकरण
- एंजाइम सब्सट्रेट की तुलना में संक्रमण अवस्था को अधिक कसकर बांधते हैं; विभेदक बंधन ऊर्जा को कम सक्रियण बाधा में परिवर्तित किया जाता है, जो उत्प्रेरक शक्ति की केंद्रीय एकीकृत व्याख्या है।
Mechanisms
सेरीन प्रोटीज में, एक Ser–His–Asp उत्प्रेरक त्रय सहसंयोजक उत्प्रेरण को सक्षम बनाता है: हिस्टिडीन सेरीन हाइड्रॉक्सिल को डीप्रोटोनेट करने के लिए एक सामान्य क्षार के रूप में कार्य करता है, जो सब्सट्रेट कार्बोनिल पर हमला करके एक सहसंयोजक एसिल-एंजाइम मध्यवर्ती बनाता है जिसे ऑक्सीएनियन होल द्वारा स्थिर किया जाता है, जबकि एस्पार्टेट हिस्टिडीन को उन्मुख और ध्रुवीकृत करता है। यह एकल उदाहरण सहसंयोजक, सामान्य अम्ल-क्षार और इलेक्ट्रोस्टैटिक उत्प्रेरण को जोड़ता है, वही उपकरण एंजाइम विभिन्न संयोजनों में उपयोग करते हैं।
Clinical relevance
क्रियाविधिगत समझ संक्रमण-अवस्था-एनालॉग अवरोधकों और इंजीनियर उत्प्रेरकों के डिजाइन का मार्गदर्शन करती है जिनका उपयोग पूरे रसायन विज्ञान में किया जाता है। यहाँ की सामग्री क्रियाविधि का वर्णन करती है और गैर-निर्धारक है।
History
पॉलिंग का मध्य-शताब्दी का प्रस्ताव कि एंजाइम संक्रमण अवस्थाओं के पूरक होते हैं, ने आधुनिक सोच को आकार दिया; कोशलैंड के 1958 के प्रेरित-फिट सिद्धांत ने विशिष्टता को संबोधित किया; और 1960 के दशक के अंत में काइमोट्रिप्सिन पर क्रिस्टलोग्राफिक कार्य ने एक उत्प्रेरक त्रय की क्रिया का पहला विस्तृत परमाणु चित्र दिया।
Key figures
- Daniel Koshland
- Linus Pauling
- David Blow
- William Lipscomb
Related topics
Seminal works
- koshland1958
- blow1969
- nelson2021
Frequently asked questions
- कोएंजाइम क्या है?
- कोएंजाइम एक छोटा कार्बनिक अणु है, जो अक्सर एक विटामिन से प्राप्त होता है, जिसकी एक एंजाइम को उत्प्रेरण करने के लिए आवश्यकता होती है, अक्सर प्रतिक्रिया के दौरान रासायनिक समूहों या इलेक्ट्रॉनों को ले जाकर।
- क्या एंजाइम किसी प्रतिक्रिया के संतुलन को बदलते हैं?
- नहीं; एक एंजाइम दोनों दिशाओं में सक्रियण बाधा को समान रूप से कम करके संतुलन तक पहुंचने की गति को बढ़ाता है, लेकिन यह संतुलन की स्थिति या समग्र मुक्त-ऊर्जा परिवर्तन को नहीं बदलता है।