शरीर के जैव रासायनिक वातावरण को बनाने वाले लाखों प्रकार के अणुओं में से हजारों ऐसे हैं जो सूचनात्मक भूमिका निभाते हैं। भले ही हम उन पदार्थों पर विचार नहीं करते हैं जिन्हें शरीर पर्यावरण में छोड़ता है, खुद को अन्य जीवित प्राणियों से संचारित करता है: साथी आदिवासी, दुश्मन और पीड़ित, अणुओं की एक विशाल विविधता को जैविक रूप से विभिन्न वर्गों में वर्गीकृत किया जा सकता है सक्रिय पदार्थ(संक्षिप्त रूप में बीएएस), शरीर के तरल मीडिया में प्रसारित होता है और इस या उस जानकारी को केंद्र से परिधि तक, एक कोशिका से दूसरे कोशिका तक, या परिधि से केंद्र तक प्रसारित करता है। संरचना और रासायनिक संरचना की विविधता के बावजूद, ये सभी अणु किसी न किसी तरह से शरीर की विशिष्ट कोशिकाओं द्वारा की जाने वाली चयापचय प्रक्रियाओं को सीधे प्रभावित करते हैं।

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के शारीरिक विनियमन के लिए सबसे महत्वपूर्ण मध्यस्थ, हार्मोन, एंजाइम और विटामिन हैं।

मध्यस्थों - ये गैर-प्रोटीन प्रकृति के पदार्थ हैं, जिनकी संरचना अपेक्षाकृत सरल है और आणविक भार कम है। वे वहां प्राप्त अगले तंत्रिका आवेग के प्रभाव में तंत्रिका कोशिकाओं के अंत से जारी होते हैं (विशेष पुटिकाओं से जिसमें वे तंत्रिका आवेगों के बीच अंतराल में जमा होते हैं)। तंत्रिका फाइबर झिल्ली के विध्रुवण से परिपक्व पुटिका टूट जाती है, और ट्रांसमीटर की बूंदें सिनैप्टिक फांक में प्रवेश कर जाती हैं। सिनैप्स दो तंत्रिका तंतुओं या एक तंत्रिका तंतु का दूसरे ऊतक की कोशिका के साथ जंक्शन है। यद्यपि सिग्नल तंत्रिका फाइबर के साथ विद्युत रूप से प्रसारित होता है, पारंपरिक धातु के तारों के विपरीत, तंत्रिका फाइबर को यांत्रिक रूप से एक दूसरे से नहीं जोड़ा जा सकता है: एक आवेग को इस तरह से प्रसारित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि तंत्रिका फाइबर आवरण एक कंडक्टर नहीं है, बल्कि एक इन्सुलेटर है। इस अर्थ में, तंत्रिका फाइबर एक तार की तरह कम और विद्युत इन्सुलेटर की एक परत से घिरे केबल की तरह अधिक होता है। इसीलिए एक रासायनिक मध्यस्थ की आवश्यकता होती है। यह भूमिका मध्यस्थ अणु द्वारा सटीक रूप से निभाई जाती है। एक बार सिनैप्टिक फांक में, ट्रांसमीटर पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर कार्य करता है, जिससे इसके ध्रुवीकरण में स्थानीय परिवर्तन होता है, और इस प्रकार कोशिका में एक विद्युत आवेग उत्पन्न होता है जिसमें उत्तेजना को स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। अक्सर, एसिटाइलकोलाइन, एड्रेनालाईन, नॉरपेनेफ्रिन, डोपामाइन और गामा-एमिनोब्यूट्रिक एसिड (जीएबीए) के अणु मानव शरीर में मध्यस्थ के रूप में कार्य करते हैं। जैसे ही पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर मध्यस्थ की क्रिया पूरी हो जाती है, मध्यस्थ अणु विशेष एंजाइमों की मदद से नष्ट हो जाता है जो इस कोशिका जंक्शन पर लगातार मौजूद होते हैं, इस प्रकार पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली के अतिउत्तेजना को रोकते हैं और, तदनुसार, जिन कोशिकाओं पर सूचनात्मक प्रभाव डाला जाता है। यही कारण है कि प्रीसिनेप्टिक झिल्ली तक पहुंचने वाला एक आवेग पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली में एक एकल आवेग उत्पन्न करता है। प्रीसिनेप्टिक झिल्ली में ट्रांसमीटर भंडार की कमी कभी-कभी तंत्रिका आवेगों के संचालन में गड़बड़ी पैदा कर सकती है।

हार्मोन - शरीर के अन्य अंगों और प्रणालियों की गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए अंतःस्रावी ग्रंथियों द्वारा उत्पादित उच्च आणविक भार पदार्थ।

उनकी रासायनिक संरचना के अनुसार, हार्मोन विभिन्न वर्गों के हो सकते हैं। कार्बनिक यौगिक, आणविक आकार में काफी भिन्न (तालिका 13)। रासायनिक संरचनाहार्मोन लक्ष्य कोशिकाओं के साथ अपनी बातचीत के तंत्र को निर्धारित करता है।

हार्मोन दो प्रकार के हो सकते हैं - प्रत्यक्ष अभिनय या ट्रोपिक। पूर्व सीधे दैहिक कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं, उनकी चयापचय स्थिति को बदलते हैं और उनकी कार्यात्मक गतिविधि को बदलते हैं। उत्तरार्द्ध का उद्देश्य अन्य अंतःस्रावी ग्रंथियों को प्रभावित करना है, जिसमें ट्रॉपिक हार्मोन के प्रभाव में, अपने स्वयं के हार्मोन का उत्पादन, जो आमतौर पर सीधे दैहिक कोशिकाओं पर कार्य करता है, तेज या धीमा हो जाता है।

शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी

राज्य शिक्षण संस्थान

उच्च व्यावसायिक शिक्षा "पर्म स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी" रसायन विज्ञान और जैव प्रौद्योगिकी विभाग

जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों का रसायन

पूर्णकालिक छात्रों के लिए व्याख्यान नोट्स

विशेषता 070100 "जैव प्रौद्योगिकी"

पब्लिशिंग हाउस

पर्म राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय

द्वारा संकलित: पीएच.डी. बायोल. विज्ञान एल.वी. अनिकिना

आलोचक

पीएच.डी. रसायन. विज्ञान, एसोसिएट प्रोफेसर आई.ए. टोलमाचेवा

(पर्म स्टेट यूनिवर्सिटी)

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन/कॉम्प. एल.वी. अनिकिना - पर्म: पर्म पब्लिशिंग हाउस। राज्य तकनीक. विश्वविद्यालय, 2009. - 109 पी।

पाठ्यक्रम कार्यक्रम "जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान" पर व्याख्यान नोट्स प्रस्तुत किए गए हैं।

550800 "रासायनिक प्रौद्योगिकी और जैव प्रौद्योगिकी", विशेषता 070100 "जैव प्रौद्योगिकी" दिशा में पूर्णकालिक छात्रों के लिए इरादा।

© उच्च व्यावसायिक शिक्षा के राज्य शैक्षिक संस्थान

"पर्म राज्य

तकनीकी विश्वविद्यालय", 2009

परिचय…………………………………………………………………………..4

व्याख्यान 1. जीवित चीजों के रासायनिक घटक…………………………………….7

व्याख्यान 2. कार्बोहाइड्रेट्स…………………………………………………………12

व्याख्यान 3. लिपिड…………………………………………………………..20

व्याख्यान 4. अमीनो एसिड………………………………………………..35

व्याख्यान 5. प्रोटीन……………………………………………………..43

व्याख्यान 6. प्रोटीन के गुण……………………………………………………57

व्याख्यान 7. सरल और जटिल प्रोटीन………………………………………………61

व्याख्यान 8. न्यूक्लिक एसिड और न्यूक्लियोप्रोटीन………………………….72

व्याख्यान 9. एंजाइम्स…………………………………………………….85

व्याख्यान 10. एंजाइमों का वर्गीकरण…………………………………………………… 94

परिचय

जैव प्रौद्योगिकी में विशेषज्ञों को प्रशिक्षण देते समय, सबसे महत्वपूर्ण बुनियादी विषय जैव रसायन, कार्बनिक रसायन और जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन हैं। ये विषय जैव प्रौद्योगिकी का मूल आधार बनाते हैं, जिसका विकास हमारे समय की ऊर्जा, चारा और खाद्य संसाधनों, पर्यावरण संरक्षण और मानव स्वास्थ्य के प्रावधान जैसी प्रमुख सामाजिक समस्याओं के समाधान से जुड़ा है।

दिशा 550800 "रासायनिक प्रौद्योगिकी और जैव प्रौद्योगिकी", विशेषता 070100 "जैव प्रौद्योगिकी" में बुनियादी शैक्षिक कार्यक्रमों की अनिवार्य न्यूनतम सामग्री के लिए उच्च व्यावसायिक शिक्षा के राज्य मानक की आवश्यकताओं के अनुसार, अनुशासन "जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान" में निम्नलिखित शामिल हैं उपदेशात्मक इकाइयाँ: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड एसिड, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, कम आणविक भार बायोरेगुलेटर और एंटीबायोटिक दवाओं की संरचना और स्थानिक संगठन; एंजाइम, एंटीबॉडी, संरचनात्मक प्रोटीन की अवधारणा; एंजाइमैटिक कटैलिसीस।

"जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान" अनुशासन को पढ़ाने का उद्देश्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की संरचना और कामकाज की बुनियादी बातों, एंजाइमी उत्प्रेरण के बारे में छात्रों के विचारों को तैयार करना है।

"जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान" विषय पर व्याख्यान "सामान्य रसायन विज्ञान", "अकार्बनिक रसायन विज्ञान", "भौतिक रसायन विज्ञान", "विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान" और "समन्वय यौगिकों के रसायन विज्ञान" पाठ्यक्रमों के छात्रों के ज्ञान पर आधारित हैं। इस अनुशासन के प्रावधानों का उपयोग "बायोकैमिस्ट्री", "माइक्रोबायोलॉजी", "बायोटेक्नोलॉजी" पाठ्यक्रमों के आगे के अध्ययन के लिए किया जाता है।

प्रस्तावित व्याख्यान नोट्स में "जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान" पाठ्यक्रम में पढ़ाए जाने वाले निम्नलिखित विषय शामिल हैं:

कार्बोहाइड्रेट, वर्गीकरण, रासायनिक संरचना और जैविक भूमिका, कार्बोहाइड्रेट की रासायनिक प्रतिक्रियाएं। मोनोसैकेराइड, डिसैकराइड, पॉलीसैकेराइड।

लिपिड. रासायनिक संरचना, लिपिड और उनके डेरिवेटिव के जैविक कार्यों द्वारा वर्गीकरण - विटामिन, हार्मोन, बायोरेगुलेटर।

अमीनो एसिड, सामान्य सूत्र, वर्गीकरण और जैविक भूमिका। अमीनो एसिड के भौतिक रासायनिक गुण। प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड, जैविक रूप से सक्रिय अणुओं के अग्रदूत के रूप में अमीनो एसिड - कोएंजाइम, पित्त अम्ल, न्यूरोट्रांसमीटर, हार्मोन, हिस्टोहोर्मोन, एल्कलॉइड और कुछ एंटीबायोटिक्स।

प्रोटीन, मौलिक संरचना और प्रोटीन के कार्य। प्रोटीन की प्राथमिक संरचना. पेप्टाइड बंधन के लक्षण. प्रोटीन द्वितीयक संरचना: α-हेलिक्स और β-शीट। सुपरसेकेंडरी प्रोटीन संरचना, प्रोटीन विकास का डोमेन सिद्धांत। प्रोटीन की तृतीयक संरचना और इसे स्थिर करने वाले बंधन। तंतुमय और गोलाकार प्रोटीन की अवधारणा। प्रोटीन की चतुर्धातुक संरचना.

प्रोटीन के भौतिक-रासायनिक और जैविक गुण। विकृतीकरण। संरक्षक।

सरल प्रोटीन: हिस्टोन, प्रोटामाइन, प्रोलामिन, ग्लूटिन, एल्ब्यूमिन, ग्लोब्युलिन, स्क्लेरोप्रोटीन, टॉक्सिन।

जटिल प्रोटीन: क्रोमोप्रोटीन, मेटालोप्रोटीन, लिपोप्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन, प्रोटीयोग्लाइकेन्स, न्यूक्लियोप्रोटीन।

न्यूक्लिक एसिड, कोशिका में जैविक भूमिका। नाइट्रोजन आधार, न्यूक्लियोसाइड, न्यूक्लियोटाइड, डीएनए और आरएनए के पॉलीन्यूक्लियोटाइड। आरएनए के प्रकार. डीएनए की स्थानिक संरचना, क्रोमैटिन में डीएनए संघनन का स्तर।

जैविक उत्प्रेरक के रूप में एंजाइम, गैर-प्रोटीन उत्प्रेरक से उनका अंतर। सरल और जटिल एंजाइम. एंजाइम की सक्रिय साइट. एंजाइमों की क्रिया का तंत्र, सक्रियण ऊर्जा में कमी, एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स का निर्माण, बंधन विरूपण का सिद्धांत, एसिड-बेस और सहसंयोजक उत्प्रेरक। एंजाइम आइसोफॉर्म। मल्टीएंजाइम सिस्टम।

सेलुलर स्तर पर एंजाइम गतिविधि का विनियमन: सीमित प्रोटियोलिसिस, आणविक एकत्रीकरण, रासायनिक संशोधन, एलोस्टेरिक निषेध। निषेध के प्रकार: प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय, प्रतिस्पर्धी और गैर-प्रतिस्पर्धी। एंजाइम सक्रियकर्ता और अवरोधक।

एंजाइमों का नामकरण. एंजाइमों का अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण।

ऑक्सीडोरडक्टेस: एनएडी-निर्भर डिहाइड्रोजनेज, फ्लेविन-निर्भर डिहाइड्रोजनेज, क्विनोन, साइटोक्रोम सिस्टम, ऑक्सीडेज।

स्थानांतरण: फॉस्फोट्रांसफेरेज, एसाइलट्रांसफेरेज और कोएंजाइम ए, पाइरिडोक्सल फॉस्फेट का उपयोग करने वाले एमिनोट्रांसफेरेज, सी 1-ट्रांसफरेज़ जिसमें कोएंजाइम के रूप में सक्रिय रूप होते हैं फोलिक एसिडऔर सायनोकोबालामिन, एक ग्लाइकोसिलट्रांसफेरेज़।

हाइड्रॉलेज़: एस्टरेज़, फॉस्फेटेस, ग्लाइकोसिडेस, पेप्टिडेज़, एमिडेज़।

लाइसेज़: कोएंजाइम, एल्डोलेज़, हाइड्रैटेस, डेमिनमिनस, सिंथेस के रूप में थियामिन पाइरोफॉस्फेट का उपयोग करके डीकार्बोक्सिलेज़।

आइसोमेरेज़: हाइड्रोजन, फॉस्फेट और एसाइल समूहों का स्थानांतरण, दोहरे बंधनों की गति, स्टीरियोइसोमेरेज़।

लिगैसेस: एटीपी, कार्बोक्सिलेज के संश्लेषण और टूटने के बीच संबंध और कार्बोक्सीबायोटिन, एसाइल-कोएंजाइम ए सिंथेटेस की भूमिका।

व्याख्यान नोट्स के अंत में साहित्य की एक सूची है जिसका उपयोग "जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के रसायन विज्ञान" पाठ्यक्रम में सफलतापूर्वक महारत हासिल करने के लिए किया जाना चाहिए।

निरर्थक मेटाबोलाइट्स .

विशिष्ट मेटाबोलाइट्स :

ए)। ऊतक हार्मोन (पैराहोर्मोन);

बी)। सच्चे हार्मोन.

निरर्थक मेटाबोलाइट्स- महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रिया में और जैविक गतिविधि (सीओ 2, लैक्टिक एसिड) रखने वाली किसी भी कोशिका द्वारा उत्पादित चयापचय उत्पाद।

विशिष्ट मेटाबोलाइट्स- कुछ विशिष्ट प्रकार की कोशिकाओं द्वारा उत्पादित अपशिष्ट उत्पाद, जिनमें जैविक गतिविधि और क्रिया की विशिष्टता होती है:

ए) ऊतक हार्मोन- विशेष कोशिकाओं द्वारा उत्पादित बीएएस का प्रभाव मुख्य रूप से उत्पादन स्थल पर होता है।

बी) सच्चे हार्मोन- अंतःस्रावी ग्रंथियों द्वारा निर्मित

न्यूरोह्यूमोरल विनियमन के विभिन्न स्तरों पर जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की भागीदारी:

मैं लेवल करता हूं : स्थानीय या स्थानीय विनियमनहास्य कारकों द्वारा प्रदान किया गया : ज्यादातर - गैर विशिष्ट मेटाबोलाइट्सऔर कुछ हद तक - विशिष्ट मेटाबोलाइट्स (ऊतक हार्मोन)।

विनियमन का द्वितीय स्तर : क्षेत्रीय (अंग)।ऊतक हार्मोन.

लेवल III - इंटरऑर्गन, इंटरसिस्टम विनियमन।हास्य विनियमन का प्रतिनिधित्व किया जाता है एंडोक्रिन ग्लैंड्स।

स्तर IV. संपूर्ण जीव स्तर.घबराया हुआ और हास्य विनियमनव्यवहार विनियमन के इस स्तर पर अधीनस्थ हैं।

किसी भी स्तर पर नियामक प्रभाव कई कारकों द्वारा निर्धारित होता है:

मात्राजैविक रूप से सक्रिय पदार्थ;

2. मात्रारिसेप्टर्स;

3. संवेदनशीलतारिसेप्टर्स।

इसकी बारी मेंसंवेदनशीलता निर्भर करती है:

ए)। से कार्यात्मक अवस्थाकोशिकाएँ;

बी)। सूक्ष्म पर्यावरण की स्थिति (पीएच, आयन सांद्रता, आदि) पर;

वी). परेशान करने वाले कारक के संपर्क की अवधि पर।

स्थानीय विनियमन (विनियमन का 1 स्तर)

बुधवारहै ऊतकों का द्रव। मुख्य कारक:

रचनात्मक संबंध.

2. निरर्थक मेटाबोलाइट्स.

रचनात्मक संबंध- मैक्रोमोलेक्यूल्स की कोशिकाओं के बीच आदान-प्रदान जो सेलुलर प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी ले जाता है, जिससे ऊतक कोशिकाएं सहकारी रूप से कार्य कर पाती हैं। यह नियमन के सबसे विकासवादी पुराने तरीकों में से एक है।

कीलोंस- पदार्थ जो रचनात्मक संबंध प्रदान करते हैं। वे सरल प्रोटीन या ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं जो कोशिका विभाजन और डीएनए संश्लेषण को प्रभावित करते हैं। रचनात्मक संबंधों का उल्लंघनयह कई बीमारियों (ट्यूमर वृद्धि) के साथ-साथ उम्र बढ़ने की प्रक्रिया का भी कारण हो सकता है।

निरर्थक मेटाबोलाइट्स -सीओ 2, लैक्टिक एसिड - कोशिकाओं के पड़ोसी समूहों पर गठन स्थल पर कार्य करता है।

क्षेत्रीय (अंग) विनियमन (विनियमन का दूसरा स्तर)

1. निरर्थक मेटाबोलाइट्स,

2. विशिष्ट मेटाबोलाइट्स (ऊतक हार्मोन)।

ऊतक हार्मोन प्रणाली

पदार्थ	पीढ़ी का स्थान	प्रभाव
सेराटोनिन	आंतों का म्यूकोसा (एंटरोक्रोमैफिन ऊतक), मस्तिष्क, प्लेटलेट्स	सीएनएस मध्यस्थ, वैसोकॉन्स्ट्रिक्टर प्रभाव, संवहनी-प्लेटलेट हेमोस्टेसिस
prostaglandins	एराकिडोनिक और लिनोलेनिक एसिड, शरीर के ऊतकों का व्युत्पन्न	वासोमोटर प्रभाव, और विस्तारक और अवरोधक प्रभाव, बढ़ता है गर्भाशय संकुचन, पानी और सोडियम के उत्सर्जन को बढ़ाता है, पेट द्वारा एंजाइम और एचसीएल के स्राव को कम करता है
ब्रैडीकाइनिन	पेप्टाइड, रक्त प्लाज्मा, लार ग्रंथियां, फेफड़े	वासोडिलेटर प्रभाव, संवहनी पारगम्यता बढ़ाता है
acetylcholine	मस्तिष्क, गैन्ग्लिया, न्यूरोमस्कुलर जंक्शन	रक्त वाहिकाओं की चिकनी मांसपेशियों को आराम देता है, हृदय संकुचन को कम करता है
हिस्टामिन	हिस्टिडाइन व्युत्पन्न, पेट और आंत, त्वचा, मस्तूल कोशिकाओं, बेसोफिल्स	दर्द रिसेप्टर्स का मध्यस्थ, सूक्ष्मवाहिकाओं को फैलाता है, गैस्ट्रिक ग्रंथियों के स्राव को बढ़ाता है
एंडोर्फिन, एनकेफेलिन्स	दिमाग	एनाल्जेसिक और अनुकूली प्रभाव
गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल हार्मोन	में उत्पादित होते हैं विभिन्न विभागजठरांत्र पथ	स्राव, गतिशीलता और अवशोषण प्रक्रियाओं के नियमन में भाग लें

जैविक विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर वी. एम. शुकुमातोव;

उप महानिदेशकसवालों पर

RUE "बेल्मेडप्रैपरटी" का अभिनव विकास

तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार टी. वी. ट्रूखचेवा

लियोन्टीव, वी.एन.

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान: पूर्णकालिक और अंशकालिक शिक्षा / वी.एन. लियोन्टीव, ओ.एस. इग्नाटोवेट्स की विशेषता 1-48 02 01 "जैव प्रौद्योगिकी" के छात्रों के लिए व्याख्यान ग्रंथों का एक इलेक्ट्रॉनिक पाठ्यक्रम। - मिन्स्क: बीएसटीयू, 2013. - 129 पी।

व्याख्यान ग्रंथों का इलेक्ट्रॉनिक पाठ्यक्रम जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों (प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, विटामिन, एंटीबायोटिक्स, आदि) के मुख्य वर्गों की संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं और रासायनिक गुणों के लिए समर्पित है। यौगिकों के सूचीबद्ध वर्गों के रासायनिक संश्लेषण और संरचनात्मक विश्लेषण के तरीके, उनके गुण और प्रभाव जैविक प्रणाली, साथ ही प्रकृति में वितरण।

विषय 1. परिचय	4
विषय 2. प्रोटीन और पेप्टाइड्स। प्रोटीन और पेप्टाइड्स की प्राथमिक संरचना
विषय 3. प्रोटीन और पेप्टाइड्स का संरचनात्मक संगठन। चयन के तरीके
विषय 4. प्रोटीन और पेप्टाइड्स का रासायनिक संश्लेषण और रासायनिक संशोधन
विषय 5. एंजाइम	45
विषय 6. कुछ जैविक रूप से महत्वपूर्ण प्रोटीन	68
विषय 7. न्यूक्लिक एसिड की संरचना	76
विषय 8. कार्बोहाइड्रेट और कार्बोहाइड्रेट युक्त बायोपॉलिमर की संरचना
विषय 9. लिपिड की संरचना, गुण और रासायनिक संश्लेषण	104
विषय 10. स्टेरॉयड	117
विषय 11. विटामिन	120
विषय 12. औषध विज्ञान का परिचय. फार्माकोकाइनेटिक्स	134
विषय 13. मलेरिया रोधी औषधियाँ	137
विषय 14. मध्य को प्रभावित करने वाले साधन तंत्रिका तंत्र
विषय 15. सल्फोनामाइड औषधियाँ	144
विषय 16. एंटीबायोटिक्स	146
ग्रन्थसूची	157

विषय 1. परिचय
जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान जीवित पदार्थ के सबसे महत्वपूर्ण घटकों, मुख्य रूप से बायोपॉलिमर और कम-आणविक बायोरेगुलेटर की संरचना और जैविक कार्यों का अध्ययन करता है, जो संरचना और जैविक क्रिया के बीच संबंधों के पैटर्न को स्पष्ट करने पर ध्यान केंद्रित करता है। मूलतः यह रासायनिक आधार है आधुनिक जीवविज्ञान. जीव जगत के रसायन विज्ञान की मूलभूत समस्याओं का विकास करके, जैव-कार्बनिक रसायन व्यावहारिक रूप से प्राप्त करने की समस्याओं को हल करने में योगदान देता है महत्वपूर्ण औषधियाँचिकित्सा, कृषि और कई उद्योगों के लिए।

अध्ययन की वस्तुएँ:प्रोटीन और पेप्टाइड्स, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, मिश्रित बायोपॉलिमर - ग्लाइकोप्रोटीन, न्यूक्लियोप्रोटीन, लिपोप्रोटीन, ग्लाइकोलिपिड, आदि; एल्कलॉइड्स, टेरपेनोइड्स, विटामिन, एंटीबायोटिक्स, हार्मोन, प्रोस्टाग्लैंडीन, विकास पदार्थ, फेरोमोन, विषाक्त पदार्थ, साथ ही सिंथेटिक दवाएं, कीटनाशक, आदि।

तलाश पद्दतियाँ:मुख्य शस्त्रागार में विधियाँ शामिल हैं कार्बनिक रसायन विज्ञानहालाँकि, संरचनात्मक और कार्यात्मक समस्याओं को हल करने के लिए, विभिन्न भौतिक, भौतिक रासायनिक, गणितीय और जैविक तरीके.

मुख्य लक्ष्य:क्रिस्टलीकरण, आसवन, विभिन्न प्रकार की क्रोमैटोग्राफी, वैद्युतकणसंचलन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन, अल्ट्रासेंट्रीफ्यूजेशन, काउंटरकरंट वितरण, आदि का उपयोग करके अध्ययन किए गए यौगिकों को एक व्यक्तिगत अवस्था में अलग करना; मास स्पेक्ट्रोमेट्री, विभिन्न प्रकार की ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी (आईआर, यूवी, लेजर, आदि), एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण, परमाणु चुंबकीय अनुनाद, इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक का उपयोग करके कार्बनिक और भौतिक-कार्बनिक रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण के आधार पर स्थानिक संरचना सहित संरचना की स्थापना कंप्यूटर गणना के साथ संयोजन में अनुनाद, ऑप्टिकल फैलाव रोटेशन और परिपत्र द्वैतवाद, तेज गतिकी विधियां, आदि; संरचना की पुष्टि करने, संरचना और जैविक कार्य के बीच संबंध को स्पष्ट करने और व्यावहारिक रूप से मूल्यवान दवाएं प्राप्त करने के लिए अध्ययन किए गए यौगिकों का रासायनिक संश्लेषण और रासायनिक संशोधन, जिसमें पूर्ण संश्लेषण, एनालॉग्स और डेरिवेटिव का संश्लेषण शामिल है; परिणामी यौगिकों का जैविक परीक्षण कृत्रिम परिवेशीयऔर विवो में.

जैव अणुओं में सबसे आम कार्यात्मक समूह:

हाइड्रॉक्सिल (अल्कोहल)	अमीनो समूह (एमीन)
एल्डीहाइडिक (एल्डिहाइड)	अमाइड (एमाइड)
कार्बोनिल (कीटोन्स)	एस्टर
कार्बोज़ाइलिक तेजाब)	ईथर का
सल्फहाइड्रिल (थिओल्स)	मिथाइल
डाइसल्फ़ाइड	एथिल
फास्फेट	फिनाइल
गुआनिडाइन	imidazole

विषय 2. प्रोटीन और पेप्टाइड्स. प्रोटीन और पेप्टाइड्स की प्राथमिक संरचना
गिलहरी- अमीनो एसिड अवशेषों से निर्मित उच्च आणविक भार बायोपॉलिमर। प्रोटीन का आणविक भार 6,000 से 2,000,000 Da तक होता है। यह प्रोटीन ही हैं जो पीढ़ी-दर-पीढ़ी प्रसारित आनुवंशिक जानकारी का उत्पाद हैं और कोशिका में सभी जीवन प्रक्रियाओं को अंजाम देते हैं। इन आश्चर्यजनक रूप से विविध पॉलिमर में कुछ सबसे महत्वपूर्ण और बहुमुखी सेलुलर कार्य हैं।

प्रोटीन को विभाजित किया जा सकता है:
1) संरचना द्वारा : सरल प्रोटीन अमीनो एसिड अवशेषों से निर्मित होते हैं और, हाइड्रोलिसिस पर, केवल मुक्त अमीनो एसिड या उनके डेरिवेटिव में विघटित होते हैं।

जटिल प्रोटीनदो-घटक प्रोटीन होते हैं जिनमें एक साधारण प्रोटीन और एक गैर-प्रोटीन घटक होता है जिसे कृत्रिम समूह कहा जाता है। जटिल प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस के दौरान, मुक्त अमीनो एसिड के अलावा, एक गैर-प्रोटीन भाग या उसके टूटने वाले उत्पाद बनते हैं। उनमें धातु आयन (मेटालोप्रोटीन), वर्णक अणु (क्रोमोप्रोटीन) हो सकते हैं, वे अन्य अणुओं (लिपो-, न्यूक्लियो-, ग्लाइकोप्रोटीन) के साथ कॉम्प्लेक्स बना सकते हैं, और सहसंयोजक रूप से अकार्बनिक फॉस्फेट (फॉस्फोप्रोटीन) को भी बांध सकते हैं;

2. जल घुलनशीलता:

- पानी में घुलनशील,

– नमक में घुलनशील,

– शराब में घुलनशील,

– अघुलनशील;

3. किये गये कार्य : प्रोटीन के जैविक कार्यों में शामिल हैं:

– उत्प्रेरक (एंजाइमेटिक),

- नियामक (गति को नियंत्रित करने की क्षमता रासायनिक प्रतिक्रिएंकोशिका में और पूरे जीव में चयापचय का स्तर),

- परिवहन (शरीर में पदार्थों का परिवहन और बायोमेम्ब्रेन के माध्यम से उनका स्थानांतरण),

- संरचनात्मक (गुणसूत्र, साइटोस्केलेटन, संयोजी, मांसपेशी, सहायक ऊतकों से बना),

- रिसेप्टर (बाह्यकोशिकीय घटकों के साथ रिसेप्टर अणुओं की बातचीत और एक विशिष्ट सेलुलर प्रतिक्रिया की शुरुआत)।

इसके अलावा, प्रोटीन सुरक्षात्मक, भंडारण, विषाक्त, सिकुड़ा हुआ और अन्य कार्य करते हैं;

4) स्थानिक संरचना के आधार पर:

- फ़ाइब्रिलर (प्रकृति द्वारा इनका उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है),

- गोलाकार (एंजाइम, एंटीबॉडी, कुछ हार्मोन, आदि)।

अमीनो एसिड, उनके गुण
अमीनो अम्लकार्बोक्जिलिक एसिड कहलाते हैं जिनमें एक अमीनो समूह और एक कार्बोक्सिल समूह होता है। प्राकृतिक अमीनो एसिड 2-एमिनोकार्बोक्सिलिक एसिड या α-एमिनो एसिड होते हैं, हालांकि β-अलैनिन, टॉरिन, γ-एमिनोब्यूट्रिक एसिड जैसे अमीनो एसिड भी होते हैं। में सामान्य मामलाα-अमीनो एसिड सूत्र इस तरह दिखता है:


α-एमिनो एसिड में दूसरे कार्बन परमाणु पर चार अलग-अलग पदार्थ होते हैं, यानी ग्लाइसिन को छोड़कर सभी α-एमिनो एसिड में एक असममित (चिरल) कार्बन परमाणु होता है और दो एनैन्टीओमर्स के रूप में मौजूद होते हैं - एल- और डी-अमीनो अम्ल। प्राकृतिक अमीनो एसिड हैं एल-पंक्ति। डी-अमीनो एसिड बैक्टीरिया और पेप्टाइड एंटीबायोटिक्स में पाए जाते हैं।

सभी अमीनो एसिड जलीय समाधानद्विध्रुवी आयनों के रूप में मौजूद हो सकते हैं, और उनका कुल आवेश माध्यम के pH पर निर्भर करता है। वह pH मान जिस पर कुल आवेश शून्य होता है, कहलाता है समविभव बिंदु. आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु पर, अमीनो एसिड एक ज़्विटरियन है, यानी इसका अमीन समूह प्रोटोनेटेड है, और इसका कार्बोक्सिल समूह अलग हो गया है। तटस्थ pH क्षेत्र में, अधिकांश अमीनो एसिड ज़्विटरियन होते हैं:


अमीनो एसिड स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित नहीं करते हैं, सुगंधित अमीनो एसिड स्पेक्ट्रम के यूवी क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित करते हैं: ट्रिप्टोफैन और टायरोसिन 280 एनएम पर, फेनिलएलनिन 260 एनएम पर।

प्रोटीन कुछ अमीनो एसिड अवशेषों या सामान्य रासायनिक समूहों की उपस्थिति के कारण कई रंग प्रतिक्रियाएं देते हैं। इन प्रतिक्रियाओं का व्यापक रूप से विश्लेषणात्मक उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है। उनमें से, सबसे प्रसिद्ध निनहाइड्रिन प्रतिक्रिया है, जो प्रोटीन, पेप्टाइड्स और अमीनो एसिड में अमीनो समूहों के मात्रात्मक निर्धारण के साथ-साथ ब्यूरेट प्रतिक्रिया की अनुमति देती है, जिसका उपयोग प्रोटीन और पेप्टाइड्स के गुणात्मक और मात्रात्मक निर्धारण के लिए किया जाता है। जब एक प्रोटीन या पेप्टाइड, लेकिन अमीनो एसिड नहीं, को क्षारीय घोल में CuSO 4 के साथ गर्म किया जाता है, तो एक बैंगनी रंग का तांबे का जटिल यौगिक बनता है, जिसकी मात्रा स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक रूप से निर्धारित की जा सकती है। अलग-अलग अमीनो एसिड के लिए रंग प्रतिक्रियाओं का उपयोग संबंधित अमीनो एसिड अवशेषों वाले पेप्टाइड्स का पता लगाने के लिए किया जाता है। आर्जिनिन के गुआनिडाइन समूह की पहचान करने के लिए, साकागुची प्रतिक्रिया का उपयोग किया जाता है - जब ए-नेफ्थॉल और सोडियम हाइपोक्लोराइट के साथ बातचीत करते हैं, तो गुआनिडाइन्स में क्षारीय वातावरणलाल रंग दो. ट्रिप्टोफैन की इंडोल रिंग का पता एर्लिच प्रतिक्रिया द्वारा लगाया जा सकता है - एच 2 एसओ 4 में पी-डाइमिथाइलैमिनो-बेंज़ाल्डिहाइड के साथ प्रतिक्रिया करने पर एक लाल-बैंगनी रंग। पाउली प्रतिक्रिया से हिस्टिडीन और टायरोसिन अवशेषों का पता चलता है, जो क्षारीय घोल में डायज़ोबेंजीन सल्फोनिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे लाल रंग का डेरिवेटिव बनता है।

अमीनो एसिड की जैविक भूमिका:

1) पेप्टाइड्स और प्रोटीन के संरचनात्मक तत्व, तथाकथित प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड। प्रोटीन में 20 अमीनो एसिड होते हैं, जो आनुवंशिक कोड द्वारा एन्कोड किए जाते हैं और अनुवाद के दौरान प्रोटीन में शामिल होते हैं, जिनमें से कुछ को फॉस्फोराइलेटेड, एसाइलेटेड या हाइड्रॉक्सिलेटेड किया जा सकता है;

2) अन्य प्राकृतिक यौगिकों के संरचनात्मक तत्व - कोएंजाइम, पित्त एसिड, एंटीबायोटिक्स;

3) सिग्नलिंग अणु। कुछ अमीनो एसिड न्यूरोट्रांसमीटर या न्यूरोट्रांसमीटर, हार्मोन और हिस्टोहोर्मोन के अग्रदूत हैं;

4) सबसे महत्वपूर्ण मेटाबोलाइट्स, उदाहरण के लिए, कुछ अमीनो एसिड पौधे एल्कलॉइड के अग्रदूत हैं, या नाइट्रोजन दाताओं के रूप में काम करते हैं, या पोषण के महत्वपूर्ण घटक हैं।

अमीनो एसिड का नामकरण, आणविक भार और पीके मान तालिका 1 में दिए गए हैं।

तालिका नंबर एक
अमीनो एसिड का नामकरण, आणविक भार और पीके मान

एमिनो एसिड	पद का नाम	मोलेकुलर वज़न	पी क 1 (−COOH)	पी क 2 (−NH3+)	पी कआर (आर-समूह)
ग्लाइसिन	ग्लाइ जी	75	2,34	9,60	−
एलनिन	अला ए	89	2,34	9,69	−
वैलिन	वैल वी	117	2,32	9,62	−
ल्यूसीन	लेउ एल	131	2,36	9,60	−
आइसोल्यूसीन	इले मैं	131	2,36	9,68	−
PROLINE	प्रो पी	115	1,99	10,96	−
फेनिलएलनिन	फे एफ	165	1,83	9,13	−
टायरोसिन	टायर वाई	181	2,20	9,11	10,07
tryptophan	टीआरपी डब्ल्यू	204	2,38	9,39	−
सेरीन	सेर एस	105	2,21	9,15	13,60
थ्रेओनीन	थ्र टी	119	2,11	9,62	13,60
सिस्टीन	सीआईएस सी	121	1,96	10,78	10,28
मेथिओनिन	एम से मुलाकात हुई	149	2,28	9,21	−
asparagine	एएसएन एन	132	2,02	8,80	−
glutamine	ग्लेन क्यू	146	2,17	9,13	−
aspartate	एएसपी डी	133	1,88	9,60	3,65
ग्लूटामेट	गोंद	147	2,19	9,67	4,25
लाइसिन	लिस के	146	2,18	8,95	10,53
arginine	आर्ग आर	174	2,17	9,04	12,48
हिस्टडीन	उनका एच	155	1,82	9,17	6,00

अमीनो एसिड पानी में घुलनशीलता में भिन्न होते हैं। यह उनकी ज़्विटरियोनिक प्रकृति के साथ-साथ रेडिकल्स की पानी (हाइड्रेट) के साथ बातचीत करने की क्षमता के कारण है। को हाइड्रोफिलिकइसमें धनायनित, ऋणायन और ध्रुवीय अनावेशित कार्यात्मक समूह वाले रेडिकल शामिल हैं। को जल विरोधी- एल्काइल या एरिल समूह वाले रेडिकल।

ध्रुवता पर निर्भर करता है आर-समूह अमीनो एसिड के चार वर्ग हैं: गैर-ध्रुवीय, ध्रुवीय अनावेशित, ऋणात्मक रूप से आवेशित और धनात्मक रूप से आवेशित।

गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड में शामिल हैं: ग्लाइसिन; एल्काइल और एरिल साइड चेन के साथ अमीनो एसिड - एलेनिन, वेलिन, ल्यूसीन, आइसोल्यूसीन; टायरोसिन, ट्रिप्टोफैन, फेनिलएलनिन; इमिनो एसिड - प्रोलिन। वे प्रोटीन अणु के "अंदर" हाइड्रोफोबिक वातावरण में जाने का प्रयास करते हैं (चित्र 1)।

चावल। 1. गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड
ध्रुवीय आवेशित अमीनो एसिड में शामिल हैं: धनात्मक रूप से आवेशित अमीनो एसिड - हिस्टिडीन, लाइसिन, आर्जिनिन (चित्र 2); नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अमीनो एसिड - एसपारटिक और ग्लुटामिक एसिड(चित्र 3)। वे आम तौर पर प्रोटीन के जलीय वातावरण में बाहर की ओर निकलते हैं।

शेष अमीनो एसिड ध्रुवीय अपरिवर्तित की श्रेणी बनाते हैं: सेरीन और थ्रेओनीन (एमिनो एसिड-अल्कोहल); शतावरी और ग्लूटामाइन (एसपारटिक और ग्लूटामिक एसिड के एमाइड); सिस्टीन और मेथिओनिन (सल्फर युक्त अमीनो एसिड)।

चूँकि तटस्थ pH पर ग्लूटामिक और एसपारटिक एसिड के COOH समूह पूरी तरह से अलग हो जाते हैं, उन्हें आमतौर पर कहा जाता है ग्लूटामेटऔर aspartateमाध्यम में मौजूद धनायनों की प्रकृति की परवाह किए बिना।

कई प्रोटीनों में विशेष अमीनो एसिड होते हैं जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में शामिल होने के बाद साधारण अमीनो एसिड को संशोधित करके बनते हैं, उदाहरण के लिए, 4-हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन, फॉस्फोसेरिन, -कार्बोक्सीग्लूटामिक एसिड, आदि।

चावल। 2. आवेशित पार्श्व समूहों वाले अमीनो एसिड
काफी हल्की परिस्थितियों में प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस के दौरान बनने वाले सभी अमीनो एसिड ऑप्टिकल गतिविधि प्रदर्शित करते हैं, यानी, ध्रुवीकृत प्रकाश के विमान को घुमाने की क्षमता (ग्लाइसीन के अपवाद के साथ)।

चावल। 3. आवेशित पार्श्व समूहों वाले अमीनो एसिड
सभी यौगिक जो दो स्टीरियोइसोमेरिक रूपों, एल- और डी-आइसोमर्स में मौजूद हो सकते हैं, उनमें ऑप्टिकल गतिविधि होती है (चित्र 4)। प्रोटीन ही होते हैं एल-अमीनो अम्ल।

एल-अलैनिन डी-अलैनिन
चावल। 4. एलेनिन के ऑप्टिकल आइसोमर्स

ग्लाइसिन में कोई असममित कार्बन परमाणु नहीं होता है, जबकि थ्रेओनीन और आइसोल्यूसीन में प्रत्येक में दो असममित कार्बन परमाणु होते हैं। अन्य सभी अमीनो एसिड में एक असममित कार्बन परमाणु होता है।

अमीनो एसिड के वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय रूप को रेसमेट कहा जाता है, जो एक विषुव मिश्रण है डी- और एल-आइसोमर्स, और प्रतीक द्वारा निर्दिष्ट किया गया है डी.एल.-.

एम

पॉलीपेप्टाइड बनाने वाले अमीनो एसिड संख्या को अमीनो एसिड अवशेष कहा जाता है। अमीनो एसिड अवशेष एक पेप्टाइड बॉन्ड (चित्र 5) द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं, जिसके निर्माण में एक अमीनो एसिड का α-कार्बोक्सिल समूह और दूसरे का α-अमीनो समूह भाग लेते हैं।
चावल। 5. पेप्टाइड बंधन का निर्माण
इस प्रतिक्रिया का संतुलन पेप्टाइड के बजाय मुक्त अमीनो एसिड के निर्माण की ओर स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, पॉलीपेप्टाइड्स के जैवसंश्लेषण के लिए उत्प्रेरण और ऊर्जा व्यय की आवश्यकता होती है।

चूंकि डाइपेप्टाइड में एक प्रतिक्रियाशील कार्बोक्सिल और अमीनो समूह होता है, इसलिए नए पेप्टाइड बांड की मदद से अन्य अमीनो एसिड अवशेषों को इससे जोड़ा जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक पॉलीपेप्टाइड - एक प्रोटीन का निर्माण होता है।

पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में नियमित रूप से दोहराए जाने वाले खंड होते हैं - NHCHRCO समूह, जो मुख्य श्रृंखला (अणु का कंकाल या रीढ़ की हड्डी) बनाते हैं, और एक चर भाग, जिसमें विशिष्ट पार्श्व श्रृंखलाएं भी शामिल होती हैं। आर- अमीनो एसिड अवशेषों के समूह पेप्टाइड रीढ़ से निकलते हैं और बड़े पैमाने पर बहुलक की सतह बनाते हैं, जिससे कई भौतिक और रासायनिक गुणप्रोटीन. पेप्टाइड समूह के नाइट्रोजन परमाणु और पड़ोसी α-कार्बन परमाणु के साथ-साथ α-कार्बन परमाणु और कार्बोनिल समूह के कार्बन के बीच पेप्टाइड रीढ़ में मुक्त घूर्णन संभव है। इसके कारण, रैखिक संरचना अधिक जटिल स्थानिक संरचना प्राप्त कर सकती है।

एक मुक्त α-एमिनो समूह युक्त अमीनो एसिड अवशेष को कहा जाता है एन-टर्मिनल, और एक मुक्त -कार्बोक्सिल समूह वाला - साथ-अंत।

पेप्टाइड्स की संरचना को आमतौर पर दर्शाया जाता है एन-अंत।

कभी-कभी टर्मिनल -अमीनो और -कार्बोक्सिल समूह एक-दूसरे से जुड़ जाते हैं, जिससे चक्रीय पेप्टाइड्स बनते हैं।

पेप्टाइड्स अमीनो एसिड की संख्या, अमीनो एसिड संरचना और अमीनो एसिड कनेक्शन के क्रम में भिन्न होते हैं।

पेप्टाइड बंधन बहुत मजबूत होते हैं, और उनके रासायनिक हाइड्रोलिसिस के लिए कठोर परिस्थितियों की आवश्यकता होती है: उच्च तापमान और दबाव, एक अम्लीय वातावरण और लंबा समय।

एक जीवित कोशिका में, पेप्टाइड बांड को प्रोटीयोलाइटिक एंजाइमों द्वारा तोड़ा जा सकता है जिन्हें प्रोटीज़ या पेप्टाइड हाइड्रॉलेज़ कहा जाता है।

अमीनो एसिड की तरह, प्रोटीन उभयचर यौगिक होते हैं और जलीय घोल में चार्ज होते हैं। प्रत्येक प्रोटीन का अपना आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु होता है - पीएच मान जिस पर प्रोटीन के सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज की पूरी तरह से भरपाई हो जाती है और अणु का कुल चार्ज शून्य होता है। आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु के ऊपर पीएच मान पर, प्रोटीन एक नकारात्मक चार्ज रखता है, और आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु के नीचे पीएच मान पर, यह एक सकारात्मक चार्ज रखता है।
अनुक्रमक। प्राथमिक संरचना विश्लेषण की रणनीति और रणनीति
प्रोटीन की प्राथमिक संरचना का निर्धारण पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड के क्रम को निर्धारित करने के लिए नीचे आता है। विधि का उपयोग करके इस समस्या का समाधान किया जाता है अनुक्रमण(अंग्रेज़ी से अनुक्रम-अनुवर्ती)।

सिद्धांत रूप में, प्रोटीन की प्राथमिक संरचना किसके द्वारा निर्धारित की जा सकती है प्रत्यक्ष विश्लेषणअमीनो एसिड अनुक्रम या आनुवंशिक कोड का उपयोग करके संबंधित जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को समझना। स्वाभाविक रूप से, इन विधियों के संयोजन से सबसे बड़ी विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है।

अपने मौजूदा स्तर पर खुद को अनुक्रमित करने से पॉलीपेप्टाइड्स में अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित करना संभव हो जाता है जिसका आकार कई दसियों अमीनो एसिड अवशेषों से अधिक नहीं होता है। साथ ही, अध्ययन के तहत पॉलीपेप्टाइड टुकड़े उन प्राकृतिक प्रोटीनों की तुलना में बहुत छोटे हैं जिनके साथ हमें निपटना है। इसलिए, मूल पॉलीपेप्टाइड को छोटे टुकड़ों में प्रारंभिक रूप से काटना आवश्यक है। परिणामी टुकड़ों को अनुक्रमित करने के बाद, उन्हें मूल क्रम में वापस एक साथ सिला जाना चाहिए।

इस प्रकार, प्रोटीन के प्राथमिक अनुक्रम का निर्धारण निम्नलिखित मुख्य चरणों में होता है:

1) अनुक्रमण के लिए सुलभ लंबाई के कई टुकड़ों में प्रोटीन का टूटना;

2) प्राप्त अंशों में से प्रत्येक का अनुक्रमण;

3) उसके टुकड़ों की स्थापित संरचनाओं से संपूर्ण प्रोटीन संरचना का संयोजन।

प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के अध्ययन में निम्नलिखित चरण होते हैं:

- इसके आणविक भार का निर्धारण;

- विशिष्ट अमीनो एसिड संरचना (एए संरचना) का निर्धारण;

- परिभाषा एन- और साथ-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष;

- पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को टुकड़ों में विभाजित करना;

- मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का दूसरे तरीके से विखंडन;

- परिणामी टुकड़ों का पृथक्करण;

- प्रत्येक टुकड़े का अमीनो एसिड विश्लेषण;

- दोनों दरारों के टुकड़ों के ओवरलैपिंग अनुक्रमों को ध्यान में रखते हुए, पॉलीपेप्टाइड की प्राथमिक संरचना की स्थापना।

चूँकि अभी तक ऐसी कोई विधि नहीं है जो पूरे अणु पर प्रोटीन की पूर्ण प्राथमिक संरचना स्थापित करने की अनुमति देती है, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को रासायनिक अभिकर्मकों या प्रोटीयोलाइटिक एंजाइमों के साथ विशिष्ट दरार के अधीन किया जाता है। परिणामी पेप्टाइड अंशों के मिश्रण को अलग किया जाता है और उनमें से प्रत्येक के लिए अमीनो एसिड संरचना और अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित किया जाता है। सभी टुकड़ों की संरचना स्थापित होने के बाद, मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में उनके स्थान का क्रम निर्धारित करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, प्रोटीन को एक अन्य एजेंट का उपयोग करके दरार के अधीन किया जाता है और दूसरा, पेप्टाइड टुकड़ों का एक अलग सेट प्राप्त किया जाता है, जिन्हें एक समान तरीके से अलग और विश्लेषण किया जाता है।

1. आणविक भार का निर्धारण (निम्नलिखित विधियों पर विषय 3 में विस्तार से चर्चा की गई है):

– चिपचिपाहट से;

- अवसादन दर द्वारा (अल्ट्रासेंट्रीफ्यूजेशन विधि);

- जेल क्रोमैटोग्राफी;

- पृथक्कारी परिस्थितियों में पृष्ठ में वैद्युतकणसंचलन।

2. एए संरचना का निर्धारण. अमीनो एसिड संरचना के विश्लेषण में 6 एन का उपयोग करके अध्ययन के तहत प्रोटीन या पेप्टाइड का पूर्ण एसिड हाइड्रोलिसिस शामिल है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड काऔर हाइड्रोलाइज़ेट में सभी अमीनो एसिड की मात्रा का ठहराव। नमूने का हाइड्रोलिसिस 6 घंटे के लिए 150 डिग्री सेल्सियस पर वैक्यूम में सीलबंद ampoules में किया जाता है। प्रोटीन या पेप्टाइड हाइड्रोलाइज़ेट में अमीनो एसिड का मात्रात्मक निर्धारण एक अमीनो एसिड विश्लेषक का उपयोग करके किया जाता है।

3. एन- और सी-अमीनो एसिड अवशेषों का निर्धारण। प्रोटीन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में, एक तरफ एक अमीनो एसिड अवशेष होता है जो एक मुक्त α-एमिनो समूह (एमिनो या) ले जाता है एन-टर्मिनल अवशेष), और दूसरी ओर - एक मुक्त α-कार्बोक्सिल समूह (कार्बोक्सिल, या) वाला अवशेष साथ-टर्मिनल अवशेष)। टर्मिनल अवशेषों का विश्लेषण प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम को निर्धारित करने की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अध्ययन के पहले चरण में, प्रोटीन अणु बनाने वाली पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं की संख्या और अध्ययन के तहत दवा की एकरूपता की डिग्री का अनुमान लगाना संभव हो जाता है। बाद के चरणों में, विश्लेषण का उपयोग करना एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष पेप्टाइड टुकड़ों को अलग करने की प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं।

एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेषों के निर्धारण के लिए प्रतिक्रियाएं:

1) निर्धारण की पहली विधियों में से एक एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष 1945 में एफ. सेंगर द्वारा प्रस्तावित किया गया था। जब पेप्टाइड या प्रोटीन का α-एमिनो समूह 2,4-डाइनिट्रोफ्लोरोबेंजीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो एक डिनिट्रोफेनिल (डीएनपी) व्युत्पन्न प्राप्त होता है, रंगीन पीला. इसके बाद एसिड हाइड्रोलिसिस (5.7 एन एचसीएल) से पेप्टाइड बांड का विघटन होता है और डीएनपी व्युत्पन्न का निर्माण होता है। एन-टर्मिनल अमीनो एसिड. डीएनपी अमीनो एसिड को ईथर के साथ निकाला जाता है और मानकों की उपस्थिति में क्रोमैटोग्राफी द्वारा पहचाना जाता है।

2) डैनसिलेशन विधि। निर्धारण के लिए सर्वोत्तम अनुप्रयोग एन-टर्मिनल अवशेष वर्तमान में डैनसिल विधि द्वारा पाए जाते हैं, जिसे 1963 में डब्ल्यू. ग्रे और बी. हार्टले द्वारा विकसित किया गया था। डाइनिट्रोफिनाइलेशन विधि की तरह, यह प्रोटीन के अमीनो समूहों में एक "टैग" की शुरूआत पर आधारित है, जिसे बाद के हाइड्रोलिसिस के दौरान हटाया नहीं जाता है। इसका पहला चरण डैनसिल पेप्टाइड (डीएनएस पेप्टाइड) बनाने के लिए पेप्टाइड या प्रोटीन के अनप्रोटोनेटेड α-एमिनो समूह के साथ डैनसिल क्लोराइड (1-डाइमिथाइलमिनोनफैथलीन-5-सल्फोक्लोराइड) की प्रतिक्रिया है। अगले चरण में, डीएनएस पेप्टाइड को हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है (5.7 एन एचसी1, 105 डिग्री सेल्सियस, 12 - 16 घंटे) और जारी किया जाता है एन-टर्मिनल α-DNS अमीनो एसिड। डीएनएस अमीनो एसिड स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी क्षेत्र (365 एनएम) में तीव्र प्रतिदीप्ति प्रदर्शित करते हैं; आमतौर पर पदार्थ का 0.1 - 0.5 एनएमओल उनकी पहचान के लिए पर्याप्त होता है।

ऐसी कई विधियाँ हैं जिनका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि कैसे एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष और अमीनो एसिड अनुक्रम। इनमें एडमैन विधि द्वारा क्षरण और एमिनोपेप्टाइडेस द्वारा एंजाइमैटिक हाइड्रोलिसिस शामिल हैं। पेप्टाइड्स के अमीनो एसिड अनुक्रम का वर्णन करते समय इन विधियों पर नीचे विस्तार से चर्चा की जाएगी।

सी-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेषों के निर्धारण के लिए प्रतिक्रियाएं:

1) निर्धारण की रासायनिक विधियों के बीच साथ-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष, एस. अकाबोरी द्वारा प्रस्तावित हाइड्रेज़िनोलिसिस विधि और ऑक्साज़ोलोन विधि ध्यान देने योग्य हैं। उनमें से पहले में, जब एक पेप्टाइड या प्रोटीन को निर्जल हाइड्राज़िन के साथ 100 - 120 डिग्री सेल्सियस पर गर्म किया जाता है, तो पेप्टाइड बॉन्ड अमीनो एसिड हाइड्राज़ाइड बनाने के लिए हाइड्रोलाइज्ड हो जाते हैं। साथ-टर्मिनल अमीनो एसिड एक मुक्त अमीनो एसिड के रूप में रहता है और इसे प्रतिक्रिया मिश्रण से अलग किया जा सकता है और पहचाना जा सकता है (चित्र 6)।

चावल। 6. हाइड्राज़ीन के साथ पेप्टाइड बंधन का टूटना
इस विधि की कई सीमाएँ हैं। हाइड्राज़िनोलिसिस ग्लूटामाइन, शतावरी, सिस्टीन और सिस्टीन को नष्ट कर देता है; आर्जिनिन ऑर्निथिन बनाने के लिए अपनी गुआनिडाइन मात्रा खो देता है। सेरीन, थ्रेओनीन, और ग्लाइसिन हाइड्राजाइड्स लचीले होते हैं और आसानी से मुक्त अमीनो एसिड में परिवर्तित हो जाते हैं, जिससे परिणामों की व्याख्या करना मुश्किल हो जाता है;

2) ऑक्साज़ोलोन विधि, जिसे अक्सर ट्रिटियम टैग विधि कहा जाता है, क्षमता पर आधारित है साथ-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष ऑक्साज़ोलोन बनाने के लिए एसिटिक एनहाइड्राइड के प्रभाव में चक्रण से गुजरता है। क्षारीय परिस्थितियों में, ऑक्साज़ोलोन रिंग की स्थिति 4 पर हाइड्रोजन परमाणुओं की गतिशीलता तेजी से बढ़ जाती है और उन्हें आसानी से ट्रिटियम द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। ट्राइटिएटेड पेप्टाइड या प्रोटीन के बाद के एसिड हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप बनने वाले प्रतिक्रिया उत्पादों में रेडियोधर्मी लेबल होते हैं साथ-टर्मिनल अमीनो एसिड. हाइड्रोलाइज़ेट की क्रोमैटोग्राफी और रेडियोधर्मिता का मापन पहचान की अनुमति देता है साथ-पेप्टाइड या प्रोटीन का टर्मिनल अमीनो एसिड;

3) सबसे अधिक बार निर्धारित करने के लिए साथ-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेषों को कार्बोक्सीपेप्टाइडेस द्वारा एंजाइमेटिक रूप से हाइड्रोलाइज किया जाता है, जो सी-टर्मिनल अमीनो एसिड अनुक्रम का विश्लेषण करने की भी अनुमति देता है। कार्बोक्सीपेप्टिडेज़ केवल उन पेप्टाइड बांडों को हाइड्रोलाइज़ करता है जो बनते हैं साथ-टर्मिनल अमीनो एसिड जिसमें एक मुक्त α-कार्बोक्सिल समूह होता है। इसलिए, इस एंजाइम की कार्रवाई के तहत, अमीनो एसिड क्रमिक रूप से पेप्टाइड से अलग हो जाते हैं, जिसकी शुरुआत होती है साथ-टर्मिनल। यह आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देता है आपसी व्यवस्थावैकल्पिक अमीनो एसिड अवशेष।

पहचान के परिणामस्वरूप एन- और साथ-पॉलीपेप्टाइड के टर्मिनल अवशेष इसके अमीनो एसिड अनुक्रम (प्राथमिक संरचना) को निर्धारित करने के लिए दो महत्वपूर्ण संदर्भ बिंदु प्रदान करते हैं।

4. पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का विखंडन।

एंजाइमैटिक तरीके.कुछ बिंदुओं पर प्रोटीन के विशिष्ट टूटने के लिए, एंजाइमेटिक और रासायनिक दोनों तरीकों का उपयोग किया जाता है। विशिष्ट बिंदुओं पर प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों में से ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। ट्रिप्सिन लाइसिन और आर्जिनिन अवशेषों के बाद स्थित पेप्टाइड बांड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है। काइमोट्रिप्सिन सुगंधित अमीनो एसिड अवशेषों - फेनिलएलनिन, टायरोसिन और ट्रिप्टोफैन के बाद प्रोटीन को प्राथमिकता से तोड़ता है। यदि आवश्यक हो, तो ट्रिप्सिन की विशिष्टता को बढ़ाया या बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, सिट्राकोनिक एनहाइड्राइड के साथ अध्ययन के तहत प्रोटीन के उपचार से लाइसिन अवशेषों का एसाइलेशन होता है। ऐसे संशोधित प्रोटीन में, दरार केवल आर्जिनिन अवशेषों पर होगी। प्रोटीन की प्राथमिक संरचना का अध्ययन करते समय भी व्यापक अनुप्रयोगएक प्रोटीनेज़ पाता है, जो सेरीन प्रोटीनेज़ के वर्ग से भी संबंधित है। एंजाइम में पीएच 4.0 और 7.8 पर प्रोटीयोलाइटिक गतिविधि की दो अधिकतम सीमाएँ हैं। प्रोटीनेज उच्च उपज के साथ ग्लूटामिक एसिड के कार्बोक्सिल समूह द्वारा गठित पेप्टाइड बांड को तोड़ता है।

शोधकर्ताओं के पास अपने निपटान में कम विशिष्ट प्रोटियोलिटिक एंजाइमों (पेप्सिन, इलास्टेज, सबटिलिसिन, पपैन, प्रोनेज़, आदि) का एक बड़ा सेट भी है। इन एंजाइमों का उपयोग मुख्य रूप से पेप्टाइड्स के अतिरिक्त विखंडन के लिए किया जाता है। उनकी सब्सट्रेट विशिष्टता अमीनो एसिड अवशेषों की प्रकृति से निर्धारित होती है, जो न केवल एक हाइड्रोलाइज़ेबल बंधन बनाती है, बल्कि श्रृंखला के साथ अधिक दूर भी होती है।

रासायनिक विधियाँ.

1) प्रोटीन विखंडन की रासायनिक विधियों में से, सबसे विशिष्ट और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मेथियोनीन अवशेषों पर सायनोजेन ब्रोमाइड दरार है (चित्र 7)।

सायनोजेन ब्रोमाइड के साथ प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप मेथिओनिन के मध्यवर्ती सायनोसल्फ़ोनियम व्युत्पन्न का निर्माण होता है, जो अम्लीय परिस्थितियों में स्वचालित रूप से होमोसेरिन इमिनोलैक्टोन में परिवर्तित हो जाता है, जो बदले में, इमाइन बंधन के दरार के साथ जल्दी से हाइड्रोलाइज हो जाता है। पर परिणाम साथ-पेप्टाइड्स के अंत में, होमोसेरिन लैक्टोन को होमोसेरिन (एचएसईआर) में आंशिक रूप से हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक पेप्टाइड टुकड़ा बनता है साथ-टर्मिनल, दो रूपों में मौजूद है - होमोसेरिन और होमोसेरिन लैक्टोन;

चावल। 7. सायनोजेन ब्रोमाइड के साथ पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का दरार
2) ट्रिप्टोफैन अवशेषों के कार्बोनिल समूह में प्रोटीन दरार के लिए बड़ी संख्या में तरीके प्रस्तावित किए गए हैं। इस प्रयोजन के लिए प्रयुक्त अभिकर्मकों में से एक है एन-ब्रोमोसुसिनिमाइड;

3) थायोल-डाइसल्फाइड विनिमय प्रतिक्रिया। कम ग्लूटाथियोन, 2-मर्कैप्टोएथेनॉल और डाइथियोथेरिटोल का उपयोग अभिकर्मकों के रूप में किया जाता है।

5. पेप्टाइड अंशों के अनुक्रम का निर्धारण। इस स्तर पर, पिछले चरण में प्राप्त प्रत्येक पेप्टाइड टुकड़े में अमीनो एसिड अनुक्रम स्थापित किया जाता है। इस उद्देश्य के लिए वे आमतौर पर उपयोग करते हैं रासायनिक विधि, पेर एडमैन द्वारा डिज़ाइन किया गया। एडमैन क्लीवेज केवल इसी तथ्य तक सीमित है एन-पेप्टाइड के टर्मिनल अवशेष, और अन्य सभी पेप्टाइड बांड प्रभावित नहीं होते हैं। विभाजन की पहचान करने के बाद एन- लेबल के टर्मिनल शेष को अगले में पेश किया गया है, जो अब बन गया है एन-टर्मिनल, एक अवशेष जो प्रतिक्रियाओं की एक ही श्रृंखला से गुजरते हुए, उसी तरह से अलग हो जाता है। इस प्रकार, अवशेषों को अवशेषों से हटाकर, इस उद्देश्य के लिए केवल एक नमूने का उपयोग करके पेप्टाइड के संपूर्ण अमीनो एसिड अनुक्रम को निर्धारित करना संभव है। एडमैन विधि में, पेप्टाइड पहले फिनाइल आइसोथियोसाइनेट के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो मुक्त α-एमिनो समूह से जुड़ता है एन-टर्मिनल अवशेष. ठंडे तनु अम्ल के साथ पेप्टाइड के उपचार से उन्मूलन हो जाता है एन-फेनिलथियोहाइडेंटोइन व्युत्पन्न के रूप में टर्मिनल अवशेष, जिसे क्रोमैटोग्राफिक तरीकों से पहचाना जा सकता है। हटाने के बाद शेष पेप्टाइड मान एन-टर्मिनल अवशेष बरकरार दिखता है. ऑपरेशन को उतनी बार दोहराया जाता है जितनी बार पेप्टाइड में अवशेष होते हैं। इस तरह, 10 - 20 अमीनो एसिड अवशेषों वाले पेप्टाइड्स का अमीनो एसिड अनुक्रम आसानी से निर्धारित किया जा सकता है। दरार के दौरान बनने वाले सभी टुकड़ों के लिए अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित किया जाता है। इसके बाद, अगली समस्या उत्पन्न होती है - यह निर्धारित करने के लिए कि मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में टुकड़े किस क्रम में स्थित थे।

अमीनो एसिड अनुक्रम का स्वचालित निर्धारण . प्रोटीन के संरचनात्मक अध्ययन के क्षेत्र में एक बड़ी उपलब्धि 1967 में पी. एडमैन और जे. बेग द्वारा की गई रचना थी। अनुक्रमक- एक उपकरण जो उच्च दक्षता के साथ क्रमिक स्वचालित उन्मूलन करता है एन-एडमैन विधि का उपयोग करके टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष। आधुनिक सीक्वेंसर लागू करते हैं विभिन्न तरीकेअमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण

6. मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का दूसरे तरीके से विच्छेदन। परिणामी पेप्टाइड टुकड़ों की व्यवस्था के क्रम को स्थापित करने के लिए, मूल पॉलीपेप्टाइड तैयारी का एक नया हिस्सा लें और इसे किसी अन्य तरीके से छोटे टुकड़ों में विभाजित करें, जिसके द्वारा पिछले अभिकर्मक की कार्रवाई के प्रतिरोधी पेप्टाइड बांड साफ हो जाते हैं। परिणामी छोटे पेप्टाइड्स में से प्रत्येक को एडमैन विधि (पिछले चरण के समान) का उपयोग करके अनुक्रमिक दरार के अधीन किया जाता है, और इस तरह उनका अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित किया जाता है।

7. दोनों दरारों के टुकड़ों के ओवरलैपिंग अनुक्रमों को ध्यान में रखते हुए, पॉलीपेप्टाइड की प्राथमिक संरचना की स्थापना। दो तरीकों से प्राप्त पेप्टाइड टुकड़ों में अमीनो एसिड अनुक्रमों की तुलना दूसरे सेट में पेप्टाइड्स खोजने के लिए की जाती है जिसमें व्यक्तिगत वर्गों के अनुक्रम पहले सेट के पेप्टाइड्स के कुछ वर्गों के अनुक्रमों से मेल खाएंगे। ओवरलैपिंग क्षेत्रों के साथ दूसरे सेट से पेप्टाइड्स मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के पहले दरार के परिणामस्वरूप प्राप्त पेप्टाइड टुकड़ों को सही क्रम में कनेक्ट करने की अनुमति देते हैं।

कभी-कभी टुकड़ों में पॉलीपेप्टाइड का दूसरा विखंडन पहले विखंडन के बाद प्राप्त सभी पेप्टाइड्स के लिए अतिव्यापी क्षेत्रों को खोजने के लिए पर्याप्त नहीं होता है। इस मामले में, पेप्टाइड्स का एक सेट प्राप्त करने के लिए एक तिहाई और कभी-कभी चौथी, क्लीवेज विधि का उपयोग किया जाता है जो सभी क्षेत्रों का पूर्ण ओवरलैप सुनिश्चित करता है और मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में पूर्ण अमीनो एसिड अनुक्रम स्थापित करता है।

"पूरक" शब्द हाल ही में कुछ डॉक्टरों के बीच लगभग एक गंदा शब्द बन गया है। इस बीच, आहार अनुपूरक बिल्कुल भी बेकार नहीं हैं और ठोस लाभ ला सकते हैं। उनके प्रति तिरस्कारपूर्ण रवैया और लोगों में विश्वास की कमी इस तथ्य के कारण है कि जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के प्रति दीवानगी के चरम पर कई मिथ्याकरण सामने आए हैं। चूंकि हमारी साइट अक्सर इसके बारे में बात करती है निवारक उपाय, स्वास्थ्य को बनाए रखने में मदद करते हुए, इस मुद्दे पर अधिक विस्तार से बात करना उचित है - जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों को क्या संदर्भित करता है और उन्हें कहां देखना है।

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ क्या हैं?

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का मतलब ऐसे पदार्थों से है जिनकी शारीरिक गतिविधि अधिक होती है और जो सबसे छोटी खुराक में शरीर को प्रभावित करते हैं। वे चयापचय प्रक्रियाओं को तेज कर सकते हैं, चयापचय में सुधार कर सकते हैं, विटामिन के संश्लेषण में भाग ले सकते हैं और शरीर प्रणालियों के उचित कामकाज को विनियमित करने में मदद कर सकते हैं।

बीएवी विभिन्न भूमिकाएँ निभा सकते हैं। इसी तरह के कई पदार्थों का, जब विस्तार से अध्ययन किया गया, तो उन्होंने विकास को दबाने की अपनी क्षमता दिखाई है कैंसरयुक्त ट्यूमर. अन्य पदार्थ जैसे एस्कॉर्बिक अम्ल, में सहभागिता एक बड़ी संख्याशरीर में होने वाली प्रक्रियाएं और प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करने में मदद करती हैं।

आहार अनुपूरक, या आहार अनुपूरक, कुछ जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की बढ़ी हुई सांद्रता पर आधारित तैयारी हैं। उन्हें दवा नहीं माना जाता है, लेकिन वे शरीर में पदार्थों के असंतुलन से जुड़ी बीमारियों का सफलतापूर्वक इलाज कर सकते हैं।

एक नियम के रूप में, जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ पौधों और पशु उत्पादों में पाए जाते हैं, इसलिए उनके आधार पर कई दवाएं बनाई जाती हैं।

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के प्रकार

हर्बल औषधि और विभिन्न आहार अनुपूरकों के चिकित्सीय प्रभाव को इसमें मौजूद सक्रिय पदार्थों के संयोजन द्वारा समझाया गया है। आधुनिक चिकित्सा किन पदार्थों को जैविक रूप से सक्रिय मानती है? ये प्रसिद्ध विटामिन, फैटी एसिड, सूक्ष्म और स्थूल तत्व, कार्बनिक अम्ल, ग्लाइकोसाइड, एल्कलॉइड, फाइटोनसाइड, एंजाइम, अमीनो एसिड और कई अन्य हैं। हम पहले ही लेख में सूक्ष्म तत्वों की भूमिका के बारे में लिख चुके हैं, अब अन्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के बारे में अधिक विशेष रूप से बात करते हैं।

अमीनो अम्ल

स्कूल जीव विज्ञान पाठ्यक्रम से हम जानते हैं कि अमीनो एसिड प्रोटीन, एंजाइम, कई विटामिन और अन्य कार्बनिक यौगिकों का हिस्सा हैं। में मानव शरीर 20 आवश्यक अमीनो एसिड में से 12 को संश्लेषित किया जाता है, यानी, कई आवश्यक अमीनो एसिड हैं जो हम केवल भोजन से प्राप्त कर सकते हैं।

अमीनो एसिड प्रोटीन के संश्लेषण के लिए काम करते हैं, जो बदले में ग्रंथियों, मांसपेशियों, टेंडन, बालों - एक शब्द में, शरीर के सभी हिस्सों का निर्माण करते हैं। कुछ अमीनो एसिड के बिना, मस्तिष्क का सामान्य कामकाज असंभव है, क्योंकि यह अमीनो एसिड है जो एक से तंत्रिका आवेगों के संचरण की अनुमति देता है चेता कोषदूसरे करने के लिए। इसके अलावा, अमीनो एसिड ऊर्जा चयापचय को नियंत्रित करते हैं और सुनिश्चित करते हैं कि विटामिन और सूक्ष्म तत्व अवशोषित हों और पूरी तरह से काम करें।

सबसे महत्वपूर्ण अमीनो एसिड में ट्रिप्टोफैन, मेथियोनीन और लाइसिन शामिल हैं, जो मनुष्यों द्वारा संश्लेषित नहीं होते हैं और भोजन के साथ आपूर्ति की जानी चाहिए। यदि वे पर्याप्त नहीं हैं, तो आपको उन्हें आहार अनुपूरक के हिस्से के रूप में लेने की आवश्यकता है।

ट्रिप्टोफैन मांस, केले, जई, खजूर, तिल और मूंगफली में पाया जाता है; मेथियोनीन - मछली, डेयरी उत्पाद, अंडे में; लाइसिन - मांस, मछली, डेयरी उत्पाद, गेहूं में।

यदि पर्याप्त अमीनो एसिड नहीं हैं, तो शरीर पहले उन्हें अपने ऊतकों से निकालने का प्रयास करता है। और इससे उन्हें नुकसान होता है. सबसे पहले, शरीर मांसपेशियों से अमीनो एसिड निकालता है - उसके लिए बाइसेप्स की तुलना में मस्तिष्क को पोषण देना अधिक महत्वपूर्ण है। इसलिए, आवश्यक अमीनो एसिड की कमी का पहला लक्षण कमजोरी है, तेजी से थकान होना, थकावट, फिर एनीमिया, भूख न लगना और त्वचा की स्थिति का बिगड़ना इसमें शामिल हो जाता है।

बचपन में आवश्यक अमीनो एसिड की कमी बहुत खतरनाक है - इससे विकास और मानसिक विकास में देरी हो सकती है।

कार्बोहाइड्रेट

सभी ने चमकदार पत्रिकाओं में कार्बोहाइड्रेट के बारे में सुना है - वजन कम करने वाली महिलाएं उन्हें अपना नंबर एक दुश्मन मानती हैं। इस बीच, कार्बोहाइड्रेट खेलते हैं महत्वपूर्ण भूमिकाशरीर के ऊतकों के निर्माण में और उनकी कमी से दुखद परिणाम होते हैं - कम कार्बोहाइड्रेट वाले आहार इसे लगातार प्रदर्शित करते हैं।

कार्बोहाइड्रेट में मोनोसेकेराइड (ग्लूकोज, फ्रुक्टोज), ऑलिगोसेकेराइड (सुक्रोज, माल्टोज, स्टैच्योज), पॉलीसेकेराइड (स्टार्च, फाइबर, इनुलिन, पेक्टिन, आदि) शामिल हैं।

फाइबर प्राकृतिक डिटॉक्सिफायर के रूप में कार्य करता है। इनुलिन रक्त में कोलेस्ट्रॉल और शर्करा के स्तर को कम करता है, हड्डियों के घनत्व को बढ़ाने में मदद करता है और प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करता है। पेक्टिन में एंटीटॉक्सिक प्रभाव होता है, कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम करता है, हृदय प्रणाली पर लाभकारी प्रभाव डालता है और प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करता है। पेक्टिन सेब, जामुन और कई फलों में पाया जाता है। चिकोरी और जेरूसलम आटिचोक में बहुत अधिक मात्रा में इनुलिन होता है। सब्जियाँ और अनाज फाइबर से भरपूर होते हैं। चोकर का उपयोग अक्सर फाइबर युक्त एक प्रभावी आहार अनुपूरक के रूप में किया जाता है।

मस्तिष्क के समुचित कार्य के लिए ग्लूकोज आवश्यक है। यह फलों और सब्जियों में पाया जाता है।

कार्बनिक अम्ल

कार्बनिक अम्ल शरीर को सहारा देते हैं एसिड बेस संतुलनऔर कई में भाग लेते हैं चयापचय प्रक्रियाएं. प्रत्येक अम्ल की क्रिया का अपना स्पेक्ट्रम होता है। एस्कॉर्बिक और स्यूसिनिक एसिड में एक शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट प्रभाव होता है, जिसके लिए उन्हें युवाओं का अमृत भी कहा जाता है। बेंज़ोइक एसिड में एंटीसेप्टिक प्रभाव होता है और लड़ने में मदद करता है सूजन प्रक्रियाएँ. ओलिक एसिड हृदय की मांसपेशियों की कार्यप्रणाली में सुधार करता है और मांसपेशी शोष को रोकता है। कई एसिड हार्मोन का हिस्सा होते हैं।

सब्जियों और फलों में कई कार्बनिक अम्ल पाए जाते हैं। आपको पता होना चाहिए कि कार्बनिक एसिड युक्त बहुत अधिक आहार अनुपूरक लेने से शरीर को नुकसान हो सकता है - शरीर अत्यधिक क्षारीय हो जाएगा, जिससे यकृत में व्यवधान होगा और विषाक्त पदार्थों को हटाने में गिरावट आएगी।

वसा अम्ल

शरीर कई फैटी एसिड को स्वयं ही संश्लेषित कर सकता है। यह केवल पॉलीअनसेचुरेटेड एसिड का उत्पादन नहीं कर सकता है, जिन्हें ओमेगा -3 और 6 कहा जाता है। असंतृप्त के लाभों के बारे में वसायुक्त अम्लकेवल आलसी लोगों ने ही ओमेगा-3 और ओमेगा-6 के बारे में नहीं सुना है।

हालाँकि उनकी खोज 20वीं सदी की शुरुआत में हुई थी, लेकिन उनकी भूमिका का अध्ययन पिछली सदी के 70 के दशक में ही शुरू हुआ था। पोषण विशेषज्ञों ने पाया है कि जो लोग मछली खाते हैं वे शायद ही कभी उच्च रक्तचाप और एथेरोस्क्लेरोसिस से पीड़ित होते हैं। चूँकि मछलियाँ ओमेगा-3 एसिड से भरपूर होती हैं, इसलिए लोगों की उनमें जल्द ही रुचि हो गई। यह पता चला कि ओमेगा -3 का जोड़ों, रक्त वाहिकाओं, रक्त संरचना और त्वचा की स्थिति पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। यह पाया गया कि यह एसिड हार्मोनल संतुलन को बहाल करता है और आपको कैल्शियम के स्तर को नियंत्रित करने की भी अनुमति देता है - आज इसका उपयोग जल्दी बुढ़ापा, अल्जाइमर रोग, माइग्रेन, ऑस्टियोप्रोसिस के उपचार और रोकथाम के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है। मधुमेह, उच्च रक्तचाप, एथेरोस्क्लेरोसिस।

ओमेगा-6 हार्मोनल प्रणाली के कामकाज को विनियमित करने, त्वचा और जोड़ों की स्थिति में सुधार करने में मदद करता है, खासकर गठिया के मामलों में। ओमेगा-9 एक उत्कृष्ट कैंसर निवारक है।

लार्ड, नट्स और बीजों में बहुत सारा ओमेगा-6 और 9 पाया जाता है। मछली और समुद्री भोजन के अलावा, ओमेगा-3 पाया जाता है वनस्पति तेल, मछली का तेल, अंडे, फलियां।

रेजिन

हैरानी की बात यह है कि ये जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ भी हैं। वे कई पौधों में पाए जाते हैं और उनमें बहुमूल्य औषधीय गुण होते हैं। इस प्रकार, बर्च कलियों में मौजूद रेजिन में एक एंटीसेप्टिक प्रभाव होता है, और शंकुधारी पेड़ों के रेजिन में एक विरोधी भड़काऊ, एंटी-स्केलेरोटिक और घाव भरने वाला प्रभाव होता है। ख़ास तौर पर बहुत कुछ उपयोगी गुणओलियोरेसिन में देवदार और देवदार बाल्सम तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है।

फाइटोनसाइड्स

फाइटोनसाइड्स में बैक्टीरिया, सूक्ष्मजीवों और कवक के प्रसार को नष्ट करने या बाधित करने की क्षमता होती है। यह ज्ञात है कि वे इन्फ्लूएंजा वायरस, पेचिश और तपेदिक बैसिलस को मारते हैं, घाव भरने वाला प्रभाव डालते हैं और नियंत्रित करते हैं स्रावी कार्य जठरांत्र पथ, हृदय गतिविधि में सुधार। लहसुन, प्याज, पाइन, स्प्रूस और नीलगिरी के फाइटोनसाइडल गुणों को विशेष रूप से महत्व दिया जाता है।

एंजाइमों

एंजाइम शरीर में होने वाली कई प्रक्रियाओं के लिए जैविक उत्प्रेरक हैं। इन्हें कभी-कभी एंजाइम भी कहा जाता है। वे पाचन में सुधार करने, शरीर से विषाक्त पदार्थों को निकालने और उत्तेजित करने में मदद करते हैं मस्तिष्क गतिविधि, प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करें, शरीर के नवीनीकरण में भाग लें। पौधे या पशु मूल का हो सकता है।

हाल के शोध में स्पष्ट रूप से कहा गया है कि पौधों के एंजाइमों को काम करने के लिए, खाने से पहले पौधे को नहीं पकाना चाहिए। खाना पकाने से एंजाइम नष्ट हो जाते हैं और वे बेकार हो जाते हैं।

शरीर के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कोएंजाइम Q10, एक विटामिन जैसा यौगिक जो सामान्य रूप से यकृत में उत्पन्न होता है। यह कई महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए एक शक्तिशाली उत्प्रेरक है, विशेष रूप से एटीपी-ओ अणु, एक ऊर्जा स्रोत के निर्माण के लिए। वर्षों से, कोएंजाइम उत्पादन की प्रक्रिया धीमी हो जाती है, और बुढ़ापे में इसकी मात्रा बहुत कम रह जाती है। ऐसा माना जाता है कि उम्र बढ़ने के लिए कोएंजाइम की कमी जिम्मेदार है।

आज आहार अनुपूरकों के साथ कृत्रिम रूप से कोएंजाइम Q10 को आहार में शामिल करने का प्रस्ताव है। ऐसी दवाओं का व्यापक रूप से हृदय की कार्यप्रणाली में सुधार, सुधार के लिए उपयोग किया जाता है उपस्थितित्वचा, बेहतर प्रदर्शन प्रतिरक्षा तंत्र, अतिरिक्त वजन से निपटने के लिए। हमने एक बार इसके बारे में लिखा था, यहां हम यह जोड़ देंगे कि कोएंजाइम लेते समय, आपको इन सिफारिशों को भी ध्यान में रखना चाहिए।

ग्लाइकोसाइड

ग्लाइकोसाइड गैर-शर्करा भाग के साथ ग्लूकोज और अन्य शर्करा के यौगिक हैं। पौधों में मौजूद कार्डियक ग्लाइकोसाइड हृदय रोगों के लिए उपयोगी होते हैं और इसकी कार्यप्रणाली को सामान्य करते हैं। ऐसे ग्लाइकोसाइड डिजिटलिस, घाटी के लिली और पीलिया में पाए जाते हैं।

एन्थ्राग्लाइकोसाइड्स में रेचक प्रभाव होता है और ये गुर्दे की पथरी को घोलने में भी सक्षम होते हैं। एन्थ्राग्लाइकोसाइड्स हिरन का सींग की छाल, रूबर्ब जड़ों, हॉर्स सॉरेल और मैडर में पाए जाते हैं।

सैपोनिन के अलग-अलग प्रभाव होते हैं। इस प्रकार, हॉर्सटेल सैपोनिन में मूत्रवर्धक प्रभाव होता है, लिकोरिस में कफ निस्सारक प्रभाव होता है, जिनसेंग और अरालिया में टॉनिक प्रभाव होता है।

ऐसे कड़वे भी होते हैं जो गैस्ट्रिक जूस के स्राव को उत्तेजित करते हैं और पाचन को सामान्य करते हैं। दिलचस्प बात यह है कि उनकी रासायनिक संरचना का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है। कीड़ा जड़ी में कड़वाहट होती है।

flavonoids

फ्लेवोनोइड्स फेनोलिक यौगिक हैं जो कई पौधों में पाए जाते हैं। द्वारा उपचारात्मक प्रभावफ्लेवोनोइड्स विटामिन पी - रुटिन के समान हैं। फ्लेवोनोइड्स में वासोडिलेटिंग, एंटी-इंफ्लेमेटरी, कोलेरेटिक और संवहनी-मजबूत करने वाले गुण होते हैं।

टैनिन को फेनोलिक यौगिकों के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है। इन जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों में हेमोस्टैटिक, कसैले और रोगाणुरोधी प्रभाव होते हैं। इन पदार्थों में ओक की छाल, बर्नेट, लिंगोनबेरी की पत्तियां, बर्जेनिया जड़ और एल्डर शंकु शामिल हैं।

एल्कलॉइड

एल्कलॉइड पौधों में पाए जाने वाले जैविक रूप से सक्रिय नाइट्रोजन युक्त पदार्थ हैं। वे बहुत सक्रिय हैं, उनमें अधिकांश एल्कलॉइड हैं उच्च खुराकजहरीला. छोटी सी जगह में यह सबसे मूल्यवान है उपचार. एक नियम के रूप में, एल्कलॉइड का चयनात्मक प्रभाव होता है। एल्कलॉइड में कैफीन, एट्रोपिन, कुनैन, कोडीन और थियोब्रोमाइन जैसे पदार्थ शामिल होते हैं। कैफीन का तंत्रिका तंत्र पर उत्तेजक प्रभाव पड़ता है, और कोडीन, उदाहरण के लिए, खांसी को दबा देता है।

यह जानकर कि जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ क्या हैं और वे कैसे काम करते हैं, आप अधिक समझदारी से आहार अनुपूरक चुन सकते हैं। यह, बदले में, आपको बिल्कुल वही दवा चुनने की अनुमति देगा जो वास्तव में आपको स्वास्थ्य समस्याओं से निपटने और आपके जीवन की गुणवत्ता में सुधार करने में मदद करेगी।