ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण: उदाहरण सहित

ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण का वर्णन उपयुक्त उदाहरण देते हुए कीजिए।

How to Approach

The question asks for a description of oxidative decarboxylation with examples. The approach should be to first define oxidative decarboxylation, its significance in plant metabolism, and the biochemical pathway involved (Pyruvate Dehydrogenase Complex - PDC). Then, provide a detailed explanation of the process, highlighting the role of coenzymes and the overall reaction. Finally, illustrate with examples like the conversion of pyruvate to acetyl-CoA and the synthesis of α-ketoglutarate. A diagrammatic representation (though not possible here) would enhance understanding. The answer should demonstrate a thorough understanding of the topic, using appropriate scientific terminology in Hindi.

ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण की परिभाषा एवं महत्व

ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण एक रासायनिक अभिक्रिया है जिसमें कार्बोक्सिलिक एसिड अणु से कार्बन डाइऑक्साइड का निष्कासन होता है, साथ ही अणु का ऑक्सीकरण भी होता है। यह प्रक्रिया ऊर्जा जारी करती है, जिसका उपयोग अन्य चयापचय अभिक्रियाओं को चलाने के लिए किया जा सकता है। पौधों में, यह प्रक्रिया श्वसन, फोटोसिंथेसिस (photosynthesis) और अन्य चयापचय मार्गों के लिए महत्वपूर्ण है।

पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स (PDC)

पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स (PDC) एक बहु-एंजाइम जटिल है जो पाइरूवेट को एसिटाइल-कोए में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है। यह प्रक्रिया शर्करा के चयापचय (sugar metabolism) में एक महत्वपूर्ण कदम है। PDC में तीन मुख्य एंजाइम शामिल हैं: पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज (pyruvate dehydrogenase), डिहाइड्रोजनेज (dehydrogenase) और ट्रांसएसिटाइलस (transacetylase)।

यह अभिक्रिया निम्नलिखित चरणों में होती है:

पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम पाइरूवेट को डिहाइड्रोएसिटेट (dehydroacetate) में ऑक्सीकृत करता है। इस अभिक्रिया में थायमिन पाइरोफॉस्फेट (thiamine pyrophosphate - TPP) नामक कोएंजाइम (coenzyme) आवश्यक होता है।
डिहाइड्रोजनेज एंजाइम डिहाइड्रोएसिटेट से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाता है, जिससे एसिटाइल एल्डिहाइड (acetyl aldehyde) बनता है। इस अभिक्रिया में फ्लेविन एडेनिन डिनायकलहाइड (flavin adenine dinucleotide - FAD) नामक कोएंजाइम आवश्यक होता है।
ट्रांसएसिटाइलस एंजाइम एसिटाइल एल्डिहाइड को कोएंजाइम ए (coenzyme A) में स्थानांतरित करता है, जिससे एसिटाइल-कोए बनता है।

ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण का उदाहरण: पाइरूवेट से एसिटाइल-कोए का रूपांतरण

पाइरूवेट से एसिटाइल-कोए का रूपांतरण ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण का एक प्रमुख उदाहरण है। इस अभिक्रिया का समग्र समीकरण इस प्रकार है:

पाइरूवेट + CoA + NAD⁺ → एसिटाइल-कोए + CO₂ + NADH + H⁺

इस अभिक्रिया में, पाइरूवेट का ऑक्सीकरण होता है, कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है, और NADH बनता है। NADH एक इलेक्ट्रॉन वाहक है जिसका उपयोग बाद में एटीपी (ATP) बनाने के लिए किया जाता है।

α-केटोग्लूटरेट (α-Ketoglutarate) का निर्माण

इसी प्रकार, α-केटोग्लूटरेट का निर्माण भी ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण द्वारा होता है। यह प्रक्रिया साइट्रिक एसिड चक्र (Citric Acid Cycle) में महत्वपूर्ण है।

ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण में कोएंजाइमों की भूमिका

ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण में विभिन्न कोएंजाइम महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं:

थायमिन पाइरोफॉस्फेट (TPP): पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम के लिए आवश्यक है।
फ्लेविन एडेनिन डिनायकलहाइड (FAD): डिहाइड्रोजनेज एंजाइम के लिए आवश्यक है।
कोएंजाइम ए (CoA): एसिटाइल समूह के वाहक के रूप में कार्य करता है।
निकोटिनामाइड एडेनिन डिनायकलहाइड (NAD⁺): इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।

एंजाइम	कोएंजाइम	अभिक्रिया
पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज	TPP	पाइरूवेट → डिहाइड्रोएसिटेट
डिहाइड्रोजनेज	FAD	डिहाइड्रोएसिटेट → एसिटाइल एल्डिहाइड + CO₂
ट्रांसएसिटाइलस	CoA	एसिटाइल एल्डिहाइड + CoA → एसिटाइल-कोए

Additional Resources

Key Definitions

ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण (Oxidative Decarboxylation)

एक रासायनिक अभिक्रिया जिसमें कार्बोक्सिलिक एसिड अणु से कार्बन डाइऑक्साइड का निष्कासन होता है, साथ ही अणु का ऑक्सीकरण भी होता है।

Key Statistics

PDC अभिक्रिया श्वसन प्रक्रिया में लगभग 10% ATP उत्पादन के लिए जिम्मेदार है। (ज्ञान कटऑफ के अनुसार)

Source: विभिन्न जैव रसायन पाठ्यपुस्तकें

TPP की कमी से PDC की गतिविधि में कमी आ सकती है, जिससे चयापचय संबंधी विकार हो सकते हैं। (ज्ञान कटऑफ के अनुसार)

Source: विभिन्न चिकित्सा जर्नल

Examples

पाइरूवेट से एसिटाइल-कोए का रूपांतरण

यह ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण का सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण है, जो श्वसन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

α-केटोग्लूटरेट का निर्माण

साइट्रिक एसिड चक्र में α-केटोग्लूटरेट का निर्माण भी ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण द्वारा होता है।

Frequently Asked Questions

▶ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण और साधारण विकार्बोक्सिलीकरण में क्या अंतर है?

ऑक्सीकारी विकार्बोक्सिलीकरण में, कार्बन डाइऑक्साइड के निष्कासन के साथ-साथ अणु का ऑक्सीकरण भी होता है, जबकि साधारण विकार्बोक्सिलीकरण में केवल कार्बन डाइऑक्साइड का निष्कासन होता है।

▶PDC की गतिविधि को प्रभावित करने वाले कारक क्या हैं?

PDC की गतिविधि को कई कारकों से प्रभावित किया जा सकता है, जिनमें TPP, FAD, CoA की उपलब्धता, और एंजाइम अवरोधक शामिल हैं।