UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201610 Marks
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Q17.

एपोएन्ज़ाइम

How to Approach

यह प्रश्न वनस्पति विज्ञान के पेपर-II से है और 'एपोएन्ज़ाइम' पर टिप्पणी लिखने के लिए कहा गया है। इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, एपोएन्ज़ाइम की परिभाषा, इसकी संरचना, कार्य, महत्व और विभिन्न प्रकारों पर ध्यान केंद्रित करना होगा। उत्तर को स्पष्ट और संक्षिप्त रखना चाहिए, और इसमें वैज्ञानिक शब्दावली का उचित उपयोग करना चाहिए। उदाहरणों और केस स्टडीज का उपयोग करके अवधारणा को बेहतर ढंग से समझाया जा सकता है।

Model Answer

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Introduction

एपोएन्ज़ाइम, एंजाइमों का एक महत्वपूर्ण घटक है, जो जैविक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। ये प्रोटीन होते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं, लेकिन अपनी पूर्ण गतिविधि के लिए अक्सर गैर-प्रोटीन घटकों की आवश्यकता होती है। एपोएन्ज़ाइम एंजाइम का प्रोटीन भाग होता है, जो होलोएन्ज़ाइम बनाने के लिए एक कोफ़ैक्टर (cofactor) या कोएंज़ाइम (coenzyme) के साथ जुड़ता है। एपोएन्ज़ाइम की संरचना और कार्य को समझना जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को समझने के लिए आवश्यक है।

एपोएन्ज़ाइम: एक विस्तृत विवरण

एपोएन्ज़ाइम एंजाइम का निष्क्रिय रूप है। यह तब सक्रिय होता है जब यह एक कोफ़ैक्टर या कोएंज़ाइम से जुड़ता है, जिससे होलोएन्ज़ाइम बनता है। होलोएन्ज़ाइम ही वह रूप है जो जैविक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने में सक्षम होता है।

एपोएन्ज़ाइम की संरचना

एपोएन्ज़ाइम एक जटिल त्रि-आयामी संरचना वाला प्रोटीन होता है। इसकी संरचना में प्राथमिक, द्वितीयक, तृतीयक और कभी-कभी चतुर्धातुक संरचनाएं शामिल होती हैं। एपोएन्ज़ाइम में एक सक्रिय स्थल होता है, जहां सब्सट्रेट (substrate) बंधता है और रासायनिक प्रतिक्रिया होती है।

एपोएन्ज़ाइम के प्रकार

  • सरल एंजाइम: ये एंजाइम केवल प्रोटीन भाग से बने होते हैं और उन्हें अपनी गतिविधि के लिए किसी भी कोफ़ैक्टर की आवश्यकता नहीं होती है।
  • संयुग्मित एंजाइम: ये एंजाइम प्रोटीन भाग (एपोएन्ज़ाइम) और एक गैर-प्रोटीन घटक (कोफ़ैक्टर या कोएंज़ाइम) से बने होते हैं।

कोफ़ैक्टर और कोएंज़ाइम

कोफ़ैक्टर कोएंज़ाइम
अकार्बनिक आयन (जैसे Mg2+, Zn2+) या कार्बनिक अणु जो एपोएन्ज़ाइम से मजबूती से बंधे होते हैं। कार्बनिक अणु (जैसे विटामिन) जो एपोएन्ज़ाइम से ढीले ढंग से बंधे होते हैं और प्रतिक्रिया के दौरान अलग हो सकते हैं।
एंजाइम की संरचना को बनाए रखने में मदद करते हैं। रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं।

एपोएन्ज़ाइम का कार्य

एपोएन्ज़ाइम का मुख्य कार्य सब्सट्रेट को बांधना और रासायनिक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करना है। एपोएन्ज़ाइम सब्सट्रेट के साथ विशिष्ट रूप से बंधता है, जिससे प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। एपोएन्ज़ाइम की गतिविधि को विभिन्न कारकों से प्रभावित किया जा सकता है, जैसे तापमान, pH और अवरोधक।

एपोएन्ज़ाइम का महत्व

एपोएन्ज़ाइम जीवन के लिए आवश्यक कई जैविक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे पाचन, श्वसन, मांसपेशियों के संकुचन और तंत्रिका आवेगों के संचरण में शामिल होते हैं। एपोएन्ज़ाइम की कमी से विभिन्न प्रकार की बीमारियां हो सकती हैं।

उदाहरण

  • हीमोग्लोबिन: यह एक संयुग्मित एंजाइम है जिसमें एपोएन्ज़ाइम (ग्लोबिन प्रोटीन) और एक कोफ़ैक्टर (हीम) होता है। यह ऑक्सीजन के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
  • डीहाइड्रोजनेज: ये एंजाइम कोएंज़ाइम NAD+ या NADP+ का उपयोग करते हैं और ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।

Conclusion

संक्षेप में, एपोएन्ज़ाइम एंजाइमों का एक महत्वपूर्ण घटक है जो जैविक उत्प्रेरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसकी संरचना, कार्य और विभिन्न प्रकारों को समझना जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को समझने के लिए आवश्यक है। एपोएन्ज़ाइम की गतिविधि को प्रभावित करने वाले कारकों को जानकर, हम एंजाइमों के कार्य को नियंत्रित कर सकते हैं और विभिन्न बीमारियों का इलाज कर सकते हैं। भविष्य में, एपोएन्ज़ाइम पर अधिक शोध से नई दवाओं और उपचारों का विकास हो सकता है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

होलोएन्ज़ाइम
होलोएन्ज़ाइम एक सक्रिय एंजाइम है जो एपोएन्ज़ाइम (प्रोटीन भाग) और कोफ़ैक्टर (गैर-प्रोटीन भाग) से मिलकर बना होता है।
सब्सट्रेट
सब्सट्रेट वह अणु है जिस पर एक एंजाइम कार्य करता है, जिससे रासायनिक प्रतिक्रिया होती है।

Key Statistics

विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) के अनुसार, दुनिया भर में लगभग 5% बच्चे जन्मजात एंजाइम दोषों के साथ पैदा होते हैं। (ज्ञान कटऑफ 2023)

Source: WHO

अनुमान है कि लगभग 10% एंजाइम दोषों का कारण आनुवंशिक उत्परिवर्तन है। (ज्ञान कटऑफ 2023)

Source: OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man)

Examples

फेनिलकेटोनुरिया (PKU)

यह एक जन्मजात एंजाइम दोष है जिसमें फेनिलएलनिन हाइड्रॉक्सिलेज़ एंजाइम की कमी होती है। इससे फेनिलएलनिन का संचय होता है, जो मस्तिष्क क्षति का कारण बन सकता है।

Frequently Asked Questions

एपोएन्ज़ाइम और प्रोएंजाइम में क्या अंतर है?

एपोएन्ज़ाइम एंजाइम का निष्क्रिय प्रोटीन भाग है, जबकि प्रोएंजाइम एंजाइम का निष्क्रिय अग्रदूत है जिसे सक्रियण की आवश्यकता होती है।

Topics Covered

BiologyBiochemistryApoenzymesEnzymesBiochemistry