पॉलिपेप्टाइड कई अमीनो एसिड को एक साथ जोड़ कर प्रोटीन बनाने में मदद करता है। प्रोटीन दो या दो से अधिक पॉलिपेप्टाइड के बंधन द्वारा बनाए जाते हैं जिन्हें बाद में एक विशेष प्रोटीन के लिए एक विशिष्ट आकार में बदल दिया जाता है।
पॉलीपेप्टाइड की संरचना, बंधन और उदाहरण क्या है
पॉलीपेप्टाइड परिभाषा सहसंयोजक पेप्टाइड बांड के माध्यम से एक साथ बंधे बीस से अधिक और पचास से कम अमीनो एसिड की एक श्रृंखला है।
पॉलीपेप्टाइड क्या है?
यह जानने के लिए कि पॉलीपेप्टाइड क्या है, इसे इसके सबसे छोटे घटकों - अमीनो एसिड में तोड़ना सबसे अच्छा है। एकवचन अमीनो एसिड मोनोमर्स अधिक जटिल बहुलक श्रृंखला बनाने के लिए एक साथ जुड़ते हैं।
अमीनो अम्ल
जीवन को बनाने और बनाए रखने के लिए उपयोग किए जाने वाले इक्कीस अमीनो एसिड में एक अमीनो समूह, कार्बक्सिल समूह एक अल्फा कार्बन परमाणु, एक विलक्षण हाइड्रोजन परमाणु और एक साइड चेन (R समूह) होता है। आर समूह प्रत्येक अमीनो एसिड को इसकी विशिष्ट विशेषताएं देता है।
अमीनो समूह में एक नाइट्रोजन और दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। यह अपने आप कभी नहीं पाया जाता है क्योंकि इसके संयोजकता कोश में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह इन मुक्त इलेक्ट्रॉनों का उपयोग अन्य अणुओं या तत्वों के साथ सहसंयोजक बंधन के लिए करता है - पेप्टाइड्स के मामले में यह केंद्रीय अल्फा कार्बन परमाणु से बंध जाता है। कार्बन परमाणु से भी जुड़ा एक विलक्षण हाइड्रोजन परमाणु और एक कार्बोक्सिल समूह है।
एक कार्बोक्सिल समूह (COOH) में एक कार्बन परमाणु, एक हाइड्रॉक्सिल अणु (OH) और एक ऑक्सीजन परमाणु होता है। इस ऑक्सीजन परमाणु का कार्बोक्सिल कार्बन के साथ दोहरा बंधन है, जिससे यह कार्बोनिल (= O) बन जाता है।
आर समूह व्यक्तिगत अमीनो एसिड की विशिष्ट विशेषता है। कभी-कभी साइड चेन कहा जाता है, आर समूह अल्फा कार्बन के साथ भी बंध जाता है। जबकि अधिकांश पाठ्यपुस्तकें बीस मानव अमीनो एसिड का उल्लेख करती हैं, एक इक्कीस - सेलेनोसिस्टीन - बहुत कम मात्रा में मौजूद है। यह एक छोटे जीन अनुक्रम का परिणाम है - एक कोडन - जो प्रोटीन संश्लेषण के दौरान आवश्यक स्टॉप सिग्नल के लिए भी एन्कोड करता है। हाल ही में हमने इस अत्यधिक वाष्पशील अमीनो एसिड के अन्य उपयोगों की खोज की है।
सेलेनोसिस्टीन का R समूह CH 2 SeH है। अन्य उदाहरण हैं ग्लाइसीन (C 2 H 5 NO 2 ), सेरीन (C 3 H 7 NO 3 ), और ट्रिप्टोफैन (C 11 H 12 N 2 O 2 )। साइड चेन के रूप में केवल एक हाइड्रोजन परमाणु के साथ ग्लाइसिन सबसे सरल अमीनो एसिड है। इसलिए, इस अमीनो एसिड संरचना को दिल से सीखना सबसे आसान है और इसलिए अमीनो और कार्बोक्सिल समूहों और केंद्रीय कार्बन, और हाइड्रोजन परमाणुओं की उपस्थिति को आसानी से याद रखें।
पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण
पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण थोड़ा भ्रमित करने वाला शब्द है क्योंकि इस प्रक्रिया का उपयोग ओलिगोपेप्टाइड और प्रोटीन के निर्माण में भी किया जाता है। जबकि इन अणुओं के बीच अंतर है, उनका मूल रूप - अमीनो एसिड श्रृंखलाओं की अलग-अलग लंबाई - समान है।
विलक्षण अमीनो एसिड बस वह है - एक एमिनो एसिड। जिस क्षण यह दूसरे अमीनो एसिड के साथ बंध जाता है, वह पेप्टाइड बन जाता है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि कितने अमीनो एसिड एक साथ जुड़े हुए हैं और कोई फर्क नहीं पड़ता कि संरचना, शामिल अमीनो एसिड सभी पेप्टाइड हैं।
पेप्टाइड्स को आगे लंबाई के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। ओलिगोपेप्टाइड्स दो और बीस अमीनो एसिड के बीच की रैखिक श्रृंखलाएं हैं। एक डाइपेप्टाइड - दो बंधुआ अमीनो एसिड का परिणाम - एक ओलिगोपेप्टाइड भी है, जैसा कि एक पेंटापेप्टाइड (पांच बंधुआ अमीनो एसिड) है जैसा कि ऊपर की छवि में दर्शाया गया है।
बीस से पचास अमीनो एसिड की रैखिक श्रृंखलाओं को पॉलीपेप्टाइड्स कहा जाता है। ये प्राथमिक या द्वितीयक संरचनाएं बना सकते हैं।
बड़े पेप्टाइड्स को उनकी संरचना के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। प्रोटीन में कम से कम पचास अमीनो एसिड होते हैं और अक्सर अलग-अलग आकार में लपेटे जाते हैं। उन्हें प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाओं में बांटा गया है। अधिक जटिल प्रोटीन के निर्माण के लिए, इसे पहले पूर्ववर्ती रूप में मौजूद होना चाहिए।
- प्राथमिक संरचना एक साधारण पेप्टाइड श्रृंखला के अमीनो एसिड क्रम को संदर्भित करती है।
- माध्यमिक संरचनाएं - आमतौर पर अल्फा-हेलिक्स, बीटा-स्ट्रैंड, या बीटा-शीट - हाइड्रोजन बांड के माध्यम से एकल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला से सर्पिल, कॉइल या शीट फॉर्म बनाती हैं।
- तृतीय संरचना भी एक एकल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला से संबंधित है, लेकिन उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन बांड और नमक पुलों द्वारा आयोजित एक गोलाकार जैसा अणु बनाने के लिए माध्यमिक संरचना को आगे बढ़ाता है।
- चतुर्धातुक संरचनाओं में दो या दो से अधिक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं शामिल होती हैं जो एक ही कार्य के साथ प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए जुड़ती हैं।
जब आवश्यक हो, तो इस जानकारी को सीधे डीएनए टेम्प्लेट स्ट्रैंड से कॉपी किया जाता है ताकि मैसेंजर आरएनए का एक ट्रांसक्रिप्टेड स्ट्रैंड बनाया जा सके। मैसेंजर आरएनए जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, इस एन्कोडेड जानकारी को सेल न्यूक्लियस के बाहर और एक राइबोसोम ओर ले जाता है ।
राइबोसोम एमआरएनए स्ट्रैंड के भीतर तीन न्यूक्लिक एसिड (कोडन) के आदेशित समूहों को अलग करते हैं और इन कोडन को आरएनए परिवहन से जुड़े एकवचन एमिनो एसिड से मिलाते हैं। राइबोसोम के भीतर, ये अमीनो एसिड पेप्टाइड बॉन्ड के माध्यम से mRNA के स्ट्रैंड द्वारा निर्धारित क्रम में एक साथ जुड़े होते हैं।
पेप्टाइड बंधन
एक राइबोसोम दो अमीनो एसिड को पेप्टाइड बॉन्ड के माध्यम से जोड़ता है। ये एक अमीनो एसिड के कार्बोक्सिल समूह और दूसरे के अमीनो समूह के बीच सहसंयोजक रासायनिक बंधन हैं। जब ये दो अवशेष जुड़ते हैं, तो वे पानी का एक अणु छोड़ते हैं - एक निर्जलीकरण संश्लेषण प्रतिक्रिया। कार्बोक्सिल समूह अपना ऋणात्मक रूप से आवेशित हाइड्रॉक्सिल आयन खो देता है और अमीनो समूह H 2 0 बनाने के लिए एक धनात्मक आवेशित हाइड्रोजन आयन खो देता है। जुड़ा हुआ अमीनो एसिड निर्जलीकरण और पानी का उत्पादन होता है।
नए जुड़े अमीनो एसिड अणुओं से आयनों का यह नुकसान बताता है कि क्यों कई पाठ्यपुस्तकें कहती हैं कि पॉलीपेप्टाइड्स और प्रोटीन अमीनो एसिड अवशेषों से निर्मित होते हैं।
राइबोसोम एक अमीनो एसिड के कार्बोक्सिल समूह को अगले अमीनो समूह के करीब धकेलने में मदद करता है। पेप्टाइड बॉन्ड के निर्माण के लिए एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के रूप में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
पानी डालकर इस प्रतिक्रिया को उलटना संभव है; हालांकि, पेप्टाइड बॉन्ड को इस तरह से तोड़ना निर्जलीकरण संश्लेषण प्रतिक्रिया की तुलना में बहुत धीमी गति से होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अमीनो एसिड अवशेषों में एक अतिरिक्त दोहरा बंधन होता है। शरीर में, एंजाइम इस प्रतिक्रिया को तेज करते हैं।
जब पानी डाला जाता है, तो इसका -OH आयन कार्बोक्सिल के कार्बन परमाणु के धनात्मक आवेश को कम कर देता है और यह बंधन ढीला हो जाता है। पानी के अणु का + H आयन अमीनो समूह के नकारात्मक नाइट्रोजन आयन को प्रभावित करता है। दोनों क्रियाएं पेप्टाइड बंधन को तोड़ती हैं और दोनों अमीनो एसिड में पूर्ण कार्बोक्सिल और अमीनो समूहों को बहाल करती हैं। पॉलीपेप्टाइड बांड के लिए, एक श्रृंखला में अमीनो एसिड की संख्या बीस से पचास तक होनी चाहिए और उन्नीस और उनतालीस के बीच बांड की संबंधित संख्या होनी चाहिए।
पॉलीपेप्टाइड संरचना
प्रोटीन संरचना की तुलना में पॉलीपेप्टाइड संरचना सरल है। प्रत्येक श्रृंखला में दो टर्मिनल सिरे होते हैं:
- एन-टर्मिनल: पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का मुक्त अमीनो समूह अंत।
- सी-टर्मिनल: पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का मुक्त कार्बोक्सिल समूह अंत।
पॉलीपेप्टाइड संरचना प्रोटीन की प्राथमिक या माध्यमिक संरचनाओं के समान हो सकती है लेकिन इसमें प्रति श्रृंखला कम अमीनो एसिड होते हैं। उनमें मौजूद अमीनो एसिड की संख्या का मतलब है कि उन्हें आधिकारिक तौर पर प्रोटीन के रूप में नहीं बल्कि पॉलीपेप्टाइड्स के रूप में संदर्भित किया जाता है।
छोटी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं अधिक जटिल संरचना नहीं बनाती हैं। अमीनो एसिड श्रृंखला की लंबाई और संरचना जिसमें ये श्रृंखलाएं मौजूद हैं, प्रोटीन और पॉलीपेप्टाइड विशिष्ट विशेषताएं हैं। हालांकि, सिद्धांत रूप में, सभी प्रोटीन पॉलीपेप्टाइड हैं।
पॉलीपेप्टाइड उदाहरण
पॉलीपेप्टाइड उदाहरण प्रकृति में पाए जाते हैं और सिंथेटिक रसायनों के रूप में निर्मित किए जा सकते हैं।
पॉलीपेप्टाइड उदाहरण सांप के जहर का एक घटक है जिसे नैट्रियूरेटिक पेप्टाइड कहा जाता है। मानव शरीर भी इस पेप्टाइड के कम शक्तिशाली रूपों का उत्पादन करता है, जैसा कि अन्य स्तनधारी, सरीसृप, पौधे, मछली और बैक्टीरिया करते हैं।
सबसे घातक सांप के जहरों में से एक में डेंड्रोस्पिस नैट्रियूरेटिक पेप्टाइड (डीएनपी) होता है। डीएनपी अड़तीस अमीनो एसिड की एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला है। डीएनपी युक्त हरे मांबा सांप के काटने से एंजियोटेंसिन-परिवर्तित एंजाइम को रोकता है - सिस्टम का हिस्सा जो धमनियों को आराम देता है। यह तंत्र जहर को पूरे शरीर में बेहतर ढंग से प्रसारित करने की अनुमति देता है। फार्मास्युटिकल कंपनियां इस प्राकृतिक पॉलीपेप्टाइड का उपयोग एसीई-अवरोधक दवाओं में करती हैं जो पुराने उच्च रक्तचाप के उपचार में बेहद उपयोगी हैं।
ग्लूकागन उनतीस अमीनो एसिड अवशेषों के साथ एक एकल-श्रृंखला पॉलीपेप्टाइड है और अग्न्याशय में अल्फा कोशिकाओं द्वारा निर्मित होता है। ये कोशिकाएं उस जीन को व्यक्त करती हैं जो ग्लूकागन संश्लेषण को एन्कोड करता है। ग्लूकागन एक है जो रक्त शर्करा के स्तर के कम होने पर रक्तप्रवाह में उत्सर्जित होता है।
पॉलीपेप्टाइड एंटीबायोटिक्स कई प्रकार के बैक्टीरिया द्वारा निर्मित होते हैं। ये प्राकृतिक पॉलीपेप्टाइड एकल-कोशिका वाले जीवों को अन्य बैक्टीरिया प्रजातियां द्वारा जारी विषाक्त पदार्थों से बचाते हैं । मानव और पशुधन आबादी में एंटीबायोटिक प्रतिरोध में भारी वृद्धि वर्तमान एंटीबायोटिक उपचारों के भविष्य के संबंध में खतरे की घंटी बजा रही है; वैकल्पिक दवाएं हमेशा रुचि रखती हैं। एक प्रकार के जीवाणु से प्रतिजैविक दूसरे, अधिक हानिकारक प्रकारों के प्रसार की दर को कम कर सकता है। फिर भी, वर्तमान पॉलीपेप्टाइड एंटीबायोटिक्स दाने, मतली और सांस लेने की समस्याओं सहित एलर्जी के लक्षणों की एक विस्तृत श्रृंखला से जुड़े हैं।
एक सिंथेटिक पॉलीपेप्टाइड उदाहरण में नए एंजाइम, दवाओं और टीकों के अनुसंधान, डिजाइन और तैयार करने के लिए उत्पादित रसायनों को शामिल किया गया है। चूंकि छोटी प्रयोगशालाओं में पेप्टाइड संश्लेषण एक समय लेने वाला कार्य है, औद्योगिक आकार की कंपनियां बड़े पैमाने पर विशिष्ट पेप्टाइड्स का उत्पादन करती हैं। संश्लेषित होने वाले पहले पेप्टाइड्स हार्मोन ऑक्सीटोसिन और इंसुलिन थे। वर्तमान तकनीक कंपनियों को कम प्रतिक्रियाशील पॉलीपेप्टाइड्स का उत्पादन करने की अनुमति देती है जो अन्य अणुओं के साथ अवांछित प्रतिक्रियाओं के निचले स्तर प्रदान करते हैं। यह सिंथेटिक पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण के दौरान अस्थायी या स्थायी सुरक्षा रसायनों (बेंज़िल या टर्ट-ब्यूटाइल समूह) के अतिरिक्त के माध्यम से किया जाता है।
चिकित्सा कृत्रिम जैव-सक्रिय गैर-इंसुलिन पॉलीपेप्टाइड संख्या में कम हैं - वैश्विक उपयोग के लिए लगभग तीस को अनुमोदित किया गया है; हालाँकि, वर्तमान में लगभग दो सौ का परीक्षण चल रहा है।
प्रोटिनी पॉलीपेप्टाइड क्रीम जैसे सौंदर्य उत्पादों में सिंथेटिक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं जैसे श-पॉलीपेप्टाइड -1, श-पॉलीपेप्टाइड -9, और श-पॉलीपेप्टाइड -11। ये बायोमिमेटिक सिंथेटिक ह्यूमन (sh) पॉलीपेप्टाइड हैं जो उन विकास कारकों की क्रियाओं की नकल करने के लिए बनाए गए हैं जो त्वचा में एंटी-एजिंग प्रभाव पैदा करते हैं ।
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