এনজাইমগুলি হল জৈবক্যাটালিস্ট যা বিপাক এবং জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়ার সমস্ত পর্যায়ে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এগুলি বিশেষ আগ্রহের এবং অসংখ্য শিল্প স্কেল প্রক্রিয়াগুলিতে জৈব অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই নিবন্ধটি মাইক্রোবিয়াল এনজাইম এবং তাদের শ্রেণীবিভাগের একটি ওভারভিউ প্রদান করে৷
পরিচয়
বিভিন্ন জৈব শিল্পে স্তর এবং কাঁচামাল প্রক্রিয়াকরণে তাদের ব্যবহারের জন্য নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যযুক্ত এনজাইম প্রয়োজন। রাসায়নিক অনুঘটকের ব্যবহারের তুলনায় মিতব্যয়ী এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ পদ্ধতিতে জৈবিক প্রক্রিয়াগুলিতে প্রতিক্রিয়া চালানোর জন্য মাইক্রোবিয়াল এনজাইমগুলি জৈবক্যাটালিস্ট হিসাবে কাজ করে। তাদের বিশেষ বৈশিষ্ট্য বাণিজ্যিক স্বার্থ এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। এনজাইমগুলি খুব নির্দিষ্ট, তারা প্রায় 4000 জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়াকে অনুঘটক করে। নোবেল বিজয়ী এমিল ফিশার পরামর্শ দিয়েছেন যে এর কারণ হল এনজাইম এবং সাবস্ট্রেট উভয়েরই নির্দিষ্ট পরিপূরক জ্যামিতি রয়েছে যা সঠিকভাবেএকে অপরের সাথে মানানসই।
সংজ্ঞা
এনজাইমগুলি হল বৃহৎ জৈবিক অণুগুলি সেই সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক আদান-প্রদানের জন্য দায়ী যা জীবন টিকিয়ে রাখার জন্য প্রয়োজনীয়। এগুলি অত্যন্ত নির্বাচনী অনুঘটক যা খাদ্য হজম থেকে ডিএনএ সংশ্লেষণ পর্যন্ত বিপাকীয় প্রতিক্রিয়াগুলির হার এবং নির্দিষ্টতা উভয়কেই ত্বরান্বিত করতে পারে। তাদের মধ্যে ঘটে যাওয়া সমস্ত বিপাকীয় প্রক্রিয়াগুলি অণুজীবের কোষে কী এনজাইম তৈরি হয় তার উপর নির্ভর করে।
ইতিহাস
1877 সালে, হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের ফিজিওলজির অধ্যাপক উইলহেলম ফ্রেডরিখ কুয়েনে প্রথম "এনজাইম" শব্দটি ব্যবহার করেন, যা ল্যাটিন শব্দ ফার্মেন্টাম থেকে এসেছে, যার অর্থ "খামিরে"। অণুজীবের এনজাইম প্রাপ্তি প্রাচীন গ্রীসে শুরু হয়েছিল। এগুলি খাদ্য ও পানীয় সংরক্ষণের জন্য ব্যবহৃত হত৷
1783 সালে, বিখ্যাত ইতালীয় ক্যাথলিক ধর্মযাজক লাজারো স্প্যালানজানি বায়োজেনেসিসের উপর তার কাজটিতে এই বায়োমোলিকুলের গুরুত্ব প্রথম উল্লেখ করেছিলেন।
1812 সালে, গটলিব সিগিসমন্ড কির্চহফ স্টার্চকে গ্লুকোজে রূপান্তর করার পদ্ধতিটি তদন্ত করেছিলেন। তার পরীক্ষায়, তিনি অনুঘটক হিসেবে এনজাইমের ব্যবহার তুলে ধরেন।
1833 সালে, ফরাসি রসায়নবিদ আনসেলম পায়েন প্রথম এনজাইম, ডায়াস্টেস আবিষ্কার করেন।
দশক পরে, 1862 সালে, অ্যালকোহলে চিনির গাঁজন অধ্যয়ন করার সময়, লুই পাস্তুর এই সিদ্ধান্তে আসেন যে এটি খামির কোষের মধ্যে থাকা জীবনী শক্তি দ্বারা অনুঘটক হয়েছে।
প্রকৃতিতে পাওয়া যায় জৈব অণুলিনেন, চামড়া এবং নীলের মতো পণ্য তৈরিতে প্রাচীন কাল থেকে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। এই সমস্ত প্রক্রিয়াগুলি অণুজীবের দ্বারা সৃষ্ট হয়েছিল - এনজাইম উৎপাদক৷
অর্থ
রাসায়নিক বিক্রিয়া সহজতর করার জন্য এনজাইম প্রয়োজন। অণুজীবের জীবনে তাদের ভূমিকা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। এটি বিপাকীয় প্রক্রিয়া, শ্বসন, হজম এবং অন্যান্য ধরণের জীবন নিশ্চিত করে। যখন এনজাইমগুলি সঠিকভাবে কাজ করে, তখন হোমিওস্ট্যাসিস বজায় রাখা হয়। অণুজীবের মধ্যে এনজাইমের আরেকটি ভূমিকা হ'ল বিপাককে গতিশীল করা।
বিশেষ বৈশিষ্ট্য
অণুজীব এনজাইমের বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে:
- তাপ প্রতিরোধের;
- থার্মোফিলিক প্রকৃতি;
- pH পরিসর পরিবর্তনের সহনশীলতা;
- তাপমাত্রা এবং পিএইচ পরিবর্তন করার সময় কার্যকলাপের স্থিতিশীলতা;
- অন্যান্য কঠোর প্রতিক্রিয়া শর্ত।
এগুলি থার্মোফিলিক, অ্যাসিডোফিলিক বা ক্ষারীয় হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ। থার্মোস্টেবল এনজাইম সিস্টেম সহ অণুজীবগুলি দীর্ঘ সময়কালের বৃহৎ আকারের শিল্প প্রতিক্রিয়াগুলিতে মাইক্রোবায়াল দূষণের সম্ভাবনা হ্রাস করে। মাইক্রোবিয়াল এনজাইমগুলি ভর স্থানান্তর বাড়াতে এবং কাঁচামালের হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়ার সময় সাবস্ট্রেটের সান্দ্রতা হ্রাস করতে সহায়তা করে।
শ্রেণীবিভাগ
কারণ তাদের প্রতিক্রিয়া প্রকৃতির উপর ভিত্তি করে বিস্তৃত ক্রিয়াকলাপের কারণে, এনজাইমগুলি অনুঘটক অনুসারে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়:
- অক্সিডোরেডাক্টেস। অক্সিডেশন প্রতিক্রিয়া একটি একক অণু থেকে ইলেকট্রন স্থানান্তর জড়িতঅন্যের প্রতি. জৈবিক ব্যবস্থায়, এটি হল সাবস্ট্রেট থেকে হাইড্রোজেন অপসারণ।
- স্থানান্তর। এই শ্রেণীর এনজাইমগুলি এক অণু থেকে অন্য অণুতে পরমাণুর গোষ্ঠীর স্থানান্তরকে অনুঘটক করে। অ্যামিনোট্রান্সফেরেজ বা ট্রান্সমিনেস অ্যামিনো গ্রুপকে অ্যামিনো অ্যাসিড থেকে আলফা-অক্সো অ্যাসিডে স্থানান্তর করতে সহায়তা করে।
- হাইড্রোলেস। অনুঘটক হাইড্রোলাইসিস, জল দিয়ে সাবস্ট্রেটের বিভাজন। প্রতিক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে প্রোটিনে পেপটাইড বন্ধন, কার্বোহাইড্রেটে গ্লাইকোসিডিক বন্ধন এবং লিপিডগুলিতে এস্টার বন্ড। সাধারণত, বৃহত্তর অণুগুলো ছোট ছোট টুকরোতে ভেঙ্গে যায়।
- লিজ। দ্বিগুণ বন্ডে গোষ্ঠীর সংযোজন বা পূর্ববর্তীটি সরিয়ে পরবর্তীটির গঠনকে অনুঘটক করুন। উদাহরণ স্বরূপ, পেকটেট লাইসেস বিটা নির্মূলের মাধ্যমে গ্লাইকোসিডিক বন্ধন ছিন্ন করে।
- আইসোমেরাসিস। তারা একই অণুতে এক অবস্থান থেকে অন্য অবস্থানে গোষ্ঠীর স্থানান্তরকে অনুঘটক করে। সাবস্ট্রেটের গঠন পরিবর্তন করুন, এর পরমাণুগুলিকে পুনর্বিন্যাস করুন।
- লিগাসেস। সমযোজী বন্ধনের সাথে অণুগুলিকে একসাথে সংযুক্ত করুন। তারা বায়োসিন্থেটিক প্রতিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে, যেখানে নতুন বন্ড গ্রুপ তৈরি হয়। এই ধরনের প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য কোফ্যাক্টর আকারে শক্তির ইনপুট প্রয়োজন৷
আবেদন
অনেক খাবার তৈরিতে গাঁজন ব্যবহার করা হয়। খাদ্য শিল্পে মাইক্রোবিয়াল এনজাইম ব্যবহার একটি দীর্ঘস্থায়ী প্রক্রিয়া। নিম্নলিখিত ধরনের ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:
- অ্যামাইলেস। স্টার্চের তরলতা, রুটির গুণমানের উন্নতি, ফলের রসের স্পষ্টতা।
- গ্লুকোমাইলেস। উচ্চ গ্লুকোজ এবং ফ্রুক্টোজ সামগ্রী সহ বিয়ার এবং সিরাপ উত্পাদন।
- প্রটিজ। টেন্ডারাইজেশনমাংস, দুধ জমাট।
- ল্যাকটেজ। মানুষের মধ্যে ল্যাকটোজ অসহিষ্ণুতা হ্রাস, প্রিবায়োটিক পুষ্টিকর পরিপূরক।
- লিপেস। চেডার পনির উৎপাদন।
- ফসফোলাইপাস। লিপোলাইজড দুধের চর্বি উৎপাদন।
- এস্টারেজ। ফলের রসে স্বাদ ও গন্ধের উন্নতি। খাদ্যতালিকাগত ফাইবার নিষ্ক্রিয়করণ. শর্ট চেইন এস্টারের উৎপাদন।
- সেলুসেস। পশুখাদ্য।
- গ্লুকোজ অক্সিডেস। খাদ্য শেলফ লাইফ উন্নত করা।
- ল্যাকেস। ওয়াইন থেকে পলিফেনল অপসারণ।
- ক্যাটালাসেস। খাদ্য সংরক্ষণ. পনির উৎপাদনের আগে দুধ থেকে হাইড্রোজেন পারক্সাইড অপসারণ।
- পেরক্সিডেস। খাবারের স্বাদ, রঙ ও গুণগত মান উন্নয়ন।
প্রটিজ
অণুজীব সিস্টেম থেকে প্রাপ্ত প্রোটিস তিন প্রকার: অম্লীয়, নিরপেক্ষ এবং ক্ষারীয়। জৈব শিল্পে ক্ষারীয় সেরিন প্রোটিসগুলির সর্বাধিক প্রয়োগ রয়েছে। চরম শারীরবৃত্তীয় পরামিতিগুলির অস্বাভাবিক অবস্থার অধীনে তাদের উচ্চ কার্যকলাপ এবং স্থিতিশীলতা রয়েছে। ডিটারজেন্ট ব্যবহার করার সময় ক্ষারীয় প্রোটিসে এনজাইমেটিক কার্যকলাপের উচ্চ স্থিতিশীলতার সম্পত্তি থাকে। তারা জৈব শিল্পে ব্যাপক প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে:
- ওয়াশিং পাউডার উৎপাদন;
- খাদ্য শিল্প;
- চামড়া প্রক্রিয়াকরণ;
- ফার্মাসিউটিক্যালস;
- আণবিক জীববিজ্ঞান এবং পেপটাইড সংশ্লেষণে গবেষণা।
Amylase
এটি অণুজীবের একটি এনজাইম যা স্টার্চকে শর্করায় ভাঙ্গতে অনুঘটক করে। সে ছিল1833 সালে আনসেলম পেয়েন আবিষ্কার এবং বিচ্ছিন্ন করেছিলেন। সমস্ত অ্যামাইলেস গ্লাইকোসাইড হাইড্রোলেস। এগুলি শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং এনজাইম বাজারের প্রায় 25% এর জন্য অ্যাকাউন্ট। শিল্পে ব্যবহৃত হয় যেমন:
- খাদ্য;
- বেকারি;
- কাগজ এবং টেক্সটাইল;
- মিষ্টি এবং ফলের রস;
- গ্লুকোজ এবং ফ্রুক্টোজ সিরাপ;
- ডিটারজেন্ট;
- স্টার্চ থেকে জ্বালানী ইথানল;
- অ্যালকোহলযুক্ত পানীয়;
- পরিপাক সহায়ক;
- ড্রাই ক্লিনিংয়ে দাগ রিমুভার।
ক্লিনিক্যাল, চিকিৎসা এবং বিশ্লেষণাত্মক রসায়নেও ব্যবহৃত হয়।
জাইলানেস
হেমিসেলুলোজ হল সেলুলোজ, লিগনিন এবং পেকটিন সহ কৃষি অবশিষ্টাংশের অন্যতম প্রধান উপাদান। জাইলান এর প্রধান উপাদান। পেন্টোজ উৎপাদন, ফলের রস বিশুদ্ধকরণ, হজমের উন্নতি এবং জ্বালানী ও রাসায়নিক পদার্থে লিগনোসেলুলোসিক কৃষি বর্জ্যের জৈব রূপান্তরের জন্য জৈবপ্রযুক্তিগত প্রয়োগের কারণে জাইল্যানেজের গুরুত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। এটি খাদ্য, টেক্সটাইল এবং সজ্জা এবং কাগজ শিল্প, কৃষি বর্জ্য নিষ্পত্তি, ইথানল উত্পাদন এবং পশু খাদ্যে এর প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে৷
লাকেস
লিজিনোলাইটিক এনজাইমগুলি লিগনোসেলুলোসিক কৃষি অবশিষ্টাংশের হাইড্রোলাইসিস, বিশেষত জটিল এবং নন-পাম্পিং উপাদান লিগনিনের অবক্ষয়ের জন্য দরকারী। তারা প্রকৃতির খুব বহুমুখী এবং শিল্প প্রক্রিয়া একটি সংখ্যা ব্যবহার করা যেতে পারে.লিগনোলাইটিক এনজাইম সিস্টেম সেলুলোজ বায়োডেকলোরেশন এবং অন্যান্য শিল্প যেমন ওয়াইন এবং ফলের রস স্থিরকরণ, ডেনিম লন্ডারিং, প্রসাধনী এবং বায়োসেন্সরগুলিতে ব্যবহৃত হয়৷
লিপেস
এটি অণুজীবের একটি এনজাইম যা চর্বি ভাঙ্গন এবং হাইড্রোলাইসিসকে অনুঘটক করে। Lipases এস্টেরেসের একটি উপশ্রেণী। তারা হজম, পরিবহন এবং চর্বি প্রক্রিয়াকরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বেশিরভাগ লিপেস ফ্যাটি সাবস্ট্রেটের গ্লিসারল ব্যাকবোনে একটি নির্দিষ্ট অবস্থানে জড়িত থাকে, বিশেষ করে ছোট অন্ত্রে। তাদের মধ্যে কিছু একটি সংক্রামক রোগের সময় নিঃসৃত প্যাথোজেনিক জীব দ্বারা প্রকাশ করা হয়। Lipases জৈবপ্রযুক্তিগতভাবে মূল্যবান এনজাইমগুলির প্রধান গ্রুপ হিসাবে বিবেচিত হয়, প্রধানত তাদের প্রয়োগকৃত বৈশিষ্ট্যের বহুমুখিতা এবং ভর উৎপাদনের সহজতার কারণে৷
লিপেস অ্যাপ্লিকেশন
এই এনজাইমগুলি খাদ্যের নিয়মিত ট্রাইগ্লিসারাইড বিপাক থেকে শুরু করে সংকেত এবং কোষের প্রদাহ পর্যন্ত বিভিন্ন জৈবিক প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত। কিছু লাইপেজ কার্যক্রম কোষের মধ্যে নির্দিষ্ট কিছু অংশে সীমাবদ্ধ থাকে, অন্যরা বহির্কোষী স্থানে কাজ করে:
- অগ্ন্যাশয়ের লিপেসগুলি বহির্মুখী স্থানগুলিতে নিঃসৃত হয় যেখানে তারা খাদ্যতালিকাগত লিপিডগুলিকে সরল আকারে রূপান্তরিত করে যা সারা শরীরে পরিবাহিত হয়৷
- পরিবেশ থেকে পুষ্টি শোষণকে সহজতর করুন।
- বর্ধিত লিপেজ কার্যকলাপ প্রতিস্থাপন করেবায়োডিজেল প্রক্রিয়াকরণে প্রচলিত অনুঘটক।
- বায়োক্যাটালিস্ট হিসাবে বেকিং, লন্ড্রি ডিটারজেন্টের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
- টেক্সটাইল শিল্পে, এটি কাপড়ের শোষণ এবং রং করার সময় সমানতা বাড়াতে ব্যবহৃত হয়।
- শর্ট চেইন ফ্যাটি অ্যাসিড এবং অ্যালকোহলের এস্টার সংশ্লেষণ করে খাবারের স্বাদ পরিবর্তন করতে।
- লিপেসের উপস্থিতি বা উচ্চ মাত্রা একটি নির্দিষ্ট সংক্রমণ বা রোগ নির্দেশ করতে পারে এবং এটি ডায়াগনস্টিক টুল হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
- একটি ব্যাকটেরিয়াঘটিত প্রভাব আছে। ম্যালিগন্যান্ট টিউমারের চিকিৎসায় ব্যবহার করা যেতে পারে।
- প্রসাধনী এবং ফার্মাসিউটিক্যালস (স্কিন কেয়ার প্রোডাক্ট, হেয়ার কার্লার) এর বাণিজ্যিক মূল্য রয়েছে।
