পেন্টোজ ফসফেট গ্লুকোজ অক্সিডেশনের পথ এবং এর তাৎপর্য

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

এই নিবন্ধে আমরা গ্লুকোজ অক্সিডেশনের একটি রূপ বিবেচনা করব - পেন্টোজ ফসফেট পথ। এই ঘটনার ধরন, এর প্রয়োগের পদ্ধতি, এনজাইমের প্রয়োজনীয়তা, জৈবিক তাৎপর্য এবং আবিষ্কারের ইতিহাস বিশ্লেষণ ও বর্ণনা করা হবে।

ঘটনাটির সাথে পরিচয় করিয়ে দেওয়া হচ্ছে

পেন্টোজ ফসফেট পথ হল C6H12O6 (গ্লুকোজ) অক্সিডাইজ করা উপায়গুলির মধ্যে একটি। একটি অক্সিডাইজিং এবং নন-অক্সিডাইজিং স্টেজ নিয়ে গঠিত।

সাধারণ প্রক্রিয়া সমীকরণ:

3গ্লুকোজ-৬-ফসফেট+6NADP^-à3CO₂+6(NADPH+H-)+2ফ্রুক্টোজ-6-ফসফেট+গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেট।

অক্সিডেটিভ পেন্টোজ ফসফেট পথের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পর, হাইসারালডিহাইড-3-ফসফেট অণু পাইরুভেটে রূপান্তরিত হয় এবং অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফরিক অ্যাসিডের 2টি অণু গঠন করে।

প্রাণী এবং গাছপালা তাদের সাবইউনিটের মধ্যে এই ঘটনার বিস্তৃত বন্টন আছে, কিন্তু অণুজীব এটিকে শুধুমাত্র একটি সহায়ক প্রক্রিয়া হিসেবে ব্যবহার করে। পথের সমস্ত এনজাইম প্রাণী ও উদ্ভিদ জীবের কোষীয় সাইটোপ্লাজমে অবস্থিত। উপরন্তু, স্তন্যপায়ী এই পদার্থ ধারণ করেএছাড়াও ইপিএসে এবং প্লাস্টিডে উদ্ভিদ, বিশেষ করে ক্লোরোপ্লাস্টে।

গ্লুকোজ অক্সিডেশনের পেন্টোজ ফসফেট পথটি গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ার অনুরূপ এবং এর একটি অত্যন্ত দীর্ঘ বিবর্তনীয় পথ রয়েছে। সম্ভবত, আর্কিয়ানের জলজ পরিবেশে, তার আধুনিক অর্থে প্রাণের আবির্ভাবের আগে, প্রতিক্রিয়াগুলি ঘটেছিল যা অবিকল পেন্টোজ ফসফেট প্রকৃতির ছিল, কিন্তু এই ধরনের একটি চক্রের অনুঘটক একটি এনজাইম নয়, ধাতব আয়ন ছিল।

বিদ্যমান প্রতিক্রিয়ার প্রকার

আগে উল্লিখিত হিসাবে, পেন্টোজ ফসফেট পথ দুটি পর্যায় বা চক্রকে আলাদা করে: অক্সিডেটিভ এবং নন-অক্সিডেটিভ। ফলস্বরূপ, পথের অক্সিডেটিভ অংশে, C6H12O6 গ্লুকোজ-6-ফসফেট থেকে রাইবুলোজ-5-ফসফেটে জারিত হয় এবং অবশেষে NADPH হ্রাস পায়। নন-অক্সিডেটিভ পর্যায়ের সারমর্ম হল পেন্টোজের সংশ্লেষণের জন্য সাহায্য করা এবং 2-3 কার্বন "টুকরা" এর বিপরীত স্থানান্তর প্রতিক্রিয়ায় নিজেকে অন্তর্ভুক্ত করা। আরও, হেক্সোসেস অবস্থায় পেন্টোজের স্থানান্তর আবার ঘটতে পারে, যা নিজেই পেন্টোজের অতিরিক্ত কারণে ঘটে। এই পথের সাথে জড়িত অনুঘটকগুলিকে 3টি এনজাইমেটিক সিস্টেমে ভাগ করা হয়েছে:

1. ডিহাইড্রো-ডিকারবক্সিলেশন সিস্টেম;
2. আইসোমারাইজিং টাইপ সিস্টেম;
3. শর্করা পুনরায় কনফিগার করার জন্য ডিজাইন করা একটি সিস্টেম।

অক্সিডেশন সহ এবং ছাড়া প্রতিক্রিয়া

পথের অক্সিডেটিভ অংশটি নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা উপস্থাপিত হয়:

Glucose6phosphate+2NADP⁺+H2Oàribulose5phosphate+2 (NADPH+H+)+CO2.

Bনন-অক্সিডেটিভ ধাপে, ট্রান্সালডোলেজ এবং ট্রান্সকেটোলেজ আকারে দুটি অনুঘটক রয়েছে। তারা C-C বন্ড ভাঙার এবং এই বিরতির ফলে যে শৃঙ্খল তৈরি হয় তার কার্বন টুকরা স্থানান্তরকে ত্বরান্বিত করে। ট্রান্সকেটোলেজ কোএনজাইম থায়ামিন পাইরোফসফেট (টিপিপি), যা ডিফসফরাস ধরনের ভিটামিন এস্টার (B₁) শোষণ করে।

অক্সিডেটিভ সংস্করণে পর্যায় সমীকরণের সাধারণ রূপ:

3 রাইবুলোজ5ফসফেট1 রাইবোস5ফসফেট+2 জাইলুলোস5ফসফেট2 ফ্রুক্টোজ6ফসফেট+গ্লিসারালডিহাইড3ফসফেট।

পথের অক্সিডেটিভ বৈচিত্র লক্ষ্য করা যায় যখন কোষ দ্বারা NADPH ব্যবহার করা হয়, বা অন্য কথায়, যখন এটি তার অপরিবর্তিত আকারে আদর্শ অবস্থানে যায়।

গ্লাইকোলাইসিস বিক্রিয়া বা বর্ণিত পথের ব্যবহার নির্ভর করে NADP ঘনত্বের পরিমাণের উপর⁺ সাইটোসলের পুরুত্বে।

পথ চক্র

অক্সিডেটিভ বৈকল্পিক পথের সাধারণ সমীকরণের বিশ্লেষণ থেকে প্রাপ্ত ফলাফলের সংক্ষিপ্তসারে, আমরা দেখতে পাই যে পেন্টোজ ফসফেট পথ ব্যবহার করে হেক্সোস থেকে গ্লুকোজ মনোস্যাকারাইডে ফিরে আসতে পারে। পেন্টোজ থেকে হেক্সোজে পরবর্তী রূপান্তর হল পেন্টোজ ফসফেট চক্রীয় প্রক্রিয়া। বিবেচনাধীন পথ এবং এর সমস্ত প্রক্রিয়াগুলি একটি নিয়ম হিসাবে, অ্যাডিপোজ টিস্যু এবং লিভারে কেন্দ্রীভূত হয়। মোট সমীকরণ এভাবে বর্ণনা করা যেতে পারে:

6 গ্লুকোজ-6-ফসফেট+12nadp+2H2Oà12(NADPH+H⁺)+5 গ্লুকোজ-6-ফসফেট+6 CO2।

পেন্টোজ ফসফেট পথের অ-অক্সিডেটিভ ধরনের

পেন্টোজ ফসফেট পথের নন-অক্সিডেটিভ ধাপটি গ্লুকোজ ছাড়াই পুনরায় সাজাতে পারেCO2 অপসারণ, যা এনজাইমেটিক সিস্টেমের কারণে সম্ভব (এটি শর্করা এবং গ্লাইকোলাইটিক এনজাইমগুলিকে পুনর্বিন্যাস করে যা গ্লুকোজ-6-ফসফেটকে গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেটে রূপান্তর করে)।

লিপিড-গঠনকারী খামিরের বিপাক অধ্যয়ন করার সময় (যেটিতে ফসফফ্রুক্টোকিনেজের অভাব রয়েছে, যা তাদের গ্লাইকোলাইসিস ব্যবহার করে C6H12O6 মনোস্যাকারাইডের অক্সিডাইজ করা থেকে বাধা দেয়), দেখা গেছে যে 20% পরিমাণে গ্লুকোজ অক্সিডেশনের মধ্য দিয়ে যায় এবং pphospathway ব্যবহার করে বাকি 80% পথের নন-অক্সিডেটিভ পর্যায়ে পুনর্বিন্যাস করে। বর্তমানে, ঠিক কীভাবে একটি 3-কার্বন যৌগ তৈরি হয়, যা শুধুমাত্র গ্লাইকোলাইসিসের সময় তৈরি করা যায়, এই প্রশ্নের উত্তর অজানা থেকে যায়।

জীবন্ত প্রাণীর জন্য কাজ

পেন্টোজ ফসফেট পথের মান প্রাণী এবং উদ্ভিদের পাশাপাশি অণুজীবের ক্ষেত্রেও প্রায় একই রকম সব কোষই NADPH-এর একটি হ্রাসকৃত সংস্করণ তৈরি করার জন্য এই প্রক্রিয়াটি সম্পাদন করে, যা একটি হাইড্রোজেন দাতা হিসাবে ব্যবহৃত হবে হ্রাস-প্রকার প্রতিক্রিয়া এবং হাইড্রক্সিলেশন। আরেকটি ফাংশন হল রাইবোজ-5-ফসফেট সহ কোষ সরবরাহ করা। পাইরুভেট এবং CO2 তৈরির সাথে ম্যালেটের অক্সিডেশনের ফলে NADPH গঠিত হতে পারে এবং আইসোসিট্রেটের ডিহাইড্রোজেনেশনের ক্ষেত্রে পেন্টোজ ফসফেট প্রক্রিয়ার কারণে হ্রাসকারী সমতুল্য উত্পাদন ঘটে তা সত্ত্বেও। এই পথের আরেকটি মধ্যবর্তী হল এরিথ্রোস-4-ফসফেট, যা ফসফোনোলপাইরুভেটসের সাথে ঘনীভূত হয়ে ট্রিপটোফ্যানস, ফেনিল্যালানিনস এবং টাইরোসাইন গঠন শুরু করে।

অপারেশনপেন্টোজ ফসফেট পথ প্রাণীদের মধ্যে যকৃতের অঙ্গে, স্তন্যপান করানোর সময় স্তন্যপায়ী গ্রন্থি, টেস্টিস, অ্যাড্রিনাল কর্টেক্স, সেইসাথে এরিথ্রোসাইট এবং অ্যাডিপোজ টিস্যুতে পরিলক্ষিত হয়। এটি সক্রিয় হাইড্রোক্সিলেশন এবং পুনর্জন্ম প্রতিক্রিয়ার উপস্থিতির কারণে, উদাহরণস্বরূপ, ফ্যাটি অ্যাসিডের সংশ্লেষণের সময়, লিভারের টিস্যুতে জেনোবায়োটিক্সের ধ্বংস এবং এরিথ্রোসাইট কোষ এবং অন্যান্য টিস্যুতে সক্রিয় অক্সিজেন ফর্মের সময়ও পরিলক্ষিত হয়। এই জাতীয় প্রক্রিয়াগুলি NADPH সহ বিভিন্ন সমতুল্যগুলির জন্য উচ্চ চাহিদা তৈরি করে৷

আসুন এরিথ্রোসাইটের উদাহরণ বিবেচনা করা যাক। এই অণুগুলিতে, গ্লুটাথিয়ন (ট্রিপেপটাইড) সক্রিয় অক্সিজেন ফর্মের নিরপেক্ষকরণের জন্য দায়ী। এই যৌগটি, অক্সিডেশনের মধ্য দিয়ে, হাইড্রোজেন পারক্সাইডকে H2O তে রূপান্তর করে, কিন্তু NADPH+H⁺ এর উপস্থিতিতে গ্লুটাথিয়ন থেকে হ্রাসকৃত পরিবর্তনে বিপরীত রূপান্তর সম্ভব। যদি কোষে গ্লুকোজ-6-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেসে ত্রুটি থাকে, তবে হিমোগ্লোবিন প্রোমোটারগুলির একত্রীকরণ লক্ষ্য করা যায়, যার ফলস্বরূপ এরিথ্রোসাইট তার প্লাস্টিকতা হারায়। তাদের স্বাভাবিক কার্যকারিতা শুধুমাত্র পেন্টোজ ফসফেট পথের সম্পূর্ণ ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমেই সম্ভব৷

উদ্ভিদের বিপরীত পেন্টোজ ফসফেট পথ সালোকসংশ্লেষণের অন্ধকার পর্যায়ের ভিত্তি প্রদান করে। উপরন্তু, কিছু উদ্ভিদ গোষ্ঠী এই ঘটনার উপর অনেকাংশে নির্ভরশীল, যা হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, শর্করার দ্রুত আন্তঃরূপান্তর ইত্যাদি।

ব্যাকটেরিয়ার জন্য পেন্টোজ ফসফেট পথের ভূমিকা গ্লুকোনেট বিপাকের প্রতিক্রিয়ার মধ্যে নিহিত। সায়ানোব্যাকটেরিয়া এই প্রক্রিয়াটি ব্যবহার করেএকটি সম্পূর্ণ ক্রেবস চক্রের অভাব। অন্যান্য ব্যাকটেরিয়া এই ঘটনাকে কাজে লাগিয়ে বিভিন্ন শর্করাকে জারণে উন্মুক্ত করে দেয়।

নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া

পেন্টোজ ফসফেট পথের নিয়ন্ত্রণ কোষের গ্লুকোজ-6-ফসফেটের চাহিদা এবং সাইটোসল তরলে NADP⁺ এর ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। এই দুটি কারণই নির্ধারণ করবে যে উপরে উল্লিখিত অণু গ্লাইকোলাইসিস বিক্রিয়ায় প্রবেশ করবে নাকি পেন্টোজ ফসফেট টাইপ পাথওয়েতে প্রবেশ করবে। ইলেক্ট্রন গ্রহণকারীদের অনুপস্থিতি পথের প্রথম ধাপগুলিকে এগিয়ে যাওয়ার অনুমতি দেবে না। NADPH থেকে NADPH⁺ এ দ্রুত স্থানান্তরের সাথে, পরবর্তীটির ঘনত্বের মাত্রা বেড়ে যায়। গ্লুকোজ 6 ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেস অ্যালোস্টেরিকভাবে উদ্দীপিত হয় এবং ফলস্বরূপ পেন্টোজ ফসফেট টাইপ পথের মাধ্যমে গ্লুকোজ 6 ফসফেট প্রবাহের পরিমাণ বৃদ্ধি করে। এনএডিপিএইচ-এর ব্যবহার ধীর করার ফলে এনএডিপি-এর মাত্রা কমে যায়⁺, এবং গ্লুকোজ-৬-ফসফেট নিষ্পত্তি হয়।

ঐতিহাসিক তথ্য

পেন্টোজ ফসফেট পথটি তার গবেষণার পথ শুরু করে কারণ সাধারণ গ্লাইকোলাইসিস ইনহিবিটরদের দ্বারা গ্লুকোজ খরচে পরিবর্তনের অভাবের দিকে মনোযোগ দেওয়া হয়েছিল। এই ঘটনার প্রায় একই সাথে, ও. ওয়ারবার্গ এনএডিপিএইচ আবিষ্কার করেন এবং গ্লুকোজ-6-ফসফেট থেকে 6-ফসফোগ্লুকোনিক অ্যাসিডের অক্সিডেশন বর্ণনা করতে শুরু করেন। উপরন্তু, এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে C6H12O6, আইসোটোপ দ্বারা চিহ্নিত ¹⁴C (C-1 অনুযায়ী চিহ্নিত), তুলনামূলকভাবে দ্রুত ¹⁴CO2-তে পরিণত হয়েছে। এটি একই অণু, কিন্তু C-6 লেবেলযুক্ত। এই সময় গ্লুকোজ ব্যবহার প্রক্রিয়ার গুরুত্ব দেখিয়েছেন কিবিকল্প পথের সহায়তা। এই তথ্য I. K দ্বারা প্রকাশিত হয়েছিল। 1995 সালে গ্যানসালাস।

উপসংহার

এবং তাই, আমরা দেখতে পাই যে বিবেচনাধীন পথটি কোষ দ্বারা গ্লুকোজ অক্সিডাইজ করার বিকল্প উপায় হিসাবে ব্যবহার করা হয় এবং এটি দুটি বিকল্পে বিভক্ত যেখানে এটি এগিয়ে যেতে পারে। এই ঘটনাটি সকল প্রকার বহুকোষী জীবের মধ্যে এবং এমনকি অনেক অণুজীবের মধ্যেও পরিলক্ষিত হয়। অক্সিডেশন পদ্ধতির পছন্দ বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে, প্রতিক্রিয়ার সময় কোষে নির্দিষ্ট পদার্থের উপস্থিতি।