বায়োকেমিস্ট্রি কী অধ্যয়ন করে? গ্লাইকোলাইসিস হল গ্লুকোজ ভাঙ্গনের একটি গুরুতর এনজাইমেটিক প্রক্রিয়া যা অক্সিজেন ব্যবহার ছাড়াই প্রাণী এবং মানুষের টিস্যুতে ঘটে। তিনিই যাকে জৈব রসায়নবিদরা ল্যাকটিক অ্যাসিড এবং এটিপি অণু পাওয়ার উপায় হিসাবে বিবেচনা করেন৷
সংজ্ঞা
অ্যারোবিক গ্লাইকোলাইসিস কি? বায়োকেমিস্ট্রি এই প্রক্রিয়াটিকে জীবন্ত প্রাণীর একমাত্র বৈশিষ্ট্য হিসাবে বিবেচনা করে যা শক্তি সরবরাহ করে।
এটি এমন একটি প্রক্রিয়ার সাহায্যে যে প্রাণী এবং মানুষের জীব একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য অপর্যাপ্ত অক্সিজেনের পরিস্থিতিতে নির্দিষ্ট শারীরবৃত্তীয় কার্য সম্পাদন করতে সক্ষম হয়।
যদি গ্লুকোজ ভাঙ্গার প্রক্রিয়াটি অক্সিজেনের অংশগ্রহণে সঞ্চালিত হয়, তাহলে অ্যারোবিক গ্লাইকোলাইসিস ঘটে।
এর বায়োকেমিস্ট্রি কী? গ্লাইকোলাইসিসকে জল এবং কার্বন ডাই অক্সাইডে গ্লুকোজ অক্সিডাইজ করার প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপ হিসাবে বিবেচনা করা হয়৷
ইতিহাসের পাতা
"গ্লাইকোলাইসিস" শব্দটি ঊনবিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে লেপিন রক্তের গ্লুকোজ কমানোর প্রক্রিয়ার জন্য ব্যবহার করেছিলেন যা সংবহনতন্ত্র থেকে সরানো হয়েছিল। কিছু অণুজীবের গাঁজন প্রক্রিয়া রয়েছে যা গ্লাইকোলাইসিসের মতো। এমন একটিরূপান্তর এগারোটি এনজাইম ব্যবহার করে, যার বেশিরভাগই একজাতীয়, অত্যন্ত বিশুদ্ধ বা স্ফটিক আকারে বিচ্ছিন্ন, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি ভালভাবে অধ্যয়ন করা হয়। এই প্রক্রিয়াটি কোষের হাইলোপ্লাজমে সঞ্চালিত হয়।
প্রসেস সুনির্দিষ্ট
গ্লাইকোলাইসিস কীভাবে এগিয়ে যায়? বায়োকেমিস্ট্রি এমন একটি বিজ্ঞান যেখানে এই প্রক্রিয়াটিকে বহু-পর্যায়ের প্রতিক্রিয়া হিসাবে বিবেচনা করা হয়৷
গ্লাইকোলাইসিসের প্রথম এনজাইমেটিক বিক্রিয়া, ফসফোরিলেশন, এটিপি অণু দ্বারা গ্লুকোজে অর্থোফসফেট স্থানান্তরের সাথে যুক্ত। এনজাইম হেক্সোকিনেজ এই প্রক্রিয়ায় অনুঘটক হিসেবে কাজ করে।
এই প্রক্রিয়ায় গ্লুকোজ-6-ফসফেটের উৎপাদন সিস্টেমের উল্লেখযোগ্য পরিমাণ শক্তির মুক্তির মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা হয়, অর্থাৎ একটি অপরিবর্তনীয় রাসায়নিক প্রক্রিয়া ঘটে।
হেক্সোকিনেসের মতো একটি এনজাইম শুধুমাত্র ডি-গ্লুকোজই নয়, ডি-ম্যাননোজ, ডি-ফ্রুক্টোজের ফসফোরিলেশন প্রক্রিয়ার জন্য অনুঘটক হিসেবে কাজ করে। হেক্সোকিনেজ ছাড়াও, লিভারে আরেকটি এনজাইম রয়েছে - গ্লুকোকিনেস, যা একটি ডি-গ্লুকোজের ফসফোরিলেশন প্রক্রিয়াকে অনুঘটক করে।
দ্বিতীয় পর্যায়
আধুনিক বায়োকেমিস্ট্রি কীভাবে এই প্রক্রিয়ার দ্বিতীয় ধাপকে ব্যাখ্যা করে? এই পর্যায়ে গ্লাইকোলাইসিস হল হেক্সোজ ফসফেট আইসোমেরেজের প্রভাবে গ্লুকোজ-6-ফসফেট একটি নতুন পদার্থে রূপান্তর - ফ্রুক্টোজ-6-ফসফেট৷
প্রক্রিয়াটি পারস্পরিকভাবে দুটি বিপরীত দিকে এগিয়ে যায়, এর জন্য কোফ্যাক্টরের প্রয়োজন হয় না৷
তৃতীয় পর্যায়
এটি এটিপি অণুর সাহায্যে ফলস্বরূপ ফ্রুক্টোজ-6-ফসফেটের ফসফোরিলেশনের সাথে যুক্ত। এই প্রক্রিয়ার ত্বরণকারী এনজাইম ফসফফ্রুক্টোকিনেস। প্রতিক্রিয়াঅপরিবর্তনীয় হিসাবে বিবেচিত হয়, এটি ম্যাগনেসিয়াম ক্যাটেশনের উপস্থিতিতে ঘটে, এটি এই মিথস্ক্রিয়াটির একটি ধীরে ধীরে এগিয়ে যাওয়ার পর্যায় হিসাবে বিবেচিত হয়। তিনিই গ্লাইকোলাইসিসের হার নির্ধারণের ভিত্তি৷
ফসফফ্রুক্টোকিনেজ হল অ্যালোস্টেরিক এনজাইমের অন্যতম প্রতিনিধি। এটি ATP অণু দ্বারা বাধাপ্রাপ্ত হয়, AMP এবং ADP দ্বারা উদ্দীপিত হয়। ডায়াবেটিসের ক্ষেত্রে, উপবাসের সময়, সেইসাথে অন্যান্য অনেক পরিস্থিতিতে যেখানে প্রচুর পরিমাণে চর্বি খাওয়া হয়, টিস্যু কোষে সাইট্রেটের পরিমাণ কয়েকগুণ বেড়ে যায়। এই ধরনের পরিস্থিতিতে, সাইট্রেট দ্বারা ফসফফ্রুক্টোকিনেসের পূর্ণাঙ্গ কার্যকলাপের একটি উল্লেখযোগ্য বাধা রয়েছে।
যদি ATP থেকে ADP-এর অনুপাত উল্লেখযোগ্য মান ছুঁয়ে যায়, তাহলে ফসফোফ্রুক্টোকিনেসকে বাধা দেওয়া হয়, যা গ্লাইকোলাইসিসকে ধীর করতে সাহায্য করে।
আপনি কিভাবে গ্লাইকোলাইসিস বাড়াতে পারেন? বায়োকেমিস্ট্রি এর জন্য তীব্রতা ফ্যাক্টর কমানোর প্রস্তাব করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি অকার্যকর পেশীতে, ফসফফ্রুক্টোকিনেসের কার্যকলাপ কম, কিন্তু এটিপির ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়।
যখন পেশী কাজ করে, তখন ATP-এর উল্লেখযোগ্য ব্যবহার হয়, যা এনজাইমের মাত্রা বৃদ্ধির কারণ হয়, যার ফলে গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ার ত্বরণ ঘটে।
চতুর্থ পর্যায়
গ্লাইকোলাইসিসের এই অংশের জন্য এনজাইম অ্যালডোলেজ অনুঘটক। তাকে ধন্যবাদ, দুটি ফসফোট্রিওসে পদার্থের বিপরীতমুখী বিভাজন ঘটে। তাপমাত্রার মানের উপর নির্ভর করে, বিভিন্ন স্তরে ভারসাম্য প্রতিষ্ঠিত হয়।
বায়োকেমিস্ট্রি কীভাবে ব্যাখ্যা করে কী ঘটছে? ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে গ্লাইকোলাইসিস একটি সরাসরি প্রতিক্রিয়া, পণ্যের দিকে এগিয়ে যায়যা গ্লিসারালডিহাইড-৩-ফসফেট এবং ডাইহাইড্রোক্সাইসেটোন ফসফেট।
অন্যান্য পর্যায়
পঞ্চম পর্যায়টি হল ট্রায়োজ ফসফেটের আইসোমারাইজেশন প্রক্রিয়া। প্রক্রিয়াটির অনুঘটক হল এনজাইম ট্রায়োস ফসফেট আইসোমারেজ।
সংক্ষিপ্ত আকারে ষষ্ঠ প্রতিক্রিয়াটি হাইড্রোজেন গ্রহণকারী হিসাবে NAD ফসফেটের উপস্থিতিতে 1,3-ডিফসফোর্গলিসারিক অ্যাসিডের উত্পাদনকে বর্ণনা করে। এটি এই অজৈব এজেন্ট যা গ্লিসারালডিহাইড থেকে হাইড্রোজেন অপসারণ করে। ফলস্বরূপ বন্ধন ভঙ্গুর, কিন্তু এটি শক্তি সমৃদ্ধ, এবং যখন ক্লিভ করা হয়, 1, 3-ডিফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিড পাওয়া যায়৷
সপ্তম ধাপ, ফসফোগ্লিসারেট কিনেস দ্বারা অনুঘটক, ফসফেটের অবশিষ্টাংশ থেকে ADP-তে 3-ফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিড এবং ATP গঠনের জন্য শক্তি স্থানান্তর জড়িত৷
অষ্টম বিক্রিয়ায়, ফসফেট গ্রুপের একটি আন্তঃআণবিক স্থানান্তর ঘটে, যখন 3-ফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিডের 2-ফসফোগ্লিসারেটে রূপান্তর লক্ষ্য করা যায়। প্রক্রিয়াটি বিপরীতমুখী, তাই এর বাস্তবায়নের জন্য ম্যাগনেসিয়াম ক্যাশন ব্যবহার করা হয়।
2,3-ডিফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিড এই পর্যায়ে এনজাইমের জন্য একটি কোফ্যাক্টর হিসেবে কাজ করে।
নবম বিক্রিয়ায় 2-ফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিডের ফসফোনোলপাইরুভেটে রূপান্তর জড়িত। এনোলেজ এনজাইম, যা ম্যাগনেসিয়াম ক্যাটেশন দ্বারা সক্রিয় হয়, এই প্রক্রিয়ার একটি ত্বরণকারী হিসাবে কাজ করে এবং ফ্লোরাইড এই ক্ষেত্রে একটি প্রতিরোধক হিসাবে কাজ করে৷
দশম প্রতিক্রিয়াটি বন্ধন ভাঙ্গার সাথে এবং ফসফেনলপাইরুভিক অ্যাসিড থেকে ফসফেটের অবশিষ্টাংশের শক্তি ADP-তে স্থানান্তরের সাথে এগিয়ে যায়।
একাদশ পর্যায়টি পাইরুভিক অ্যাসিডের হ্রাস, ল্যাকটিক অ্যাসিড প্রাপ্তির সাথে যুক্ত।এই রূপান্তরের জন্য এনজাইম ল্যাকটেট ডিহাইড্রোজেনেজের অংশগ্রহণ প্রয়োজন৷
আপনি কিভাবে একটি সাধারণ উপায়ে গ্লাইকোলাইসিস লিখতে পারেন? প্রতিক্রিয়া, যার জৈব রসায়ন উপরে আলোচনা করা হয়েছে, গ্লাইকোলাইটিক অক্সিডোরেডাকশনে হ্রাস পায়, যার সাথে এটিপি অণু তৈরি হয়।
প্রসেস মান
আমরা জৈব রসায়ন কীভাবে গ্লাইকোলাইসিস (প্রতিক্রিয়া) বর্ণনা করে তা দেখেছি। এই প্রক্রিয়ার জৈবিক তাত্পর্য হল একটি বড় শক্তির রিজার্ভ সহ ফসফেট যৌগগুলি প্রাপ্ত করা। যদি প্রথম পর্যায়ে দুটি ATP অণু ব্যয় করা হয়, তবে পর্যায়টি এই যৌগের চারটি অণু গঠনের সাথে জড়িত।
এর বায়োকেমিস্ট্রি কী? গ্লাইকোলাইসিস এবং গ্লুকোনিওজেনেসিস শক্তি দক্ষ: 2টি ATP অণু 1 গ্লুকোজ অণুর জন্য দায়ী। গ্লুকোজ থেকে দুটি অ্যাসিড অণু তৈরির সময় শক্তির পরিবর্তন হয় 210 kJ/mol। তাপের আকারে 126 kJ পাতা, 84 kJ ATP এর ফসফেট বন্ধনে জমা হয়। টার্মিনাল বন্ডের শক্তির মান রয়েছে 42 kJ/mol। বায়োকেমিস্ট্রি অনুরূপ গণনার সাথে কাজ করে। অ্যারোবিক এবং অ্যানেরোবিক গ্লাইকোলাইসিসের কার্যক্ষমতা 0.4.
আকর্ষণীয় তথ্য
অসংখ্য পরীক্ষার ফলস্বরূপ, অক্ষত মানব এরিথ্রোসাইটগুলিতে ঘটে যাওয়া প্রতিটি গ্লাইকোলাইসিস প্রতিক্রিয়ার সঠিক মান স্থাপন করা সম্ভব হয়েছিল। গ্লাইকোলাইসিসের আটটি প্রতিক্রিয়া থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যের কাছাকাছি, তিনটি প্রক্রিয়া মুক্ত শক্তির পরিমাণে উল্লেখযোগ্য হ্রাসের সাথে যুক্ত এবং অপরিবর্তনীয় বলে বিবেচিত হয়৷
গ্লুকোনোজেনেসিস কি? প্রক্রিয়াটির বায়োকেমিস্ট্রি কার্বোহাইড্রেটের ভাঙ্গন নিয়ে গঠিত, যা ঘটেবেশ কয়েকটি পর্যায়। প্রতিটি ধাপ এনজাইম দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, টিস্যুতে যেগুলি বায়বীয় বিপাক দ্বারা চিহ্নিত করা হয় (হার্টের টিস্যু, কিডনি), এটি আইসোএনজাইম LDH1 এবং LDH2 দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এগুলি অল্প পরিমাণে পাইরুভেট দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয়, যার ফলস্বরূপ ল্যাকটিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণ অনুমোদিত হয় না এবং ট্রাইকারবক্সিলিক অ্যাসিড চক্রে অ্যাসিটিল-কোএ-এর সম্পূর্ণ অক্সিডেশন অর্জিত হয়৷
অ্যানেরোবিক গ্লাইকোলাইসিসের বৈশিষ্ট্য আর কী? বায়োকেমিস্ট্রি, উদাহরণস্বরূপ, প্রক্রিয়ায় অন্যান্য কার্বোহাইড্রেটের অন্তর্ভুক্তি জড়িত৷
ল্যাবরেটরি গবেষণার ফলস্বরূপ, এটি পাওয়া গেছে যে প্রায় 80% ফ্রুক্টোজ যা খাদ্যের সাথে মানবদেহে প্রবেশ করে তা লিভারে বিপাক হয়। এখানে, ফ্রুক্টোজ-6-ফসফেটে এর ফসফোরিলেশনের প্রক্রিয়াটি ঘটে, হেক্সোকিনেস এনজাইম এই প্রক্রিয়ার অনুঘটক হিসেবে কাজ করে।
এই প্রক্রিয়াটি গ্লুকোজ দ্বারা বাধাপ্রাপ্ত হয়। ফলস্বরূপ যৌগটি বিভিন্ন পর্যায়ে গ্লুকোজে রূপান্তরিত হয়, যার সাথে ফসফরিক অ্যাসিড নির্মূল হয়। উপরন্তু, অন্যান্য ফসফরাসযুক্ত জৈব যৌগগুলিতে এর পরবর্তী রূপান্তর সম্ভব।
ATP এবং ফসফোফ্রুক্টোকিনেজের প্রভাবে, ফ্রুক্টোজ-6-ফসফেট ফ্রুক্টোজ-1,6-ডিফসফেটে রূপান্তরিত হবে।
তারপর এই পদার্থটি গ্লাইকোলাইসিসের বৈশিষ্ট্যগত পর্যায়গুলির মাধ্যমে বিপাকিত হয়। পেশী এবং লিভারে কেটোহেক্সোকিনেজ থাকে, যা এর ফসফরাস-যুক্ত যৌগটিতে ফ্রুক্টোজের ফসফোরিলেশন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে পারে। প্রক্রিয়াটি গ্লুকোজ দ্বারা অবরুদ্ধ হয় না এবং ফলস্বরূপ ফ্রুক্টোজ-1-ফসফেট কেটোজ-1-ফসফেট অ্যালডোলেসের প্রভাবে গ্লিসারালডিহাইড এবং ডাইহাইড্রোক্সাইসেটোন ফসফেটে পরিণত হয়। ডি-গ্লিসারালডিহাইডের নিচেট্রাইওজোকিনেসের প্রভাবে, এটি ফসফোরিলেশনে প্রবেশ করে, শেষ পর্যন্ত এটিপি অণু নির্গত হয় এবং ডাইহাইড্রোক্সাইসেটোন ফসফেট প্রাপ্ত হয়।
জন্মগত অসঙ্গতি
বায়োকেমিস্টরা ফ্রুক্টোজ বিপাকের সাথে সম্পর্কিত কিছু জন্মগত অসঙ্গতি সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছেন। এই ঘটনাটি (অত্যাবশ্যকীয় ফ্রুক্টোসুরিয়া) শরীরের এনজাইম কেটোহেক্সোকিনেসের বিষয়বস্তুর একটি জৈবিক ঘাটতির সাথে যুক্ত, অতএব, এই কার্বোহাইড্রেটের ভাঙ্গনের সমস্ত প্রক্রিয়া গ্লুকোজ দ্বারা বাধাপ্রাপ্ত হয়। এই লঙ্ঘনের পরিণতি রক্তে ফ্রুক্টোজ জমা হয়। ফ্রুক্টোজের জন্য, রেনাল থ্রেশহোল্ড কম, তাই রক্তে কার্বোহাইড্রেট ঘনত্ব প্রায় 0.73 mmol/L.
গ্যালাকটোজের জৈব সংশ্লেষণে অংশগ্রহণ
গ্যালাকটোজ খাদ্যের সাথে শরীরে প্রবেশ করে, যা পরিপাকতন্ত্রে ভেঙে গ্লুকোজ এবং গ্যালাকটোজ হয়ে যায়। প্রথমত, এই কার্বোহাইড্রেটটি গ্যালাকটোজ-1-ফসফেটে রূপান্তরিত হয়, প্রক্রিয়াটি গ্যালাকটোকিনেস দ্বারা অনুঘটক হয়। এরপরে, ফসফরাসযুক্ত যৌগটি গ্লুকোজ-1-ফসফেটে রূপান্তরিত হয়। এই পর্যায়ে, uridine diphosphogalactose এবং UDP-গ্লুকোজও গঠিত হয়। প্রক্রিয়ার পরবর্তী পর্যায়গুলি গ্লুকোজ ভাঙ্গনের অনুরূপ একটি স্কিম অনুযায়ী এগিয়ে যায়।
গ্যালাকটোজ বিপাকের এই পথের পাশাপাশি, একটি দ্বিতীয় পরিকল্পনাও সম্ভব। প্রথমত, গ্যালাকটোজ-1-ফসফেটও গঠিত হয়, কিন্তু পরবর্তী ধাপগুলি UTP অণু এবং গ্লুকোজ-1-ফসফেট গঠনের সাথে জড়িত।
কার্বোহাইড্রেট বিপাকের সাথে যুক্ত অসংখ্য রোগগত অবস্থার মধ্যে গ্যালাকটোসেমিয়া একটি বিশেষ স্থান দখল করে আছে। এই প্রপঞ্চ একটি recessively উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত রোগ সঙ্গে যুক্ত করা হয়, সঙ্গেযেখানে গ্যালাকটোজের কারণে রক্তে শর্করার মাত্রা বেড়ে যায় এবং 16.6 mmol/l-এ পৌঁছায়। একই সময়ে, রক্তে গ্লুকোজের সামগ্রীতে কার্যত কোন পরিবর্তন নেই। গ্যালাকটোজ ছাড়াও, এই ধরনের ক্ষেত্রে, গ্যালাকটোজ-1-ফসফেটও রক্তে জমা হয়। গ্যালাকটোসেমিয়ায় আক্রান্ত শিশুদের মানসিক প্রতিবন্ধকতা রয়েছে এবং তাদের ছানিও রয়েছে।
কারবোহাইড্রেট বিপাকীয় ব্যাধিগুলির বৃদ্ধি হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে দ্বিতীয় পথ ধরে গ্যালাকটোজ ভেঙে যাওয়া। জৈব রসায়নবিদরা চলমান প্রক্রিয়াটির সারমর্ম খুঁজে বের করতে সক্ষম হওয়ার জন্য ধন্যবাদ, শরীরের গ্লুকোজের অসম্পূর্ণ ভাঙ্গনের সাথে সম্পর্কিত সমস্যাগুলি মোকাবেলা করা সম্ভব হয়েছে৷
