કોપર: કાર્યો

કોપર સંખ્યાબંધ મેટાલોપ્રોટીનનું એક અભિન્ન ઘટક છે અને તેમના એન્ઝાઇમ કાર્ય માટે જરૂરી છે. તે બે ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ ટ્રેસ તત્વને ઇલેક્ટ્રોન-ટ્રાન્સફર કરતા એન્ઝાઇમ પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેવા સક્ષમ કરે છે. મેટલલોઇંઝાઇમ્સના કોફેક્ટર તરીકે, તાંબુ ઇલેક્ટ્રોનનાં પ્રાપ્તકર્તા અને દાતાની ભૂમિકા ભજવે છે અને આ રીતે ઓક્સિડેશન અને ઘટાડો પ્રક્રિયાઓ માટે ખૂબ મહત્વ છે.કોપર-આશ્રિત ઉત્સેચકો મોટે ભાગે oxક્સિડેસેસ અથવા હાઇડ્રોક્સિલેસેસના વર્ગના હોય છે, જે બદલામાં redંચી રેડ potentialક્સ સંભવિત oxક્સિડોરેડેક્સેસના જૂથ સાથે સંબંધિત છે. ઓક્સિડેસેસ છે ઉત્સેચકો કે સબસ્ટ્રેટને ઓક્સિડેશન દરમિયાન પ્રકાશિત ઇલેક્ટ્રોન પ્રાણવાયુ.હાઇડ્રોક્સિલેસેસ છે ઉત્સેચકો ઓક્સિડેશન રીએક્શન-કેમિકલ રિએક્શન દ્વારા પરમાણુમાં હાઈડ્રોક્સિલ જૂથ (ઓએચ) દાખલ કરે છે જેમાં ઓક્સિડાઇઝ્ડ પદાર્થ ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કરે છે. તાંબુ ધરાવતા ઓક્સિડોરેપ્ટેસેસ નીચેની પ્રક્રિયાઓ માટે જરૂરી છે.

• સેલ્યુલર energyર્જા ચયાપચય અને સેલ્યુલર પ્રાણવાયુ અનુક્રમે ઉપયોગ (શ્વસન સાંકળ).
• ડિટોક્સિફિકેશન અનુક્રમે મુક્ત રેડિકલ્સનું તટસ્થકરણ
• આયર્ન ચયાપચય અને હિમોગ્લોબિન સંશ્લેષણ - લાલ રચના રક્ત રંગદ્રવ્ય (હિમોગ્લોબિન) ના એરિથ્રોસાઇટ્સ (લાલ રક્તકણો) અને હિમેટોપopઇસીસ (હિમાટોપોએટીક સ્ટેમ સેલ્સમાંથી રક્તકણોની રચના અને તેમની પરિપક્વતા, અનુક્રમે).
• નું સંશ્લેષણ સંયોજક પેશી, રંગદ્રવ્ય મેલનિન અને ન્યુરોએક્ટિવ પેપ્ટાઇડ હોર્મોન્સ, જેમ કે કેટેલોમિનાઇન્સ અને એન્કેફાલિન્સ (ioપિઓઇડ પેપ્ટાઇડ્સના વર્ગમાંથી અંતર્જાત પેન્ટાપેપ્ટાઇડ્સ).
• માયેલિનની રચના - માયેલિન ન્યુરોન્સ (ચેતા તંતુઓ) માં મેઇલિન આવરણો બનાવે છે, જે ન્યુરોન્સના અક્ષોને ઇલેક્ટ્રિકલી રૂપે ઇન્સ્યુલેટ કરે છે અને ઉત્તેજનાના સંક્રમણ માટે જરૂરી છે.

આ ઉપરાંત, તાંબુ વિવિધ ટ્રાંસ્ક્રિપ્શન પરિબળોને અસર કરે છે અને આ રીતે નિયમનમાં એકીકૃત છે જનીન અભિવ્યક્તિ

ક્યુ-આશ્રિત મેટલલોઇંઝાઇમ્સ અને તેના કાર્યો

કેરોલોપ્લાઝ્મિન કેઅર્યુલોપ્લાઝિન 2% ની કાર્બોહાઇડ્રેટ સામગ્રી ધરાવતો એકલ-સાંકળ આલ્ફા -7 ગ્લોબ્યુલિન છે. એક જ કેરુલોપ્લાઝ્મિન પરમાણુમાં છ કોપર અણુ હોય છે, જે મુખ્યત્વે તેમના 2-વેલેન્ટ સ્વરૂપમાં જૈવિક સિસ્ટમોમાં હોય છે અને પીએચ રેન્જ 5.4-5.9 માં એન્ઝાઇમના ઓક્સિડેટીવ કાર્ય માટે જરૂરી છે. કૈર્યુલોપ્લાઝિન ઘણા કાર્યો દર્શાવે છે: બંધનકર્તા અને પરિવહન તરીકે પ્રોટીન, કેરુલોપ્લાઝિનમાં પ્લાઝ્મા કોપરનો 80-95% ભાગ હોય છે અને તે જરૂરી છે તે વિવિધ પેશીઓ અને અવયવોમાં વહેંચે છે. આ ઉપરાંત, તે પરિવહનમાં સામેલ છે આયર્ન (ફે) અને મેંગેનીઝ (એમ.એન.) માં રક્ત પ્લાઝ્મા.બાયન્ડિંગ મુક્ત કોપર, આયર્ન અને મેંગેનીઝ આયનો, કેરુલોપ્લાઝિન મુક્ત રેડિકલની રચનાને અટકાવે છે. બાદમાં ખૂબ પ્રતિક્રિયાશીલતા રજૂ કરે છે પ્રાણવાયુ પરમાણુઓ અથવા ઓક્સિજનવાળા કાર્બનિક સંયોજનો, જેમ કે સુપરoxક્સાઇડ, હાયપરoxક્સાઇડ અથવા હાઇડ્રોક્સિલ. નિ formશુલ્ક સ્વરૂપમાં, બંને તાંબા, આયર્ન અને મેંગેનીઝ પ્રોક્સિડન્ટ અસર ધરાવતા ખૂબ જ આક્રમક તત્વો છે. તેઓ અણુ અથવા પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન છીનવી લેવાનો પ્રયત્ન કરે છે, મુક્ત રેડિકલ બનાવે છે, જે બદલામાં અન્ય પદાર્થોમાંથી ઇલેક્ટ્રોન પણ છીનવી લે છે. આમ, સાંકળની પ્રતિક્રિયામાં, શરીરમાં રેડિકલ્સમાં સતત વધારો થાય છે - ઓક્સિડેટીવ તણાવ. મફત રેડિકલ્સ, અન્ય લોકોમાં નુકસાન પહોંચાડવામાં સક્ષમ છે, ન્યુક્લિક એસિડ્સ - ડીએનએ અને આરએનએ -, પ્રોટીન, લિપિડ્સ અને ફેટી એસિડ્સ, કોલેજેન, ઇલાસ્ટિન તેમજ રક્ત વાહનો. ક્યુ, ફે અને મન બંધનકર્તાના પરિણામે, કેરુલોપ્લાઝિન આવા oxક્સિડેટીવ સેલ અને વેસ્ક્યુલર નુકસાનને અટકાવે છે. વધુમાં, કેરુલોપ્લાઝિન એન્ઝાઇમેટિક કાર્યો દર્શાવે છે. તે બહુવિધ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરક કરે છે અને આમ તેમાં શામેલ છે આયર્ન ચયાપચય. કેરુલોપ્લાઝિનને આ કારણોસર ફેરોક્સિડેઝ I તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. તેનું આવશ્યક કાર્ય ટ્રેસ એલિમેન્ટ આયર્નને તેના બાયવેલેંટ (ફે 2 +) થી તેના તુચ્છ સ્વરૂપ (ફે 3 +) માં રૂપાંતરિત કરવાનું છે. આ હેતુ માટે, એન્ઝાઇમમાં સમાયેલ તાંબુ અર્ક આયર્નમાંથી ઇલેક્ટ્રોન અને તેમને સ્વીકારે છે, ત્યાંથી તે તેની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ Cu2 + થી Cu + માં બદલી નાખે છે. ટ્રાન્સફરિન, શરીરના કોષોને આયર્ન સપ્લાય કરવા માટે જવાબદાર એક પરિવહન પ્રોટીન. ફક્ત ફે- ના રૂપમાંટ્રાન્સફરિન લોહ પહોંચી શકે છે એરિથ્રોસાઇટ્સ (લાલ રક્તકણો) અથવા કોષો - અને ત્યાં ઉપલબ્ધ બનાવવામાં આવે છે હિમોગ્લોબિન સંશ્લેષણ. હિમોગ્લોબિન એ લોહ-આચ્છાદિત લાલ રક્ત રંગદ્રવ્ય છે એરિથ્રોસાઇટ્સ (લાલ રક્તકણો) .આ હકીકત એ છે કે શરીરના કોષોમાં આયર્ન પરિવહન, ખાસ કરીને એરિથ્રોસાઇટ્સમાં, કોપરની ઉણપથી ક્ષતિગ્રસ્ત છે, કેરોલોપ્લાઝિન અને તેના કાર્યનું મહત્વ દર્શાવે છે. અંતમાં, આયર્ન અને કોપર મેટાબોલિઝમ નજીકથી જોડાયેલા છે. આયર્ન ઉપરાંત, કયુ -કેઅર્યુલોપ્લાઝિન અન્ય સબસ્ટ્રેટ્સને પણ idક્સિડાઇઝ કરે છે, જેમ કે પી-ફેનીલેનેડીઆમાઇન અને તેના ડાઇમિથાઇલ ડેરિવેટિવ્ઝ.સૂપેરોક્સાઇડ ડિસ્યુટaseઝ (એસઓડી) સુપરઓક્સાઇડ ડિસમ્યુટેઝના ઘણા સ્વરૂપો છે. તે તાંબુ હોઈ શકે છે, જસત-, અને મેંગેનીઝ આશ્રિત. ઝેડ.એન.ઓ.ડી. એ કોશિકાઓના સાયટોસોલમાં વિશિષ્ટ રીતે જોવા મળે છે, એમ.એન.-એસ.ઓ.ડી. મળી આવે છે મિટોકોન્ટ્રીઆ, અને ક્યુ-એસઓડી એરીથ્રોસાઇટ્સ સહિત, શરીરના મોટાભાગના કોષોના સાયટોસોલ તેમજ લોહીના પ્લાઝ્મામાં જોવા મળે છે. એન્ઝાઇમ ફક્ત તેની સંબંધિત પ્રવૃત્તિઓ સંબંધિત અનુરૂપ ભાગોમાં જ વિકાસ કરી શકે છે જો કોપર, જસત અથવા મેંગેનીઝ પૂરતી માત્રામાં હાજર હોય છે. સુપેરoxક્સાઇડ બરતરફ અંત endસ્ત્રાવનું એક આવશ્યક ઘટક છે એન્ટીઑકિસડન્ટ સંરક્ષણ સિસ્ટમ. ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણ દ્વારા મુક્ત રેડિકલને ઘટાડીને, તે મૂળભૂત સફાઈ કામદાર તરીકે કામ કરે છે, સંવેદનશીલતાના ઓક્સિડેશનને અટકાવે છે પરમાણુઓ.એસઓડી સુપર ઓક્સાઇડ રેડિકલ્સના રૂપાંતરને ઉત્પ્રેરક કરે છે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ અને ઓક્સિજન. એસ.ઓ.ડી. માં સમાયેલ તાંબુ ઇલેક્ટ્રોનને સુપરoxક્સાઇડ આમૂલ પરિવહન કરે છે. આ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ પરમાણુ પછીથી ઘટાડવામાં આવે છે પાણી કેટલાલ દ્વારા અથવા સેલેનિયમ-આશ્રિત ગ્લુટાથિઓન પેરોક્સિડેઝ, તેને હાનિકારક રજૂ કરે છે. જો સુપર ઓક્સાઇડ રેડિકલ્સ ડિટોક્સિફાઇડ ન હોય, તો તેઓ કરી શકે છે લીડ લિપિડ પેરોક્સિડેશન, પટલ અને વેસ્ક્યુલર નુકસાન અને પછીથી "આમૂલ સંબંધિત" રોગો - આમૂલ રોગો - જેમ કે એથરોસ્ક્લેરોસિસ (આર્ટિરિયોક્લેરોસિસ, ધમનીઓને સખ્તાઇ કરવી), કોરોનરી હૃદય રોગ (સીએચડી), ગાંઠના રોગો, ડાયાબિટીસ મેલીટસ, અને ન્યુરોોડિજેરેટિવ રોગો જેમ કે અલ્ઝાઇમર રોગ અને પાર્કિન્સન રોગ. સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝ સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝ સોમેટિક કોષોની આંતરિક મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલમાં એક ટ્રાન્સમેમ્બર પ્રોટીન છે. ઉત્સેચક કેટલાક સબનિટ્સનો સમાવેશ કરે છે, જેમાં હીમ જૂથ અને કોપર આયન છે જે ઉત્પ્રેરક સક્રિય સાઇટ બનાવે છે. ઓક્સિડેશન અને ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓ માટે આયર્ન-ધરાવતા હેમ જૂથો અને સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝના ક્યુ આયનો આવશ્યક છે. તદનુસાર, pronounceક્સિડેઝનું કાર્ય ઉચ્ચારિત કોપર અથવા કિસ્સામાં મર્યાદિત છે આયર્નની ઉણપ.મ aટોકondન્ડ્રિયલ એન્ઝાઇમ સંકુલ તરીકે, સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝ શ્વસન ચેનનો આવશ્યક ઘટક રજૂ કરે છે. શ્વસન ચેન, જેને oxક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશન પણ કહેવામાં આવે છે, તે ગ્લાયકોલિસીસનું અંતિમ પગલું છે (ગ્લુકોઝ અધોગતિ) અને આમ એકીકૃત energyર્જા ચયાપચય. તેમાં ક્રમિક oxક્સિડેશન અને ઘટાડાની પ્રતિક્રિયાઓની સાંકળ શામેલ છે જે એડીપીથી એટીપીનું સંશ્લેષણ કરે છે - એડેનોસિન ડિફોસ્ફેટ - અને ફોસ્ફેટ. એટીપી ગ્લાયકોલિસીસનું વાસ્તવિક અંતિમ ઉત્પાદન છે અને તે તમામ પ્રકારની સેલ્યુલર મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓને -ર્જાથી સમૃદ્ધ ડિફોસ્ફેટ બોન્ડના રૂપમાં પ્રદાન કરે છે. સાયટોક્રોમ સી ઓક્સિડેઝ શ્વસન સાંકળના અંતમાં જટિલ IV તરીકે સ્થિત છે અને તે બંને માટે જવાબદાર છે oxygenક્સિજનનું idક્સિડેશન અને એટીપીના રૂપમાં energyર્જાનું ઉત્પાદન. બંને પ્રતિક્રિયાનાં પગલાં એક મિકેનિઝમ દ્વારા જોડાયેલા છે જે હજી સુધી જાણી શકાયું નથી.પહેલા પગલામાં, સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝના સબયુનિટ II, રેડoxક્સ-સક્રિય મેટલ સેન્ટર કયુ, સાયટોક્રોમ સીથી ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારે છે, જે અગાઉ સાયટોક્રોમ સી રીડ્યુક્ટેઝ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનથી લોડ કરવામાં આવ્યું હતું. , શ્વસન સાંકળનો જટિલ III. આ ઉપરાંત, સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝ પ્રોટોન (એચ +) ને મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સથી દૂર કરે છે - એક મિટોકrન્ડ્રિયનનો આંતરિક ભાગ. Oxક્સિડેઝનું ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય કેન્દ્ર, oxygenક્સિજનને બાંધે છે, જેના પર ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન સ્થાનાંતરિત થાય છે. આ રીતે ઓક્સિજન ઘટાડવામાં આવે છે પાણી. બીજા પગલામાં, સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝ ઓક્સિજનના ઘટાડા દરમિયાન પ્રકાશિત theર્જાનો ઉપયોગ કરે છે પાણી મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાંથી આંતરિક મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલ તરફના આંતરપ્રકાશની જગ્યામાં પ્રોટોનને પમ્પ કરવા. આ પ્રોટોન પરિવહન દ્વારા, oxક્સિડેઝ પ્રોટોન gradાળ જાળવે છે જે ઇન્ટરમમ્બ્રેન સ્પેસ અને મેટ્રિક્સ વચ્ચે હોય છે. મેમ્બ્રેન પર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રોટોન ગ્રેડિયેન્ટ પણ કહેવામાં આવે છે કારણ કે પ્રોટોનનો જથ્થો પીએચ પ્રતિબિંબિત થાય છે. તે એક રજૂ કરે છે એકાગ્રતા gradાળ, જ્યાં અંદર મિટોકોન્ટ્રીઆ સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, એચ + એકાગ્રતા એસિડિક પીએચ - અને મેટ્રિક્સમાં ઓછું - મૂળભૂત પીએચ - મેમ્બ્રેન ઇન્ટર્સ્ટિશલ સ્પેસમાં વધારે છે. આમ, થર્મોોડાયનેમિક્સના કાયદા અનુસાર, મિટોકondન્ડ્રિયનના મેટ્રિક્સ તરફ આંતરજંતુની જગ્યામાં પ્રોટોનનું ચાલક બળ છે. સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝ એ સામે પ્રોટોન પરિવહન કરે છે એકાગ્રતા gradાળ, એટલે કે નીચાથી ઉચ્ચ એચ + સાંદ્રતા સુધી.આ પ્રક્રિયા સક્રિય છે અને તે ફક્ત energyર્જાની સપ્લાયથી થઈ શકે છે. એચ + gradાળ આંતરિક મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલ પર આવશ્યક છે energyર્જા ચયાપચય બધા જાણીતા સજીવો અને એટીપી સંશ્લેષણ માટે આવશ્યક પૂર્વજરૂરીયાત છે. એટીપી સિન્થેસ - શ્વસન ચેઇનનો જટિલ વી - એટીપીના રૂપમાં energyર્જાના ઉત્પાદન માટે જવાબદાર છે. ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પ્રોટીન તરીકે, તે આંતરિક ભાગની વચ્ચે એક ટનલ બનાવે છે. મિટોકોન્ડ્રિયન અને આંતરિક અને બાહ્ય પટલ વચ્ચેની જગ્યા. આ એન્ઝાઇમ એડીપી અને એટીપીના ઉત્પાદન માટે જરૂરી .ર્જાનો ઉપયોગ કરે છે ફોસ્ફેટ પ્રોટોન gradાળ માંથી. આમ, મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાં gradાળ તરફ એટીપી સિન્થેસની ટનલ દ્વારા ઓક્સિડેઝ ફ્લો "ઉતાર પર" પ્રોટોન ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાં પમ્પ થાય છે. આ પ્રોટોન ફ્લો એટીપી સિન્થેસ પરમાણુમાં રોટેશનલ ગતિ ઉત્પન્ન કરે છે. આ ગતિશક્તિ દ્વારા, એનું સ્થાનાંતરણ ફોસ્ફેટ એડીપીનો અવશેષ થાય છે, પરિણામે એટીપી.સૈટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝ દ્વારા આંતરપ્રમાણ જગ્યામાં સક્રિય પ્રોટોન પરિવહન (પ્રોટોન પંપ) ની રચના કર્યા વિના, પ્રોટોન ગ્રેડિંટ તૂટી જાય છે, એટીપી સિન્થેસ હવે એટીપી ઉત્પન્ન કરી શકશે નહીં, અને શરીર અભાવ મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓને કારણે કોષ "મૃત્યુથી ભૂખે મરવું" કરશે. સેલ્યુલર energyર્જા ચયાપચય ઉપરાંત, સાયટોક્રોમ સી oxક્સિડેઝની રચના માટે જરૂરી છે ફોસ્ફોલિપિડ્સ તે ન્યુરોન્સમાં મelેલિન શીથ્સના મelેલિન સ્તરની રચના કરે છે - ચેતા તંતુઓ. અન્ય કયુ-આશ્રિત મેટલલોએન્જાઇમ્સ અને તેના કાર્યો.