और महत्वपूर्ण जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ। स्वास्थ्य, औषधि और दीर्घायु का समाचार

उन्हें जैविक रूप से सक्रिय कहा जाता है कार्बनिक पदार्थशरीर में चयापचय दर को बदलने में सक्षम। उनमें से अपेक्षाकृत सरल कार्बनिक अणु (उदाहरण के लिए, प्राकृतिक अमाइन) और बहुत जटिल मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक (उदाहरण के लिए, एंजाइमी गुणों वाले प्रोटीन) हैं।

जैविक रूप से सक्रिय में एंजाइम, हार्मोन, विटामिन, एंटीबायोटिक्स, फेरोमोन, कीटनाशक, बायोजेनिक उत्तेजक और अन्य पदार्थ शामिल हैं। उनका उपयोग लोगों और खेत जानवरों के इलाज के लिए, पौधों की रक्षा करने, व्यक्तियों की संख्या को विनियमित करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, सेक्स फेरोमोन के साथ जाल में आकर्षित करके कीड़ों की संख्या को कम करना, आदि।

प्रतिकूल परिस्थितियों में शरीर में बायोजेनिक उत्तेजक बनते हैं - आघात, विकिरण, सूजन के दौरान।

Phytoncides, जो सूक्ष्मजीवों को मारते हैं, जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के बीच एक अलग समूह बनाते हैं। इनकी खोज सोवियत वैज्ञानिक बीपी टोकिन ने की थी। Phytoncides पौधे की उत्पत्ति के पदार्थ हैं। प्याज और लहसुन में सक्रिय फाइटोनसाइड पाए जाते हैं: वाष्प और उनसे अर्क विब्रियो कोलेरा, डिप्थीरिया बेसिलस और पाइोजेनिक रोगाणुओं को मारते हैं। लहसुन को कुछ मिनटों के लिए चबाने लायक है, क्योंकि मौखिक गुहा में रहने वाले अधिकांश बैक्टीरिया मर जाते हैं। लहसुन के सामान्य लैटिन नाम के अनुसार - एलियम - इसके सक्रिय सिद्धांत को एलिसिन कहा जाता है। यूस्निक एसिड - यूस्निया लाइकेन से फाइटोनसाइड - ट्यूबरकुलस बैक्टीरिया को रोकता है।

गैसीय अवस्था में पौधों से कई फाइटोनसाइड निकलते हैं। करंट के पत्ते, अखरोटओक, एल्डर, पीला बबूल हेक्सेनल स्रावित करता है, जो बहुत कम सांद्रता में प्रोटोजोआ को मारता है।

कवक रोगों के लिए आलू और गाजर का प्रतिरोध उनमें निहित फाइटोनसाइड द्वारा निर्धारित किया जाता है - क्लोरोजेनिक एसिड। अनाज पर "स्नो मोल्ड" रोग, फुसैरियम कवक के कारण होता है, बेंज़ोक्साज़ोलिन फ़ाइटोनसाइड को नष्ट कर देता है, जो क्षतिग्रस्त होने पर अनाज के ऊतकों में बनता है।

फाइटोनसाइड्स सहित सभी जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों को द्वितीयक चयापचय के उत्पादों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा को चयापचय में प्राथमिक माना जाता है (देखें लिपिड)। हालांकि, शरीर में इन पदार्थों की भूमिका गौण नहीं है: आखिरकार, यह उनके अस्तित्व के लिए उन पर निर्भर करता है चरम स्थितियांऔर पड़ोसी प्रजातियों के साथ बातचीत।

इसके अलावा, हमारे लिए, यह वे हैं जो अक्सर पौधों के खाद्य पदार्थों का स्वाद निर्धारित करते हैं, यह उनके लिए है कि हम प्रकृति की हरी फार्मेसी की ओर मुड़ते हैं।

जानवरों के जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका फेरोमोन द्वारा निभाई जाती है, जो विशेष ग्रंथियों या विशेष कोशिकाओं द्वारा निर्मित होती हैं। अंतःस्त्रावी प्रणाली) जानवरों द्वारा पर्यावरण में छोड़े गए ये जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ व्यवहार को प्रभावित करते हैं और कभी-कभी एक ही प्रजाति या यहां तक ​​कि अन्य प्रजातियों के व्यक्तियों की वृद्धि और विकास को प्रभावित करते हैं। फेरोमोन व्यक्तिगत रासायनिक यौगिक हो सकते हैं, लेकिन अधिक बार यह कई पदार्थों का संयोजन होता है। विभिन्न जानवरों में, वे आमतौर पर भिन्न होते हैं। फेरोमोन में यौन आकर्षित करने वाले शामिल हैं - ऐसे पदार्थ जो पुरुष और महिला के मिलन को बढ़ावा देते हैं; अलार्म, संग्रह, आदि के पदार्थ। कीड़ों के जीवन में फेरोमोन का महत्व विशेष रूप से महान है। सामाजिक कीड़ों में, वे कॉलोनी की संरचना और उसके सदस्यों की विशिष्ट गतिविधियों को भी नियंत्रित करते हैं।

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों में एंजाइम, हार्मोन, एंटीबायोटिक्स, विटामिन शामिल हैं।

एंजाइमों(एंजाइम) - विशिष्ट प्रोटीन जो शरीर में जैविक उत्प्रेरक का कार्य करते हैं। लगभग 1000 एंजाइम व्यक्तिगत प्रतिक्रियाओं की इसी संख्या को उत्प्रेरित करने के लिए जाने जाते हैं। एंजाइमों में "हल्के" परिस्थितियों में क्रिया, तीव्रता, कार्य की एक उच्च विशिष्टता होती है (तापमान 30-35ºС, सामान्य दबाव, पीएच ~ 7)। कटैलिसीस की प्रक्रिया स्थान और समय में सख्ती से सीमित है। अक्सर, एक एंजाइम की क्रिया से बनने वाले पदार्थ दूसरे एंजाइम के लिए सब्सट्रेट होते हैं। एंजाइमों में प्रोटीन संरचना के सभी स्तर होते हैं (प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक; चतुर्धातुक - विशेष रूप से नियामक एंजाइमों के लिए)। अणु का संरचनात्मक भाग, जो सीधे नाज़ के उत्प्रेरण में शामिल होता है। उत्प्रेरक साइट। एक संपर्क पैड एक एंजाइम की सतह पर एक जगह है जिससे एक पदार्थ जुड़ता है। उत्प्रेरक केंद्र और संपर्क पैड एक सक्रिय केंद्र बनाते हैं (आमतौर पर उनमें से कई अणु में होते हैं)। एंजाइम समूह:

1. गैर-प्रोटीन घटक नहीं होना;

2. एक प्रोटीन घटक होना - एक एपोएंजाइम और कुछ कार्बनिक पदार्थों की आवश्यकता होती है - गतिविधि की अभिव्यक्ति के लिए कोएंजाइम।

कभी-कभी एंजाइम की संरचना में धातु आयनों सहित विभिन्न आयन शामिल होते हैं। आयनिक घटक को आयनिक सहकारक कहा जाता है। अवरोधक - पदार्थ जो एंजाइम की गतिविधि को रोकते हैं, उनके साथ निष्क्रिय यौगिक बनाते हैं। ऐसे पदार्थ कभी-कभी स्वयं सब्सट्रेट या प्रतिक्रिया उत्पाद (एकाग्रता के आधार पर) होते हैं। Isoenzymes एक ही जीव में एक एंजाइम के आनुवंशिक रूप से निर्धारित रूप हैं, जो समान सब्सट्रेट विशिष्टता की विशेषता है।

एंजाइम वर्गीकरण

एंजाइमों को उनके द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। कक्षाएं:

1. ऑक्सिडोरेड्यूटेस - ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।

2. स्थानान्तरण - कार्यात्मक समूहों का स्थानांतरण।

3. हाइड्रोलिसिस - हाइड्रोलाइटिक अपघटन।

4. Lyases - एक दोहरे बंधन के गठन के साथ परमाणुओं के कुछ समूहों के गैर-हाइड्रोलाइटिक दरार।

5. आइसोमेरेस - एक अणु के भीतर स्थानिक पुनर्व्यवस्था।

6. Ligases - ऊर्जा से भरे बंधों के विघटन से जुड़ी संश्लेषण प्रतिक्रियाएं।

हार्मोन- अत्यधिक उच्च जैविक गतिविधि वाले रसायन एक विशिष्ट ऊतक (अंतःस्रावी ग्रंथियों) द्वारा बनते हैं। हार्मोन चयापचय, कोशिका गतिविधि, पारगम्यता को नियंत्रित करते हैं कोशिका की झिल्लियाँ, होमोस्टैसिस, अन्य विशिष्ट कार्य प्रदान करते हैं। उनका दूर का प्रभाव होता है (रक्त द्वारा सभी ऊतकों तक पहुँचाया जाता है)। हार्मोन के गठन को प्रतिक्रिया सिद्धांत द्वारा नियंत्रित किया जाता है: न केवल नियामक प्रक्रिया को प्रभावित करता है, बल्कि प्रक्रिया की स्थिति भी नियामक के गठन की तीव्रता को प्रभावित करती है।

हार्मोन का वर्गीकरण

हार्मोन के कई वर्गीकरण हैं: हार्मोन की उत्पत्ति से संबंधित, इसकी रासायनिक संरचना आदि के साथ। रासायनिक प्रकृति के अनुसार, हार्मोन को (रासायनिक वर्गीकरण) में विभाजित किया जाता है:

1. स्टेरॉयड - छोटी साइड चेन के साथ स्टेरोल्स का डेरिवेटिव।

एस्ट्रोन, एस्ट्राडियोल, एस्ट्रिऑल - अंडाशय; महिला माध्यमिक यौन विशेषताओं के गठन का कारण।

केटोन्स और ऑक्सीकेटोन्स:

टेस्टोस्टेरोन (XVI) - अंडकोष; पुरुष माध्यमिक यौन विशेषताओं के गठन का कारण बनता है।

कोर्टिसोन, कोर्टिसोल, कॉर्टिकोस्टेरोन (XVII), 11-डीहाइड्रोकॉर्टिकोस्टेरोन, 17-ऑक्सीकोर्टिकोस्टेरोन - एड्रेनल कॉर्टेक्स; कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन के चयापचय को विनियमित करें।

11-डीऑक्सीकोर्टिकोस्टेरोन, एल्डोस्टेरोन - अधिवृक्क प्रांतस्था; पानी में इलेक्ट्रोलाइट्स के आदान-प्रदान को विनियमित करें।

2. पेप्टाइड।

चक्रीय ऑक्टेपेप्टाइड।

ऑक्सीटोसिन और वैसोप्रेसिन पश्च पिट्यूटरी ग्रंथि के हार्मोन हैं।

पॉलीपेप्टाइड्स।

इंटरमेडिन, क्रोमैटोट्रोपिन - पिट्यूटरी ग्रंथि के मध्यवर्ती लोब के हार्मोन; त्वचा के क्रोमैटोफोरस में मेलानोफोर्स के विस्तार का कारण बनता है।

एड्रेनोकोर्टिकोट्रोपिक हार्मोन - पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि का एक हार्मोन; अधिवृक्क प्रांतस्था के कार्य को उत्तेजित करता है।

इंसुलिन एक अग्नाशयी हार्मोन है; कार्बोहाइड्रेट चयापचय को नियंत्रित करता है।

सीक्रेटिन - आंत की श्लेष्मा ग्रंथियों का एक हार्मोन; अग्नाशयी रस के स्राव को उत्तेजित करता है।

ग्लूकागन अग्न्याशय में लैंगरहैंस के आइलेट्स से एक हार्मोन है। रक्त में शर्करा की सांद्रता को बढ़ाता है।

प्रोटीन पदार्थ

ल्यूटोट्रोपिन - पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि; कॉर्पस ल्यूटियम फ़ंक्शन और लैक्टेशन का समर्थन करता है।

पैराथायरोक्राइन - पैराथाइरॉइड; रक्त में कैल्शियम और फास्फोरस की सांद्रता को बनाए रखता है।

सोमाटोट्रोपिन - पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि; विकास को उत्तेजित करता है, प्रोटीन उपचय को नियंत्रित करता है।

वैगोटोनिन - अग्न्याशय; पैरासिम्पेथेटिक को उत्तेजित करता है तंत्रिका प्रणाली.

सेंट्रोपेनिन - अग्न्याशय; श्वास को उत्तेजित करता है।

ग्लाइकोप्रोटीन

कूप-उत्तेजक (गोनैडोट्रोपिक) हार्मोन - पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि; रोम, अंडाशय और शुक्राणुजनन के विकास को उत्तेजित करता है।

ल्यूटिनाइजिंग हार्मोन - पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि; एस्ट्रोजेन और एण्ड्रोजन के गठन को उत्तेजित करता है।

थायरोट्रोपिन - पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि; थायरॉयड ग्रंथि की गतिविधि को उत्तेजित करता है।

3. टायरोसिन से संबंधित।

फेनिलाल्किलामाइन्स

एड्रेनालाईन (XVIII), नॉरपेनेफ्रिन (तंत्रिका उत्तेजना का मध्यस्थ) - अधिवृक्क मज्जा के हार्मोन; बढ़ोतरी रक्त चापग्लाइकोजेनोलिसिस और हाइपरग्लेसेमिया का कारण बनता है।

आयोडीन युक्त थायरोनिन।

थायरोक्सिन, 3,5,3-ट्राईआयोडोथायरोनिन - हार्मोन थाइरॉयड ग्रंथि; बेसल चयापचय को उत्तेजित करें।

एंटीबायोटिक दवाओं- सूक्ष्मजीवों द्वारा निर्मित या अन्य स्रोतों से प्राप्त पदार्थ जिनमें जीवाणुरोधी, एंटीवायरल, एंटीट्यूमर प्रभाव होते हैं। सेंट द्वारा चयनित और वर्णित। 400 एंटीबायोटिक्स जो रासायनिक यौगिकों के विभिन्न वर्गों से संबंधित हैं। इनमें पेप्टाइड्स, पॉलीन यौगिक, पॉलीसाइक्लिक पदार्थ शामिल हैं।

उन्हें कुछ प्रकार के सूक्ष्मजीवों पर एक चयनात्मक प्रभाव की विशेषता है; कार्रवाई के एक विशिष्ट रोगाणुरोधी स्पेक्ट्रम द्वारा विशेषता। वे पौधे और जानवरों के ऊतकों को नुकसान पहुंचाए बिना कुछ रोगजनकों को दबा देते हैं। एंटीबायोटिक्स चयापचय में एकीकृत करके कार्य करते हैं।

एंटीबायोटिक दवाओं का वर्गीकरण

एंटीबायोटिक दवाओं के कई वर्गीकरण हैं। मूल:

1. कवक उत्पत्ति

2. जीवाणु उत्पत्ति

3. पशु मूल

कार्रवाई के स्पेक्ट्रम के अनुसार:

1. कार्रवाई के एक संकीर्ण स्पेक्ट्रम के साथ - ग्राम-पॉजिटिव रोगाणुओं (विभिन्न कोक्सी) पर कार्य करना। ये पेनिसिलिन, स्ट्रेप्टोमाइसिन हैं।

2. कार्रवाई की एक विस्तृत स्पेक्ट्रम के साथ - ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव सूक्ष्मजीवों (विभिन्न छड़) दोनों पर कार्य करना। ये हैं: टेट्रासाइक्लिन, नियोमाइसिन।

(ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव एंटीबायोटिक्स कुछ रंगों के संबंध में भिन्न होते हैं। ग्राम-पॉजिटिव वाले डाई के साथ एक रंगीन कॉम्प्लेक्स बनाते हैं जो अल्कोहल से खराब नहीं होता है; ग्राम-नेगेटिव वाले दाग नहीं लगाते हैं)।

3. कवक पर कार्य करना - पॉलीन एंटीबायोटिक दवाओं का एक समूह। वे हैं: निस्टैटिन, कैंडिसिडिन

4. जानवरों के सूक्ष्मजीवों और ट्यूमर कोशिकाओं दोनों पर कार्य करना। ये हैं: एक्टिनोमाइसिन, माइटोमाइसिन ...

रोगाणुरोधी गतिविधि के प्रकार से:

1. जीवाणुनाशक।

2. बैक्टीरियोस्टेटिक।

विटामिन- अतिरिक्त खाद्य पदार्थों का एक समूह जो मानव शरीर में संश्लेषित नहीं होता है। विटामिन जैविक उत्प्रेरक हैं रसायनिक प्रतिक्रियाया शरीर में प्रकाश रासायनिक प्रक्रियाओं के अभिकर्मक। एंजाइम सिस्टम के हिस्से के रूप में चयापचय में भाग लें। वे मानव और पशु जीवों में प्रवेश करते हैं बाहरी वातावरण. प्रतिस्थापित कार्यात्मक समूहों के साथ विटामिन के कुछ डेरिवेटिव विटामिन की तुलना में विपरीत प्रभाव डालते हैं, और उन्हें एंटीविटामिन कहा जाता है। विटामिन बन जाते हैं। प्रोविटामिन ऐसे पदार्थ होते हैं, जो शरीर में परिवर्तनों की एक श्रृंखला के बाद

विटामिन वर्गीकरण

मानव शरीर के संबंध में वर्गीकरण:

1. शरीर की समग्र गतिविधि में वृद्धि - केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (बी 1, बी 2, पीपी, ए, सी) की कार्यात्मक स्थिति को विनियमित करें।

2. एंटीहेमोरेजिक - सामान्य पारगम्यता और लोच प्रदान करना रक्त वाहिकाएं(सी, पी, के)।

3. एंटीनेमिक - हेमटोपोइजिस (बी 12, बीसी, सी) को विनियमित करें।

4. एंटी-संक्रामक - संक्रमण के लिए शरीर की प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाना (सी, ए)।

5. दृष्टि को विनियमित करना - दृश्य तीक्ष्णता को बढ़ाना (ए, बी 2, सी)।

यह भी भेद करें:

1. पानी में घुलनशील (विटामिन सी, बी1, बी2, बी6, बी12, पीपी, पैंटोथेनिक एसिड, बायोटिन, मेसोइनोसिटोल, कोलीन, पी-एमिनोबेंजोइक एसिड, फोलिक एसिड).

2. वसा में घुलनशील (विटामिन A, A2, D2, D3, E, K1, K2)।

विटामिन ए (रेटिनॉल) - दृष्टि, वृद्धि (वी) को प्रभावित करता है।

विटामिन बी1 (थायमिन) - कार्बोहाइड्रेट (VI) के चयापचय में शामिल होता है।

विटामिन बी 2 (राइबोफ्लेविन) - कार्बोहाइड्रेट, वसा, प्रोटीन के चयापचय में शामिल है; विकास, दृष्टि, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (VII) को प्रभावित करता है।

विटामिन पीपी ( एक निकोटिनिक एसिड) - कोशिकीय श्वसन (VIII) में भाग लेता है।

विटामिन बी 6 (पाइरिडोक्सिन) - प्रोटीन, वसा के अवशोषण में शामिल है; नाइट्रोजन चयापचय (IX)।

विटामिन बी 9 (फोलिक एसिड) - चयापचय, न्यूक्लिक एसिड संश्लेषण, हेमटोपोइजिस (एक्स) में शामिल है।

विटामिन बी 12 (सायनोकोबालामिन) - हेमटोपोइजिस (XI) में शामिल है।

विटामिन सी (एस्कॉर्बिक एसिड) - प्रोटीन के अवशोषण, ऊतक मरम्मत (XII) में शामिल है।

विटामिन डी (कैल्सीफेरॉल) - खनिजों (XIII) के चयापचय में शामिल है।

विटामिन ई (टोकोफेरोल) - मांसपेशियां (XIV)।

विटामिन के (फाइलोक्विनोन) - रक्त के थक्के (XV) को प्रभावित करता है।

जैविक विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर वी. एम. शुकुमातोव;

के लिए उप महा निदेशक

आरयूई का अभिनव विकास "बेलमेडपेर्टी"

तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार टी. वी. ट्रुखचेवा

लियोन्टीव, वी. एन.

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान: विशेष 1-48 02 01 "जैव प्रौद्योगिकी" शिक्षा के पूर्णकालिक और अंशकालिक रूपों के छात्रों के लिए व्याख्यान के ग्रंथों का एक इलेक्ट्रॉनिक पाठ्यक्रम / वी। एन। लियोन्टीव, ओ। एस। इग्नाटोवेट्स। - मिन्स्क: बीएसटीयू, 2013. - 129 पी।

व्याख्यान ग्रंथों का इलेक्ट्रॉनिक पाठ्यक्रम जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों (प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, विटामिन, एंटीबायोटिक्स, आदि) के मुख्य वर्गों की संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं और रासायनिक गुणों के लिए समर्पित है। यौगिकों के सूचीबद्ध वर्गों के रासायनिक संश्लेषण और संरचनात्मक विश्लेषण के तरीके, उनके गुण और जैविक प्रणालियों पर प्रभाव, साथ ही प्रकृति में उनके वितरण का वर्णन किया गया है।

विषय 1. परिचय	4
विषय 2. प्रोटीन और पेप्टाइड्स। प्रोटीन और पेप्टाइड्स की प्राथमिक संरचना
विषय 3. प्रोटीन और पेप्टाइड्स का संरचनात्मक संगठन। निष्कर्षण के तरीके
विषय 4. रासायनिक संश्लेषण और प्रोटीन और पेप्टाइड्स का रासायनिक संशोधन
विषय 5. एंजाइम	45
विषय 6. कुछ जैविक रूप से महत्वपूर्ण प्रोटीन	68
विषय 7. न्यूक्लिक एसिड की संरचना	76
विषय 8. कार्बोहाइड्रेट और कार्बोहाइड्रेट युक्त बायोपॉलिमर की संरचना
विषय 9. लिपिड की संरचना, गुण और रासायनिक संश्लेषण	104
विषय 10. स्टेरॉयड	117
विषय 11. विटामिन	120
विषय 12. औषध विज्ञान का परिचय। फार्माकोकाइनेटिक्स	134
विषय 13. मलेरिया रोधी दवाएं	137
विषय 14. केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करने वाली दवाएं
विषय 15. सल्फ़ानिलमाइड की तैयारी	144
विषय 16. एंटीबायोटिक्स	146
ग्रन्थसूची	157

विषय 1। परिचय
जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का रसायन विज्ञान जीवित पदार्थ के सबसे महत्वपूर्ण घटकों की संरचना और जैविक कार्यों का अध्ययन करता है, मुख्य रूप से बायोपॉलिमर और कम आणविक भार बायोरेगुलेटर, संरचना और जैविक क्रिया के बीच संबंधों के पैटर्न को स्पष्ट करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं। वस्तुतः यह आधुनिक जीव विज्ञान का रासायनिक आधार है। जीवित दुनिया के रसायन विज्ञान की मूलभूत समस्याओं को विकसित करके, जैव-रासायनिक रसायन चिकित्सा, कृषि और कई उद्योगों के लिए व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण दवाएं प्राप्त करने की समस्याओं को हल करने में योगदान देता है।

अध्ययन की वस्तुएं:प्रोटीन और पेप्टाइड्स, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, मिश्रित प्रकार के बायोपॉलिमर - ग्लाइकोप्रोटीन, न्यूक्लियोप्रोटीन, लिपोप्रोटीन, ग्लाइकोलिपिड्स, आदि; एल्कलॉइड, टेरपेनॉइड, विटामिन, एंटीबायोटिक्स, हार्मोन, प्रोस्टाग्लैंडीन, वृद्धि पदार्थ, फेरोमोन, विषाक्त पदार्थ, साथ ही सिंथेटिक दवाओं, कीटनाशक, आदि

अनुसंधान की विधियां:मुख्य शस्त्रागार कार्बनिक रसायन विज्ञान के तरीके हैं, हालांकि, संरचनात्मक और कार्यात्मक समस्याओं को हल करने में विभिन्न भौतिक, भौतिक, रासायनिक, गणितीय और जैविक विधियां भी शामिल हैं।

मुख्य लक्ष्य:क्रिस्टलीकरण, आसवन, विभिन्न प्रकार की क्रोमैटोग्राफी, वैद्युतकणसंचलन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन, अल्ट्रासेंट्रीफ्यूजेशन, काउंटरकरंट वितरण, आदि का उपयोग करके एक व्यक्तिगत अवस्था में अध्ययन किए गए यौगिकों का अलगाव; मास स्पेक्ट्रोमेट्री, विभिन्न प्रकार के ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी (आईआर, यूवी, लेजर, आदि), एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण, परमाणु चुंबकीय अनुनाद का उपयोग करके कार्बनिक और भौतिक-जैविक रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण के आधार पर स्थानिक संरचना सहित संरचना का निर्धारण। , इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक रेजोनेंस, ऑप्टिकल फैलाव रोटेशन और सर्कुलर डाइक्रोइज्म, फास्ट कैनेटीक्स के तरीके, आदि, कंप्यूटर गणना के साथ संयुक्त; संरचना की पुष्टि करने, संरचना और जैविक कार्य के बीच संबंध को स्पष्ट करने और व्यावहारिक रूप से मूल्यवान दवाएं प्राप्त करने के लिए, पूर्ण संश्लेषण, एनालॉग और डेरिवेटिव के संश्लेषण सहित अध्ययन किए गए यौगिकों के रासायनिक संश्लेषण और रासायनिक संशोधन; प्राप्त यौगिकों का जैविक परीक्षण कृत्रिम परिवेशीयतथा विवो में.

बायोमोलेक्यूल्स में सबसे आम कार्यात्मक समूह हैं:

हाइड्रॉक्सिल (शराब)	अमीनो समूह (एमाइन)
एल्डिहाइड (एल्डिहाइड)	एमाइड (एमाइड्स)
कार्बोनिल (कीटोन्स)	एस्टर
कार्बोक्जिलिक एसिड)	ईथर का
सल्फ़हाइड्रील (थिओल्स)	मिथाइल
डाइसल्फ़ाइड	एथिल
फास्फेट	फिनाइल
गुआनिडीन	imidazole

विषय 2 प्रोटीन और पेप्टाइड्स. प्रोटीन और पेप्टाइड्स की प्राथमिक संरचना
गिलहरी- अमीनो एसिड अवशेषों से निर्मित उच्च-आणविक बायोपॉलिमर। प्रोटीन का आणविक भार 6,000 से 2,000,000 Da तक होता है। यह प्रोटीन है जो पीढ़ी से पीढ़ी तक प्रसारित आनुवंशिक जानकारी का उत्पाद है और कोशिका में सभी जीवन प्रक्रियाओं को पूरा करता है। इन आश्चर्यजनक रूप से विविध पॉलिमर में कुछ सबसे महत्वपूर्ण और बहुमुखी सेलुलर कार्य हैं।

प्रोटीन को विभाजित किया जा सकता है:
1) संरचना द्वारा : साधारण प्रोटीन अमीनो एसिड अवशेषों से निर्मित होते हैं और हाइड्रोलिसिस पर, क्रमशः, केवल मुक्त अमीनो एसिड या उनके डेरिवेटिव में विघटित होते हैं।

जटिल प्रोटीनदो-घटक प्रोटीन होते हैं जिनमें एक साधारण प्रोटीन और एक गैर-प्रोटीन घटक होता है जिसे प्रोस्थेटिक समूह कहा जाता है। जटिल प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस के दौरान, मुक्त अमीनो एसिड के अलावा, एक गैर-प्रोटीन भाग या इसके क्षय उत्पाद बनते हैं। उनमें धातु आयन (मेटालोप्रोटीन), वर्णक अणु (क्रोमोप्रोटीन) शामिल हो सकते हैं, वे अन्य अणुओं (लाइपो-, न्यूक्लियो-, ग्लाइकोप्रोटीन) के साथ कॉम्प्लेक्स बना सकते हैं, और सहसंयोजक अकार्बनिक फॉस्फेट (फॉस्फोप्रोटीन) को भी बांध सकते हैं;

2. पानी घुलनशीलता:

- पानिमे घुलनशील

- नमक घुलनशील

- अल्कोहल घुलनशील

- अघुलनशील;

3. प्रदर्शन किए गए कार्य : प्रोटीन के जैविक कार्यों में शामिल हैं:

- उत्प्रेरक (एंजाइमी),

- नियामक (कोशिका में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर और पूरे जीव में चयापचय के स्तर को विनियमित करने की क्षमता),

- परिवहन (शरीर में पदार्थों का परिवहन और बायोमेम्ब्रेन के माध्यम से उनका स्थानांतरण),

- संरचनात्मक (गुणसूत्रों, साइटोस्केलेटन, संयोजी, मांसपेशियों, सहायक ऊतकों के भाग के रूप में),

- रिसेप्टर (बाह्य घटकों के साथ रिसेप्टर अणुओं की बातचीत और एक विशिष्ट सेलुलर प्रतिक्रिया की शुरुआत)।

इसके अलावा, प्रोटीन सुरक्षात्मक, अतिरिक्त, विषाक्त, सिकुड़ा हुआ और अन्य कार्य करते हैं;

4) स्थानिक संरचना के आधार पर:

- तंतुमय (वे प्रकृति द्वारा संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किए जाते हैं),

- गोलाकार (एंजाइम, एंटीबॉडी, कुछ हार्मोन, आदि)।

अमीनो एसिड, उनके गुण
अमीनो अम्लकार्बोक्जिलिक एसिड कहा जाता है जिसमें एक एमिनो समूह और एक कार्बोक्सिल समूह होता है। प्राकृतिक अमीनो एसिड 2-एमिनोकारबॉक्सिलिक एसिड या α-एमिनो एसिड होते हैं, हालांकि अमीनो एसिड जैसे β-alanine, taurine, -aminobutyric एसिड होते हैं। सामान्य तौर पर, α-amino एसिड का सूत्र इस तरह दिखता है:


दूसरे कार्बन परमाणु में α-एमिनो एसिड में चार अलग-अलग पदार्थ होते हैं, यानी ग्लाइसीन को छोड़कर सभी α-एमिनो एसिड में एक असममित (चिरल) कार्बन परमाणु होता है और दो एनेंटिओमर के रूप में मौजूद होता है - ली- तथा डी-अमीनो अम्ल। प्राकृतिक अमीनो एसिड हैं ली-पंक्ति। डीα-एमिनो एसिड बैक्टीरिया और पेप्टाइड एंटीबायोटिक दवाओं में पाए जाते हैं।

में सभी अमीनो एसिड जलीय समाधानद्विध्रुवीय आयनों के रूप में मौजूद हो सकते हैं, और उनका कुल चार्ज माध्यम के पीएच पर निर्भर करता है। वह pH मान जिस पर कुल आवेश शून्य होता है, कहलाता है समविभव बिंदु. आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु पर, अमीनो एसिड एक zwitterion है, अर्थात, इसका एमाइन समूह प्रोटोनेटेड है, और कार्बोक्सिल समूह अलग हो गया है। तटस्थ पीएच क्षेत्र में, अधिकांश अमीनो एसिड zwitterions हैं:


अमीनो एसिड स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित नहीं करते हैं, सुगंधित अमीनो एसिड स्पेक्ट्रम के यूवी क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित करते हैं: 280 एनएम पर ट्रिप्टोफैन और टायरोसिन, 260 एनएम पर फेनिलएलनिन।

कुछ अमीनो एसिड अवशेषों या सामान्य रासायनिक समूहों की उपस्थिति के कारण प्रोटीन रंग प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला देते हैं। इन प्रतिक्रियाओं का व्यापक रूप से विश्लेषणात्मक उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है। उनमें से सबसे प्रसिद्ध निनहाइड्रिन प्रतिक्रिया है, जो प्रोटीन, पेप्टाइड्स और अमीनो एसिड में अमीनो समूहों के मात्रात्मक निर्धारण के साथ-साथ बायोरेट प्रतिक्रिया की अनुमति देता है, जिसका उपयोग प्रोटीन और पेप्टाइड्स के गुणात्मक और मात्रात्मक निर्धारण के लिए किया जाता है। . जब एक प्रोटीन या पेप्टाइड, लेकिन अमीनो एसिड नहीं, एक क्षारीय घोल में CuSO 4 के साथ गर्म किया जाता है, तो एक बैंगनी रंग का कॉपर कॉम्प्लेक्स कंपाउंड बनता है, जिसकी मात्रा स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक रूप से निर्धारित की जा सकती है। अलग-अलग अमीनो एसिड के लिए रंग परीक्षण का उपयोग संबंधित अमीनो एसिड अवशेषों वाले पेप्टाइड्स का पता लगाने के लिए किया जाता है। आर्गिनिन के गुआनिडीन समूह की पहचान करने के लिए, साकागुची प्रतिक्रिया का उपयोग किया जाता है - जब ए-नेफ्थोल और सोडियम हाइपोक्लोराइट के साथ बातचीत करते हैं, तो क्षारीय माध्यम में गुआनिडीन एक लाल रंग देते हैं। ट्रिप्टोफैन की इंडोल रिंग को एर्लिच प्रतिक्रिया द्वारा पता लगाया जा सकता है - एच 2 एसओ 4 में पी-डाइमिथाइलैमिनो-बेंजाल्डिहाइड के साथ प्रतिक्रिया करने पर एक लाल-बैंगनी रंग। पाउली प्रतिक्रिया हिस्टिडीन और टायरोसिन अवशेषों की पहचान करना संभव बनाती है, जो क्षारीय समाधानों में डायज़ोबेंजीन सल्फोनिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे लाल रंग का डेरिवेटिव बनता है।

अमीनो एसिड की जैविक भूमिका:

1) पेप्टाइड्स और प्रोटीन के संरचनात्मक तत्व, तथाकथित प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड। प्रोटीन की संरचना में 20 अमीनो एसिड शामिल होते हैं जो आनुवंशिक कोड द्वारा एन्कोडेड होते हैं और अनुवाद के दौरान प्रोटीन में शामिल होते हैं, उनमें से कुछ को फॉस्फोराइलेटेड, एसाइलेटेड या हाइड्रॉक्सिलेटेड किया जा सकता है;

2) अन्य प्राकृतिक यौगिकों के संरचनात्मक तत्व - कोएंजाइम, पित्त अम्ल, एंटीबायोटिक्स;

3) संकेत अणु। कुछ अमीनो एसिड न्यूरोट्रांसमीटर या न्यूरोट्रांसमीटर, हार्मोन और हिस्टोहोर्मोन के अग्रदूत हैं;

4) सबसे महत्वपूर्ण मेटाबोलाइट्स, उदाहरण के लिए, कुछ अमीनो एसिड प्लांट एल्कलॉइड के अग्रदूत हैं, या नाइट्रोजन दाताओं के रूप में काम करते हैं, या महत्वपूर्ण हैं महत्वपूर्ण घटकपोषण।

अमीनो एसिड के नामकरण, आणविक भार और pK मान तालिका 1 में दिखाए गए हैं।

तालिका एक
नामकरण, आणविक भार और अमीनो एसिड के पीके मान

एमिनो एसिड	पद	मोलेकुलर वजन	पी क 1 (−COOH)	पी क 2 (−NH3+)	पी कआर (आर-समूह)
ग्लाइसिन	ग्लाइ जी	75	2,34	9,60	−
अलैनिन	अला ए	89	2,34	9,69	−
वेलिन	वैल वी	117	2,32	9,62	−
ल्यूसीन	ल्यू ल्यू	131	2,36	9,60	−
आइसोल्यूसीन	इले आई	131	2,36	9,68	−
प्रोलाइन	प्रो पी	115	1,99	10,96	−
फेनिलएलनिन	फे फू	165	1,83	9,13	−
टायरोसिन	टायर यू	181	2,20	9,11	10,07
tryptophan	टीआरपी डब्ल्यू	204	2,38	9,39	−
निर्मल	सेर सो	105	2,21	9,15	13,60
थ्रेओनाइन	थ्रोट	119	2,11	9,62	13,60
सिस्टीन	सिस सी	121	1,96	10,78	10,28
मेथियोनीन	एम से मिले	149	2,28	9,21	−
asparagine	असन	132	2,02	8,80	−
glutamine	ग्लेन क्यू	146	2,17	9,13	−
aspartate	एएसपी डी	133	1,88	9,60	3,65
ग्लूटामेट	गोंद	147	2,19	9,67	4,25
लाइसिन	लिस को	146	2,18	8,95	10,53
arginine	आर्ग आर	174	2,17	9,04	12,48
हिस्टडीन	उसका हू	155	1,82	9,17	6,00

अमीनो एसिड पानी में उनकी घुलनशीलता में भिन्न होते हैं। यह उनकी ज्विटरियोनिक प्रकृति के कारण है, साथ ही रेडिकल्स की पानी के साथ बातचीत करने की क्षमता (हाइड्रेटेड होने के लिए) के कारण है। प्रति हाइड्रोफिलिक cationic, anionic और polar अपरिवर्तित कार्यात्मक समूहों वाले रेडिकल शामिल हैं। प्रति जल विरोधी- रेडिकल जिसमें एल्काइल या एरिल समूह होते हैं।

ध्रुवीयता के आधार पर आर-समूह अमीनो एसिड के चार वर्गों में अंतर करते हैं: गैर-ध्रुवीय, ध्रुवीय अपरिवर्तित, नकारात्मक चार्ज और सकारात्मक चार्ज।

गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड में शामिल हैं: ग्लाइसिन; एल्काइल और एरिल साइड चेन के साथ अमीनो एसिड - ऐलेनिन, वेलिन, ल्यूसीन, आइसोल्यूसीन; टायरोसिन, ट्रिप्टोफैन, फेनिलएलनिन; इमिनो एसिड - प्रोलाइन। वे प्रोटीन अणु (चित्र 1) के "अंदर" हाइड्रोफोबिक वातावरण में प्रवेश करते हैं।

चावल। 1. गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड
ध्रुवीय आवेशित अमीनो एसिड में शामिल हैं: धनात्मक रूप से आवेशित अमीनो एसिड - हिस्टिडीन, लाइसिन, आर्जिनिन (चित्र। 2); नकारात्मक रूप से आवेशित अमीनो एसिड - एसपारटिक और ग्लूटामिक एसिड (चित्र 3)। वे आमतौर पर गिलहरी के पानी वाले वातावरण में बाहर की ओर निकलते हैं।

शेष अमीनो एसिड ध्रुवीय अपरिवर्तित की श्रेणी बनाते हैं: सेरीन और थ्रेओनीन (एमिनो एसिड-अल्कोहल); शतावरी और ग्लूटामाइन (एसपारटिक और ग्लूटामिक एसिड के एमाइड); सिस्टीन और मेथियोनीन (सल्फर युक्त अमीनो एसिड)।

चूंकि ग्लूटामिक और एसपारटिक एसिड के सीओओएच समूह तटस्थ पीएच पर पूरी तरह से अलग हो जाते हैं, उन्हें कहा जाता है ग्लूटामेटतथा aspartateमाध्यम में मौजूद धनायनों की प्रकृति की परवाह किए बिना।

कई प्रोटीनों में पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में शामिल होने के बाद साधारण अमीनो एसिड को संशोधित करके बनने वाले विशेष अमीनो एसिड होते हैं, उदाहरण के लिए, 4-हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन, फॉस्फोसेरिन, -कार्बोक्सीग्लूटामिक एसिड, आदि।

चावल। 2. आवेशित पार्श्व समूहों वाले अमीनो अम्ल
काफी हल्की परिस्थितियों में प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस के दौरान बनने वाले सभी अमीनो एसिड ऑप्टिकल गतिविधि प्रदर्शित करते हैं, अर्थात, ध्रुवीकृत प्रकाश के विमान को घुमाने की क्षमता (ग्लाइसिन के अपवाद के साथ)।

चावल। 3. आवेशित पार्श्व समूहों वाले अमीनो अम्ल
सभी यौगिक जो दो स्टीरियोइसोमेरिक रूपों, एल- और डी-आइसोमर्स में मौजूद हो सकते हैं, में ऑप्टिकल गतिविधि होती है (चित्र 4)। प्रोटीन में केवल होता है ली-अमीनो अम्ल।

ली-अलैनिन डी-अलैनिन
चावल। 4. ऐलेनिन के ऑप्टिकल आइसोमर्स

ग्लाइसिन में एक असममित कार्बन परमाणु नहीं होता है, जबकि थ्रेओनीन और आइसोल्यूसीन प्रत्येक में दो असममित कार्बन परमाणु होते हैं। अन्य सभी अमीनो एसिड में एक असममित कार्बन परमाणु होता है।

अमीनो एसिड के वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय रूप को रेसमेट कहा जाता है, जो एक विषुव मिश्रण है डी- तथा ली-आइसोमर्स, और प्रतीक द्वारा निरूपित किया जाता है डेली-.

एम

अमीनो एसिड के मोनोमर्स जो पॉलीपेप्टाइड बनाते हैं उन्हें अमीनो एसिड अवशेष कहा जाता है। अमीनो एसिड के अवशेष एक पेप्टाइड बॉन्ड (चित्र 5) द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं, जिसके निर्माण में एक अमीनो एसिड का -कार्बोक्सिल समूह और दूसरे का α-एमिनो समूह भाग लेते हैं।
चावल। 5. पेप्टाइड बंधन गठन
इस प्रतिक्रिया का संतुलन मुक्त अमीनो एसिड के निर्माण की ओर स्थानांतरित हो जाता है, न कि पेप्टाइड की ओर। इसलिए, पॉलीपेप्टाइड्स के जैवसंश्लेषण के लिए उत्प्रेरण और ऊर्जा खपत की आवश्यकता होती है।

चूंकि डाइपेप्टाइड में प्रतिक्रियाशील कार्बोक्सिल और अमीनो समूह होते हैं, इसलिए अन्य अमीनो एसिड अवशेषों को नए पेप्टाइड बॉन्ड की मदद से इससे जोड़ा जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक पॉलीपेप्टाइड - एक प्रोटीन बनता है।

पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में नियमित रूप से दोहराए जाने वाले खंड होते हैं - NH-CHR-CO समूह जो मुख्य श्रृंखला (अणु का कंकाल या रीढ़) बनाते हैं, और एक चर भाग, जिसमें विशेषता पक्ष श्रृंखलाएं शामिल हैं। आरअमीनो एसिड अवशेषों के समूह पेप्टाइड रीढ़ की हड्डी से बाहर निकलते हैं और काफी हद तक बहुलक सतह का निर्माण करते हैं, जिससे कई भौतिक और रासायनिक गुणप्रोटीन। पेप्टाइड रीढ़ की हड्डी में मुक्त रोटेशन पेप्टाइड समूह के नाइट्रोजन परमाणु और पड़ोसी α-कार्बन परमाणु के साथ-साथ α-कार्बन परमाणु और कार्बोनिल समूह कार्बन के बीच संभव है। इसके कारण, रैखिक संरचना अधिक जटिल स्थानिक संरचना प्राप्त कर सकती है।

एक एमिनो एसिड अवशेष जिसमें एक मुक्त α-एमिनो समूह होता है, कहलाता है एन-टर्मिनल, और एक मुक्त -कार्बोक्सिल समूह होने - से-टर्मिनल।

पेप्टाइड्स की संरचना को आमतौर पर दर्शाया जाता है एन- समाप्त।

कभी-कभी टर्मिनल -एमिनो और -कार्बोक्सिल समूह चक्रीय पेप्टाइड्स बनाते हुए एक दूसरे से जुड़ जाते हैं।

पेप्टाइड्स अमीनो एसिड की संख्या, अमीनो एसिड संरचना और उस क्रम में भिन्न होते हैं जिसमें अमीनो एसिड संयुक्त होते हैं।

पेप्टाइड बांड बहुत मजबूत होते हैं, और उनके रासायनिक हाइड्रोलिसिस के लिए कठोर परिस्थितियों की आवश्यकता होती है: उच्च तापमानऔर दबाव, एसिड पर्यावरण और लंबे समय तक।

एक जीवित कोशिका में, पेप्टाइड बॉन्ड को प्रोटीज, या पेप्टाइड हाइड्रॉलिस नामक प्रोटीयोलाइटिक एंजाइम द्वारा तोड़ा जा सकता है।

अमीनो एसिड की तरह, प्रोटीन एम्फोटेरिक यौगिक होते हैं और जलीय घोल में चार्ज होते हैं। प्रत्येक प्रोटीन का अपना आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु होता है - पीएच मान जिस पर प्रोटीन के सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज पूरी तरह से मुआवजा दिया जाता है और अणु का कुल चार्ज शून्य होता है। आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु से ऊपर के पीएच मान पर, प्रोटीन एक नकारात्मक चार्ज वहन करता है, और आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु के नीचे पीएच मान पर, यह सकारात्मक होता है।
अनुक्रमक। प्राथमिक संरचना के विश्लेषण की रणनीति और रणनीति
पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड की व्यवस्था के क्रम का पता लगाने के लिए प्रोटीन की प्राथमिक संरचना का निर्धारण नीचे आता है। विधि का उपयोग करके इस समस्या को हल किया जाता है अनुक्रमण(अंग्रेजी से। क्रम-बाद)।

सिद्धांत रूप में, प्रोटीन की प्राथमिक संरचना को अमीनो एसिड अनुक्रम के प्रत्यक्ष विश्लेषण द्वारा या आनुवंशिक कोड का उपयोग करके संबंधित जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को डिक्रिप्ट करके निर्धारित किया जा सकता है। स्वाभाविक रूप से, इन विधियों का संयोजन सबसे बड़ी विश्वसनीयता प्रदान करता है।

वास्तव में अपने वर्तमान स्तर पर अनुक्रमण पॉलीपेप्टाइड्स में अमीनो एसिड अनुक्रम को निर्धारित करना संभव बनाता है, जिसका आकार कई दसियों अमीनो एसिड अवशेषों से अधिक नहीं होता है। साथ ही, अध्ययन किए गए पॉलीपेप्टाइड टुकड़े उन प्राकृतिक प्रोटीनों की तुलना में बहुत कम हैं जिनसे हमें निपटना है। इसलिए, मूल पॉलीपेप्टाइड को छोटे टुकड़ों में काटना आवश्यक है। परिणामी अंशों को अनुक्रमित करने के बाद, उन्हें मूल अनुक्रम में फिर से जोड़ा जाना चाहिए।

इस प्रकार, प्राथमिक प्रोटीन अनुक्रम का निर्धारण निम्नलिखित मुख्य चरणों में कम हो जाता है:

1) अनुक्रमण के लिए उपलब्ध लंबाई के कई टुकड़ों में प्रोटीन दरार;

2) प्राप्त टुकड़ों में से प्रत्येक का अनुक्रमण;

3) अपने टुकड़ों की स्थापित संरचनाओं से प्रोटीन की पूरी संरचना का संयोजन।

प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के अध्ययन में निम्नलिखित चरण होते हैं:

- इसके आणविक भार का निर्धारण;

- विशिष्ट अमीनो एसिड संरचना (एए-रचना) का निर्धारण;

- परिभाषा एन- तथा से-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष;

- पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को टुकड़ों में विभाजित करना;

- मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को दूसरे तरीके से तोड़ना;

- प्राप्त टुकड़ों का पृथक्करण;

- प्रत्येक टुकड़े का अमीनो एसिड विश्लेषण;

- दोनों दरारों के टुकड़ों के अतिव्यापी अनुक्रमों को ध्यान में रखते हुए, पॉलीपेप्टाइड की प्राथमिक संरचना की स्थापना।

चूंकि एक पूरे अणु पर एक प्रोटीन की पूर्ण प्राथमिक संरचना को स्थापित करने के लिए अभी तक कोई विधि नहीं है, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला रासायनिक अभिकर्मकों या प्रोटीयोलाइटिक एंजाइमों द्वारा विशिष्ट दरार के अधीन है। गठित पेप्टाइड अंशों के मिश्रण को अलग किया जाता है और उनमें से प्रत्येक के लिए अमीनो एसिड संरचना और अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित किया जाता है। सभी टुकड़ों की संरचना स्थापित होने के बाद, मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में उनकी व्यवस्था के क्रम का पता लगाना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, प्रोटीन को दूसरे एजेंट के साथ साफ किया जाता है और दूसरा, पेप्टाइड टुकड़ों का एक अलग सेट प्राप्त किया जाता है, जिसे अलग किया जाता है और उसी तरह विश्लेषण किया जाता है।

1. आणविक भार का निर्धारण (निम्न विधियों पर विषय 3 में विस्तार से चर्चा की गई है):

- चिपचिपाहट से;

- अवसादन दर (अल्ट्रासेंट्रीफ्यूजेशन की विधि) के अनुसार;

- जेल क्रोमैटोग्राफी;

- विघटनकारी परिस्थितियों में PAAG में वैद्युतकणसंचलन।

2. एए संरचना का निर्धारण। अमीनो एसिड संरचना के विश्लेषण में 6N हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ प्रोटीन या ब्याज के पेप्टाइड का पूरा एसिड हाइड्रोलिसिस शामिल है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड और हाइड्रोलाइज़ेट में सभी अमीनो एसिड का मात्रात्मक निर्धारण। नमूना हाइड्रोलिसिस 6 घंटे के लिए 150 डिग्री सेल्सियस पर वैक्यूम में सीलबंद ampoules में किया जाता है। परिमाणएक प्रोटीन या पेप्टाइड हाइड्रोलाइज़ेट में अमीनो एसिड एक एमिनो एसिड विश्लेषक का उपयोग करके किया जाता है।

3. एन- और सी-एमिनो एसिड अवशेषों का निर्धारण। एक प्रोटीन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में, एक तरफ एक एमिनो एसिड अवशेष होता है जिसमें एक मुक्त α-एमिनो समूह (एमिनो या) होता है। एन-टर्मिनल अवशेष), और दूसरी ओर, एक मुक्त α-कार्बोक्सिल समूह (कार्बोक्सिल, या से-टर्मिनल अवशेष)। प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम को निर्धारित करने की प्रक्रिया में टर्मिनल अवशेषों का विश्लेषण एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अध्ययन के पहले चरण में, प्रोटीन अणु बनाने वाले पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं की संख्या और अध्ययन की जा रही दवा की एकरूपता की डिग्री का अनुमान लगाना संभव हो जाता है। बाद के चरणों में, विश्लेषण के माध्यम से एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष पेप्टाइड अंशों को अलग करने की प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं।

एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेषों के निर्धारण के लिए प्रतिक्रियाएं:

1) निर्धारण के लिए पहली विधियों में से एक एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेषों को 1945 में एफ. सेंगर द्वारा प्रस्तावित किया गया था। जब पेप्टाइड या प्रोटीन का α-amino समूह 2,4-डाइनिट्रोफ्लोरोबेंजीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो पीले रंग का डाइनिट्रोफिनाइल (DNF) व्युत्पन्न प्राप्त होता है। बाद में एसिड हाइड्रोलिसिस (5.7 एन। एचसीएल) पेप्टाइड बॉन्ड की दरार और एक डीएनपी व्युत्पन्न के गठन की ओर जाता है। एन-टर्मिनल अमीनो एसिड। डीएनपी-एमिनो एसिड ईथर के साथ निकाला जाता है और मानकों की उपस्थिति में क्रोमैटोग्राफी द्वारा पहचाना जाता है।

2) डैनसिलेशन विधि। निर्धारण के लिए सबसे बड़ा अनुप्रयोग एन-टर्मिनल अवशेष वर्तमान में 1963 में डब्ल्यू ग्रे और बी हार्टले द्वारा विकसित डैनसिल विधि द्वारा पाए जाते हैं। डाइनिट्रोफिनाइलेशन विधि की तरह, यह प्रोटीन के अमीनो समूहों में एक "लेबल" की शुरूआत पर आधारित है, जिसे बाद के हाइड्रोलिसिस के दौरान हटाया नहीं जाता है। इसका पहला कदम डैनसिल पेप्टाइड (डीएनएस पेप्टाइड) बनाने के लिए पेप्टाइड या प्रोटीन के गैर-प्रोटोनेटेड ए-एमिनो समूह के साथ डैनसिल क्लोराइड (1-डाइमिथाइलमिनोनाफ्थेलीन-5-सल्फोक्लोराइड) की प्रतिक्रिया है। अगले चरण में, डीएनएस-पेप्टाइड हाइड्रोलाइज्ड (5.7 N HC1, 105°C, 12-16 h) होता है और छोड़ा जाता है एन-टर्मिनल α-DNS-एमिनो एसिड। डीएनएस-एमिनो एसिड में स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी क्षेत्र (365 एनएम) में तीव्र प्रतिदीप्ति होती है; आमतौर पर किसी पदार्थ का 0.1 - 0.5 nmol उनकी पहचान के लिए पर्याप्त होता है।

ऐसे कई तरीके हैं जिनका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि कैसे एन-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष और अमीनो एसिड अनुक्रम। इनमें एडमैन डिग्रेडेशन और एमिनोपेप्टिडेस के साथ एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस शामिल हैं। पेप्टाइड्स के अमीनो एसिड अनुक्रम का वर्णन करते समय इन विधियों पर नीचे विस्तार से चर्चा की जाएगी।

सी-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेषों के निर्धारण के लिए प्रतिक्रियाएं:

1) निर्धारित करने के लिए रासायनिक विधियों के बीच से-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष, एस। अकाबोरी और ऑक्साजोलोन द्वारा प्रस्तावित हाइड्राज़िनोलिसिस विधि ध्यान देने योग्य है। इनमें से पहले में, जब एक पेप्टाइड या प्रोटीन को 100-120 डिग्री सेल्सियस पर निर्जल हाइड्राज़िन के साथ गर्म किया जाता है, तो पेप्टाइड बांड अमीनो एसिड हाइड्राज़ाइड बनाने के लिए हाइड्रोलाइज्ड हो जाते हैं। से-टर्मिनल अमीनो एसिड एक मुक्त अमीनो एसिड के रूप में रहता है और प्रतिक्रिया मिश्रण से अलग किया जा सकता है और पहचाना जा सकता है (चित्र 6)।

चावल। 6. हाइड्राज़िन के साथ पेप्टाइड बंधन दरार
विधि की कई सीमाएँ हैं। हाइड्रैज़िनोलिसिस ग्लूटामाइन, शतावरी, सिस्टीन और सिस्टीन को नष्ट कर देता है; आर्गिनिन गुआनिडीन समूह को खो देता है और ऑर्निथिन बनाता है। सेरीन, थ्रेओनीन और ग्लाइसिन हाइड्राज़ाइड लेबिल होते हैं और आसानी से मुक्त अमीनो एसिड में परिवर्तित हो जाते हैं, जिससे परिणामों की व्याख्या करना मुश्किल हो जाता है;

2) ऑक्साजोलोन विधि, जिसे अक्सर ट्रिटियम मार्क विधि के रूप में जाना जाता है, क्षमता पर आधारित होती है से-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष एसिटिक एनहाइड्राइड की क्रिया के तहत ऑक्साजोलोन के निर्माण के साथ चक्रीयकरण से गुजरते हैं। क्षारीय परिस्थितियों में, ऑक्साजोलोन रिंग की स्थिति 4 में हाइड्रोजन परमाणुओं की गतिशीलता तेजी से बढ़ जाती है और उन्हें आसानी से ट्रिटियम द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। एक ट्रिटिएटेड पेप्टाइड या प्रोटीन के बाद के एसिड हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप बनने वाले प्रतिक्रिया उत्पादों में एक रेडियोधर्मी लेबल होता है से-टर्मिनल अमीनो एसिड। हाइड्रोलाइज़ेट की क्रोमैटोग्राफी और रेडियोधर्मिता के मापन से इसकी पहचान करना संभव हो जाता है सेपेप्टाइड या प्रोटीन का टर्मिनल अमीनो एसिड;

3) सबसे अधिक बार निर्धारित करने के लिए से-टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष कार्बोक्सीपेप्टिडेस के साथ एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस का उपयोग करते हैं, जो सी-टर्मिनल अमीनो एसिड अनुक्रम के विश्लेषण की भी अनुमति देता है। कार्बोक्सीपेप्टिडेज़ केवल उन पेप्टाइड बांडों को हाइड्रोलाइज़ करता है जो बनते हैं से-टर्मिनल अमीनो एसिड जिसमें एक मुक्त α-कार्बोक्सिल समूह होता है। इसलिए, इस एंजाइम की क्रिया के तहत, अमीनो एसिड क्रमिक रूप से पेप्टाइड से शुरू होता है, जो से शुरू होता है से-टर्मिनल। यह आपको वैकल्पिक अमीनो एसिड अवशेषों की सापेक्ष स्थिति निर्धारित करने की अनुमति देता है।

पहचान के परिणामस्वरूप एन- तथा सेपॉलीपेप्टाइड के टर्मिनल अवशेष इसके अमीनो एसिड अनुक्रम (प्राथमिक संरचना) को निर्धारित करने के लिए दो महत्वपूर्ण संदर्भ बिंदु प्राप्त करते हैं।

4. पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का विखंडन।

एंजाइमी तरीके।कुछ बिंदुओं पर प्रोटीन के विशिष्ट दरार के लिए, एंजाइमी और रासायनिक दोनों विधियों का उपयोग किया जाता है। कुछ बिंदुओं पर प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों में से सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन हैं। ट्रिप्सिन लाइसिन और आर्जिनिन अवशेषों के बाद स्थित पेप्टाइड बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है। काइमोट्रिप्सिन सुगंधित अमीनो एसिड अवशेषों - फेनिलएलनिन, टायरोसिन और ट्रिप्टोफैन के बाद अधिमानतः प्रोटीन को साफ करता है। यदि आवश्यक हो, तो ट्रिप्सिन की विशिष्टता को बढ़ाया या बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, साइट्राकोनिक एनहाइड्राइड के साथ अध्ययन के तहत एक प्रोटीन के उपचार से लाइसिन अवशेषों का अम्लीकरण होता है। इस प्रकार के संशोधित प्रोटीन में केवल आर्जिनिन अवशेषों पर ही दरार पड़ती है। इसके अलावा, प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के अध्ययन में, प्रोटीनएज़, जो कि सेरीन प्रोटीनेस के वर्ग से भी संबंधित है, का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एंजाइम में पीएच 4.0 और 7.8 पर प्रोटीयोलाइटिक गतिविधि के दो मैक्सिमा हैं। प्रोटीनेस उच्च उपज के साथ ग्लूटामिक एसिड के कार्बोक्सिल समूह द्वारा बनाए गए पेप्टाइड बॉन्ड को साफ करता है।

शोधकर्ताओं के पास उनके निपटान में कम विशिष्ट प्रोटीयोलाइटिक एंजाइम (पेप्सिन, इलास्टेज, सबटिलिसिन, पपैन, प्रोनेज़, आदि) का एक बड़ा सेट है। इन एंजाइमों का उपयोग मुख्य रूप से पेप्टाइड्स के अतिरिक्त विखंडन के लिए किया जाता है। उनकी सब्सट्रेट विशिष्टता अमीनो एसिड अवशेषों की प्रकृति से निर्धारित होती है जो न केवल एक हाइड्रोलाइजेबल बंधन बनाते हैं, बल्कि श्रृंखला के साथ और भी दूर होते हैं।

रासायनिक तरीके।

1) प्रोटीन विखंडन के रासायनिक तरीकों में, सबसे विशिष्ट और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मेथियोनीन अवशेषों पर सायनोजेन ब्रोमाइड के साथ दरार है (चित्र 7)।

साइनोजन ब्रोमाइड के साथ प्रतिक्रिया मेथियोनीन के एक मध्यवर्ती साइनोसल्फोनियम व्युत्पन्न के गठन के साथ आगे बढ़ती है, जो स्वचालित रूप से अम्लीय परिस्थितियों में होमोसरीन इमिनोलैक्टोन में बदल जाती है, जो बदले में, इमाइन बंधन के टूटने के साथ तेजी से हाइड्रोलाइज करती है। जिसके परिणामस्वरूप सेपेप्टाइड्स के अंत में, होमोसेरिन लैक्टोन आगे आंशिक रूप से होमोसेरिन (HSer) में हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक पेप्टाइड टुकड़ा होता है, इसके अपवाद के साथ से-टर्मिनल, दो रूपों में मौजूद है - होमोसरीन और होमोसरीन लैक्टोन;

चावल। 7. साइनोजन ब्रोमाइड के साथ पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की दरार
2) ट्रिप्टोफैन अवशेषों के कार्बोनिल समूह में प्रोटीन दरार के लिए बड़ी संख्या में तरीके प्रस्तावित किए गए हैं। इस उद्देश्य के लिए प्रयुक्त अभिकर्मकों में से एक है एन- ब्रोमोसुकिनिमाइड;

3) थियोल डाइसल्फ़ाइड विनिमय प्रतिक्रिया। रिड्यूस्ड ग्लूटाथियोन, 2-मर्कैप्टोएथेनॉल, डाइथियोथ्रिटोल का उपयोग अभिकर्मकों के रूप में किया जाता है।

5. पेप्टाइड अंशों के अनुक्रम का निर्धारण। यह चरण पिछले चरण में प्राप्त पेप्टाइड अंशों में से प्रत्येक में अमीनो एसिड अनुक्रम स्थापित करता है। इस प्रयोजन के लिए, आमतौर पर पेर एडमैन द्वारा विकसित एक रासायनिक विधि का उपयोग किया जाता है। एडमैन के अनुसार विभाजन को केवल लेबल और विभाजित करने के लिए घटाया गया है एनपेप्टाइड के टर्मिनल अवशेष, और अन्य सभी पेप्टाइड बांड प्रभावित नहीं होते हैं। विभाजन की पहचान के बाद एन-टर्मिनल अवशेष लेबल अगले एक में डाला जाता है, जो अब बन गया है एन-टर्मिनल, एक अवशेष जिसे उसी तरह से अलग किया जाता है, प्रतिक्रियाओं की एक ही श्रृंखला से गुजरता है। इस प्रकार, अवशेषों के बाद अवशेषों को विभाजित करके, इस उद्देश्य के लिए केवल एक नमूने का उपयोग करके पेप्टाइड के पूरे अमीनो एसिड अनुक्रम को निर्धारित करना संभव है। एडमैन विधि में, पेप्टाइड पहले फेनिलिसोथियोसाइनेट के साथ बातचीत करता है, जो मुक्त α-amino समूह से जुड़ा होता है। एन- अंत अवशेष। ठंडे तनु अम्ल के साथ पेप्टाइड के उपचार से दरार हो जाती है एन-टर्मिनल अवशेष एक फेनिलथियोहाइडेंटोइन व्युत्पन्न के रूप में, जिसे क्रोमैटोग्राफिक विधियों द्वारा पहचाना जा सकता है। शेष पेप्टाइड मूल्य हटाने के बाद एन-टर्मिनल अवशेष बरकरार दिखाई देता है। पेप्टाइड में अवशेष होने पर ऑपरेशन को कई बार दोहराया जाता है। इस तरह, 10-20 अमीनो एसिड अवशेषों वाले पेप्टाइड्स के अमीनो एसिड अनुक्रम को आसानी से निर्धारित किया जा सकता है। दरार के दौरान बनने वाले सभी टुकड़ों के लिए अमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण किया जाता है। उसके बाद, अगली समस्या उत्पन्न होती है - यह निर्धारित करने के लिए कि मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में टुकड़े किस क्रम में स्थित थे।

अमीनो एसिड अनुक्रम का स्वचालित निर्धारण . प्रोटीन के संरचनात्मक अध्ययन के क्षेत्र में एक बड़ी उपलब्धि 1967 में पी. एडमैन और जे. बग्गो द्वारा बनाई गई थी अनुक्रमक- एक उपकरण जो उच्च दक्षता के साथ अनुक्रमिक स्वचालित दरार करता है एनएडमैन की विधि के अनुसार -टर्मिनल अमीनो एसिड अवशेष। आधुनिक सीक्वेंसर है विभिन्न तरीकेअमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण।

6. मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को दूसरे तरीके से तोड़ना। परिणामी पेप्टाइड अंशों के क्रम को स्थापित करने के लिए, मूल पॉलीपेप्टाइड की तैयारी का एक नया भाग लिया जाता है और इसे किसी अन्य तरीके से छोटे टुकड़ों में विभाजित किया जाता है, जिसके द्वारा पेप्टाइड बांड जो पिछले अभिकर्मक की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी होते हैं, उन्हें साफ किया जाता है। . प्राप्त लघु पेप्टाइड्स में से प्रत्येक को एडमैन विधि (पिछले चरण के समान) के अनुसार अनुक्रमिक दरार के अधीन किया जाता है, और इस तरह उनका अमीनो एसिड अनुक्रम स्थापित होता है।

7. दोनों दरारों के टुकड़ों के अतिव्यापी अनुक्रमों को ध्यान में रखते हुए, पॉलीपेप्टाइड की प्राथमिक संरचना की स्थापना। दो तरीकों से प्राप्त पेप्टाइड अंशों में अमीनो एसिड अनुक्रमों की तुलना दूसरे सेट में पेप्टाइड्स खोजने के लिए की जाती है जिसमें अलग-अलग वर्गों के अनुक्रम पहले सेट के पेप्टाइड्स के कुछ वर्गों के अनुक्रमों के साथ मेल खाते हैं। अतिव्यापी क्षेत्रों के दूसरे सेट से पेप्टाइड्स मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के पहले दरार से उत्पन्न पेप्टाइड टुकड़ों को सही क्रम में जोड़ने की अनुमति देते हैं।

कभी-कभी पॉलीपेप्टाइड का टुकड़ों में दूसरा विभाजन पहले विभाजन के बाद प्राप्त सभी पेप्टाइड्स के लिए अतिव्यापी साइटों को खोजने के लिए पर्याप्त नहीं होता है। इस मामले में, पेप्टाइड्स का एक सेट प्राप्त करने के लिए एक तिहाई और कभी-कभी चौथी क्लेवाज विधि का उपयोग किया जाता है जो सभी साइटों का पूर्ण कवरेज प्रदान करता है और मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में पूर्ण एमिनो एसिड अनुक्रम स्थापित करता है।

शब्द "आहार की खुराक" हाल ही में कुछ डॉक्टरों के लिए लगभग अपमानजनक हो गया है। इस बीच, जैविक रूप से सक्रिय योजकबिल्कुल भी बेकार नहीं हैं और मूर्त लाभ ला सकते हैं। उनके प्रति तिरस्कारपूर्ण रवैया और लोगों के बीच विश्वास की कमी इस तथ्य के कारण है कि जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के लिए जुनून के शिखर पर कई मिथ्याकरण प्रकट हुए हैं। चूंकि हमारी साइट अक्सर के बारे में बात करती है निवारक उपायजो स्वास्थ्य को बनाए रखने में मदद करते हैं, इस मुद्दे पर अधिक विस्तार से ध्यान देने योग्य है - जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों पर क्या लागू होता है और उन्हें कहां देखना है।

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ क्या हैं?

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ ऐसे पदार्थ होते हैं जिनकी उच्च शारीरिक गतिविधि होती है और शरीर को सबसे छोटी खुराक में प्रभावित करते हैं। वे चयापचय प्रक्रियाओं को तेज कर सकते हैं, चयापचय में सुधार कर सकते हैं, विटामिन के संश्लेषण में भाग ले सकते हैं, शरीर प्रणालियों के समुचित कार्य को विनियमित करने में मदद कर सकते हैं।

बीएवी विभिन्न भूमिकाएं निभा सकते हैं। एक विस्तृत अध्ययन में कई समान पदार्थों ने विकास को बाधित करने की अपनी क्षमता दिखाई कैंसरयुक्त ट्यूमर. अन्य पदार्थ, जैसे एस्कॉर्बिक एसिड, शरीर में बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं और प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करने में मदद करते हैं।

आहार की खुराक, या जैविक रूप से सक्रिय योजक, कुछ जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की बढ़ी हुई एकाग्रता के आधार पर तैयारियां हैं। उन्हें दवा नहीं माना जाता है, लेकिन साथ ही वे शरीर में पदार्थों के असंतुलन से जुड़े रोगों का सफलतापूर्वक इलाज कर सकते हैं।

एक नियम के रूप में, जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ पौधों और पशु उत्पादों में पाए जाते हैं, इसलिए उनके आधार पर कई दवाएं बनाई जाती हैं।

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के प्रकार

फाइटोथेरेपी और विभिन्न जैविक रूप से सक्रिय योजक के चिकित्सीय प्रभाव को निहित सक्रिय पदार्थों के संयोजन द्वारा समझाया गया है। कौन से पदार्थ हैं आधुनिक दवाईजैविक रूप से सक्रिय? ये प्रसिद्ध विटामिन, फैटी एसिड, सूक्ष्म और मैक्रो तत्व, कार्बनिक अम्ल, ग्लाइकोसाइड, एल्कलॉइड, फाइटोनसाइड, एंजाइम, अमीनो एसिड और कई अन्य हैं। हम पहले ही लेख में सूक्ष्मजीवों की भूमिका के बारे में लिख चुके हैं, अब हम अन्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के बारे में अधिक विशेष रूप से बात करेंगे।

अमीनो अम्ल

स्कूल जीव विज्ञान पाठ्यक्रम से, हम जानते हैं कि अमीनो एसिड प्रोटीन, एंजाइम, कई विटामिन और अन्य कार्बनिक यौगिकों का हिस्सा हैं। पर मानव शरीर 20 में से 12 आवश्यक अमीनो एसिड संश्लेषित होते हैं, यानी कई आवश्यक अमीनो एसिड होते हैं जो हम केवल भोजन से प्राप्त कर सकते हैं।

अमीनो एसिड का उपयोग प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, जिससे बदले में ग्रंथियां, मांसपेशियां, कण्डरा, बाल बनते हैं - एक शब्द में, शरीर के सभी भाग। कुछ अमीनो एसिड के बिना, मस्तिष्क का सामान्य कामकाज असंभव है, क्योंकि यह अमीनो एसिड है जो तंत्रिका आवेगों को एक तंत्रिका कोशिका से दूसरे में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, अमीनो एसिड ऊर्जा चयापचय को नियंत्रित करते हैं और यह सुनिश्चित करने में मदद करते हैं कि विटामिन और ट्रेस तत्व अवशोषित होते हैं और पूरी तरह से काम करते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण अमीनो एसिड में ट्रिप्टोफैन, मेथियोनीन और लाइसिन शामिल हैं, जिन्हें मनुष्यों द्वारा संश्लेषित नहीं किया जाता है और उन्हें भोजन के साथ आपूर्ति की जानी चाहिए। यदि वे पर्याप्त नहीं हैं, तो आपको उन्हें पूरक आहार के हिस्से के रूप में लेने की आवश्यकता है।

ट्रिप्टोफैन मांस, केला, जई, खजूर, तिल, मूंगफली में पाया जाता है; मेथियोनीन - मछली, डेयरी उत्पाद, अंडे में; लाइसिन - मांस, मछली, डेयरी उत्पाद, गेहूं में।

यदि पर्याप्त अमीनो एसिड नहीं हैं, तो शरीर पहले उन्हें अपने स्वयं के ऊतकों से निकालने का प्रयास करता है। और इससे उनका नुकसान होता है। सबसे पहले शरीर मांसपेशियों से अमीनो एसिड निकालता है - इसके लिए बाइसेप्स की तुलना में मस्तिष्क को पोषण देना अधिक महत्वपूर्ण है। अतः आवश्यक अमीनो अम्ल की कमी का पहला लक्षण कमजोरी है, तेजी से थकान, थकावट, फिर एनीमिया, भूख न लगना और त्वचा का बिगड़ना।

बचपन में आवश्यक अमीनो एसिड की कमी बहुत खतरनाक है - इससे विकास मंदता और मानसिक विकास हो सकता है।

कार्बोहाइड्रेट

चमकदार पत्रिकाओं से सभी ने कार्बोहाइड्रेट के बारे में सुना है - वजन कम करने वाली महिलाएं उन्हें अपना नंबर एक दुश्मन मानती हैं। इस बीच, कार्बोहाइड्रेट शरीर के ऊतकों के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और उनकी कमी से दुखद परिणाम होते हैं - कम कार्ब आहार हर समय यह प्रदर्शित करता है।

कार्बोहाइड्रेट में मोनोसेकेराइड (ग्लूकोज, फ्रुक्टोज), ओलिगोसेकेराइड (सुक्रोज, माल्टोज, स्टैच्योज), पॉलीसेकेराइड (स्टार्च, फाइबर, इनुलिन, पेक्टिन, आदि) शामिल हैं।

फाइबर एक प्राकृतिक डिटॉक्सिफायर के रूप में कार्य करता है। इंसुलिन रक्त शर्करा और कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम करता है, हड्डियों के घनत्व को बढ़ाता है और प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करता है। पेक्टिन का एक एंटीटॉक्सिक प्रभाव होता है, कोलेस्ट्रॉल को कम करता है, इसका लाभकारी प्रभाव पड़ता है हृदय प्रणालीऔर प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करता है। पेक्टिन सेब, जामुन और कई फलों में पाया जाता है। कासनी और जेरूसलम आटिचोक में बहुत अधिक मात्रा में इनुलिन होता है। सब्जियां और अनाज फाइबर से भरपूर होते हैं। फाइबर युक्त एक प्रभावी आहार पूरक के रूप में, चोकर का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

मस्तिष्क के समुचित कार्य के लिए ग्लूकोज आवश्यक है। यह फलों और सब्जियों में पाया जाता है।

कार्बनिक अम्ल

कार्बनिक अम्ल शरीर में अम्ल-क्षार संतुलन बनाए रखते हैं और कई चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं। प्रत्येक एसिड की कार्रवाई का अपना स्पेक्ट्रम होता है। एस्कॉर्बिक और स्यूसिनिक एसिड में एक शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट प्रभाव होता है, जिसके लिए उन्हें युवाओं का अमृत भी कहा जाता है। बेंजोइक एसिड में एंटीसेप्टिक प्रभाव होता है और लड़ने में मदद करता है भड़काऊ प्रक्रियाएं. ओलिक एसिड हृदय की मांसपेशियों के कामकाज में सुधार करता है, मांसपेशी शोष को रोकता है। कई एसिड हार्मोन का हिस्सा हैं।

फलों और सब्जियों में कई कार्बनिक अम्ल पाए जाते हैं। आपको इस बात की जानकारी होनी चाहिए कि कार्बनिक अम्लों से युक्त बहुत से आहार अनुपूरकों के उपयोग से यह तथ्य पैदा हो सकता है कि शरीर को नुकसान पहुँचेगा - शरीर अत्यधिक क्षारीय हो जाएगा, जिससे लीवर खराब हो जाएगा, जिससे विषाक्त पदार्थों का निष्कासन बिगड़ जाएगा। .

वसा अम्ल

कई फैटी एसिड शरीर द्वारा स्वयं ही संश्लेषित किए जा सकते हैं। वह केवल पॉलीअनसेचुरेटेड एसिड का उत्पादन नहीं कर सकता है, जिसे ओमेगा -3 और 6 कहा जाता है। असंतृप्त के लाभों के बारे में वसायुक्त अम्लओमेगा -3 और ओमेगा -6 ने केवल आलसी नहीं सुना है।

हालाँकि उन्हें 20वीं शताब्दी की शुरुआत में खोजा गया था, लेकिन उनकी भूमिका का अध्ययन पिछली सदी के 70 के दशक में ही किया जाने लगा। पोषण विशेषज्ञों ने पाया है कि मछली खाने वाले लोग शायद ही कभी उच्च रक्तचाप और एथेरोस्क्लेरोसिस से पीड़ित होते हैं। चूंकि मछली ओमेगा -3 एसिड से भरपूर होती है, इसलिए वे जल्दी से दिलचस्पी लेने लगे। यह पता चला कि ओमेगा -3 का जोड़ों, रक्त वाहिकाओं, रक्त संरचना और त्वचा की स्थिति पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। यह पाया गया कि यह एसिड हार्मोनल संतुलन को पुनर्स्थापित करता है, और आपको कैल्शियम के स्तर को विनियमित करने की भी अनुमति देता है - आज इसका सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है और जल्दी उम्र बढ़ने, अल्जाइमर रोग, माइग्रेन, ऑस्टियोप्रोसिस के इलाज और रोकथाम के लिए उपयोग किया जाता है। मधुमेह, उच्च रक्तचाप, एथेरोस्क्लेरोसिस।

ओमेगा -6 हार्मोनल प्रणाली को विनियमित करने में मदद करता है, त्वचा, जोड़ों की स्थिति में सुधार करता है, विशेष रूप से गठिया के साथ। ओमेगा 9 उत्कृष्ट है रोगनिरोधीकैंसर रोग।

लार्ड, नट्स, सीड्स में भरपूर मात्रा में ओमेगा-6 और 9 पाया जाता है। मछली और समुद्री भोजन के अलावा, ओमेगा -3 पाया जाता है वनस्पति तेल, मछली का तेल, अंडे, फलियां।

रेजिन

आश्चर्यजनक रूप से, वे जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ भी हैं। वे कई पौधों में पाए जाते हैं और मूल्यवान होते हैं औषधीय गुण. इस प्रकार, सन्टी कलियों में निहित रेजिन में एक एंटीसेप्टिक प्रभाव होता है, और शंकुधारी पेड़ों के रेजिन में विरोधी भड़काऊ, एंटी-स्क्लेरोटिक, घाव भरने वाले प्रभाव होते हैं। विशेष रूप से बहुत उपयोगी गुणफ़िर और देवदार बाल्सम की तैयारी के लिए प्रयुक्त राल में।

फाइटोनसाइड्स

Phytoncides में बैक्टीरिया, सूक्ष्मजीवों, कवक के प्रजनन को नष्ट या बाधित करने की क्षमता होती है। यह ज्ञात है कि वे इन्फ्लूएंजा वायरस, पेचिश और ट्यूबरकल बेसिलस को मारते हैं, घाव भरने का प्रभाव डालते हैं, और स्रावी कार्य को नियंत्रित करते हैं। जठरांत्र पथहृदय प्रदर्शन में सुधार। लहसुन, प्याज, पाइन, स्प्रूस, नीलगिरी के फाइटोनसाइडल गुणों को विशेष रूप से महत्व दिया जाता है।

एंजाइमों

एंजाइम शरीर में कई प्रक्रियाओं के लिए जैविक उत्प्रेरक हैं। उन्हें कभी-कभी एंजाइम कहा जाता है। वे पाचन में सुधार करने में मदद करते हैं, शरीर से विषाक्त पदार्थों को निकालते हैं, उत्तेजित करते हैं मस्तिष्क गतिविधि, प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करें, शरीर के नवीनीकरण में भाग लें। पौधे या पशु मूल के हो सकते हैं।

हाल के अध्ययनों में स्पष्ट रूप से कहा गया है कि पौधे के एंजाइम काम करने के लिए, खाने से पहले पौधे को उजागर नहीं किया जाना चाहिए। उष्मा उपचार. पकाने से एंजाइम मर जाते हैं और वे बेकार हो जाते हैं।

शरीर के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कोएंजाइम Q10, एक विटामिन जैसा यौगिक जो सामान्य रूप से यकृत में उत्पन्न होता है। यह कई महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए एक शक्तिशाली उत्प्रेरक है, विशेष रूप से एटीपी अणु के गठन, एक ऊर्जा स्रोत। वर्षों से, कोएंजाइम के उत्पादन की प्रक्रिया धीमी हो जाती है, और बुढ़ापे में इसमें बहुत कम होता है। कोएंजाइम की कमी को उम्र बढ़ने के लिए जिम्मेदार माना जाता है।

आज आहार में पूरक आहार के साथ कृत्रिम रूप से कोएंजाइम Q10 को शामिल करने का प्रस्ताव है। ऐसी दवाओं का व्यापक रूप से हृदय की गतिविधि में सुधार, सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है दिखावटत्वचा, प्रदर्शन में सुधार प्रतिरक्षा तंत्रअतिरिक्त वजन का मुकाबला करने के लिए। हमने एक बार इसके बारे में लिखा था, यहाँ हम जोड़ते हैं कि, कोएंजाइम लेते समय, इन सिफारिशों को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।

ग्लाइकोसाइड

ग्लाइकोसाइड एक गैर-शर्करा भाग के साथ ग्लूकोज और अन्य शर्करा के यौगिक होते हैं। पौधों में निहित कार्डियक ग्लाइकोसाइड हृदय रोगों के लिए उपयोगी होते हैं और इसके काम को सामान्य करते हैं। ऐसे ग्लाइकोसाइड फॉक्सग्लोव, घाटी के लिली, पीलिया में पाए जाते हैं।

एन्थ्राग्लाइकोसाइड्स का रेचक प्रभाव होता है, और गुर्दे की पथरी को भंग करने में भी सक्षम होते हैं। एन्थ्राग्लाइकोसाइड्स बकथॉर्न छाल, रूबर्ब की जड़ें, हॉर्स सॉरेल और मैडर डाई में पाए जाते हैं।

सैपोनिन के अलग-अलग प्रभाव होते हैं। तो, हॉर्सटेल सैपोनिन मूत्रवर्धक, नद्यपान - expectorant, जिनसेंग और अरालिया - टॉनिक हैं।

इसमें कड़वाहट भी होती है जो गैस्ट्रिक जूस के स्राव को उत्तेजित करती है और पाचन को सामान्य करती है। दिलचस्प बात यह है कि उनकी रासायनिक संरचना का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है। कृमि में कड़वापन पाया जाता है।

flavonoids

फ्लेवोनोइड कई पौधों में पाए जाने वाले फेनोलिक यौगिक हैं। चिकित्सीय प्रभाव के अनुसार, फ्लेवोनोइड विटामिन पी - रुटिन के समान हैं। फ्लेवोनोइड्स में वासोडिलेटिंग, एंटी-इंफ्लेमेटरी, कोलेरेटिक, वैसोकॉन्स्ट्रिक्टिव गुण होते हैं।

टैनिन को फेनोलिक यौगिकों के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है। इन जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों में एक हेमोस्टैटिक, कसैले और रोगाणुरोधी प्रभाव होता है। इन पदार्थों में ओक की छाल, जले हुए, लिंगोनबेरी के पत्ते, बर्जेनिया जड़, एल्डर शंकु होते हैं।

एल्कलॉइड

एल्कलॉइड पौधों में पाए जाने वाले जैविक रूप से सक्रिय नाइट्रोजन युक्त पदार्थ हैं। वे बहुत सक्रिय हैं, अधिकांश एल्कलॉइड बड़ी मात्रा में जहरीले होते हैं। एक छोटे में, यह सबसे मूल्यवान है निदान. एक नियम के रूप में, एल्कलॉइड का एक चयनात्मक प्रभाव होता है। एल्कलॉइड में कैफीन, एट्रोपिन, कुनैन, कोडीन, थियोब्रोमाइन जैसे पदार्थ शामिल हैं। कैफीन का तंत्रिका तंत्र पर उत्तेजक प्रभाव पड़ता है, और कोडीन, उदाहरण के लिए, खांसी को दबा देता है।

यह जानकर कि जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ क्या हैं और वे कैसे काम करते हैं, आप अधिक समझदारी से आहार पूरक चुन सकते हैं। यह, बदले में, आपको ठीक उसी दवा का चयन करने की अनुमति देगा जो वास्तव में स्वास्थ्य समस्याओं से निपटने और जीवन की गुणवत्ता में सुधार करने में मदद करेगी।

परिचय

कोई भी जीवित जीव एक खुली भौतिक-रासायनिक प्रणाली है जो केवल संरचना और कार्य के विकास और रखरखाव के लिए आवश्यक रसायनों के पर्याप्त तीव्र प्रवाह की स्थितियों में ही सक्रिय रूप से मौजूद हो सकती है। विषमपोषी जीवों (जानवरों, कवक, बैक्टीरिया, प्रोटोजोआ, क्लोरोफिल मुक्त पौधों) के लिए, रासायनिक यौगिक उनके जीवन के लिए आवश्यक सभी या अधिकांश ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं। निर्माण सामग्री और ऊर्जा के साथ जीवित जीवों की आपूर्ति के अलावा, वे एक जीव के लिए सूचना वाहक के रूप में कई प्रकार के कार्य करते हैं, अंतर- और अंतर-संचार प्रदान करते हैं।

इस प्रकार, एक रासायनिक यौगिक की जैविक गतिविधि को जीव की कार्यात्मक क्षमताओं को बदलने की क्षमता के रूप में समझा जाना चाहिए ( कृत्रिम परिवेशीयया विवो में) या जीवों के समुदाय। जैविक गतिविधि की इस व्यापक परिभाषा का अर्थ है कि लगभग किसी भी रासायनिक यौगिक या यौगिकों की संरचना में किसी न किसी रूप में जैविक गतिविधि होती है।

यहां तक ​​​​कि बहुत रासायनिक रूप से निष्क्रिय पदार्थ शरीर में ठीक से पेश किए जाने पर ध्यान देने योग्य जैविक प्रभाव डाल सकते हैं।

इस प्रकार, सभी रासायनिक यौगिकों के बीच जैविक रूप से सक्रिय यौगिक खोजने की संभावना एक के करीब है, लेकिन किसी दिए गए प्रकार की जैविक गतिविधि के साथ एक रासायनिक यौगिक खोजना एक कठिन काम है।

जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ- जीवित जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि को बनाए रखने के लिए आवश्यक रसायन, जिसमें जीवों के कुछ समूहों या उनकी कोशिकाओं के संबंध में कम सांद्रता पर उच्च शारीरिक गतिविधि होती है।

जैविक गतिविधि की प्रति इकाईरासायनिक पदार्थ इस पदार्थ की न्यूनतम मात्रा लेते हैं जो विकास या अचेत विकास को रोक सकते हैं निश्चित संख्याकोशिकाओं, एक पोषक माध्यम इकाई में एक मानक तनाव (बायोटेस्ट) के ऊतक।

जैविक गतिविधि एक सापेक्ष अवधारणा है। पीएच मान, तापमान और अन्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की उपस्थिति के आधार पर एक ही पदार्थ में एक ही प्रकार के जीवित जीव, ऊतक या कोशिका के संबंध में अलग-अलग जैविक गतिविधि हो सकती है। कहने की जरूरत नहीं है, अगर हम विभिन्न जैविक प्रजातियों के बारे में बात कर रहे हैं, तो एक पदार्थ का प्रभाव समान हो सकता है, अलग-अलग डिग्री के लिए व्यक्त किया जा सकता है, सीधे विपरीत, या एक जीव पर ध्यान देने योग्य प्रभाव हो सकता है और दूसरे के लिए निष्क्रिय हो सकता है।

जैविक गतिविधि के निर्धारण के लिए प्रत्येक प्रकार के बीएएस के अपने तरीके हैं। तो, एंजाइमों के लिए, गतिविधि निर्धारित करने की विधि सब्सट्रेट (एस) की खपत की दर या प्रतिक्रिया उत्पादों (पी) के गठन की दर को रिकॉर्ड करना है।

गतिविधि का निर्धारण करने के लिए प्रत्येक विटामिन की अपनी विधि होती है (आईयू की इकाइयों में एक परीक्षण नमूने में विटामिन की मात्रा (उदाहरण के लिए, गोलियां)।

अक्सर चिकित्सा और औषधीय अभ्यास में एलडी 50 जैसी अवधारणा का उपयोग किया जाता है - अर्थात। किसी पदार्थ की सांद्रता जिसके परिचय पर आधे परीक्षण जानवर मर जाते हैं। यह बास की विषाक्तता का एक उपाय है।

वर्गीकरण

सबसे सरल वर्गीकरण - सामान्य - सभी जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों को दो वर्गों में विभाजित करता है:

• अंतर्जात
• एक्जोजिनियस

अंतर्जात पदार्थ हैं