বিপরীতমুখী প্রতিযোগিতামূলক বাধা। এনজাইম বাধা: বিপরীত এবং অপরিবর্তনীয়; প্রতিযোগিতামূলক এবং অ-প্রতিযোগিতামূলক। এনজাইম ইনহিবিটর হিসাবে ওষুধ। তিনটি ধরণের বিপরীতমুখী এনজাইম বাধা রয়েছে: প্রতিযোগিতামূলক, অ-প্রতিযোগিতামূলক এবং

এনজাইম কার্যকলাপের দমনের অধ্যয়ন তাদের ক্রিয়াকলাপের প্রক্রিয়া বোঝার উপায়গুলির মধ্যে একটি। পরবর্তী সমস্যা সমাধানের একটি পদ্ধতি হল এনজাইমের কর্মের নির্দিষ্টতা অধ্যয়ন করা। পরিবর্তে, এর জন্য অধ্যয়ন করা সাবস্ট্রেট এনালগের উপস্থিতিতে গতিগত পরামিতিগুলির সঠিক পরিমাপ প্রয়োজন। নির্ণয় করার উপায় বিবেচনা করুন সম্পর্কের প্রকৃতিসাবস্ট্রেট, তাদের অ্যানালগ এবং এনজাইম্যাটিক কার্যকলাপের ইনহিবিটারগুলি বেশ কয়েকটি গতিগত পরামিতি গণনা করে।

অধিকন্তু, জটিল K s = K m এর বিভাজন ধ্রুবক সমান হলে:

ইনহিবিটরসএনজাইম দুটি প্রধান গ্রুপে বিভক্ত করা যেতে পারে: বিপরীতএবং অপরিবর্তনীয়প্রথম ধরনের ইনহিবিটার অপসারণের পরে, এনজাইমের কার্যকলাপ পুনরুদ্ধার করা হয়; দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, ইনহিবিটার অপসারণ করা যায় না বা ইনহিবিটার অপসারণের পরেও এনজাইমের কার্যকলাপ পুনরুদ্ধার করা হয় না। সম্পূর্ণ এনজাইম ইনহিবিটরের সাথে আবদ্ধ হলে অপরিবর্তনীয় বাধা সর্বাধিক হয়। বিপরীতমুখী বাধা একটি ভারসাম্যপূর্ণ অবস্থায় পৌঁছায়, যার অবস্থান দ্বারা নির্ধারিত হয় বাধা ধ্রুবকইনহিবিটারের জন্য এনজাইমের সখ্যতা চিহ্নিত করা। বিপরীতমুখী বাধা স্কিম নীচে দেখানো হয়েছে:

প্রতিযোগিতামূলক বাধায়, সাবস্ট্রেট এবং ইনহিবিটর এনজাইমের একই সক্রিয় সাইটে আবদ্ধ হয়। একটি ইনহিবিটারের উপস্থিতিতে, সাবস্ট্রেটের জন্য এনজাইমের সখ্যতা হ্রাস পায়। মান পরিবর্তন হয় না, যেহেতু একটি "স্যাচুরেটিং" ঘনত্বে সাবস্ট্রেট এনজাইমের সাথে কমপ্লেক্স থেকে ইনহিবিটারকে স্থানচ্যুত করে।

এ অ-প্রতিযোগিতামূলক বাধা সাবস্ট্রেট এবং ইনহিবিটর এনজাইমের বিভিন্ন সাইটে আবদ্ধ হয়। এই ক্ষেত্রে, K ha-এর মান পরিবর্তন হয় না, এবং V max-এর মান হ্রাস পায়।

মধ্যবর্তী বা বিকল্প ক্ষেত্রেও সম্ভব, উদাহরণস্বরূপ, যখন ইনহিবিটর এনজাইমের সাথে নয়, এনজাইম-সাবস্ট্রেট কমপ্লেক্সের সাথে আবদ্ধ হয়, যেমন ক্ষেত্রে অপ্রতিদ্বন্দ্বীবাধা, যেখানে উভয় গতিগত পরামিতি পরিবর্তিত হয়।

নিষেধাজ্ঞার ধরন নির্ধারণের জন্য, একটি লাইনওয়েভার-বার্ক প্লট সাধারণত ব্যবহার করা হয়, একটি নিরোধকের অনুপস্থিতি এবং উপস্থিতিতে একটি প্রদত্ত সাবস্ট্রেটের জন্য প্রাপ্ত হয়।

প্রতিযোগিতামূলক বাধায়, যদি Kt-এর মান একটি ইনহিবিটরের উপস্থিতিতে নির্ধারণ করা হয়, তাহলে নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করে নিরোধ ধ্রুবক গণনা করা যেতে পারে:

অ-প্রতিযোগিতামূলক বাধার সাথে, V এর পরিবর্তিত মান নির্ধারণ করে, নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করে K গণনা করা যেতে পারে:

কোষের সমস্ত জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি আন্তঃসম্পর্কিত এবং পরস্পর নির্ভরশীল, যাইহোক, তাদের মধ্যে কিছু প্রাথমিকভাবে সেলুলার উপাদান নির্মাণের কাজ সম্পাদন করে এবং তাদের মধ্যে কিছু এই "নির্মাণ কাজের" জন্য শক্তির উত্স সরবরাহ করে। অতএব, জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলিকে দুটি প্রধান প্রকারে বিভক্ত করার প্রথাগত: আত্তীকরণ,ডাকা অ্যানাবোলিজম,কম আণবিক ওজনের অগ্রদূতের সংশ্লেষণ এবং তাদের থেকে বায়োপলিমার অণু নির্মাণ সহ, এবং বিচ্ছেদ,ডাকা catabolismশক্তির উৎস প্রদান করে, একটি "এনার্জি ড্রাইভ" যা অ্যানাবোলিজমকে চালিত করে।

আসুন আমরা কোষে শক্তি রূপান্তর প্রক্রিয়াগুলির প্রধান প্রক্রিয়াগুলি বিবেচনা করি, যেমন ক্যাটাবলিক প্রক্রিয়ার প্রক্রিয়া।

বিপরীত এবং অপরিবর্তনীয় বাধার মধ্যে পার্থক্য করুন। যদি ইনহিবিটর এনজাইম অণুর স্থানিক তৃতীয় কাঠামোতে ক্রমাগত পরিবর্তন ঘটায় বা এনজাইমের কার্যকরী গ্রুপগুলির পরিবর্তন ঘটায়, তবে এই ধরণের বাধাকে অপরিবর্তনীয় বলা হয়। প্রায়শই, তবে, একটি বিপরীতমুখী বাধা রয়েছে যা মাইকেলিস-মেন্টেন সমীকরণের ভিত্তিতে পরিমাণগতভাবে অধ্যয়ন করা যেতে পারে। বিপরীতমুখী বাধা, ফলস্বরূপ, সাবস্ট্রেটের ঘনত্ব বাড়িয়ে এনজাইমেটিক প্রতিক্রিয়ার বাধাকে অতিক্রম করা সম্ভব কিনা তার উপর নির্ভর করে প্রতিযোগিতামূলক এবং অ-প্রতিযোগীতায় বিভক্ত।

কম্পিটিটিভ ইনহিবিশন এমন পদার্থের কারণে ঘটতে পারে যেগুলোর গঠন সাবস্ট্রেটের গঠনের মতো, কিন্তু সত্যিকারের সাবস্ট্রেটের গঠন থেকে কিছুটা আলাদা। এই ধরনের বাধা সাবস্ট্রেট-বাইন্ডিং (সক্রিয়) সাইটে ইনহিবিটারের বাঁধনের উপর ভিত্তি করে। এই ধরনের বাধার একটি ক্লাসিক উদাহরণ হল ম্যালোনিক অ্যাসিড দ্বারা সাকসিনেট ডিহাইড্রোজেনেস (SDH) এর নিষেধাজ্ঞা। এই এনজাইমটি সুকসিনিক অ্যাসিড (সুসিনেট) থেকে ফিউমারিক অ্যাসিডকে ডিহাইড্রোজেনেট করে জারণকে অনুঘটক করে:

যদি ম্যালোনেট (ইনহিবিটর) মাধ্যমটিতে যোগ করা হয়, তাহলে সত্যিকারের সাবস্ট্রেট সাকসিনেটের (একই ionized কার্বক্সিল গ্রুপের দুটির উপস্থিতি) সাথে এর কাঠামোগত মিলের ফলে এটি একটি এনজাইম-ইনহিবিটর তৈরি করতে সক্রিয় সাইটের সাথে যোগাযোগ করবে। জটিল, তবে, ম্যালোনেট থেকে হাইড্রোজেন পরমাণুর স্থানান্তর সম্পূর্ণভাবে বাদ দেওয়া হয়। সাবস্ট্রেট (সুসিনেট) এবং ইনহিবিটর (ম্যালোনেট) এর গঠন কিছুটা আলাদা। অতএব, তারা সক্রিয় সাইটে আবদ্ধ হওয়ার জন্য প্রতিদ্বন্দ্বিতা করে, এবং প্রতিরোধের ডিগ্রি ম্যালোনেট এবং সাকসিনেটের ঘনত্বের অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হবে, এবং প্রতিরোধকের পরম ঘনত্ব দ্বারা নয়। এইভাবে, ইনহিবিটারকে বিপরীতভাবে গোলক দ্বারা আবদ্ধ করা যেতে পারে, একটি এনজাইম-ইনহিবিটর কমপ্লেক্স গঠন করে। এই ধরণের বাধাকে কখনও কখনও বিপাকীয় বিরোধীতা বাধা হিসাবে উল্লেখ করা হয় (চিত্র 4.20)।

AT সাধারণ ফর্মএকটি এনজাইমের সাথে একটি প্রতিরোধকের মিথস্ক্রিয়া প্রতিক্রিয়া নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে:

এনজাইম-ইনহিবিটর কমপ্লেক্স ইআই নামক ফলস্বরূপ কমপ্লেক্স, এনজাইম-সাবস্ট্রেট কমপ্লেক্স ES থেকে ভিন্ন, বিক্রিয়া পণ্যের গঠনের সাথে পচে না। EI কমপ্লেক্সের বিচ্ছিন্নতা ধ্রুবক, বা বাধা ধ্রুবক K i , মাইকেলিস-মেন্টেন তত্ত্ব অনুসরণ করে, বিপরীত এবং সরাসরি প্রতিক্রিয়া ধ্রুবকের অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে:

প্রতিযোগিতামূলক বাধার পদ্ধতিটি চিকিৎসা অনুশীলনে ব্যাপক প্রয়োগ পেয়েছে। এটি পরিচিত, উদাহরণস্বরূপ, সালফানিলামাইড প্রস্তুতিগুলি ব্যাকটেরিয়া দ্বারা সৃষ্ট কিছু সংক্রামক রোগের চিকিত্সার জন্য ব্যবহৃত হয়। দেখা গেল যে এই ওষুধগুলির প্যারা-অ্যামিনোবেনজয়িক অ্যাসিডের কাঠামোগত মিল রয়েছে, যা ব্যাকটেরিয়া কোষফলিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহার করে, যা একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ

ভাত। 4.20।একটি প্রতিযোগিতামূলক ইনহিবিটারের ক্রিয়া (ভিএল ক্রেটোভিচ অনুসারে পরিকল্পনা)। ই - এনজাইম; এস - স্তর; আর 1 এবং আর 2 - প্রতিক্রিয়া পণ্য; আমি - প্রতিরোধক।

ব্যাকটেরিয়া এনজাইম এই কাঠামোগত মিলের কারণে, সালফানিলামাইড ফলিক অ্যাসিড সংশ্লেষিত এনজাইমের সাথে কমপ্লেক্স থেকে প্যারা-অ্যামিনোবেনজয়িক অ্যাসিডকে স্থানচ্যুত করে এনজাইমের ক্রিয়াকে অবরুদ্ধ করে, যা ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধিকে বাধা দেয়।

অ-প্রতিযোগিতামূলক বাধা এমন পদার্থ দ্বারা সৃষ্ট হয় যেগুলির সাবস্ট্রেটের সাথে কাঠামোগত মিল নেই এবং প্রায়শই সক্রিয় সাইটে নয়, এনজাইম অণুর অন্য জায়গায় আবদ্ধ হয়। অনেক ক্ষেত্রে বাধা ডিগ্রী এনজাইমে ইনহিবিটরের কর্মের সময়কাল দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই ধরনের বাধা দিয়ে, একটি স্থিতিশীল গঠনের কারণে সমযোজী বন্ধনএনজাইম প্রায়ই সম্পূর্ণ নিষ্ক্রিয়তার মধ্য দিয়ে যায় এবং তারপরে বাধা অপরিবর্তনীয় হয়ে যায়। অপরিবর্তনীয় বাধার একটি উদাহরণ হল আয়োডোএসেটেট, ডিপিপি, সেইসাথে ডায়থাইল-পি-নাইট্রোফেনাইল ফসফেট এবং হাইড্রোসায়ানিক অ্যাসিড লবণের ক্রিয়া। এই ক্রিয়াটি কার্যকরী গ্রুপ বা ধাতব আয়ন এবং এনজাইম অণুকে বাঁধাই এবং বন্ধ করে দেয়।

সীমিত প্রোটিওলাইসিস।

হরমোন দ্বারা কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ.

হরমোন নিয়ন্ত্রণ জিনগত স্তরে বিপরীত ফসফোরিলেশন দ্বারা সঞ্চালিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, অ্যাড্রেনালিনের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, গ্লাইকোজেন ভাঙ্গনের প্রক্রিয়া সক্রিয় হয়। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, একটি নন-প্রোটিন যৌগ, y-AMP গঠিত হয়। γ-AMP হল একটি অন্তঃকোষীয় হরমোন (দ্বিতীয় বার্তাবাহক) যা প্রচুর পরিমাণে প্রোটিন লিপেসের একটি অ্যালোস্টেরিক নিয়ন্ত্রক। γ-AMP ATP থেকে adenylate cyclases এর ক্রিয়া দ্বারা গঠিত হয়।

রাসায়নিক পরিবর্তন দ্বারা কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ.

রাসায়নিক পরিবর্তন- এনজাইমের সাথে যে কোনও কার্যকরী গোষ্ঠীর সংযুক্তি, এর ক্রিয়াকলাপের পরবর্তী পরিবর্তন সহ। রাসায়নিক পরিবর্তন বিপরীতমুখী। উদাহরণস্বরূপ, শক্তি বিপাকের মূল এনজাইমগুলি - ফসফোরাইলেজ, গ্লাইকোজেন সিন্থেস ফসফোরিলেশন এবং ডিফসফোরিলেশন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, নির্দিষ্ট এনজাইমগুলি - প্রোটিনেজ এবং ফসফোটেস দ্বারা পরিচালিত হয়। এবং মূল এনজাইমগুলির কার্যকলাপের মাত্রা এই এনজাইমগুলির ফসফরিলেটেড এবং ডিফসফরিলেটেড ফর্মগুলির অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হবে।

গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল ট্র্যাক্ট এবং অগ্ন্যাশয়ের সমস্ত এনজাইম প্রোএনজাইম আকারে একটি নিষ্ক্রিয় আকারে সংশ্লেষিত হয়। এই ক্ষেত্রে নিয়ন্ত্রণ একটি সক্রিয় ফর্ম মধ্যে তাদের রূপান্তর হ্রাস করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, ট্রিপসিনোজেন অ্যাক্টিভেশন এন্টারোকিনেজের ক্রিয়াকলাপের অধীনে ঘটে এবং অতিরিক্ত অ্যামিনো অ্যাসিড সিকোয়েন্সের বিভাজনের দিকে নিয়ে যায়। এই ক্ষেত্রে, সক্রিয় কেন্দ্রের গঠন এবং ট্রিপসিনের তৃতীয় কাঠামো ঘটে। এই ঘটনাটির নামকরণ করা হয়েছে সীমিত প্রোটিওলাইসিস . এর জৈবিক তাত্পর্য এই সত্যে নিহিত যে এটি অঙ্গের স্ব-হজমকে (অটোক্যাটালাইসিস) বাদ দেয়, যা উদাহরণস্বরূপ, যখন অগ্ন্যাশয়ে নিজেই ট্রিপসিন সক্রিয় হয় তখন ঘটে। দ্বিতীয়ত, এনজাইমের পরিমাণের একটি সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণ প্রদান করা হয়।

সীমিত প্রোটিওলাইসিস পরিবেশগত কারণের নিয়ন্ত্রণে, pH, কোষে - Ca নিয়ন্ত্রণে।

একটি এনজাইমেটিক প্রতিক্রিয়ার হার মাঝারিতে প্রভাবকের উপস্থিতি দ্বারা নির্ধারিত হয়: অ্যাক্টিভেটর এবং ইনহিবিটরস। অ্যাক্টিভেটর প্রতিক্রিয়ার হার বাড়ায় এবং কখনও কখনও এটি সংশোধন করে, যখন প্রতিরোধকারীরা এটিকে ধীর করে দেয়।

অ্যাক্টিভেটর: কোএনজাইম, মি আয়ন, এসএইচ-রিএজেন্ট। সক্রিয়করণ প্রভাব প্রোটিন অণুর গঠন এবং এনজাইমের সক্রিয় কেন্দ্রের অপ্টিমাইজেশনের সাথে যুক্ত। এটি এনজাইম এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া উন্নত করে।

অগ্ন্যাশয় লিপেজ অ্যাক্টিভেটর - পিত্ত অ্যাসিড।

ট্রিপসিনোজেন অ্যাক্টিভেটর - এন্টারোকিনেস।

হেমাট্রিপসিনোজেন অ্যাক্টিভেটর - ট্রিপসিন।

পেপসিন এবং অ্যামাইলেজ অ্যাক্টিভেটর - Ca আয়ন।

আমি সক্রিয়কারী হিসাবেও কাজ করতে পারি:

Zn কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজের একটি সক্রিয়কারী।

ইনহিবিটরসপ্রতিক্রিয়াটির আংশিক বা সম্পূর্ণ বাধা সৃষ্টি করে এমন পদার্থকে কল করার প্রথাগত।

যে কোনো এজেন্ট যেগুলো এনজাইমের বিকৃতি ঘটায় তা হল ইনহিবিটার। যাইহোক, এই ধরনের বাধা অনির্দিষ্ট কারণ এটি এনজাইম কর্মের প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত নয়। আরও অনেক নির্দিষ্ট ইনহিবিটর আছে যেগুলি একটি নির্দিষ্ট এনজাইমের উপর বা সম্পর্কিত এনজাইমের একটি গ্রুপের উপর কাজ করে। এই ধরনের ইনহিবিটারগুলি এনজাইমের সক্রিয় সাইটের প্রকৃতি সম্পর্কে মূল্যবান তথ্য প্রদান করতে পারে। শরীরের উপর অনেক টক্সিন এবং বিষের ক্রিয়া করার প্রক্রিয়াটি এনজাইমগুলির বাধার উপর ভিত্তি করে। সুতরাং, হাইড্রোসায়ানিক অ্যাসিডের বিষক্রিয়ার ক্ষেত্রে, শ্বাসযন্ত্রের এনজাইমগুলির (সাইটোক্রোম অক্সিডেস) সম্পূর্ণ বাধার কারণে খিঁচুনি দেখা দেয়।

বাধার প্রকার:

1) বিপরীতমুখী

2) অপরিবর্তনীয়

যদি একটি ইনহিবিটর অণু এনজাইমের সক্রিয় সাইটের ক্রমাগত পরিবর্তন বা পরিবর্তন ঘটায়, তাহলে যেমন বাধার ধরন ডাকা অপরিবর্তনীয় .

বিপরীত বাধা আরো সাধারণ এবং বিভক্ত করা হয় প্রতিযোগিতামূলকএবং প্রতিযোগিতামূলক অ, (S) বাড়িয়ে এনজাইমেটিক প্রতিক্রিয়ার বাধা অতিক্রম করা সম্ভব কিনা তার উপর নির্ভর করে। সাবস্ট্রেট এবং ইনহিবিটরের মধ্যে কাঠামোগত মিল থাকলে প্রতিযোগিতামূলক বাধা সম্ভব। উদাহরণস্বরূপ, ম্যালোনিক অ্যাসিড দ্বারা সাক্সিনেট ডিহাইড্রোজেনেস কার্যকলাপের বাধা:

NOOS - 2N NOOS

সিএইচ --------চ

CH SDG CH

NOOS NOOS

succinate fumarate

যদি ম্যালোনেটকে সাক্সিনেটের পরিবর্তে মিডিয়ামে প্রবর্তন করা হয়, তবে সাক্সিনেটের সাথে এর গঠনগত মিলের কারণে, এটি SDH এর সক্রিয় কেন্দ্রের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখাবে। যাইহোক, এই ক্ষেত্রে, ম্যালোনেট থেকে 2H স্থানান্তর ঘটে না, যেহেতু ম্যালোনেট এবং সাক্সিনেটের কাঠামো এখনও কিছুটা আলাদা এবং তারা SDH সক্রিয় সাইটে আবদ্ধ হওয়ার জন্য প্রতিদ্বন্দ্বিতা করবে, এবং বাধার মাত্রা ম্যালোনেটের অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হবে। এবং succinate ঘনত্ব. এই বাধার একটি বৈশিষ্ট্য হল (S) বৃদ্ধির কারণে বিপরীতমুখীতা।

I(+) E + I ------ EI

আংশিকভাবে অ-প্রতিযোগীতামূলক বাধা প্রায়শই ঘটে, যেখানে Vmax হ্রাস কিমি বৃদ্ধির সাথে মিলিত হয়। বিরল ক্ষেত্রে, এনজাইম কার্যকলাপের বাধা ডিগ্রী বৃদ্ধি (এস) এর সাথে বৃদ্ধি পেতে পারে। এই তথাকথিত অপ্রতিযোগিতামূলক বাধা . এই ক্ষেত্রে, ইএস কমপ্লেক্সের সাথে ইনহিবিটারকে একত্রিত করা সম্ভব, অতএব, একটি নিষ্ক্রিয় বা ধীরে ধীরে প্রতিক্রিয়াশীল কমপ্লেক্স গঠিত হয়।

ES+I------ESI

অনেক ওষুধের ক্রিয়া এই সমস্ত বাধার পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে। উদাহরণস্বরূপ, সালফা ওষুধগুলি নির্দিষ্ট সংক্রমণের চিকিত্সার জন্য ব্যবহৃত হয় যা গঠনগতভাবে PABA-এর মতো, যা ব্যাকটেরিয়া কোষ ফলিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের জন্য একটি স্তর হিসাবে ব্যবহার করে। সাদৃশ্যের কারণে, সালফানিলামাইড ES কমপ্লেক্স থেকে PABA স্থানচ্যুত করে এনজাইমের ক্রিয়াকে অবরুদ্ধ করে, যা ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধি হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে। এই প্রতিযোগিতামূলক বাধা .

দেহে ঘটে যাওয়া সমস্ত জৈব রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া নির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের সাপেক্ষে, যা নিয়ন্ত্রক এনজাইমের উপর একটি সক্রিয় বা প্রতিরোধমূলক প্রভাবের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়। পরেরটি সাধারণত বিপাকীয় রূপান্তরের চেইনের শুরুতে থাকে এবং হয় একটি বহু-পর্যায়ের প্রক্রিয়া শুরু করে বা এটিকে ধীর করে দেয়। কিছু একক প্রতিক্রিয়াও নিয়ন্ত্রণ সাপেক্ষে। প্রতিযোগিতামূলক বাধা এনজাইমের অনুঘটক কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রধান প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি।

এনজাইম্যাটিক ক্যাটালাইসিসের প্রক্রিয়াটি এনজাইমের সক্রিয় সাইটের সাবস্ট্রেট অণু (ES কমপ্লেক্স) এর সাথে বাঁধার উপর ভিত্তি করে, যার ফলে রাসায়নিক বিক্রিয়াপণ্যের গঠন এবং প্রকাশের সাথে (E+S = ES = EP = E+P)।

এনজাইম ইনহিবিশন হল ক্যাটালাইসিস প্রক্রিয়ার হার হ্রাস বা সম্পূর্ণ বন্ধ করা। একটি সংকীর্ণ অর্থে, এই শব্দটির অর্থ হল সাবস্ট্রেটের জন্য সক্রিয় কেন্দ্রের সখ্যতা হ্রাস, যা এনজাইম অণুগুলিকে প্রতিরোধকারী পদার্থের সাথে আবদ্ধ করে অর্জন করা হয়। পরেরটি বিভিন্ন উপায়ে কাজ করতে পারে, যার ভিত্তিতে তারা বিভিন্ন ধরণের মধ্যে বিভক্ত, যা একই নামের বাধা প্রক্রিয়ার সাথে মিলে যায়।

প্রধান ধরনের বাধা

প্রক্রিয়ার প্রকৃতি অনুসারে, বাধা দুটি প্রকারের হতে পারে:

• অপরিবর্তনীয় - এনজাইম অণুতে ক্রমাগত পরিবর্তন ঘটায়, এটি কার্যকরী কার্যকলাপ থেকে বঞ্চিত করে (পরবর্তীটি পুনরুদ্ধার করা যায় না)। এটি নির্দিষ্ট বা অ-নির্দিষ্ট হতে পারে। ইনহিবিটর সমযোজী মিথস্ক্রিয়া দ্বারা এনজাইমের সাথে দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ হয়।
• বিপরীতমুখী হল এনজাইমের নেতিবাচক নিয়ন্ত্রণের প্রধান প্রকার। মাইকেলিস-মেন্টেন সমীকরণ (অ্যালোস্টেরিক রেগুলেশন ব্যতীত) অনুসারে গতিশীল বর্ণনার জন্য উপযুক্ত দুর্বল নন-কোভ্যালেন্ট বন্ড দ্বারা প্রোটিন-এনজাইমের সাথে ইনহিবিটারের বিপরীতমুখী নির্দিষ্ট সংযুক্তির কারণে এটি পরিচালিত হয়।

বিপরীতমুখী এনজাইম প্রতিরোধের দুটি প্রধান প্রকার রয়েছে: প্রতিযোগিতামূলক (সাবস্ট্রেটের ঘনত্ব বাড়িয়ে দুর্বল করা যেতে পারে) এবং অ-প্রতিযোগিতামূলক। পরবর্তী ক্ষেত্রে, ক্যাটালাইসিসের সর্বাধিক সম্ভাব্য হার হ্রাস পায়।

প্রতিযোগিতামূলক এবং অ-প্রতিযোগিতামূলক বাধার মধ্যে প্রধান পার্থক্যটি এনজাইমের সাথে নিয়ন্ত্রক পদার্থের সংযুক্তির জায়গায় রয়েছে। প্রথম ক্ষেত্রে, ইনহিবিটর সরাসরি সক্রিয় সাইটে, এবং দ্বিতীয়টিতে, এনজাইমের অন্য সাইট বা এনজাইম-সাবস্ট্রেট কমপ্লেক্সের সাথে আবদ্ধ হয়।

এছাড়াও একটি মিশ্র ধরণের বাধা রয়েছে, যেখানে একটি ইনহিবিটরের সাথে আবদ্ধ হওয়া ES গঠনে বাধা দেয় না, তবে ক্যাটালাইসিসকে ধীর করে দেয়। এই ক্ষেত্রে, নিয়ন্ত্রক পদার্থটি ডাবল বা ট্রিপল কমপ্লেক্সের (EI এবং EIS) সংমিশ্রণে রয়েছে। অপ্রতিদ্বন্দ্বী প্রকারে, এনজাইম শুধুমাত্র ES এর সাথে আবদ্ধ হয়।

এনজাইমগুলির বিপরীতমুখী প্রতিযোগিতামূলক বাধার বৈশিষ্ট্য

প্রতিরোধের প্রতিযোগিতামূলক প্রক্রিয়াটি সাবস্ট্রেটের সাথে নিয়ন্ত্রক পদার্থের কাঠামোগত মিলের উপর ভিত্তি করে। ফলস্বরূপ, ইনহিবিটর সহ সক্রিয় সাইটের একটি জটিল গঠিত হয়, যা প্রচলিতভাবে EI হিসাবে মনোনীত হয়।

বিপরীতমুখী প্রতিযোগিতামূলক বাধার নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য রয়েছে:

• ইনহিবিটারের সাথে আবদ্ধ হওয়া সক্রিয় সাইটে ঘটে;
• এনজাইম অণুর নিষ্ক্রিয়তা বিপরীতমুখী;
• সাবস্ট্রেটের ঘনত্ব বাড়িয়ে নিরোধক প্রভাব হ্রাস করা যেতে পারে;
• ইনহিবিটার এনজাইমেটিক ক্যাটালাইসিসের সর্বোচ্চ হারকে প্রভাবিত করে না;
• EI কমপ্লেক্স পচে যেতে পারে, যা একটি সংশ্লিষ্ট বিচ্ছিন্নতা ধ্রুবক দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

এই ধরণের নিয়ন্ত্রণের সাথে, ইনহিবিটার এবং সাবস্ট্রেট সক্রিয় কেন্দ্রে একটি জায়গার জন্য একে অপরের সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতা (প্রতিদ্বন্দ্বিতা) করে বলে মনে হয়, যেখান থেকে প্রক্রিয়াটির নাম এসেছে।

ফলস্বরূপ, ইনহিবিটার পদার্থের জন্য সক্রিয় সাইটের নির্দিষ্ট সখ্যতার উপর ভিত্তি করে এনজাইমেটিক ক্যাটালাইসিস প্রতিরোধের একটি বিপরীতমুখী প্রক্রিয়া হিসাবে প্রতিযোগিতামূলক বাধাকে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে।

কর্ম প্রক্রিয়া

সক্রিয় সাইটে ইনহিবিটারের বাঁধাই ক্যাটালাইসিসের জন্য প্রয়োজনীয় এনজাইম-সাবস্ট্রেট কমপ্লেক্স গঠনে বাধা দেয়। ফলস্বরূপ, এনজাইম অণু নিষ্ক্রিয় হয়ে যায়। তবুও, অনুঘটক কেন্দ্রটি কেবল বাধাকে নয়, সাবস্ট্রেটের সাথেও আবদ্ধ করতে পারে। এক বা অন্য জটিল গঠনের সম্ভাবনা ঘনত্বের অনুপাতের উপর নির্ভর করে। যদি উল্লেখযোগ্যভাবে আরও বেশি সাবস্ট্রেট অণু থাকে, তাহলে এনজাইম ইনহিবিটারের চেয়ে বেশি ঘন ঘন তাদের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখাবে।

রাসায়নিক বিক্রিয়ার হারের উপর প্রভাব

প্রতিযোগিতামূলক বাধার সময় ক্যাটালাইসিস প্রতিরোধের মাত্রা এনজাইমের পরিমাণ দ্বারা নির্ধারিত হয় যা EI কমপ্লেক্স গঠন করবে। এই ক্ষেত্রে, সাবস্ট্রেটের ঘনত্ব এমন পরিমাণে বাড়ানো সম্ভব যে ইনহিবিটারের ভূমিকা প্রতিস্থাপিত হবে এবং ক্যাটালাইসিস রেট মাইকেলিস অনুসারে V ম্যাক্সের মান অনুসারে সর্বাধিক সম্ভাব্য মান পর্যন্ত পৌঁছাবে- Menten সমীকরণ.

এই ঘটনাটি ইনহিবিটারের একটি শক্তিশালী তরলীকরণ দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়। ফলস্বরূপ, এটিতে এনজাইম অণুগুলি আবদ্ধ হওয়ার সম্ভাবনা শূন্যে হ্রাস পায় এবং সক্রিয় কেন্দ্রগুলি কেবলমাত্র সাবস্ট্রেটের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায়।

একটি প্রতিযোগিতামূলক বাধার অংশগ্রহণের সাথে এনজাইমেটিক প্রতিক্রিয়ার গতিগত নির্ভরতা

প্রতিযোগিতামূলক বাধা মাইকেলিস ধ্রুবক (কিমি) বৃদ্ধি করে, যা প্রতিক্রিয়ার শুরুতে অনুঘটকের সর্বোচ্চ হারের ½ অর্জন করতে প্রয়োজনীয় সাবস্ট্রেট ঘনত্বের সমান। অনুমানগতভাবে সাবস্ট্রেটের সাথে আবদ্ধ হতে সক্ষম এনজাইমের পরিমাণ স্থির থাকে, যখন প্রকৃতপক্ষে গঠিত ES কমপ্লেক্সের সংখ্যা শুধুমাত্র পরবর্তীগুলির ঘনত্বের উপর নির্ভর করে (EI কমপ্লেক্সগুলি ধ্রুবক নয় এবং সাবস্ট্রেট দ্বারা স্থানচ্যুত হতে পারে)।

বিভিন্ন সাবস্ট্রেট ঘনত্বের জন্য প্লট করা গতি নির্ভরতা প্লট থেকে এনজাইমগুলির প্রতিযোগিতামূলক বাধা সহজেই নির্ধারণ করা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, K m এর মান পরিবর্তিত হবে এবং V max স্থির থাকবে।

অপ্রতিযোগিতামূলক বাধার ক্ষেত্রে, বিপরীতটি সত্য: ইনহিবিটর সক্রিয় সাইটের বাইরে আবদ্ধ হয় এবং সাবস্ট্রেটের উপস্থিতি এটিকে কোনোভাবেই প্রভাবিত করতে পারে না। ফলস্বরূপ, কিছু এনজাইম অণু অনুঘটক থেকে "বন্ধ" হয় এবং সর্বাধিক সম্ভাব্য হার হ্রাস পায়। তা সত্ত্বেও, সক্রিয় এনজাইম অণুগুলি পরবর্তীটির নিম্ন এবং উচ্চ ঘনত্বে উভয় স্তরের সাথে সহজেই আবদ্ধ হতে পারে। অতএব, মাইকেলিস ধ্রুবক স্থির থাকে।

দ্বৈত বিপরীত স্থানাঙ্কের সিস্টেমে প্রতিযোগিতামূলক বাধার গ্রাফগুলি 1/V সর্বোচ্চ বিন্দুতে y-অক্ষকে ছেদ করে এমন কয়েকটি সরল রেখা। প্রতিটি সরলরেখা সাবস্ট্রেটের একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বের সাথে মিলে যায়। অ্যাবসিসা অক্ষ (1/[এস]) এর সাথে ছেদ করার বিভিন্ন বিন্দু মাইকেলিস ধ্রুবকের পরিবর্তন নির্দেশ করে।

ম্যালোনেটের উদাহরণে একটি প্রতিযোগিতামূলক বাধার ক্রিয়া

প্রতিযোগিতামূলক নিষেধাজ্ঞার একটি সাধারণ উদাহরণ হল সাক্সিনেট ডিহাইড্রোজেনেসের কার্যকলাপ হ্রাস করার প্রক্রিয়া, একটি এনজাইম যা সুকসিনিক অ্যাসিড (সুসিনেট) থেকে ফিউমারিক অ্যাসিডের অক্সিডেশনকে অনুঘটক করে। এখানে ইনহিবিটার হল ম্যালোনেট, যা গঠনগতভাবে সাক্সিনেটের মতো।

মাধ্যমটিতে একটি ইনহিবিটার যুক্ত করার ফলে সাক্সিনেট ডিহাইড্রোজেনেসের সাথে ম্যালোনেটের কমপ্লেক্স তৈরি হয়। এই ধরনের বন্ধন সক্রিয় সাইটের ক্ষতি করে না, তবে সাকিনিক অ্যাসিডের অ্যাক্সেসযোগ্যতাকে ব্লক করে। Succinate এর ঘনত্ব বৃদ্ধি প্রতিরোধকারী প্রভাব হ্রাস করে।

ওষুধে ব্যবহার করুন

প্রতিযোগিতামূলক প্রতিরোধের প্রক্রিয়াটি অনেক ওষুধের ক্রিয়াকলাপের ভিত্তি, যা কিছু বিপাকীয় পথের স্তরগুলির কাঠামোগত অ্যানালগ, যার প্রতিরোধ রোগের চিকিত্সার একটি প্রয়োজনীয় অংশ।

উদাহরণস্বরূপ, পেশীবহুল ডিস্ট্রোফিতে স্নায়ু আবেগের পরিবাহকে উন্নত করতে, এসিটাইলকোলিনের মাত্রা বাড়ানো প্রয়োজন। এটি এর হাইড্রোলাইজিং অ্যাসিটাইলকোলিনস্টেরেজের কার্যকলাপকে বাধা দিয়ে অর্জন করা হয়। কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম বেস যা ওষুধের অংশ (প্রোরেসিন, এন্ড্রোফোনিয়াম, ইত্যাদি) ইনহিবিটার হিসেবে কাজ করে।

একটি বিশেষ গোষ্ঠীতে, অ্যান্টিমেটাবোলাইটগুলিকে আলাদা করা হয়, যা, প্রতিরোধমূলক প্রভাব ছাড়াও, একটি সিউডোসাবস্ট্রেটের বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে। এই ক্ষেত্রে, EI কমপ্লেক্স গঠন একটি জৈবিকভাবে নিষ্ক্রিয় অস্বাভাবিক পণ্য গঠনের দিকে পরিচালিত করে। অ্যান্টিমেটাবোলাইটের মধ্যে রয়েছে সালফোনামাইড (ব্যাকটেরিয়া সংক্রমণের চিকিৎসায় ব্যবহৃত), নিউক্লিওটাইড অ্যানালগ (ক্যান্সারজনিত টিউমারের কোষের বৃদ্ধি বন্ধ করতে ব্যবহৃত) ইত্যাদি।

প্রতিযোগিতামূলক বাধা: সংজ্ঞা, বৈশিষ্ট্য এবং উদাহরণ - সমস্ত সাইট ভ্রমণ সম্পর্কে

নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে, ইনহিবিটারকে সহজেই এনজাইম থেকে আলাদা করা যায়।

প্রতিযোগিতামূলক বিপরীতমুখী বাধা

এই ক্ষেত্রে, গঠনগতভাবে এনজাইমের স্বাভাবিক স্তরের কাছাকাছি একটি পদার্থ এনজাইমের সক্রিয় সাইটের সাথে মিলিত হয়, কিন্তু এটির সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে না। এখানে থাকার কারণে, এটি প্রকৃত সাবস্ট্রেটের যেকোনো অণুর সক্রিয় কেন্দ্রে প্রবেশকে অবরুদ্ধ করে। যেহেতু এই ক্ষেত্রে ইনহিবিটর এবং সাবস্ট্রেট এনজাইমের সক্রিয় সাইটে একটি জায়গার জন্য প্রতিদ্বন্দ্বিতা করে, এই ধরনের বাধাকে বলা হয় প্রতিযোগিতামূলক বাধা. এটি বিপরীতমুখী, যেহেতু সাবস্ট্রেটের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে প্রতিক্রিয়ার হার বৃদ্ধি পায়।

6.4। কেন এই অবস্থার অধীনে প্রতিক্রিয়া হার বৃদ্ধি পায়?

ভাত। 6.15 প্রতিযোগিতামূলক বাধার একটি উদাহরণ তুলে ধরে।

প্রতিযোগিতামূলক বাধার ঘটনাটি ব্যবহৃত হয় কেমোথেরাপি. কেমোথেরাপির লক্ষ্য হ'ল হোস্ট জীবের টিস্যুগুলিকে ক্ষতি না করে নির্দিষ্ট রাসায়নিকের সাহায্যে রোগের কার্যকারক এজেন্টকে ধ্বংস করা। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময়, তারা ব্যাপকভাবে সংক্রামক রোগের বিরুদ্ধে লড়াই করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। সালফা ওষুধ, বা সালফোনামাইড, - সালফানিলিক অ্যাসিডের ডেরিভেটিভস। সালফোনামাইড তাদের রাসায়নিক গঠনে প্যারা-অ্যামিনোবেনজয়িক অ্যাসিড (PABA)-এর কাছাকাছি - অনেক প্যাথোজেনিক ব্যাকটেরিয়ার জন্য একটি অপরিহার্য বৃদ্ধির কারণ। ফলিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের জন্য ব্যাকটেরিয়া দ্বারা PABA প্রয়োজন, যা তাদের এনজাইম কোফ্যাক্টর হিসাবে কাজ করে। সালফোনামাইডের ক্রিয়াটি PABA থেকে ফলিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের লঙ্ঘনের সাথে যুক্ত।

প্রাণী কোষ সালফোনামাইডের প্রতি সংবেদনশীল নয়, যদিও তাদের কিছু প্রতিক্রিয়ার জন্য ফলিক অ্যাসিডের প্রয়োজন হয়। এই সত্য যে তারা রূপান্তরিত ফলিক অ্যাসিড ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করা হয়; বিপাকীয় পথ যা এর সংশ্লেষণ প্রদান করবে প্রাণীদের মধ্যে অনুপস্থিত।

অপ্রতিযোগিতামূলক বিপরীতমুখী বাধা

এই জেনাসের ইনহিবিটররা এই এনজাইমের সাবস্ট্রেটের সাথে গঠনগতভাবে সম্পর্কিত নয়; এই ক্ষেত্রে, এটি এনজাইমের সক্রিয় কেন্দ্র নয় যা ইনহিবিটারের সাথে কমপ্লেক্স গঠনে অংশগ্রহণ করে, তবে এর অণুর অন্য কিছু অংশ (চিত্র 6.16)। কমপ্লেক্সের গঠন এনজাইমের গ্লোবুলার কাঠামোতে একটি পরিবর্তনকে অন্তর্ভুক্ত করে এবং যদিও প্রকৃত স্তরটি এনজাইমের সাথে সংযুক্ত থাকে, তবুও অনুঘটকটি অসম্ভব বলে প্রমাণিত হয়। একটি উদাহরণ সায়ানাইড। এটি ধাতব আয়নগুলির সাথে আবদ্ধ হয়, যা কিছু এনজাইমের (বিশেষত, সাইটোক্রোম অক্সিডেসের তামার আয়নগুলিতে) একটি কৃত্রিম গোষ্ঠী হিসাবে কাজ করে এবং এই এনজাইমের কার্যকলাপকে বাধা দেয়। ইনহিবিটরের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে এনজাইমেটিক বিক্রিয়ার হার আরও বেশি হ্রাস পায়। ইনহিবিটারের সাথে স্যাচুরেশনের মুহুর্তের মধ্যে, এটি কার্যত শূন্যের সমান হতে দেখা যায়।