एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड और न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामाइडाइट पर 5 तथ्य

विषय-सूची

एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड

एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड प्रकृति में विविध रूपों में पाया जाता है। इसमें एक नाइट्रोजनयुक्त क्षार होता है एडेनिन एक पांच-कार्बन राइबोज शर्करा से जुड़ा हुआ है β-N9-ग्लाइकोसिडिक बंधन के माध्यम से। एडेनोसाइन डीएनए और आरएनए जैसे न्यूक्लिक एसिड में मौजूद होता है, जिसे हर जीवन रूप में आनुवंशिक सामग्री माना जाता है। एडेनोसाइन कई आवश्यक बायोमोलेक्यूल्स जैसे एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (एएमपी), एडेनोसिन डिफॉस्फेट (एडीपी) और एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) में भी मौजूद है। अधिकांश जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में एएमपी, एडीपी और एटीपी ऊर्जा वाहक के रूप में कार्य करते हैं। एटीपी को अक्सर सेल की ऊर्जा मुद्रा के रूप में माना जाता है।

एडेनोसाइन का एक अन्य व्युत्पन्न जो चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएमपी) है, शरीर के अंदर सिग्नल ट्रांसडक्शन पथ और अन्य सेल सिग्नलिंग घटनाओं में सक्रिय रूप से शामिल है। 

एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड
चित्र: एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Caffeine_and_adenosine.svg

एडेनोसाइन कुछ विटामिन जैसे बी12 और रेडिकल एस-एडेनोसिल-एल-मेथियोनीन (एसएएम) एंजाइमों में महत्वपूर्ण ढांचा संरचना प्रदान करता है। 

कई एडेनोसिन डेरिवेटिव का उपयोग शारीरिक असामान्यताओं जैसे सुप्रावेंट्रिकुलर टैचीकार्डिया (एसवीटी) और सुप्रावेंट्रिकुलर टैचीकार्डिया (एसवीटी) वाले विषयों में किया जाता है। एडेनोसिन वेंट्रिकुलर प्रतिक्रिया दर को संशोधित करके हृदय गति को बनाए रखता है।

एडेनोसिन अन्य प्यूरीन व्युत्पन्न अणुओं जैसे मिथाइलक्सैन्थिन के साथ भी संपर्क करता है। मिथाइलक्सैन्थिन एडीनोसिन के प्रतिपक्षी के रूप में कार्य करता है। मिथाइलक्सैन्थिन का उपयोग एडेनोसिन के औषधीय प्रभावों को कम करने के लिए किया जाता है। चॉकलेट, चाय, कॉफी आदि में मिथाइलक्सैन्थिन प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं, जो लोग काफी मात्रा में कॉफी या चाय का सेवन करते हैं, उन्हें उचित औषधीय प्रतिक्रिया के लिए अधिक मात्रा में एडीनोसिन दिया जाता है।

कैफीन
चित्र: चाय और कॉफी में कैफीन होता है, इसमें एडेनोसाइन के साथ संरचनात्मक समानता है https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Caffeine_and_adenosine.svg

एडेनोसाइन चयापचय

एडीनोसिन रक्त परिसंचरण में प्रवेश करते ही एडीनोसिन डेमिनेज नामक एंजाइम द्वारा टूट जाता है। एंजाइम एडीनोसिन डेमिनेज आरबीसी और रक्त वाहिकाओं की दीवारों में मौजूद होता है। एडीनोसिन (प्यूरीन) चयापचय के बारे में अधिक जानकारी के लिए यहां क्लिक करे

डिपिरिडामोल एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड ट्रांसपोर्टर को रोककर कोरोनरी वासोडिलेशन में वृद्धि का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप रक्तप्रवाह में एडेनोसिन का संचय होता है और वासोडिलेशन का कारण बनता है।

एडेनोसाइन डेमिनमिनस एंजाइम की कमी से गंभीर इम्युनोडेफिशिएंसी होती है। 

एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड की अन्य महत्वपूर्ण भूमिकाएँ

- विभिन्न एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड डेरिवेटिव रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस इनहिबिटर के रूप में कार्य करते हैं और रेट्रोवायरल प्रतिकृति प्रक्रिया को रोकते हैं।

- एडेनोसाइन एक एंटी-इंफ्लेमेटरी एजेंट के रूप में कार्य करता है। 

- मेथोट्रेक्सेट एडेनोसाइन की रिहाई को ट्रिगर करता है; इसलिए, यह एक विरोधी भड़काऊ एजेंट के रूप में कार्य करता है।

- एडेनोसाइन केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) पर निरोधात्मक और दमनात्मक प्रभाव प्रदर्शित करने के लिए जाना जाता है।

- एडीनोसिन एंड्रोजेनेटिक एलोपेसिया के प्रभाव को कम करता है। 

एडेनोसाइन का स्तर बढ़ने से उनींदापन होता है।

न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामिडाइट

न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामिडाइट्स प्राकृतिक और सिंथेटिक मूल के न्यूक्लियोसाइड से संश्लेषित होते हैं। उनका उपयोग न्यूक्लियोटाइड ओलिगोमर्स या ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। न्यूक्लियोटाइड ओलिगोमर्स डीएनए/आरएनए के छोटे टुकड़े हैं। सिंथेटिक और प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले न्यूक्लियोसाइड में मौजूद प्रतिक्रियाशील अमीनो समूह (एक्सोसाइक्लिक) और हाइड्रॉक्सिल को अनावश्यक साइड प्रतिक्रियाओं से बचने के लिए उचित रूप से संरक्षित किया जाता है। न्यूक्लियोसाइड एनालॉग के प्रतिक्रियाशील हाइड्रॉक्सिल समूह की उचित सुरक्षा को इसे संबंधित फॉस्फोरामिडाइट में परिवर्तित करना चाहिए। फास्फोरामाइडाइट को फिर सिंथेटिक डीएनए/आरएनए में शामिल किया जाता है।

न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामिडाइट
चित्र: न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरैमिडाइट, 5′ छोर किसके द्वारा संरक्षित है डीएमटी (4,4′-dimethoxytrityl) समूह और 3′ छोर सायनोएथिल समूह द्वारा सुरक्षित है https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phosphoramidite1.png

फॉस्फोरामिडाइट रणनीति ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के बीच में न्यूक्लियोसाइड या न्यूक्लियोसाइड एनालॉग्स को शामिल करने की अनुमति देती है। न्यूक्लियोसाइड में दो मुक्त हाइड्रॉक्सिल समूह या एक न्यूक्लियोफिलिक समूह (मर्कैप्टो या अमीनो) और वांछित निगमन के लिए एक मुक्त हाइड्रॉक्सिल समूह होना चाहिए। 

न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामिडाइट की तैयारी

न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरैमिडाइट के संश्लेषण की प्रक्रिया तीन प्रमुख चरणों में पूरी होती है:

चरण 1: कमजोर एसिड की उपस्थिति में संरक्षित न्यूक्लियोसाइड के मुक्त हाइड्रॉक्सिल समूह को फॉस्फोरोडायमिडाइट उपचार से गुजरना पड़ता है। 2-सायनोइथाइल एन, एन, एन ', एन'-टेट्राइसोप्रोपाइलफॉस्फोरोडायमिडाइट एक एमिडाइट है जिसका उपयोग आमतौर पर स्थिर न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरैमिडाइट्स के व्यावसायिक संश्लेषण के लिए किया जाता है। 

चरण 2: जैविक आधार का परिचय एन-एथिल-एन, एन-डायसोप्रोपाइलामाइन (हुनिग का आधार) माध्यम में न्यूक्लियोसाइड डायमिडाइट का उत्पादन करने के लिए।

चरण 3: बाद में समाधान को फॉस्फेट सुरक्षा समूह के अनुरूप अल्कोहल के साथ इलाज किया जाता है, जैसे कि कमजोर एसिड के साथ 2-साइनोएथेनॉल का उपयोग करना।

गठित न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामिडाइट्स को बाद में सिलिका जेल कॉलम क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके शुद्ध किया जाता है। 

प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज | प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज फंक्शन

प्यूरीन न्यूक्लियोटाइड फॉस्फोराइलेज (PNPase) प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड और प्यूरीन के प्रतिवर्ती रूपांतरण को उत्प्रेरित करता है, जैसा कि निम्नलिखित प्रतिक्रिया में बताया गया है:

प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड + फॉस्फेट -> प्यूरीन + α-D राइबोज-1-फॉस्फेट

PNPase को इनोसिन फॉस्फोराइलेज के रूप में भी जाना जाता है, और व्यवस्थित नाम है प्यूरीन-न्यूक्लियोसाइड फॉस्फेट राइबोसिलट्रांसफेरेज़

PNPase ग्लाइकोसिलट्रांसफेरस के परिवार से संबंधित है। PNPase पांच-कार्बन चीनी युक्त न्यूक्लियोसाइड पर कार्य करता है, और इसलिए इसे पेंटोसिलट्रांसफेरेज़ कहा जाता है।

प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फ़ॉस्फ़ोरिलेज़
चित्र: प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरिलेज़ की क्रिस्टल संरचना https://commons.wikimedia.org/wiki/File:1rct.png

PNPase निकोटिनेट, निकोटिनमाइड, पाइरीमिडीन और प्यूरीन चयापचय पथ जैसे आवश्यक मार्गों में सक्रिय रूप से शामिल है।

आवश्यक वर्ग ग्लाइकोसिलट्रांसफेरेज़ के एंजाइम थाइमिडीन किनसे हैं, यूरिडीन किनेज, साइटिडीन किनेज और डीऑक्सीसाइटिडाइन किनेज, जो क्रमशः फॉस्फोराइलेशन थाइमिडीन, यूरिडीन, साइटिडीन और डीऑक्सीसाइटिडाइन को उत्प्रेरित करते हैं।

नैदानिक ​​महत्व: एडेनोसाइन डेमिनमिनस के साथ, PNPase प्यूरीन चयापचय को नियंत्रित करता है। इनमें से किसी भी एंजाइम में उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप डीऑक्सीडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट [(डी) एटीपी] का संचय होता है जो लिम्फोसाइटों में एपोप्टोसिस (क्रमादेशित कोशिका मृत्यु) को प्रेरित करता है। लिम्फोसाइटों में इस तरह की घटनाओं के परिणामस्वरूप एससीआईडी ​​​​(गंभीर संयुक्त प्रतिरक्षाविहीनता) होती है। 

माइटोकॉन्ड्रियल रिक्तीकरण के लिए न्यूक्लियोसाइड थेरेपी

माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका अंग हैं जिसमें उनकी वृत्ताकार डीएनए की प्रति होती है (इसे . के रूप में जाना जाता है) mitochondrial डीएनए या एमटीडीएनए)। यह जैसा दिखता है जीवाणु डीएनए या एकल गोलाकार गुणसूत्र इसलिए एक सेल के भीतर सेल कहा जाता है।  

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में जीन होते हैं जो विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं को संचालित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए श्वसन की प्रक्रिया में आवश्यक एंजाइम के लिए कोड करते हैं। इसलिए, माइटोकॉन्ड्रिया को बिजलीघर के रूप में जाना जाता है। इसलिए, कोशिका और अन्य सेलुलर गतिविधियों के समुचित कार्य के लिए माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए को बनाए रखा जाना चाहिए। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में परिवर्तन ऊर्जा उत्पादन और सेलुलर प्रक्रियाओं में हानि का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप अंततः माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण सिंड्रोम होता है। 

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए के संश्लेषण के लिए आवश्यक dNTPs कोशिकीय डीएनए के समान है लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर एक संतुलित अनुपात में मौजूद होने की आवश्यकता है। अंदर dNTPs के अनुपात में असंतुलन माइटोकॉन्ड्रिया का परिणाम माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में परिवर्तन और बेमेल होता है, जो माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण सिंड्रोम का कारण बनता है।

dNTPs या अन्य बिल्डिंग ब्लॉक्स जैसे deoxynucleosides का परिचय dNTPs के संतुलन को बहाल करके और माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की मरम्मत करके माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण सिंड्रोम का इलाज करने में मदद कर सकता है। इसे न्यूक्लियोसाइड थेरेपी के रूप में जाना जाता है।

शरीर के प्रभावित क्षेत्र में न्यूक्लियोसाइड को लक्षित करना काफी चुनौतीपूर्ण होता है, जिससे लक्ष्य स्थल पर न्यूक्लियोसाइड के स्तर को संतुलित करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है। शोधकर्ता इन दिनों न्यूक्लियोसाइड्स को संशोधित कर रहे हैं ताकि उन्हें अपने लक्ष्य स्थल तक पहुंचने के लिए और अधिक कुशल बनाया जा सके। इस तरह से संशोधित न्यूक्लियोसाइड को लक्षित करना माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण सिंड्रोम से कम प्रभाव के साथ निपटने का एक अधिक कुशल तरीका साबित होगा।

शोधकर्ता माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए डिक्लेक्शन सिंड्रोम से निपटने के लिए संशोधित न्यूक्लियोसाइड्स के माध्यम से माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए के उत्पादन के लिए एक उपन्यास, प्रभावी और कुशल दृष्टिकोण विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं। 

शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि यह अध्ययन प्रभावी परिणामों के लिए संयोजन में न्यूक्लियोसाइड का उपयोग करने के अनुकूलित विकल्प द्वारा माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण सिंड्रोम से निपटने का मार्ग प्रशस्त करेगा। 

निष्कर्ष

इस लेख में हमने एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड और न्यूक्लियोसाइड फोरफोरामाइडाइट के महत्वपूर्ण शारीरिक पहलुओं के बारे में विस्तार से चर्चा की है। हमने इस लेख में माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की कमी के बारे में भी संक्षेप में चर्चा की है।

साक्षात्कार प्रश्नोत्तर

Q1 क्या एडेनिन एक न्यूक्लियोटाइड है?

उत्तर: एडेनिन एक प्यूरीन (डबल-रिंगेड) नाइट्रोजनस बेस है जो न्यूक्लियोसाइड्स के साथ-साथ न्यूक्लियोटाइड्स में एक संरचनात्मक घटक के रूप में मौजूद है।

प्रश्न २. एडीनोसिन न्यूक्लियोसाइड के कुछ व्युत्पन्नों की सूची बनाएं?

उत्तर: एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड डेरिवेटिव या एनालॉग्स के अत्यधिक शारीरिक प्रभाव होते हैं और अक्सर कई उद्देश्यों की पूर्ति के लिए उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, टेकेडैनोसन, सोलेडेनोसन, एन6-टेट्राहाइड्रोफुरानिल-5'-क्लोरो-5'-डीऑक्सीडेनोसिन, एन-(1एस,2एस)- 2-हाइड्रॉक्सी-साइक्लोपेंटाइल एडेनोसिन, रेगडेनोसन आदि।

Q3. एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड की महत्वपूर्ण भूमिकाएँ?

उत्तर: शोधकर्ताओं ने प्रकृति के विविध रूपों में एडेनोसाइन न्यूक्लियोसाइड की सूचना दी है। यह सर्वव्यापी रूप से जीवित जीवों, आवश्यक बायोमोलेक्यूल्स (एटीपी, एडीपी, एएमपी आदि) के जीनोम में पाया जाता है और सेल सिग्नलिंग मार्ग में एक माध्यमिक संदेशवाहक के रूप में कार्य करता है।

प्रश्न4. न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामिडाइट का एक आवश्यक कार्य function

उत्तर: न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामिडाइट्स का उपयोग ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स या ऑलिगोमेरिक न्यूक्लियोटाइड्स के उत्पादन के लिए किया जाता है। ओलिगोमेरिक न्यूक्लियोटाइड डीएनए या आरएनए के छोटे टुकड़े होते हैं.

प्रश्न5. प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज कहाँ पाया जाता है?

उत्तर: प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज न्यूक्लियोटाइड जैवसंश्लेषण के लिए बचाव मार्ग का एक आवश्यक एंजाइम है; इस प्रकार, यह कई ऊतकों में पाया जाता है। प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज की एक बहुत अधिक मात्रा साइनसॉइडल एंडोथेलियल कोशिकाओं, कुफ़्फ़र कोशिकाओं और हेपेटोसाइट्स में व्यक्त की जाती है। प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज हेपेटोसेलुलर चोट के लिए एक रिसाव मार्कर के रूप में भी कार्य करता है क्योंकि इसकी अभिव्यक्ति यकृत कोशिकाओं में अधिक होती है और मांसपेशियों में बहुत कम होती है।

प्रश्न6. प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज का नैदानिक ​​महत्व?

उत्तर: प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज और एडेनोसिन डेमिनमिनेज प्यूरीन चयापचय चक्र को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज म्यूटेशन के परिणामस्वरूप डीएनटीपी (डीऑक्सीन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट) का संचय होता है जो एपोप्टोसिस के तंत्र को ट्रिगर करता है। लिम्फोसाइटों में इस तरह की घटनाओं के परिणामस्वरूप एससीआईडी ​​​​(गंभीर संयुक्त प्रतिरक्षाविहीनता) होती है।

प्रश्न ७. माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण क्या है?

उत्तर: माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में dNTPs के अनुपात में असंतुलन के परिणामस्वरूप माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए का बिगड़ा हुआ उत्पादन होता है। यह माइटोकॉन्ड्रिया के समुचित कार्य को प्रभावित करता है क्योंकि माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए पर कई जीन होते हैं जो आवश्यक कार्य करने के लिए व्यक्त करते हैं। बिगड़ा हुआ माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए आवश्यक कार्य करने में असमर्थ है। इस घटना को माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण के रूप में जाना जाता है।

प्रश्न ८. माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की कमी से निपटने का सबसे अच्छा तरीका क्या है?

उत्तर: शरीर के प्रभावित क्षेत्र में न्यूक्लियोसाइड को लक्षित करना काफी चुनौतीपूर्ण होता है, जिससे लक्ष्य स्थल पर न्यूक्लियोसाइड के स्तर को संतुलित करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है। शोधकर्ता इन दिनों अपने लक्षित वितरण को आसान बनाने के लिए न्यूक्लियोसाइड्स को संशोधित कर रहे हैं। इस तरह से संशोधित न्यूक्लियोसाइड को लक्षित करना माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण सिंड्रोम से कम प्रभाव के साथ निपटने का एक अधिक कुशल तरीका साबित होगा।

शोधकर्ता माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए डिप्लेशन सिंड्रोम से निपटने के लिए संशोधित न्यूक्लियोसाइड के माध्यम से माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए के उत्पादन के लिए एक उपन्यास, प्रभावी और कुशल चिकित्सा विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं। शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि यह अध्ययन प्रभावी परिणामों के लिए संयोजन में न्यूक्लियोसाइड का उपयोग करने के अनुकूलित विकल्प द्वारा माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए रिक्तीकरण सिंड्रोम से निपटने का मार्ग प्रशस्त करेगा। 

प्रश्न ९. प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोराइलेज का नैदानिक ​​महत्व क्या है?

उत्तर: एडेनोसिन डेमिनमिनस के साथ, PNPase प्यूरीन चयापचय को नियंत्रित करता है। इनमें से किसी भी एंजाइम में उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप डीऑक्सीडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट [(डी) एटीपी] का संचय होता है जो लिम्फोसाइटों में एपोप्टोसिस को प्रेरित करता है। लिम्फोसाइटों में इस तरह की घटनाओं के परिणामस्वरूप एससीआईडी ​​​​(गंभीर संयुक्त प्रतिरक्षाविहीनता) होती है।  

प्रश्न10. न्यूक्लियोसाइड फास्फोरामाइडाइट में कौन से अतिरिक्त समूह मौजूद हैं?

उत्तर: न्यूक्लियोसाइड फॉस्फोरामिडाइट के अतिरिक्त 5′ सिरे की रक्षा होती है protected डीएमटी (४,४′-डाइमेथोक्सीट्रिटिल) समूह और ३′ छोर सायनोएथिल समूह द्वारा संरक्षित है

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