रुबिस्को एक एंजाइम है? 9 तथ्य जो आपको जानना चाहिए

इस लेख में, हम 'क्या रूबिस्को एक एंजाइम है?' के बारे में 9 महत्वपूर्ण तथ्यों के साथ-साथ उनकी उत्पत्ति, विशेषताओं, कार्यों और उदाहरणों के बारे में जानेंगे।

Ribulose Bisphosphate Carboxylase Oxygenase को RuBisCO के नाम से जाना जाता है। यह फाइव-कार्बन केटोज शुगर राइबुलोज बिस्फोस्फेट (आरयूबीपी) से बनता है। पृथ्वी पर सर्वाधिक प्रचलित एंजाइम RuBisCO है। CO . दोनों को बांधने की इसकी क्षमता₂ और ओ₂ अपने सक्रिय स्थल पर इसे अपना विशिष्ट नामकरण देता है।

आइए कुछ तथ्यों पर चर्चा करें और समझने की कोशिश करें "क्या रूबिस्को एक एंजाइम है?"

• रूबिस्को एक एंजाइम क्यों है?
• रूबिस्को एक एंजाइम कैसे है?
• रुबिस्को एंजाइम का कौन सा समूह है?
• रूबिस्को एंजाइम कहाँ पाया जाता है?
• रूबिस्को एंजाइम के कार्य
• रूबिस्को एंजाइम की संरचना
• क्या रूबिस्को एक सब्सट्रेट हो सकता है?
• क्या रूबिस्को एंजाइम एक प्रोटीन है?

मुख्य विशेषताएं:

रूबिस्को एक एंजाइम क्यों है?

रिबुलोज-1,5-बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज/ऑक्सीजनेज केल्विन-बेन्सन चक्र के दर-सीमित चरण को उत्प्रेरित करता है, जो वायुमंडलीय कार्बन को शारीरिक रूप से उपयोगी कार्बन स्रोत (रूबिस्को) में बदल देता है। रूबिस्को को इसकी कम सब्सट्रेट विशिष्टता और धीमी उत्प्रेरक दर के कारण बड़ी मात्रा में उत्पादित किया जाना चाहिए।

पूर्व:

• क्योंकि रुबिस्को प्रचुर मात्रा में है और पौधे के पत्ते में उच्च आणविक भार होता है C3 प्रकार के पौधों के क्लोरोप्लास्ट, अमोनियम सल्फेट का उपयोग करके पत्तियों के अर्क के अंश से "फ्रैक्शन 1" का उत्पादन होता है, जो एक समरूप प्रोटीन अंश है जो पत्ती प्रोटीन (550 kDa) की एक महत्वपूर्ण मात्रा के लिए जिम्मेदार है।
• सादगी के लिए, इस अंश को "अंश 1 प्रोटीन" के रूप में जाना जाता है, जिसकी संरचना को वैद्युतकणसंचलन, विश्लेषणात्मक सेंट्रीफ्यूजेशन, क्रिस्टलीकरण, आदि द्वारा अच्छी तरह से प्रलेखित किया गया है और विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया गया है।
• हालांकि, यह अभी भी स्पष्ट नहीं था कि यह एक एंजाइम के रूप में कैसे काम करता है। यह एक अलग तरीके से पाया गया। जांचकर्ता उस एंजाइम की पहचान करने के लिए निकल पड़े जो 3-पीजीए के दो अणुओं में विघटन और सीओ के बंधन को उत्प्रेरित करता है।₂ बेन्सन-बाशम-केल्विन चक्र को समझने के बाद रिबुलोज 1,5-डाइफॉस्फेट में अणु।
• कार्बोक्सिडिस्म्यूटेज कहा जाता है, यह एंजाइम 1956 में पाया गया था। रिबुलोज बिस्फोस्फेट (या आरयूबीपी) कार्बोक्सिलेज को जल्दी से "फ्रैक्शन 1 प्रोटीन" और एंजाइम के समान प्रोटीन के रूप में दिखाया गया था जिसे पहले पहचाना गया था।

रूबिस्को एक एंजाइम कैसे है?

रिब्युलोज-1,5-बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज/ऑक्सीजनेज (रूबिस्को; ईसी 4.1.1.39) CO में प्रमुख एंजाइम है।₂ मिलाना। यह 1,5-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड (3-पीजीए) के दो अणु उत्पन्न करने के लिए गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड और रिबुलोज-3-बिस्फोस्फेट (आरयूबीपी) के बीच प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

• रुबिस्को शब्द से आया है तथ्य यह है कि यह एंजाइम द्वि-कार्यात्मक है और इसके कार्बोक्सिलेज फंक्शन (रिबुलोज बाइफॉस्फेट कार्बोक्सिलेज ऑक्सीजनेज) के अतिरिक्त ऑक्सीजनेज के रूप में भी कार्य करता है।
• तीन अरब से अधिक वर्षों के लिए, रूबिसको नामक प्रकाश संश्लेषण के लिए विशेष रूप से एक एंजाइम ने ग्रह पर कार्बनिक यौगिकों के व्यापक रूप से आयोजित कार्बन के प्रवेश बिंदु के रूप में कार्य किया है।
• प्रकाश श्वसन, एक चयापचय प्रक्रिया जो काफी बाद में वायुमंडलीय ऑक्सीजन स्तर में वृद्धि के साथ उभरी, की जड़ें भी इस प्रक्रिया में हैं।
• यह उच्चतम मात्रात्मक महत्व वाला जीवमंडल का एंजाइम है। इसके अलावा, यह पत्तियों में कार्बनिक नाइट्रोजन के प्राथमिक स्रोत के रूप में कार्य करता है।

रुबिस्को एंजाइम का कौन सा समूह है?

Ribulose bisphosphate carboxylase Oxygenase को RuBisCO के नाम से जाना जाता है। यह क्रमशः प्रकाश संश्लेषण और प्रकाश श्वसन के दौरान कार्बोक्सिलेशन और ऑक्सीजनेशन प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है, और सीओ दोनों के लिए एक समानता है।₂ और ओ₂.

पूर्व:

• केल्विन चक्र में कई एंजाइमों में से एक RuBisCO है। ग्लिसरेट-3-फॉस्फेट के दो अणु बनते हैं जब रूबिस्को CO . के ऑक्सीकरण में सहायता करता है₂ RuBP C . पर₂ C3 और C . के बीच कार्बन और निम्नलिखित बंधन दरार₂ कार्बन एनोलाइज़ेशन, कार्बोक्सिलेशन, हाइड्रेशन, सीसी बॉन्ड क्लीवेज और प्रोटोनेशन रूपांतरण में शामिल प्रक्रियाएं हैं।
• RuBisCo एंजाइम, जिसे अधिक सही ढंग से RUBP Carboxylase-Oxygenase के रूप में जाना जाता है, में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड दोनों के लिए एक समानता है।

रूबिस्को एंजाइम कहाँ पाया जाता है?

यूकेरियोटिक शैवाल और उच्च पौधों सहित अधिकांश ऑटोट्रॉफ़िक जीवों के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के प्रोकैरियोट्स, जिनमें प्रकाश संश्लेषक और केमोलिथोआटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया और आर्किया शामिल हैं, में रूबिसो होता है।

उदाहरण: पौधों में, प्रकाश संश्लेषण के केल्विन चक्र को एंजाइम RuBisCO द्वारा सहायता प्रदान की जाती है, जो क्लोरोप्लास्ट में स्थित होता है। आरयूबीपी (रिबुलोज 1,5 बिस्फोस्फेट) के साथ प्रतिक्रिया करने के बाद, एनीडियोल बनाने के लिए, यह सीओ के साथ जुड़ता है₂ कुछ मध्यवर्ती से गुजरने के बाद पीजीए (3-फॉस्फोग्लाइसेरेट) बनाने के लिए .. 

रूबिसको की उत्पत्ति

RubisCO जैसे प्रोटीन (RLP) और RubisCO स्वयं एक ही सुपरफैमिली के सदस्य हैं और विभिन्न जीवित प्राणियों में पाए जाते हैं। ये सभी प्रोटीन कार्बोक्सिलेज के रूप में कार्य नहीं करते हैं। इन प्रोटीनों को एन्कोड करने वाले जीनों के फ़ाइलोजेनेटिक अध्ययन द्वारा एक तीन-चरणीय विकासवादी मार्ग का सुझाव दिया गया है।

• एक गैर-सीओ₂-बाइंडिंग एनोलेज़-टाइप एंजाइम संभवतः प्रोटीन के RPL/RubisCO सुपरफैमिली का स्रोत है। इस परिवार में पहली बार एक कार्यात्मक कार्बोक्सिलेज दिखाई दिया होगा;
• बेन्सन-बाशम-केल्विन चक्र के साथ बैक्टीरिया में रूबिसको-निर्भर ऑटोट्रॉफी के उद्भव से पहले, रुबिसको पहली बार न्यूक्लियोटाइड चयापचय के माध्यम से आर्किया में एक ऑटोट्रॉफ़िक वातावरण में दिखाई देता था;
• कार्बन के प्रवाह में सुधार करने के लिए परिणामस्वरूप, रुबिसको एक स्वतंत्र एंजाइम से एक एंजाइम कॉम्प्लेक्स में विकसित होगा, विकास के अंतिम चरण में सायनोबैक्टीरिया में कार्बोक्सीसोम या शैवाल के पाइरेनोइड्स के साथ होगा।

रूबिस्को एंजाइम के कार्य

• RuBisCO की प्राथमिक भूमिका प्रकाश संश्लेषण और प्रकाश श्वसन में है।
• यह RuBP के कार्बोक्सिलेशन को उत्प्रेरित करता है, C3 मार्ग या केल्विन चक्र में कार्बन निर्धारण का प्रारंभिक चरण। इसके परिणामस्वरूप 3-PGA के दो अणु बनते हैं।
• RuBisCO प्रकाश श्वसन प्रक्रिया में कुछ ऑक्सीजन से भी जुड़ जाता है क्योंकि इसमें ऑक्सीजन के लिए एक आत्मीयता होती है। RuBP एक परिणाम के रूप में फॉस्फोग्लाइसेरेट और फॉस्फोग्लाइकोलेट के एक अणु में बदल जाता है।
• प्रकाश-संश्लेषण को प्रकाश-श्वसन की तुलना में प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि RuBisCO में CO . के लिए काफी अधिक आत्मीयता है₂ O . की तुलना में₂..

प्रकाश संश्लेषण में RuBisCO की भूमिका

• केल्विन चक्र का कार्बन स्थिरीकरण का प्रारंभिक चरण RuBisCO द्वारा उत्प्रेरित होता है। सभी पौधे केल्विन चक्र से गुजरते हैं, जिसमें C3, C4, और CAM शामिल हैं।
• कार्बोक्सिलेशन केल्विन चक्र का प्रारंभिक चरण है। यहाँ, सीओ₂ एक कार्बनिक मध्यवर्ती में परिवर्तित हो जाता है जो स्थिर होता है। एक 5-C यौगिक RuBP है। यह CO . का उपयोग करके कार्बोक्सिलेटेड होता है₂, और CC लिंक के टूटने के बाद, 3-PGA के दो अणु बनते हैं।

RuBisCO द्वारा उत्प्रेरित अभिक्रिया इस प्रकार है:

आरयूबीपी (5सी) + सीओ₂ + एच₂ओ → 2 3-पीजीए (3 सी)

• आरयूबीपी के एनोलाइजेशन के बाद कार्बोक्सिलेशन होता है, जो 3-कीटो-2′-कार्बोक्सीराबिनिटोल-1,5-बिस्फोस्फेट नामक एक मध्यस्थ यौगिक बनाता है। जलयोजन के बाद, दो कार्बन के बीच की कड़ी को बाद में तोड़कर 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट (3-पीजीए) के दो अणु उत्पन्न होते हैं। परिणामी 3-पीजीए का उपयोग बाद के चरणों में ग्लूकोज और अन्य कार्बोहाइड्रेट बनाने के लिए किया जाता है।
• C3 पौधों की मेसोफिल कोशिकाएँ होती हैं जहाँ यह प्रक्रिया होती है। C4 मार्ग की बंडल म्यान कोशिकाएँ वे हैं जहाँ केल्विन चक्र होता है। बंडल म्यान की कोशिकाओं में RuBisCO प्रचुर मात्रा में होता है। यह संशोधन C4 पौधों को प्रकाश श्वसन को कम करने में मदद करता है।

प्रकाश श्वसन

• इसके अतिरिक्त ऑक्सीजन के लिए प्राथमिकता रखते हुए, RuBisCO ऑक्सीजन मौजूद होने पर RuBP को ऑक्सीजन देता है। चूँकि प्रकाश-श्वसन में ATP का उपयोग होता है, अतः प्रकाश-संश्लेषण की कुछ ऊर्जा नष्ट हो जाती है।
• RuBP को प्रत्येक फॉस्फोग्लाइसेरेट (3C) और फॉस्फोग्लाइकोलेट (2C) के एक अणु में बदल दिया जाता है, जब RuBisCO O से बंधता है।₂. यह एक बेकार प्रक्रिया है क्योंकि यह एटीपी या चीनी का उत्पादन नहीं करती है।

रूबिस्को एंजाइम की संरचना

प्रकाश संश्लेषक जीवों में, रूबिसो आठ बड़े सबयूनिट्स (एल के रूप में संदर्भित) के एक सेट से बना होता है, प्रत्येक का माप 51 से 58 केडीए, और आठ छोटे सबयूनिट्स (जिसे एस के रूप में संदर्भित किया जाता है), प्रत्येक का माप 12 से 18 केडीए होता है।

• क्लोरोप्लास्ट जीनोम क्लोरोप्लास्ट स्ट्रोमा में प्रमुख घटकों को कूटबद्ध करता है;
• छोटे घटकों को प्रकाश संश्लेषक कोशिकाओं के परमाणु जीनोम में एन्कोड किया जाता है और इसके बाहरी और आंतरिक झिल्ली के माध्यम से क्लोरोप्लास्ट ऑर्गेनेल के स्ट्रोमा में ले जाया जाता है;
• उपइकाइयों से मेल खाने वाले पॉलीपेप्टाइड्स की तह और कार्यात्मक रूबिसको बनाने के लिए उनके संयोजन के लिए चैपरोन प्रोटीन की आवश्यकता होती है;
• बड़ी उप-इकाइयों में कार्यात्मक स्तर पर उत्प्रेरक स्थल होते हैं। इसकी छोटी उप-इकाइयाँ, जो संचालन के लिए आवश्यक हैं, की एक नियामक भूमिका है।

रुबिस्को के लक्षण

• शैवाल, पौधे, प्रकाश संश्लेषक प्रोटिस्ट, और कुछ ऑटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया, जैसे कि साइनोबैक्टीरिया और प्रोटीओबैक्टीरिया, अन्य में, सभी में RuBisCO होता है।
• जीवमंडल में सबसे अधिक प्रचलित प्रोटीन RuBisCO कहलाता है। C3 और C4 संयंत्रों में, यह कुल का लगभग 50% और 30% बनाता है घुलनशील पत्ती प्रोटीन, क्रमशः।
• RuBisCO C4 पौधों में बंडल शीथ कोशिकाओं में पाया जाता है, जबकि C3 पौधों में मेसोफिल कोशिकाओं के विपरीत होता है।
• यह लंबी और छोटी दोनों श्रृंखलाओं से बना एक पर्याप्त, जटिल प्रोटीन है। आणविक भार लगभग 540,000 Da है।
• आम तौर पर, 8 छोटी श्रृंखलाएं और 8 विशाल श्रृंखलाएं होती हैं, जो 4 डिमर का उत्पादन करने के लिए मिलती हैं। बड़ी श्रृंखला में सब्सट्रेट की सक्रिय साइट होती है। कुछ डाइनोफ्लैगलेट्स और बैक्टीरिया में केवल बड़े सबयूनिट होते हैं।
• छोटी श्रृंखलाओं के लिए परमाणु डीएनए कोड, जबकि बड़ी श्रृंखलाओं के लिए क्लोरोप्लास्ट डीएनए कोड। साइटोप्लाज्म से, छोटी श्रृंखलाओं को क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में ले जाया जाता है।
• Mg²⁺ एंजाइम के कार्य करने के लिए आवश्यक है।
• RuBisCO रात में निष्क्रिय होता है और दिन में सक्रिय हो जाता है। CO . संलग्न करके₂ और एमजी²⁺ सक्रिय साइट के करीब लाइसिन अवशेषों के लिए आयन, RuBisCO सक्रिय होता है, जिससे गठनात्मक परिवर्तन होता है और एंजाइम की सक्रिय अवस्था को स्थिर करता है।

क्या रूबिस्को एक सब्सट्रेट हो सकता है?

RuBisCO कार्बन डाइऑक्साइड और राइबुलोज-1,5-बिस्फोस्फेट को सब्सट्रेट के रूप में उपयोग करता है ("सक्रिय" कार्बन डाइऑक्साइड से अलग)। RuBisCO, राइबुलोज-1,5-बिस्फोस्फेट और आणविक ऑक्सीजन (O) द्वारा उत्प्रेरित होने पर₂) कार्बन डाइऑक्साइड (CO .) के बजाय प्रतिक्रिया करें ₂).

• निर्धारण, कमी और पुनर्जनन तीन मूलभूत चरण हैं जो केल्विन चक्र प्रतिक्रियाओं को बनाते हैं। एंजाइम RuBisCO और अणु राइबुलोज बिसफ़ॉस्फेट दोनों CO के अलावा स्ट्रोमा में मौजूद होते हैं₂ केल्विन चक्र (आरयूबीपी) शुरू करने के लिए। RuBP के प्रत्येक सिरे पर एक फॉस्फेट समूह और पाँच कार्बन परमाणु होते हैं।
• एक छह-कार्बन अणु तब बनता है जब RuBP CO . के साथ जुड़ता है₂, और RuBisCO बाद में उस अणु को दो तीन-कार्बन अणुओं में विभाजित करता है। इस प्रक्रिया को कार्बन स्थिरीकरण के रूप में जाना जाता है क्योंकि CO₂ अपनी अकार्बनिक अवस्था से कार्बनिक अणुओं में "स्थिर" है।

क्या रूबिस्को एंजाइम एक प्रोटीन है?

प्रोटीन RuBisCO पौधों के हरे भागों में कुल प्रोटीन अंश का 50% तक हो सकता है। इस प्रकार RuBisCO को पृथ्वी पर सबसे अधिक प्रचलित प्रोटीन माना जाता है और हरे पौधों की पत्तियों में प्राथमिक प्रकाश संश्लेषक एंजाइम है।

उदाहरण के लिए, RuBisCO एक एंजाइम है, जो प्रोटीन का एक अनूठा वर्ग है। RuBisCO, अन्य एंजाइमों की तरह, सक्रिय साइटें हैं जो सब्सट्रेट से जुड़ती हैं, प्रक्रियाओं को तेज करती हैं। RuBisCO केल्विन चक्र का एक घटक है, प्रकाश संश्लेषण में एक प्रक्रिया जहां कार्बन डाइऑक्साइड को चीनी में परिवर्तित किया जाता है।

निष्कर्ष

उपरोक्त लेख में, हमने RuBisCo के बारे में अध्ययन किया: एंजाइम और कुछ रोचक तथ्य ऐसी बात साबित करने के लिए. रुबिस्को की संरचना, वर्गीकरण, कार्य और उत्पत्ति का विस्तार से अध्ययन किया गया है।

यह भी पढ़ें:

• एंजाइम गोलाकार होते हैं
• पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन
• साइटोप्लाज्म फ़ंक्शन 2
• कैप्सूल फल के उदाहरण
• पॉलीजेनिक लक्षण उदाहरण
• कशाभिका का कार्य
• एरोब को बाध्य करें
• कोडन डीएनए है या आरएनए
• बिना फूल वाले पौधे का उदाहरण
• यूकेरियोटिक कवक उदाहरण