4.1 ଏନଜାଇମ୍: ଶ୍ରେଣୀବିଭାଗ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ ପ୍ରଣାଳୀ

ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକ ଜୈବ ଉତ୍ପ୍ରେରକ ଏବଂ ସେମାନେ ଜୈବରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ଇନ ଭିଭୋ ଏବଂ ଇନ ଭିଟ୍ରୋ ଉଭୟରେ ଉତ୍ପ୍ରେରିତ କରନ୍ତି। ସେମାନେ ନିଜ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପ୍ରତି ଅତ୍ୟଧିକ ସ୍ପେସିଫିକ୍ ଏବଂ ମହାନ ଉତ୍ପ୍ରେରକ ଶକ୍ତି ଧାରଣ କରନ୍ତି, ଅର୍ଥାତ୍, ସେମାନେ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ନ ହୋଇ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ହାରକୁ ବିପୁଳ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରନ୍ତି। କେତେକ କ୍ଷୁଦ୍ର ଉତ୍ପ୍ରେରକ ଆରଏନଏ ଅଣୁ ସମୂହ ଯାହାକୁ ରାଇବୋଜାଇମ୍ କୁହାଯାଏ, ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଛାଡ଼ିଦେଲେ ସମସ୍ତ ଏନଜାଇମ୍ ପ୍ରୋଟିନ୍। ପ୍ରୋଟିନ୍ ପରି, ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକର ଆଣବିକ ଓଜନ ପ୍ରାୟ 2000ରୁ ଏକ ନିୟୁତ ଡାଲଟନ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ହୋଇଥାଏ। ପ୍ରୋଟିନ୍ ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକର ଏନଜାଇମ୍ ସକ୍ରିୟତା କଣ୍ଫର୍ମେସନାଲ୍ ସ୍ଟ୍ରକ୍ଚର୍ ଏବଂ ଏହାର ଡେନାଚୁରେସନ୍ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇପାରେ। ଅନେକ ଏନଜାଇମ୍ ଅଛନ୍ତି ଯାହାଙ୍କର ଉତ୍ପ୍ରେରକ ସକ୍ରିୟତା ପାଇଁ କୋଫ୍ୟାକ୍ଟର୍ ଆବଶ୍ୟକ। କୋଫ୍ୟାକ୍ଟର୍ ଏକ ଜଟିଳ କାର୍ବନିକ ଅଣୁ ହୋଇପାରେ ଯାହାକୁ କୋଏନଜାଇମ୍ (ଟେବୁଲ୍ 4.1) କୁହାଯାଏ କିମ୍ବା ଏହା ଏକ ଧାତବ ଆୟନ୍ ହୋଇପାରେ ଯେପରିକି $\mathrm{Fe}^{2+}, \mathrm{Mn}^{2+}$, $\mathrm{Zn}^{2+}, \mathrm{Mg}^{2+}$ (ଟେବୁଲ୍ 4.2)। ଏକ ଏନଜାଇମ୍ ଏବଂ ତାହାର କୋଫ୍ୟାକ୍ଟର୍ ମିଶି ହୋଲୋଏନଜାଇମ୍ ଗଠନ କରେ। ଏହିପରି କ୍ଷେତ୍ରରେ, କୋଫ୍ୟାକ୍ଟର୍ ଆବଶ୍ୟକ ଏନଜାଇମ୍ରେ ଥିବା ପ୍ରୋଟିନ୍ ଉପାଦାନକୁ ଆପୋଏନଜାଇମ୍ କୁହାଯାଏ।

ଟେବୁଲ୍ 4.1: କେତେକ କୋଏନଜାଇମ୍ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ପୂର୍ବଗାମୀ ଭିଟାମିନ୍ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ଭୂମିକା

କୋଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକ ଅସ୍ଥାୟୀ ଭାବରେ ଉତ୍ପ୍ରେରଣରେ ଅଂଶଗ୍ରହଣ କରନ୍ତି ଏବଂ ସ୍ପେସିଫିକ୍ ଫଙ୍କସନାଲ୍ ଗ୍ରୁପ୍ ଗୁଡ଼ିକର ବାହକ ଅଟନ୍ତି। ଅଧିକାଂଶ କୋଏନଜାଇମ୍ ଭିଟାମିନ୍ (ଖାଦ୍ୟରେ ଅଳ୍ପ ପରିମାଣରେ ଆବଶ୍ୟକ କାର୍ବନିକ ପୋଷକ)ରୁ ଉତ୍ପନ୍ନ ହୋଇଥାନ୍ତି।

ଟେବୁଲ୍ 4.2: ଧାତବ ଆୟନ୍ ଯାହା ଏନଜାଇମ୍ ପାଇଁ କୋଫ୍ୟାକ୍ଟର୍ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ

ଯେତେବେଳେ ଏକ କୋଏନଜାଇମ୍ କିମ୍ବା ଧାତବ ଆୟନ୍ କୋଭାଲେଣ୍ଟ୍ ବନ୍ଧନ ଦ୍ୱାରା ଏନଜାଇମ୍ ପ୍ରୋଟିନ୍ ସହିତ ଦୃଢ଼ ଭାବରେ ବନ୍ଧା ହୋଇଥାଏ, ତାହାକୁ ଏକ ପ୍ରୋସ୍ଥେଟିକ୍ ଗ୍ରୁପ୍ କୁହାଯାଏ।

4.1.1 ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକର ଶ୍ରେଣୀବିଭାଗ

ଏକ ବ୍ୟବସ୍ଥିତ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ଏବଂ ଏହି ତଥ୍ୟକୁ ମନେ ରଖି ଦ୍ୱନ୍ଦ୍ୱ ଏଡ଼ାଇବା ଯେ ନୂତନ ଏନଜାଇମ୍ ମଧ୍ୟ ଆବିଷ୍କୃତ ହୋଇପାରେ, ଇଣ୍ଟରନ୍ୟାସନାଲ୍ ୟୁନିୟନ୍ ଅଫ୍ ବାୟୋକେମିଷ୍ଟ୍ରି (I.U.B.) 1964ରେ ସେମାନେ ଯେପରି ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ଉତ୍ପ୍ରେରିତ କରନ୍ତି ସେହି ପ୍ରକାର ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକର ଶ୍ରେଣୀବିଭାଗ ଗ୍ରହଣ କରିଥିଲା। ଏହି କମିଶନ୍ ଅନୁଯାୟୀ, ସମସ୍ତ ଏନଜାଇମ୍ 6ଟି ପ୍ରମୁଖ ଶ୍ରେଣୀରେ ବିଭକ୍ତ (ଟେବୁଲ୍ 4.3)।

ଟେବୁଲ୍ 4.3: I.U.B. ଦ୍ୱାରା ଗ୍ରହଣ କରାଯାଇଥିବା ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକର ଶ୍ରେଣୀବିଭାଗ

ଆଇସୋଜାଇମ୍

ଅନେକ ଏନଜାଇମ୍ ଏକା ପ୍ରଜାତି, ଟିସୁ କିମ୍ବା ଏକା କୋଷରେ ବହୁ ଆକାରରେ (ଏକାଧିକ ଆଣବିକ ଆକାର) ଉପସ୍ଥିତ ଥାଆନ୍ତି। ଏହି ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକୁ ଆଇସୋଏନଜାଇମ୍ କିମ୍ବା ଆଇସୋଜାଇମ୍ କୁହାଯାଏ। ଆଇସୋଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକ ଏକା ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ଉତ୍ପ୍ରେରିତ କରନ୍ତି କିନ୍ତୁ ସେମାନଙ୍କର ଆମିନୋ ଏସିଡ୍ ସଂରଚନା ଭିନ୍ନ ଥାଏ, ତେଣୁ, ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ଭୌତିକ-ରାସାୟନିକ ଧର୍ମ ଧାରଣ କରନ୍ତି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଏକ ଗ୍ଲାଇକୋଲାଇଟିକ୍ ଏନଜାଇମ୍, ହେକ୍ସୋକାଇନେଜ୍ ବିଭିନ୍ନ ଟିସୁରେ ଚାରି ପ୍ରକାର ଆଇସୋଜାଇମ୍ ଆକାରରେ ରହିଥାଏ। ସେହିପରି, ଆନଏରୋବିକ୍ ଗ୍ଲୁକୋଜ୍ ମେଟାବୋଲିଜ୍ମରେ ଜଡ଼ିତ ଲାକ୍ଟେଟ୍ ଡିହାଇଡ୍ରୋଜେନେଜ୍ (LDH), ମନୁଷ୍ୟରେ ଦୁଇ ପ୍ରକାର ଆଇସୋଜାଇମ୍ ଆକାର ଧାରଣ କରେ, ଗୋଟିଏ ହୃଦୟରେ ଉପସ୍ଥିତ ଏବଂ ଅନ୍ୟଟି କଙ୍କାଳ ମାଂସପେଶୀରେ ଦେଖାଯାଏ।

ଏନଜାଇମ୍ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ

ଏନଜାଇମ୍ ଦ୍ୱାରା ସମ୍ପାଦିତ ଉତ୍ପ୍ରେରକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏନଜାଇମ୍ ଉପରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସ୍ଥାନରେ ଘଟେ। ଏହି ସ୍ଥାନକୁ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ କୁହାଯାଏ, ଏବଂ ଏହା ଏନଜାଇମ୍ର ସମୁଦାୟ ଆକାରର କେବଳ ଏକ ଛୋଟ ଅଂଶକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ ହେଉଛି ଏନଜାଇମ୍ ଅଣୁରେ ଏକ ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ସଜ୍ଜିତ ପକେଟ୍ କିମ୍ବା ଫାଟ ଯେଉଁଠାରେ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ କିମ୍ବା ଏକ ଅଂଶ ଫିଟ୍ ହୋଇପାରେ। ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନର ଏକ ତ୍ରି-ଆୟାମୀ ସ୍ଟ୍ରକ୍ଚର୍ ଅଛି କାରଣ ଏହା ଏକ ପଲିପେପ୍ଟାଇଡ୍ ଶୃଙ୍ଖଳାର ଅଂଶଗୁଡ଼ିକୁ ନେଇ ଗଠିତ। ଏନଜାଇମ୍ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବାନ୍ଧିବାରେ ଜଡ଼ିତ ବିଭିନ୍ନ ନନ୍ କୋଭାଲେଣ୍ଟ୍ ବନ୍ଧନ ହେଉଛି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାଟିକ୍ ଇଣ୍ଟରାକ୍ସନ୍, ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବନ୍ଧନ, ଭାନ୍ ଡର୍ ୱାଲ୍ସ୍ ଫୋର୍ସ୍ ଏବଂ ହାଇଡ୍ରୋଫୋବିକ୍ ଇଣ୍ଟରାକ୍ସନ୍। ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ ଅଧିକାଂଶ ସମୟରେ ନନ୍ ପୋଲାର୍ ପରିବେଶକୁ ନେଇ ଗଠିତ ଯାହା ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବାନ୍ଧିବା ଏବଂ ଉତ୍ପ୍ରେରଣକୁ ସୁବିଧାଜନକ କରେ।

ତଥାପି, କେତେକ ପୋଲାର୍ ରେଜିଡ୍ୟୁ ଉପସ୍ଥିତ ହୋଇପାରେ। ଏହି ପ୍ରକାରର ପରିବେଶ ଏନଜାଇମ୍ ଅଣୁର ଅନ୍ୟ କୌଣସି ଅଞ୍ଚଳରେ ଦେଖାଯାଏ ନାହିଁ।

ଫିସର୍ ର ଲକ୍ ଏବଂ କି ମଡେଲ୍

1894 ମସିହାରେ, ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଏବଂ ଏନଜାଇମ୍ ଇଣ୍ଟରାକ୍ସନ୍ ପାଇଁ ଲକ୍ ଏବଂ କି ମଡେଲ୍ ର ପରିଚୟ ଏମିଲ୍ ଫିସର୍ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରସ୍ତାବିତ ହୋଇଥିଲା। ଏହି ମଡେଲ୍ ଅନୁଯାୟୀ, ଏନଜାଇମ୍ ଏବଂ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ମଧ୍ୟରେ କମ୍ପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରି ସ୍ଟ୍ରକ୍ଚରାଲ୍ ଫିଚର୍ ଉପସ୍ଥିତ ଥାଏ, ଏବଂ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପାଇଁ ଫିଟ୍ ହେବା ପାଇଁ ପୂର୍ବରୁ ଆକୃତି ପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଥାଏ। ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଏନଜାଇମ୍ ଉପରେ ଥିବା ତାହାର କମ୍ପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରି ସ୍ଥାନରେ ଫିଟ୍ ହୋଇପାରେ ଯେପରି ଏକ ଚାବି ଏକ ତାଲାରେ ଫିଟ୍ ହୁଏ। ଏହା ଫଳରେ ଏକ ଏନଜାଇମ୍-ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ କମ୍ପ୍ଲେକ୍ସ (ଚିତ୍ର 4.1) ଗଠିତ ହୁଏ।

ଚିତ୍ର 4.1: ଲକ୍ ଏବଂ କି ମଡେଲ୍ ଅନୁଯାୟୀ ଏକ ଏନଜାଇମ୍ ଏବଂ ତାହାର ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା

କୋସଲ୍ୟାଣ୍ଡ୍ ର ଇଣ୍ଡ୍ୟୁସ୍ଡ୍ ଫିଟ୍ ମଡେଲ୍

ଡାନିଏଲ୍ କୋସଲ୍ୟାଣ୍ଡ୍ 1958 ମସିହାରେ ଇଣ୍ଡ୍ୟୁସ୍ଡ୍ ଫିଟ୍ ହାଇପୋଥେସିସ୍ ପ୍ରସ୍ତାବ ଦେଇଥିଲେ। ସେ ସୂଚନା ଦେଇଥିଲେ ଯେ ଏକ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ର ସ୍ଟ୍ରକ୍ଚର୍ ଏନଜାଇମ୍-ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ କମ୍ପ୍ଲେକ୍ସରେ ଥିବା ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ ସହିତ କମ୍ପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରି ହୋଇପାରେ କିନ୍ତୁ ମୁକ୍ତ ଏନଜାଇମ୍ରେ ନୁହେଁ। ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଏବଂ ଏନଜାଇମ୍ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଏନଜାଇମ୍ରେ କଣ୍ଫର୍ମେସନାଲ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଆଣେ ଯାହା ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବାନ୍ଧିବା, ଉତ୍ପ୍ରେରଣ, କିମ୍ବା ଉଭୟ ପାଇଁ ଆମିନୋ ଏସିଡ୍ ରେଜିଡ୍ୟୁ କିମ୍ବା ଅନ୍ୟ ଗ୍ରୁପ୍ ଗୁଡ଼ିକୁ ସଜାଇଥାଏ। ଏକ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଏବଂ ଏକ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ହାତ ଏବଂ ପଶମ ଗ୍ଲଭ୍ ସହିତ ସମାନ। ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ସମୟରେ, ଗୋଟିଏ ଉପାଦାନର ସ୍ଟ୍ରକ୍ଚର୍, ଅର୍ଥାତ୍ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ କିମ୍ବା ହାତ ଦୃଢ଼ ରହେ ଏବଂ ଦ୍ୱିତୀୟ ଉପାଦାନର ଆକୃତି, ଅର୍ଥାତ୍ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ କିମ୍ବା ଗ୍ଲଭ୍ ପ୍ରଥମଟି ସହିତ କମ୍ପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରି ହେବା ପାଇଁ ନମନୀୟ ହୁଏ (ଚିତ୍ର 4.2)।

ଚିତ୍ର 4.2: ଇଣ୍ଡ୍ୟୁସ୍ଡ୍ ଫିଟ୍ ମଡେଲ୍ ଅନୁଯାୟୀ ଏକ ଏନଜାଇମ୍ ଏବଂ ତାହାର ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା

ଏନଜାଇମ୍ ସ୍ପେସିଫିସିଟି

ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକ କାର୍ଯ୍ୟରେ ଅତ୍ୟଧିକ ସ୍ପେସିଫିକ୍। ପ୍ରକୃତରେ, ଯେଉଁ ଧର୍ମଗୁଡ଼ିକ ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକୁ ଏପରି ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଉତ୍ପ୍ରେରକ କରେ ତାହା ହେଉଛି ସେମାନଙ୍କର ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବାନ୍ଧିବାର ସ୍ପେସିଫିସିଟି ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ଉତ୍ପ୍ରେରକ ଗ୍ରୁପ୍ ର ଆଦର୍ଶ ବ୍ୟବସ୍ଥା। ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ଏନଜାଇମ୍ ସ୍ପେସିଫିସିଟି ହେଉଛି: ଗ୍ରୁପ୍ ସ୍ପେସିଫିସିଟି, ଆବସୋଲ୍ୟୁଟ୍ ସ୍ପେସିଫିସିଟି, ଷ୍ଟେରିଓସ୍ପେସିଫିସିଟି ଏବଂ ଜ୍ୟୋମେଟ୍ରିକାଲ୍ ସ୍ପେସିଫିସିଟି। ଯେତେବେଳେ ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକ ବିଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ନିକଟତମ ସମ୍ପର୍କିତ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ତାହାକୁ ଗ୍ରୁପ୍ ସ୍ପେସିଫିସିଟି କୁହାଯାଏ। ଯେତେବେଳେ ଏନଜାଇମ୍ ଗୁଡ଼ିକ କେବଳ ଗୋଟିଏ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ତାହାକୁ ଆବସୋଲ୍ୟୁଟ୍ ସ୍ପେସିଫିସିଟି କୁହାଯାଏ। ଷ୍ଟେରିଓକେମିକାଲ୍ କିମ୍ବା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ପେସିଫିସିଟି ଘଟେ ଯେତେବେଳେ ସବସ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଦୁଇଟି ଷ୍ଟେରିଓକେମିକାଲ୍ ଆକାରରେ ରହିଥାଏ (ରାସାୟନିକ ଭାବରେ ସମାନ କିନ୍ତୁ ତ୍ରି-ଆୟାମୀ ସ୍ପେସ୍ରେ ପରମାଣୁ ଗୁଡ଼ିକର ବ୍ୟବସ୍ଥା ଭିନ୍ନ) ତାହାହେଲେ କେବଳ ଗୋଟିଏ ଆଇସୋମର୍ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଏନଜାଇମ୍ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ଭାଗ ନେବ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, D-ଆମିନୋ ଏସିଡ୍ ଅକ୍ସିଡେଜ୍ D-ଆମିନୋ ଏସିଡ୍ ଗୁଡ଼ିକୁ କିଟୋ ଏସ