तांबे: कार्ये

तांबे असंख्य मेटॅलोप्रोटीन्सचा अविभाज्य घटक आहे आणि त्यांच्या सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य कार्य आवश्यक आहे. दोन ऑक्सीकरण स्थिती ट्रेस घटकांना इलेक्ट्रॉन-ट्रान्सफरिंग एंजाइम प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेण्यास सक्षम करते. मेटललोन्झाइम्सचा कोफेक्टर म्हणून, तांबे इलेक्ट्रोनच्या रिसीव्हर आणि देणगीदाराची भूमिका बजावते आणि अशा प्रकारे ऑक्सीकरण आणि घट प्रक्रियेस खूप महत्त्व आहे.तांबे-अवलंबून एन्झाईम्स मुख्यत: ऑक्सिडेसेस किंवा हायड्रोक्लेसीजच्या वर्गातील असतात, जे उच्च रेडॉक्स संभाव्यतेसह ऑक्सिडोरोडेक्टसच्या गटाशी संबंधित असतात. ऑक्सिडेसेस आहेत एन्झाईम्स सबस्ट्रेटच्या ऑक्सीकरण दरम्यान सोडलेले इलेक्ट्रॉन हस्तांतरित करते ऑक्सिजन.हाइड्रोक्सीलेसेस आहेत एन्झाईम्स ऑक्सिडेशन रिएक्शन-केमिकल रिअॅक्शनद्वारे हायड्रॉक्सिल ग्रुप (ओएच) एका रेणूमध्ये आणतो ज्यामध्ये ऑक्सिडायझेशन केल्या जाणार्‍या पदार्थाने इलेक्ट्रोनस दान केले. तांबे असलेले ऑक्सिडोरेडेक्टस पुढील प्रक्रियेसाठी आवश्यक असतात.

• सेल्युलर ऊर्जा चयापचय आणि सेल्युलर ऑक्सिजन अनुक्रमे उपयोग (श्वसन शृंखला).
• डिटॉक्सिफिकेशन क्रमशः मुक्त रॅडिकल्सचे तटस्थीकरण
• लोह चयापचय आणि हिमोग्लोबिन संश्लेषण - लाल निर्मिती रक्त रंगद्रव्य (हिमोग्लोबिन) च्या एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्तपेशी) आणि हेमॅटोपीओइसिस (अनुक्रमे हेमेटोपोएटिक स्टेम पेशी आणि त्यांचे परिपक्वता पासून रक्त पेशी तयार होणे).
• च्या संश्लेषण संयोजी मेदयुक्त, रंगद्रव्य केस आणि न्यूरोएक्टिव्ह पेप्टाइड हार्मोन्स, जसे की कॅटेकोलामाईन्स आणि एनकेफॅलिन्स (ओपिओइड पेप्टाइड्सच्या वर्गातील अंतर्जात पेन्टापेप्टाइड्स).
• मायेलिनची निर्मिती - मायेलिन न्यूरॉन्स (मज्जातंतू तंतू) मध्ये मायलीन आवरण बनवते, जे न्युरोन्सच्या अक्षांना विद्युतरित्या इन्सुलेटेड करते आणि उत्तेजनाच्या प्रसारासाठी आवश्यक असते.

याव्यतिरिक्त, तांबे विविध ट्रान्सक्रिप्शन घटकांवर परिणाम करतो आणि अशा प्रकारे नियमनात समाकलित होतो जीन अभिव्यक्ती

घन-निर्भर मेटललोन्झाइम्स आणि त्यांची कार्ये

कॅरुलोप्लॅस्मीन केरुलोप्लॅस्मीन एक सिंगल-चेन अल्फा -2 ग्लोब्युलिन असून कार्बोहायड्रेट सामग्री 7% आहे. एकाच कॅरोलोप्लॅस्मीन रेणूमध्ये सहा तांबे अणू असतात, जे प्रायोगिकपणे जैविक प्रणालींमध्ये त्यांच्या 2-व्हॅलेंट स्वरूपात असतात आणि पीएच श्रेणी 5.4-5.9 मधील सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य च्या ऑक्सिडेटिव्ह फंक्शनसाठी आवश्यक असतात. केर्युलोप्लॅझमीन अनेक कार्ये दर्शविते: बंधनकारक आणि वाहतूक म्हणून प्रथिने, कॅरुलोप्लाझिनमध्ये -०-80 95% प्लाझ्मा कॉपर असतो आणि आवश्यकतेनुसार ते विविध ऊती आणि अवयवांमध्ये वितरीत करतात. याव्यतिरिक्त, ते वाहतुकीत सामील आहे लोखंड (फे) आणि मॅगनीझ धातू (एमएन) मध्ये रक्त प्लाज्मा. बंधनकारक मुक्त तांबे, लोखंड आणि मॅगनीझ धातू आयन, कॅरुलोप्लाझिन मुक्त रॅडिकल्स तयार होण्यास प्रतिबंधित करते. नंतरचे अत्यंत प्रतिक्रियात्मक प्रतिनिधित्व करतात ऑक्सिजन रेणू ऑक्सिजन असलेले सेंद्रिय संयुगे, जसे की सुपर ऑक्साईड, हायपर ऑक्साईड किंवा हायड्रॉक्साईल. नि: शुल्क स्वरूपात, दोन्ही तांबे, लोखंड आणि मॅगनीझ धातू प्रॉक्सीडेंट प्रभाव असलेले खूप आक्रमक घटक आहेत. ते अणू किंवा रेणूमधून इलेक्ट्रॉन छीनण्याचा प्रयत्न करतात आणि मुक्त रॅडिकल्स तयार करतात, जे इतर घटकांमधून इलेक्ट्रॉन देखील घेतात. अशा प्रकारे, साखळीच्या प्रतिक्रियेमध्ये, शरीरात रॅडिकल्सची सतत वाढ होते - ऑक्सिडेटिव्ह ताण. मुक्त रेडिकल इतरांना नुकसान पोहोचविण्यास सक्षम आहेत, न्यूक्लिक idsसिडस् - डीएनए आणि आरएनए -, प्रथिने, लिपिड आणि चरबीयुक्त आम्ल, कोलेजन, इलेस्टिन तसेच रक्त कलम. क्यू, फे आणि एमएम बंधनकारक परिणामी, कॅरुलोप्लाझिन अशा ऑक्सिडेटिव्ह पेशी आणि रक्तवहिन्यासंबंधी नुकसान टाळते. पुढे, कॅरुलोप्लॅझमीन एंजाइमॅटिक फंक्शन्स प्रदर्शित करते. हे एकाधिक ऑक्सिडेशन प्रतिक्रियांचे उत्प्रेरक करते आणि अशा प्रकारे यात सामील होते लोह चयापचय. या कारणास्तव कॅरोलोप्लॅस्मीनला फेरोक्सीडेस प्रथम म्हणून देखील संबोधले जाते. ट्रेस एलिमेंट लोखंडीला त्याच्या द्वैभावी (फे 2 +) वरून त्याच्या क्षुल्लक रूपात (फे + +) रुपांतरित करणे हे त्याचे आवश्यक कार्य आहे. या हेतूसाठी, सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य असलेले तांबे अर्क लोह पासून इलेक्ट्रॉन आणि त्यांना स्वीकारते, ज्यायोगे त्याचे ऑक्सिडेशन स्थिती Cu2 + वरुन Cu + मध्ये बदलते. ऑक्सिडायझिंग लोहाद्वारे, कॅरुलोप्लाझिन फे 3 + ला प्लाझ्माशी जोडण्यास सक्षम करते. हस्तांतरण, शरीराच्या पेशींना लोह पुरवठा करण्यासाठी जबाबदार वाहतूक प्रथिने. केवळ फे- च्या स्वरूपातहस्तांतरण लोह पोहोचू शकता एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्तपेशी) किंवा पेशी - आणि तेथे उपलब्ध करुन द्या हिमोग्लोबिन संश्लेषण. हिमोग्लोबिन हे लोहयुक्त लाल रक्त रंगद्रव्य आहे एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्तपेशी) .कथ्याच्या कमतरतेमुळे शरीराच्या पेशींमध्ये लोहाची वाहतूक, विशेषत: एरिथ्रोसाइट्समध्ये बिघाड झाल्यामुळे कॅरुलोप्लाझिन आणि त्याचे कार्य यांचे महत्त्व दिसून येते. शेवटी, लोह आणि तांबे चयापचय एकमेकांशी जोडलेले आहेत. लोह व्यतिरिक्त, क्यू -केअरुलोप्लॅस्मीन इतर सबस्ट्रेट्सचे ऑक्सिडाइजेशन करतो, जसे की पी-फेनिलेनेडिआमाइन आणि त्याचे डायमेथिल डेरिव्हेटिव्ह्ज.सुपरोक्साईड डिसम्युटेज (एसओडी) सुपरऑक्साइड डिसम्युटेजचे अनेक प्रकार आहेत. हे तांबे असू शकते, झिंक-, आणि मॅंगनीज-अवलंबून झेडएन-एसओडी केवळ पेशींच्या सायटोसोलमध्ये आढळतात, एमएन-एसओडी आढळतात मिटोकोंड्रिया, आणि क्यू-एसओडी बहुतेक शरीरातील पेशींच्या सायटोसोलमध्ये, एरिथ्रोसाइट्स आणि रक्त प्लाझ्मामध्ये आढळते. सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य तांबे असल्यास, संबंधित कंपार्टमेंटमध्ये केवळ त्याची क्रिया चांगल्या प्रकारे विकसित करू शकते. झिंक किंवा मॅंगनीज पर्याप्त प्रमाणात उपलब्ध आहेत. सुपेरॉक्साईड डिसम्युटेज एंडोजेनसचा आवश्यक घटक आहे अँटिऑक्सिडेंट संरक्षण प्रणाली. इलेक्ट्रॉनच्या हस्तांतरणाद्वारे मुक्त रॅडिकल्स कमी करून, ते संवेदनशीलतेचे ऑक्सिडेशन प्रतिबंधित करते, रॅडिकल स्कॅव्हेंजर म्हणून कार्य करते रेणू.एसओडी सुपरऑक्साइड रॅडिकल्सचे रुपांतरण उत्प्रेरित करते हायड्रोजन पेरोक्साईड आणि ऑक्सिजन. एसओडीमध्ये असलेले तांबे इलेक्ट्रॉनला सुपरऑक्साइड रॅडिकलमध्ये स्थानांतरित करतात. द हायड्रोजन पेरोक्साइड रेणू नंतर कमी केले जाते पाणी catalase द्वारे किंवा सेलेनियम-निर्भर ग्लूटाथियोन पेरोक्साइडस, ते निरुपद्रवी प्रस्तुत करते. जर सुपर ऑक्साईड रॅडिकल्स डीटॉक्सिफाइड नसतील तर ते करू शकतात आघाडी लिपिड पेरोक्सिडेशन, पडदा आणि रक्तवहिन्यासंबंधी नुकसान, आणि नंतर "मूलगामी संबंधित" रोगांना - मूलगामी रोग - जसे की एथेरोस्क्लेरोसिस (आर्टिरिओस्क्लेरोसिस, रक्तवाहिन्या कडक होणे), कोरोनरी हृदय रोग (सीएचडी), ट्यूमर रोग, मधुमेह मेलीटस आणि न्यूरोडोजेनेरेटिव रोग जसे की अल्झायमरचा रोग आणि पार्किन्सन रोग. सायटोक्रोम सी ऑक्सिडेज सायटोक्रोम सी ऑक्सिडेस सोमाटिक पेशींच्या आतील मायटोकोन्ड्रियल झिल्लीतील एक ट्रान्समेम्ब्रेन प्रोटीन आहे. सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य अनेक उपनिट असतात ज्यात एक हेम गट आणि एक तांबे आयन आहे ज्यामुळे उत्प्रेरक सक्रिय साइट तयार होते. ऑक्सिडेशन आणि घट प्रतिक्रियांसाठी लोहयुक्त हॅम गट आणि साइटोक्रोम सी ऑक्सिडेसचे क्यू आयन आवश्यक आहेत. त्यानुसार, उच्चारित तांबे किंवा बाबतीत ऑक्सिडेसचे कार्य मर्यादित आहे लोह कमतरता.माइटोकॉन्ड्रियल एन्झाइम कॉम्प्लेक्स प्रमाणे साइटोक्रोम सी ऑक्सिडेस श्वसन शृंखलाचा एक आवश्यक घटक दर्शवितो. श्वसन साखळी, ज्याला ऑक्सिडेटिव्ह फॉस्फोरिलेशन देखील म्हणतात, ग्लायकोलायझिसची शेवटची पायरी आहे (ग्लुकोज निकृष्टता) आणि अशा प्रकारे समाकलित ऊर्जा चयापचय. यात एडीपीमधून एटीपी संश्लेषित करण्यासाठी लागोपाठ एक ऑक्सिडेशन आणि घट प्रतिक्रियांची साखळी असते - enडेनोसाइन डिफोस्फेट - आणि फॉस्फेट. एटीपी ग्लायकोलिसिसचे वास्तविक शेवटचे उत्पादन आहे आणि सर्व प्रकारच्या सेल्युलर चयापचय प्रक्रियेस उर्जा समृद्ध डिप्स्फेट बाँडच्या रूपात ऊर्जा प्रदान करते. सायटोक्रोम सी ऑक्सिडेस श्वसन शृंखलाच्या शेवटी जटिल चतुर्थांश म्हणून स्थित आहे आणि या दोन्हीसाठी जबाबदार आहे ऑक्सिजनचे ऑक्सीकरण आणि एटीपीच्या स्वरूपात उर्जा उत्पादन. दोन्ही प्रतिक्रिया चरणांमध्ये एक यंत्रणा एकत्र केली गेली आहे जी अद्याप ज्ञात नाही. पहिल्या चरणात, सायटोक्रोम सी ऑक्सिडेसच्या सब्यूनिट II मध्ये, रेडॉक्स-सक्रिय धातू केंद्र क्यू, सायटोक्रोम सी पासून इलेक्ट्रॉन स्वीकारतो, जो पूर्वी सायटोक्रोम सी रीडक्टेसद्वारे इलेक्ट्रॉनने भरलेला होता , श्वसन साखळीचा जटिल तिसरा. याव्यतिरिक्त, सायटोक्रोम सी ऑक्सिडेस मिटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्स - मायटोकॉन्ड्रियनच्या आतील भागातून प्रोटॉन (एच +) काढून टाकते. ऑक्सिडेजचे उत्प्रेरक सक्रिय केंद्र ऑक्सिजन बांधते, ज्यावर इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन हस्तांतरित केले जातात. ऑक्सिजन अशा प्रकारे कमी आहे पाणी.एक दुसर्‍या चरणात, सायटोक्रोम सी ऑक्सिडेस ऑक्सिजनच्या घट दरम्यान सोडल्या गेलेल्या उर्जाचा वापर करते पाणी आतील मिटोकॉन्ड्रियल झिल्ली ओलांडून मिटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्सपासून इंटरमब्रन स्पेसमध्ये प्रोटॉन पंप करणे. या प्रोटॉन ट्रान्सपोर्टद्वारे, ऑक्सिडेज प्रोटोऑन ग्रेडियंटची देखभाल करतो जो इंटरमेम्ब्रेन स्पेस आणि मॅट्रिक्स दरम्यान विद्यमान आहे. पडदा ओलांडून इलेक्ट्रोकेमिकल प्रोटॉन ग्रेडियंटला पीएच ग्रेडियंट असेही म्हणतात कारण प्रोटॉनची मात्रा पीएच प्रतिबिंबित करते. हे एक प्रतिनिधित्व करते एकाग्रता ग्रेडियंट, जिथे आहे मिटोकोंड्रिया सामान्य परिस्थितीत, एच + एकाग्रता अम्लीय पीएच - आणि मॅट्रिक्स कमी - मूलभूत पीएच - पडदा इंटरस्टिशियल स्पेसमध्ये जास्त आहे. अशा प्रकारे, थर्मोडायनामिक्सच्या नियमांनुसार, मिटोकॉन्ड्रिऑनच्या मॅट्रिक्सच्या दिशेने इंटरमब्र्रेन स्पेसमध्ये प्रोटॉनची चालक शक्ती असते. साइटोक्रोम सी ऑक्सिडॅस ए विरुद्ध प्रोटॉनची वाहतूक करते एकाग्रता ग्रेडियंट, म्हणजेच कमी ते उच्च एच + एकाग्रतेपर्यंत. ही प्रक्रिया सक्रिय आहे आणि केवळ उर्जेच्या पुरवठ्यासह होऊ शकते. आतील मिटोकोंड्रियल पडदावरील एच + ग्रेडियंट आवश्यक आहे ऊर्जा चयापचय सर्व ज्ञात जीवांचा आणि एटीपी संश्लेषणासाठी अत्यावश्यक पूर्वस्थिती आहे. एटीपी सिंथेस - श्वसन शृंखलाचा जटिल व्ही - एटीपीच्या रूपात ऊर्जेच्या निर्मितीस जबाबदार आहे. ट्रान्समेम्ब्रेन प्रथिने म्हणून, ते आतील दरम्यान एक बोगदा बनवते. माइटोकॉन्ड्रियन आणि आतील आणि बाह्य पडदा दरम्यानची जागा. हे सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य एडीपी व एटीपीच्या उत्पादनासाठी आवश्यक उर्जेचा वापर करते फॉस्फेट प्रोटॉन ग्रेडियंट वरुन अशाप्रकारे, प्रोटॉनने मिटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्समधील ग्रेडियंटच्या दिशेने एटीपी सिंथेसच्या बोगद्याद्वारे ऑक्सिडेस प्रवाह “डाउनहिल” द्वारे इंटरमब्रन स्पेसमध्ये पंप केला. हा प्रोटॉन प्रवाह एटीपी सिंथेस रेणूमध्ये रोटेशनल गति निर्माण करतो. या गतीशील उर्जाद्वारे, ए चे हस्तांतरण फॉस्फेट एडीपीचा अवशेष उद्भवतो, परिणामी एटीपी बनते. साइटोक्रोम सी ऑक्सिडेजद्वारे इंटर प्रेशर ट्रान्सपोर्ट (प्रोटॉन पंप) इंटरमेब्रन स्पेसशिवाय, प्रोटॉन ग्रेडियंट कोसळतो, एटीपी सिंथेस यापुढे एटीपी तयार करू शकणार नाही आणि शरीर चयापचय प्रक्रियेच्या कमतरतेमुळे सेलमध्ये “उपाशी राहून मृत्यू” होईल. सेल्युलर एनर्जी चयापचय व्यतिरिक्त, सायटोक्रोम सी ऑक्सिडेस तयार होण्यास आवश्यक आहे फॉस्फोलाइपिड्स मज्जातंतू तंतू - न्यूरॉन्समध्ये मायलीन म्यानचा मायेलिन थर तयार होतो. इतर घन-निर्भर मेटललोन्झाइम्स आणि त्यांचे कार्य.