Category: Biology Second Paper

১৮৯৮ সালে জার্মান বিজ্ঞানী ইমিল ফিশার (Emil Fisher) এনজাইমের ক্রিয়া কৌশল সম্পর্কে তালা-চাবি মতবাদ প্রকাশ করেন। এই মতবাদ অনুসারে একটি নির্দিষ্ট এনজাইম একটি নির্দিষ্ট সাবস্ট্রেটের সাথে তালা-চাবির মতো যুক্ত হয়ে এনজাইম সাবস্ট্রেট কমপ্লেক্স গঠন করে বলে এরুপ নামকরণ করা হয়েছে। তালা-চাবি মতবাদটি আলোচনা করা হলো।

এনজাইম হলো বিশেষ ধরনের প্রোটিন যা অসংখ্য অ্যামাইনো এসিড দ্বারা গঠিত। প্রতিটি এনজাইম অণু সুনির্দিষ্ট আকৃতি বিশিষ্ট হয়। এদের অ্যাপো এনজাইমের যে স্থানে সাবস্ট্রেট যুক্ত হয়ে বিক্রিয়া ঘটায় সেস্থানকে Active site বা সক্রিয় স্থান বলে। প্রতিটি এনজাইমে এক বা একাধিক সক্রিয় স্থান বা বিক্রিয়া কেন্দ্র থাকে। সাবস্ট্রেটের আকার এবং এনজাইমের সক্রিয় স্থানের আকার সব সময় একই রকম হয়। তালা-চাবি মতবাদ অনুসারে নির্দিষ্ট সাবষ্ট্রেট অণু বা অণু গুলো নির্দিষ্ট এনজাইমের সক্রিয় স্থান বা বিক্রিয়া কেন্দ্রে চাবির মতো সংযুক্ত হয়। একে induced fit বলা হয়। এরপর হাইড্রোজেন বন্ধনী দ্বারা সাবষ্ট্রেট অণু এনজাইম অণুর সাথে যুক্ত হয়ে এনজাইম সাবষ্ট্রেট কমপ্লেক্স গঠন করে। এনজাইমের একটি সক্রিয় স্থানে একটি মাত্র সাবষ্ট্রেট যুক্ত হয়। কখনো একটি সক্রিয় স্থানে একাধিক সাবষ্ট্রেট যুক্ত হতে পারে না। একটি তালা যেমন একটি নির্দিষ্ট চাবি ছাড়া খোলে না, তেমনী একটি নির্দিষ্ট এনজাইম একটি নির্দিষ্ট সাবষ্ট্রেট ছাড়া অন্য কোন সাবষ্ট্রেটের উপর ক্রিয়া করে না। এনজাইম সাবষ্ট্রেট কমপ্লেক্স গঠিত হলে এনজাইম সাবস্ট্রেটকে সহজেই ভেঙ্গে দেয় অথবা অণু গুলোর মধ্যে বন্ধনী সৃষ্টি করে বৃহৎ অণু গঠন করে। বিক্রিয়া শেষে উৎপাদিত পদার্থ বন্ধনী মুক্ত হয়ে দূরে সরে যায় এবং এনজাইম অবিকৃত ভাবে মুক্ত হয়। মুক্ত এনজাইমটি নতুন বিক্রিয়ায় অংশ নেয়।

তালা-চাবি মতবাদ অনুসারে বিক্রিয়ায় অংশ গ্রহণকারী সাবষ্ট্রেট অণুর আকৃতি অবশ্যই এনজাইমের সক্রিয় স্থান বা বিক্রিয়া কেন্দ্রে যুক্ত হওয়ার উপযুক্ত হতে হবে। এনজাইম এবং সাবস্ট্রেটের আকারের সামান্যতম পরিবর্তন হলে কার্যকারীতারও পরিবর্তন ঘটে।

আধুনিক গবেষণায় জানা গিয়েছে, কিছু কিছু এনজাইম একাধিক সাবস্ট্রেটের উপর ক্রিয়া করে। পেপিন এনজাইম ৬০-১৮০টি সাবস্ট্রেট অণুর উপর বিক্রিয়াশীল। এ কারণে অনেক বিজ্ঞানীর নিকট তালা-চাবি মতবাদ প্রশ্নবিদ্ধ।

রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রকৃতি অনুসারে এনজাইমকে ৯টি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়েছে। এ গুলো হলো-

(i) অক্সিডোরিডাকটেজঃ যে এনজাইম কোন পদার্থের সাথে হাইড্রোজেন, অক্সিজেন কিংবা ইলেকট্রন যুক্ত করে অথবা কোন পদার্থ থেকে হাইড্রোজেন, অক্সিজেন কিংবা ইলেকট্রন মুক্ত করে তাকে অক্সিডোরিডাকটেজ এনজাইম বলে। ইহা জারণ-বিজারণ ঘটায় বলে একে জারণ-বিজারণ এনজাইমও বলা হয়। যেমন- ফসফোগ্লিসারালডিহাইড ডিহাইড্রোজিনেজ, ক্যাটালেজ, সাইটোক্রোম অক্সিডেজ, গ্লুকোঅক্সিডেজ, রিডাকটেজ প্রভৃতি।

(ii) হাইড্রোলাইটিক/হাইড্রোলেজ এনজাইমঃ যে এনজাইম কোন পদার্থের বিশেষ বন্ধনীর সাথে পানির অণুর সংযোগ ঘটিয়ে ঐ পদার্থটিকে ভাঙ্গে তাকে হাইড্রোলাইটিক এনজাইম বলে। যেমন- প্রোটিয়েজ, সুক্রেজ, ফসফেটেজ, এস্টারেজ, লাইপেজ, কার্বোহাইড্রেজ, নিউক্লিয়েজ, পেপসিন, ইনভার্টেজ, ইউরেজ, অ্যামাইলেজ, মল্টেজ, ট্রিপসিন প্রভৃতি।

(iii) ট্রান্সফারেজঃ যে এনজাইম কোন পদার্থ হতে একটি গ্রুপকে মুক্ত করে অপর একটি পদার্থের সাথে যুক্ত করে তাকে ট্রান্সফারেজ এনজাইম বলে। যেমন- হেক্সোকাইনেজ, কাইনেজ, ট্রান্স অ্যামাইলেজ, ট্রান্স অ্যাসিটাইলেজ, ডিকার্বোক্সিলেজ, মিথাইলেজ, প্রোটিন কাইনেজ, পলিমারেজ ইত্যাদি।

(iv) আইসোমারেজঃ যে এনজাইম কোন পদার্থকে তার আইসোমারে পরিনত করে তাকে আইসোমারেজ এনজাইম বলে। যেমন- ফসফোগ্লুকোআইসোমারেজ, ফসফোগ্লুকোমিউটেজ, রেসিম্যাসেজ, মিউটেজ প্রভৃতি।

(v) লাইগেজঃ যে এনজাইম ATP থেকে শক্তি নিয়ে দুই বা ততোধিক সাবস্ট্রেটকে যুক্ত করে একটি নতুন যৌগ গঠন করে তাকে লাইগেজ বলে। যেমন- গ্লুটামিক সিনথেটেজ, অ্যাসিটাইল কো-এ সিনথেটেজ, অ্যাসপারটিক সিনথেটেজ, সাকসিনিক থায়োকাইনেজ, পাইরুভিক কার্বোক্সিলেজ ইত্যাদি।

(vi) লাইয়েজঃ যে এনজাইম পদার্থের কার্বন-কার্বন, কার্বন-অক্সিজেন ও কার্বন-নাইট্রোজেন বন্ধনী বা যোজকের উপর কাজ করে তাকে লাইয়েজ বলে। যেমন- আইসোসাইট্রেট, লাইয়েজ, সাইট্রিক সিনথেটেজ, অ্যালডোলেজ, ফিউমারেজ, ডিকার্বোক্সিলেজ, ডিহাইড্রাটেজ, হাইড্রোলাইয়েজ প্রভৃতি।

(vii) কার্বোক্সিলেজঃ যে এনজাইম কোন পদার্থের সাথে CO2-কে যুক্ত করে অথবা কোন পদার্থ হতে CO2 কে মুক্ত করে তাকে কার্বোক্সিলেজ এনজাইম বলে। যেমন- কার্বোক্সিলেজ।

(viii) ফসফোরাইলেজ এনজাইমঃ যে এনজাইম কোন পদার্থের সাথে ফসফেট গ্রুপ যুক্ত করে অথবা কোন পদার্থ হতে ফসফেট গ্রুপ মুক্ত করে তাকে ফসফোরাইলেজ এনজাইম বলে। যেমন- ফসফোফ্রুক্টোকাইনেজ, ফসফোরাইলেজ, পাইরুভিক এসিড কাইনেজ প্রভৃতি।

(ix) এপিমারেজঃ যে এনজাইম কোন পদার্থকে তার এপিমারে পরিনত করে তাকে এপিমারেজ এনজাইম বলে। এপিমার অণুগুলো কেবলমাত্র একটি কার্বন পরমাণুর কনফিগারেশন দিয়ে পার্থক্য মন্ডিত হয়। যেমন- এপিমারেজ।

গঠনের উপর ভিত্তি করে এনজাইমকে দুই ভাগে ভাগ করা হয়েছে। এ গুলো হলো-

(i) সরল এনজাইমঃ যে এনজাইম শুধু মাত্র প্রোটিন দ্বারা গঠিত তাকে সরল এনজাইম বলে। যেমন- প্রোটিয়েজ, অ্যামাইলেজ প্রভৃতি।

(ii) যৌগিক এনজাইমঃ যে এনজাইম প্রোটিন এবং অন্যান্য পদার্থ দ্বারা গঠিত তাকে যৌগিক এনজাইম বা কনজুগেটেড এনজাইম বলে। কনজুগেটেড এনজাইমের দু’টি অংশ থাকে। প্রোটিন অংশ ও অপ্রোটিন অংশ। প্রোটিন অংশকে অ্যাপো এনজাইম এবং অপ্রোটিন অংশকে প্রোসথেটিক গ্রুপ বলে

ক্রিয়াস্থলের ভিত্তিতে এনজাইম দুই প্রকার।

(i) এন্ডোএনজাইমঃ যে সব এনজাইম কোষের ভিতরে ক্রিয়া করে তাকে এন্ডোএনজাইম বলে। যেমন- ক্যালভিন চক্রের এনজাইম, হ্যাচ-স্ল্যাক চক্রের এনজাইম, ক্রেব্স চক্রের এনজাইম ও গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ার এনজাইম।

(ii) এক্সোএনজাইমঃ যে সব এনজাইম কোষের বাইরে ক্রিয়া করে তাকে এক্সোএনজাইম বলে। যেমন- লাইসোজাইম, পরিপাক এনজাইম প্রভৃতি।

কোন কোন এনজাইমের নাম দু’টি অংশ নিয়ে গঠিত। একটি অংশ সাবষ্ট্রেটের নাম অনুসারে এবং অপর অংশ বিক্রিয়ার নাম অনুসারে।

(i) হেক্সোজ + কাইনেজ = হেক্সোকাইনেজ

Hexose + Kinase = Hexokinase

(ii) ফ্রুক্টোজ ৬ ফসফেট + কাইনেজ = ফসফোফ্রুক্টোকাইনেজ

Fructose 6 phosphate + Kiase = Phosphofructokinase

(iii) ফসফোগ্লিসারিক এসিড + মিউটেজ = ফসফোগিøসারোমিউটেজ

Phosphoglyceric acid + Mutase = Phosphoglyceromutase

(iv) গ্লুকোজ ৬ ফসফেট + আইসোমারেজ = ফসফোগ্লুকো আইসোমারেজ

Glucose 6 phosphate + Isomerism = Phosphogluco-isomerase

(v) পাইরুভিক এসিড + কাইনেজ = পাইরুভিক এসিড কাইনেজ

Pyruvic acid + Kinase = Pyruvic acid kinase

(vi) পাইরুভিক এসিড + কার্বোক্সিলেশন = পাইরুভিক কার্বোক্সিলেজ

Pyruvic acid + Carboxilation = Pyruvic carboxilase

(vii) ম্যালিক এসিড + ডিহাইড্রোজিনেজ = ম্যালিক ডিহাইড্রোজিনেজ

Malic acid + Dehydrogenase = Malic dehydrogenase

এনজাইম যে বিক্রিয়াকে প্রভাবিত করে সে বিক্রিয়ার নাম অনুসারে এনজাইমের নামকরণ করা হয়। বিক্রিয়ার নামের শেষে এজ যোগ করে এনজাইমের নামকরণ করা হয়।

(i) হাইড্রোলাইসিস + এজ = হাইড্রোলেজ

Hydrolysis + ase = Hydrolase

(ii) অক্সিডেশন + এজ = অক্সিডেজ

Oxidation + ase = Oxidase

(iii) এপিমারিজম + এজ = এপিমারেজ

Epimarism + ase = Epimarase

(iv) ট্রান্সফারেশন + এজ = ট্রান্সফারেজ

Transferation + ase = Transferase

(v) রিডাকশন + এজ = রিডাকটেজ

Reduction + ase = Reductase

(vi) আইসোমারিজম + এজ = আইসোমারেজ

Isomerism + ase = Isomerase

(vii) ফসফোরাইলেশন + এজ = ফসফোরাইলেজ

Phosphorylation + ase = Phophorylase

(viii) পলিমারিজম + এজ = পলিমারেজ

Polymerism + ase = Polymerase

(ix) কার্বোক্সিলেশন + এজ = কার্বোক্সিলেজ

Carboxylation + ase = Carboxylase

(x) অ্যালকোহল ডিহাইড্রেশন + এজ = অ্যালকোহল ডিহাইড্রোজেনেজ

Alcohol dehydration + ase = Alchohol dehydrogenase

(xi) সাইটোক্রোম অক্সিডেশন + এজ = সাইটোক্রোম অক্সিডেজ

Cytochrome oxidetion + ase = Cytochrome oxidase

(xii) নাইট্রেট রিডাকশন + এজ = নাইট্রেট রিডাকটেজ

Nitrate reduction + ase = Nitratereductase

সাবষ্ট্রেটের নামের শেষে এজ বা ধংব যোগ করে এনজাইমের নামকরণ করা হয়।

(i) সুক্রোজ + এজ = সুক্রেজ, Sucrose + ase = Sucrase

(ii) ইউরিয়া + এজ = ইউরিয়েজ, Urea + ase = Urease

(iii) টাইরোসিন+এজ=টাইরোসিনেজ, Tyrosine + ase = Tyrosinase

(iv) প্রোটিন + এজ = প্রোটিয়েজ, Protein + ase = Protease

(v) পেকটিন + এজ = পেকটিনেজ, Pectin + ase = Pectinase

(vi) লিপিড + এজ = লাইপেজ, Lipid + ase = Lipase

(vii) অ্যামাইলোজ + এজ = অ্যামাইলেজ, Amylose + ase = Amylase

(viii) আরজিনিন + এজ = আরজিনেজ, Arginine + ase = Arginase

এনজাইমের প্রোসথেটিক গ্রুপটি কোন ধাতু দ্বারা গঠিত হলে তাকে কো-ফ্যাক্টর বলে। কো-ফ্যাক্টর হলো- Fe2+, Mg2+, Zn2+, Mn2+, Cu2+ ইত্যাদি

কনজুগেটেড এনজাইমের প্রোসথেটিক গ্রুপটি কোন জৈব রাসায়নিক পদার্থ দ্বারা গঠিত হলে তাকে কো-এনজাইম বলে। কয়েকটি কো-এনজাইম হলো-

১। FAD : Flavin Adenine Dinucleotide-কে সংক্ষেপে FAD বলে। ইহা ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সাথে কাজ করে এবং যৌগ থেকে হাইড্রোজেন মুক্ত বা গ্রহণ করে FADH2 তে পরিনত হয়।

২। FADH2 : Reduced Flavin Adenine Dinucleotide -কে সংক্ষেপে FADH2 বলে।

৩। FMN t Flavin Mono Nucleotide-কে সংক্ষেপে FMN বলে।

৪। NAD : Nicoti namide Adenine Dinucleotide-কে সংক্ষেপে NAD বলে। ইহা ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সাথে কাজ করে এবং যৌগ থেকে হাইড্রোজেন মুক্ত বা গ্রহণ করে NADH2 তে পরিনত হয়।

৫। NADP : Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate -কে সংক্ষেপে NADP বলে। ইহা ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সাথে কাজ করে এবং যৌগ থেকে হাইড্রোজেন মুক্ত বা গ্রহণ করে NADPH2 তে পরিনত হয়।

৬। NADPH2 : Reduced Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate-কে সংক্ষেপে NADPH2 বলে।

৭। CO-A : Co-enzyme A-কে সংক্ষেপে CO-A বলে। ভিটামিন- B, পাইরোফসফেট ও অ্যাডিনাইলিক এসিড নিয়ে CO-A গঠিত। ইহা ফ্যাটি এসিড বিপাক, সাইট্রিক এসিড চক্র, স্টেরল ও অ্যাসিটিল কোলিন সংশ্লেষণ করে।

৮। ATP : Adenosine Triphos phate-কে সংক্ষেপে ATP বলে। ইহা বিভিন্ন বিপাক ক্রিয়ায় শক্তি সরবরাহ করে।

৯। ADP : Adenosine Diphosphate-কে সংক্ষেপে ADP বলে। ADP ও Pi মিলে ATP তৈরী করে।

১০। সাইটোক্রোম : সাইটোক্রোম এক ধরনের কো-এ। ইহা ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট সিস্টেমে অংশ গ্রহণ করে। ইহা শর্করা বিপাকে অংশ নেয়