एंजाइम, क्रियाधार, सक्रिय स्थल কী?

उदाहरण 15.5 (लैक्टेज़)

दूध की शर्करा, यानी लैक्टोस, को छोटी आँत की परत में लैक्टेज़ एंजाइम दो सरल शर्कराओं में तोड़ देता है; और बिना टूटे वह बिना पचे बृहदांत्र तक पहुँच जाती है, जहाँ जीवाणु उसका किण्वन करते हैं, और नतीजे में गैस, मरोड़ तथा दस्त होते हैं। सारे शिशु लैक्टेज़ बनाते हैं; अधिकांश मनुष्यों में दूध छुड़ाने के बाद उसका जीन बंद कर दिया जाता है, और वयस्क लैक्टोस असहिष्णु हो जाते हैं। दुग्ध-पालन के लंबे इतिहास वाली आबादियों में वह युग्मविकल्पी आम है जो उस जीन को जीवन भर सक्रिय रखता है — उत्तरी यूरोप में 90%, पूर्वी एशिया में 10%। असहिष्णु लोगों को बेची जाने वाली लैक्टेज़ की बूँदों में वही एंजाइम होता है, जो कवकों से बनाया जाता है।

उदाहरण 15.8 (फेनिलकीटोनूरिया, और आहार किसी लक्षणप्ररूप को कैसे बदल देता है)

दस हज़ार नवजातों में लगभग एक एंजाइम 1 वाले जीन के दो बेकार युग्मविकल्पी ढोता है। भोजन का फेनिलऐलानिन बदला नहीं जाता; रक्त में उसकी सांद्रता बीस गुना चढ़ जाती है और वह विकसित होते मस्तिष्क को विष देता है। बिना इलाज के वह बच्चा गंभीर बौद्धिक अशक्तता झेलता है। पर जन्म पर ही किसी कार्ड पर रक्त की एक बूँद से पहचाना जाए — हर नवजात की जाँच होती है — और उसे फेनिलऐलानिन से लगभग मुक्त आहार दिया जाए, तो वही बच्चा सामान्य रूप से बढ़ता है। जीनप्ररूप अनबदला है; और आणविक पैमाने से ऊपर हर पैमाने पर लक्षणप्ररूप किसी स्वस्थ व्यक्ति वाला है। फ़ैसला पर्यावरण ने किया, यहाँ आहार ने।

उदाहरण 13.4 (तीन एंजाइम)

लाइसोज़ाइम, जो आँसुओं और अंडे के सफ़ेद भाग में है, जीवाणु भित्ति के किसी शर्करा वलय को संक्रमण अवस्था की आकृति में तान देता है और शृंखला काट देता है: $10^8$ गुना त्वरण। कार्बोनिक ऐनहाइड्रेज़, जो लाल कोशिकाओं में है, एक ज़िंक आयन थामे है जो जल को ऐसा हाइड्रॉक्साइड बना देता है जो $\mathrm{CO_2}$ पर हमला करने को तैयार है: प्रति सेकंड दस लाख अणु, यानी कैटेलेज़ के बाद सबसे तेज़ एंजाइम। काइमोट्रिप्सिन, जो अग्न्याशयी रस में है, एक हिस्टिडीन से क्रियाशील बनाई गई सेरीन से ऐरोमैटिक अवशेषों के बाद प्रोटीन काटता है: प्रति सेकंड सौ, और एक सहसंयोजी मध्यवर्ती के साथ।

उदाहरण 13.8 (एंजाइमों की तुलना)

कैटेलेज़ और कार्बोनिक ऐनहाइड्रेज़ विसरण की सीमा पर काम करते हैं: क्रियाधार से हर टक्कर फलदायी होती है। काइमोट्रिप्सिन धीमा है पर उसे धीमा होना ही चाहिए — वह कोई पेप्टाइड बंध काटता है, जो परॉक्साइड तोड़ने से कहीं कठिन काम है।

उदाहरण 13.10 (औषधि के रूप में स्पर्धा)

मेथेनॉल तब तक हानिरहित है जब तक यकृत की ऐल्कोहॉल डिहाइड्रोजनेज़ उसे फ़ॉर्मैल्डिहाइड और फ़ॉर्मिक अम्ल में न बदल दे, जो अंधा कर देते हैं और मार डालते हैं। इलाज एथेनॉल है: कम $K_m$ वाला एक स्पर्धी क्रियाधार, जो एंजाइम को व्यस्त रखता है जबकि मेथेनॉल अनबदला उत्सर्जित हो जाता है। स्टैटिन उस एंजाइम के स्पर्धी संदमक हैं जो कार्बन को कोलेस्टेरॉल में लगाता है, और वे संक्रमण अवस्था जैसे दिखते हैं; और सल्फ़ोनामाइड उस जीवाणु एंजाइम के क्रियाधार जैसे दिखते हैं जो फ़ोलेट बनाता है, जिसे मनुष्य बनाते ही नहीं और इसलिए उसकी कमी नहीं खलती।