एडेनोसिन डाइफॉस्फेट

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changed एडेनोसिन डाइफॉस्फेट (ADP)[1], जिसे एडेनोसिन पाइरोफॉस्फेट (APP) के रूप में भी जाना जाता है, चयापचय (metabolism) में एक महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिक है और जीवित कोशिकाओं में ऊर्जा के प्रवाह के लिए आवश्यक है। ADP तीन महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटकों से बना है: एडेनाइन से जुड़ी एक शर्करा (sugar) रीढ़ और राइबोज के 5-कार्बन परमाणु से बंधे दो फॉस्फेट समूह। ADP का डाइफॉस्फेट समूह शर्करा रीढ़ के 5' कार्बन से जुड़ा होता है, जबकि एडेनाइन 1' कार्बन से जुड़ता है।

ADP को एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) और एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (AMP) में परस्पर परिवर्तित किया जा सकता है। ATP में ADP की तुलना में एक फॉस्फेट समूह अधिक होता है, जबकि AMP में एक फॉस्फेट समूह कम होता है। सभी जीवित प्राणियों द्वारा उपयोग किया जाने वाला ऊर्जा हस्तांतरण ATPase नामक एंजाइमों द्वारा ATP के डीफॉस्फोराइलेशन का परिणाम है। ATP से एक फॉस्फेट समूह के अलग होने से ऊर्जा का चयापचय प्रतिक्रियाओं के साथ युग्मन होता है और उप-उत्पाद के रूप में ADP प्राप्त होता है।[2] ATP को लगातार कम-ऊर्जा वाली प्रजातियों ADP और AMP से पुनर्गठित किया जाता है। ATP का जैव-संश्लेषण सब्सट्रेट-स्तरीय फॉस्फोराइलेशन, ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन और फोटोफॉस्फोराइलेशन जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो सभी ADP में एक फॉस्फेट समूह को जोड़ने की सुविधा प्रदान करते हैं।

जैव-ऊर्जा विज्ञान (Bioenergetics)

ADP चक्र एक जैविक प्रणाली में कार्य करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की आपूर्ति करता है, जो ऊर्जा को एक स्रोत से दूसरे स्रोत में स्थानांतरित करने की ऊष्मागतिकी (thermodynamic) प्रक्रिया है। ऊर्जा दो प्रकार की होती है: स्थितिज ऊर्जा (potential energy) और गतिज ऊर्जा (kinetic energy)। स्थितिज ऊर्जा को संचित ऊर्जा, या कार्य करने के लिए उपलब्ध उपयोगी ऊर्जा के रूप में माना जा सकता है। गतिज ऊर्जा किसी वस्तु की उसकी गति के परिणामस्वरूप ऊर्जा है। ATP का महत्व फॉस्फेट बंधों के भीतर स्थितिज ऊर्जा को संग्रहीत करने की इसकी क्षमता में है। इन बंधों के बीच संग्रहीत ऊर्जा को फिर कार्य करने के लिए स्थानांतरित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ATP से प्रोटीन मायोसिन में ऊर्जा का स्थानांतरण मांसपेशियों के संकुचन के दौरान एक्टिन से जुड़ते समय एक संरचनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है।[2]

ATP के संश्लेषण और क्षरण का चक्र; 1 और 2 क्रमशः ऊर्जा के आउटपुट और इनपुट का प्रतिनिधित्व करते हैं।

मायोसिन और एक्टिन के बीच प्रभावी रूप से एक मांसपेशी संकुचन उत्पन्न करने के लिए कई प्रतिक्रियाओं की आवश्यकता होती है, और इसलिए, प्रत्येक मांसपेशी संकुचन उत्पन्न करने के लिए बड़ी मात्रा में ATP की उपलब्धता आवश्यक है। इस कारण से, जैविक प्रक्रियाओं ने ADP से ATP की स्थितिज ऊर्जा को फिर से भरने के कुशल तरीके विकसित किए हैं।[3]

ATP के फास्फोरस बंधों में से एक को तोड़ने से ATP के प्रति मोल लगभग 30.5 किलोजूल (7.3 kcal) उत्पन्न होते हैं।[4] ADP को भोजन में उपलब्ध रासायनिक ऊर्जा को जारी करने की प्रक्रिया के माध्यम से ATP में परिवर्तित या वापस संचालित किया जा सकता है; मनुष्यों में, यह लगातार माइटोकॉन्ड्रिया में वायवीय श्वसन (aerobic respiration) के माध्यम से किया जाता है। पौधे सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा को परिवर्तित और संग्रहीत करने के लिए प्रकाश संश्लेषक (photosynthetic) मार्गों का उपयोग करते हैं, जिसमें ADP का ATP में रूपांतरण भी शामिल है। जानवर ADP को ATP में बदलने के लिए ग्लूकोज और अन्य अणुओं के टूटने से निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग करते हैं, जिसका उपयोग फिर आवश्यक विकास और कोशिका रखरखाव को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है।

कोशिकीय श्वसन

अपचय (Catabolism)

ग्लाइकोलाइसिस का दस-चरणीय अपचय (catabolic) मार्ग ग्लूकोज के टूटने में मुक्त-ऊर्जा रिलीज का प्रारंभिक चरण है और इसे दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है, प्रारंभिक चरण और भुगतान चरण। TCA चक्र और ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन तंत्र की भुगतान प्रतिक्रियाओं में ATP को संश्लेषित करने के लिए अग्रदूतों के रूप में ADP और फॉस्फेट की आवश्यकता होती है।[5] ग्लाइकोलाइसिस के भुगतान चरण के दौरान, एंजाइम फॉस्फोग्लिसरेट काइनेज और पाइरूवेट काइनेज सब्सट्रेट-स्तरीय फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से ADP में एक फॉस्फेट समूह को जोड़ने की सुविधा प्रदान करते हैं।

ग्लाइकोलाइसिस का अवलोकन

ग्लाइकोलाइसिस

মূল নিবন্ধ: glycolysis ग्लाइकोलाइसिस सभी जीवित जीवों द्वारा किया जाता है और इसमें 10 चरण होते हैं। ग्लाइकोलाइसिस की समग्र प्रक्रिया के लिए शुद्ध प्रतिक्रिया है:[6]

ग्लूकोज + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 पाइरूवेट + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O

चरण 1 और 3 में ATP के ADP और Pi (अकार्बनिक फॉस्फेट) में हाइड्रोलिसिस से प्राप्त ऊर्जा के इनपुट की आवश्यकता होती है, जबकि चरण 7 और 10 में ADP के इनपुट की आवश्यकता होती है, जिनमें से प्रत्येक ATP प्रदान करता है। ग्लूकोज को तोड़ने के लिए आवश्यक एंजाइम कोशिका द्रव्य (cytoplasm) में पाए जाते हैं, जो जीवित कोशिकाओं को भरने वाला चिपचिपा तरल है, जहाँ ग्लाइकोलाइटिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

सिट्रिक एसिड चक्र

মূল নিবন্ধ: citric acid cycle सिट्रिक एसिड चक्र, जिसे क्रेब्स चक्र या TCA (ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड) चक्र के रूप में भी जाना जाता है, एक 8-चरणीय प्रक्रिया है जो ग्लाइकोलाइसिस द्वारा उत्पन्न पाइरूवेट को लेती है और 4 NADH, FADH2, और GTP उत्पन्न करती है, जिसे आगे ATP में परिवर्तित किया जाता है।[7] केवल चरण 5 में, जहाँ सक्सिनिल-CoA सिंथेटेस द्वारा GTP उत्पन्न होता है, और फिर ATP में परिवर्तित होता है, ADP का उपयोग किया जाता है (GTP + ADP → GDP + ATP)।

ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन

মূল নিবন্ধ: oxidative phosphorylation ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन इलेक्ट्रॉन वाहकों के माध्यम से NADH या FADH2 से O2 तक इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करके कोशिकीय श्वसन में उत्पन्न ATP के 30 समकक्षों में से 26 का उत्पादन करता है।[8] जब इलेक्ट्रॉनों को उच्च-ऊर्जा NADH या FADH2 से कम-ऊर्जा O2 में पारित किया जाता है, तो जारी ऊर्जा ADP को फॉस्फोराइलेट करने और एक बार फिर ATP उत्पन्न करने के लिए आवश्यक होती है। यह ऊर्जा युग्मन और ADP का ATP में फॉस्फोराइलेशन ही है जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन नाम देता है।

ATP-सिंथेस

माइटोकॉन्ड्रियल एटीपी सिंथेस कॉम्प्लेक्स

মূল নিবন্ধ: ATP synthase ग्लाइकोलिसिस और TCA चक्र के प्रारंभिक चरणों के दौरान, NAD+ जैसे कोफैक्टर इलेक्ट्रॉनों का दान और ग्रहण करते हैं[9], जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला की आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के पार प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) उत्पन्न करने की क्षमता में सहायता करते हैं। एटीपी सिंथेस कॉम्प्लेक्स माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के भीतर (FO भाग) मौजूद होता है और मैट्रिक्स (F1 भाग) में बाहर की ओर निकला होता है। रासायनिक प्रवणता के परिणामस्वरूप प्राप्त ऊर्जा का उपयोग फिर एटीपी सिंथेस एंजाइम के सक्रिय स्थल में अकार्बनिक फॉस्फेट को ADP के साथ जोड़कर ATP को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है; इसके लिए समीकरण को ADP + Pi → ATP के रूप में लिखा जा सकता है।

रक्त प्लेटलेट सक्रियण

सामान्य परिस्थितियों में, छोटी डिस्क के आकार की प्लेटलेट रक्त में स्वतंत्र रूप से और एक-दूसरे के साथ बिना किसी अंतःक्रिया के संचारित होती हैं। ADP रक्त प्लेटलेट के अंदर सघन निकायों (dense bodies) में संग्रहीत होता है और प्लेटलेट सक्रियण पर मुक्त होता है। ADP प्लेटलेट्स पर पाए जाने वाले ADP रिसेप्टर्स (P2Y1, P2Y12, और P2X1) के एक परिवार के साथ अंतःक्रिया करता है, जिससे प्लेटलेट सक्रियण होता है।[10]

  • P2Y1 रिसेप्टर्स ADP के साथ अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप प्लेटलेट एकत्रीकरण और आकार परिवर्तन शुरू करते हैं।
  • P2Y12 रिसेप्टर्स ADP के प्रति प्रतिक्रिया को और बढ़ाते हैं और एकत्रीकरण को पूर्णता तक ले जाते हैं।

रक्त में मौजूद ADP को एक्टो-ADPase की क्रिया द्वारा एडेनोसिन में परिवर्तित कर दिया जाता है, जो एडेनोसिन रिसेप्टर के माध्यम से आगे के प्लेटलेट सक्रियण को रोकता है।

संदर्भ

  1. ↑ Lawrence, Eleanor. "ADP". Henderson's Dictionary of Biological Terms. 1. ISBN 0-470-21446-5.
  2. ↑ 2.0 2.1 Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named Lehninger
  3. ↑ Nave, C.R.. (2005). Adenosine Triphosphate. Hyper Physics [serial on the Internet].
  4. ↑ Farabee, M.J.. (2002). The Nature of ATP. ATP and Biological Energy [serial on the Internet].
  5. ↑ (March 2012). "Regulation of glucose and glycogen metabolism during and after exercise". J. Physiol.. 590 (Pt 5) 1069–76. doi:10.1113/jphysiol.2011.224972.
  6. ↑ Medh, J.D. Glycolysis. CSUN.Edu.
  7. ↑ Citric Acid Cycle. Takusagawa’s Note.
  8. ↑ Oxidative phosphorylation. W H Freeman, 2002.
  9. ↑ (January 2007). "NAD+ metabolism in health and disease". Trends Biochem. Sci.. 32 (1) 12–9. doi:10.1016/j.tibs.2006.11.006.
  10. ↑ (2006). "The role of ADP receptors in platelet function". Front. Biosci.. 11 1977–86. doi:10.2741/1939.

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Adenosine diphosphate” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Adenosine_diphosphate यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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