కైటిన్

From LTRC
Revision as of 09:42, 9 October 2026 by Abhinaya (talk | contribs) (ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Chitin” వ్యాసానికి తెలుగు అనువాదం)
(diff) ← Older revision | Latest revision (diff) | Newer revision → (diff)

కైటిన్ (C8H13O5N)n (IPA: /ˈkaɪtᵻn/ tin) అనేది N-ఎసిటైల్ గ్లూకోసమైన్ యొక్క లాంగ్-చైన్ polymer, ఇది glucose యొక్క amide ఉత్పన్నం. ప్రకృతిలో అత్యధికంగా లభించే రెండవ polysaccharide కైటిన్ (సెల్యులోజ్ తర్వాత మాత్రమే); biosphereలో ప్రతి సంవత్సరం సుమారు 1 బిలియన్ టన్నుల కైటిన్ ఉత్పత్తి అవుతుందని అంచనా.[1] ఇది fungi (ముఖ్యంగా ఫిలమెంటస్ మరియు పుట్టగొడుగులను ఏర్పరిచే శిలీంధ్రాలు), క్రస్టేసియన్లు మరియు కీటకాలు వంటి arthropodల exoskeletonలు, molluscల radulaలు, cephalopod beakలు మరియు gladii, మరియు కొన్ని నెమటోడ్లు మరియు డయాటమ్ లలో cell wallల యొక్క ప్రాథమిక భాగం.[2][3] ఇది కనీసం కొన్ని చేపలు మరియు lissamphibiaన్ల ద్వారా కూడా సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది.[4] వాణిజ్యపరంగా, కైటిన్ పీతలు, రొయ్యలు, షెల్ ఫిష్ మరియు లాబ్స్టర్ల పెంకుల నుండి సేకరించబడుతుంది, ఇవి సీఫుడ్ పరిశ్రమ యొక్క ప్రధాన ఉప-ఉత్పత్తులు.[2][3] కైటిన్ నిర్మాణం సెల్యులోజ్‌తో పోల్చదగినది,[5] ఇది స్పటికాకార నానోఫైబ్రిల్స్ లేదా విస్కర్లను ఏర్పరుస్తుంది. ఇది క్రియాత్మకంగా keratin ప్రోటీన్‌తో పోల్చదగినది. కైటిన్ అనేక వైద్య, పారిశ్రామిక మరియు బయోటెక్నాలజికల్ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగకరంగా నిరూపించబడింది.[3][6]

వ్యుత్పత్తి (Etymology)

ఆంగ్ల పదం chitin అనేది ఫ్రెంచ్ పదం chitine నుండి వచ్చింది, ఇది 1821లో గ్రీకు పదం χιτών (khitōn) నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం 'కవరింగ్' (కప్పి ఉంచేది).[7]

ఇదే విధమైన పదం, "chiton", రక్షణ కవచం కలిగిన సముద్ర జీవిని సూచిస్తుంది.

రసాయన శాస్త్రం, భౌతిక ధర్మాలు మరియు జీవక్రియాత్మక విధి

కైటిన్ నిర్మాణాన్ని Albert Hofmann 1929లో నిర్ణయించారు. హాఫ్మన్ Helix pomatia అనే నత్త నుండి పొందిన chitinase అనే ఎంజైమ్ యొక్క ముడి తయారీని ఉపయోగించి కైటిన్‌ను జలవిశ్లేషణ (hydrolyzed) చేశారు.[8][9][10]

కైటిన్ అనేది నైట్రోజన్ కలిగిన మార్పు చెందిన polysaccharide; ఇది N-ఎసిటైల్-D-గ్లూకోసమైన్ (ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే, 2-(ఎసిటైల్ ఎమినో)-2-డియోక్సీ-D-గ్లూకోజ్) యూనిట్ల నుండి సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది. ఈ యూనిట్లు కోవాలెంట్ β-(1→4)-లింకేజీలను ఏర్పరుస్తాయి (సెల్యులోజ్‌ను ఏర్పరిచే glucose యూనిట్ల మధ్య ఉండే లింకేజీల వలె). అందువల్ల, కైటిన్‌ను ప్రతి monomerపై ఒక hydroxyl గ్రూపుకు బదులుగా acetyl amine గ్రూపు ఉన్న సెల్యులోజ్‌గా వర్ణించవచ్చు. ఇది ప్రక్కనే ఉన్న polymers మధ్య పెరిగిన hydrogen bondingను అనుమతిస్తుంది, ఇది కైటిన్-పాలిమర్ మాతృకకు పెరిగిన బలాన్ని ఇస్తుంది.

దాని స్వచ్ఛమైన, మార్పు చెందని రూపంలో, కైటిన్ పారదర్శకంగా, వంగే గుణం కలిగి, స్థితిస్థాపకతతో మరియు చాలా గట్టిగా ఉంటుంది. అయితే, చాలా arthropodలలో, ఇది తరచుగా మార్పు చెందుతుంది, ఇది ఎక్కువగా composite materialల భాగం వలె కనిపిస్తుంది, ఉదాహరణకు sclerotinలో, ఇది ఒక ట్యాన్ చేయబడిన proteinaceous మాతృక, ఇది insectల exoskeletonలో ఎక్కువ భాగాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. calcium carbonateతో కలిపినప్పుడు, క్రస్టేసియన్లు మరియు molluscల పెంకులలో వలె, కైటిన్ మరింత బలమైన కాంపోజిట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ కాంపోజిట్ పదార్థం స్వచ్ఛమైన కైటిన్ కంటే చాలా గట్టిగా మరియు దృఢంగా ఉంటుంది, మరియు స్వచ్ఛమైన కాల్షియం కార్బోనేట్ కంటే కఠినంగా మరియు తక్కువ పెళుసుగా ఉంటుంది.[11] స్వచ్ఛమైన మరియు కాంపోజిట్ రూపాల మధ్య మరొక వ్యత్యాసాన్ని caterpillar యొక్క వంగే శరీర గోడను (ప్రధానంగా కైటిన్) beetle యొక్క గట్టి, తేలికపాటి elytronతో (ఎక్కువ శాతం స్క్లెరోటిన్ కలిగి ఉంటుంది) పోల్చడం ద్వారా చూడవచ్చు.[12]

సీతాకోకచిలుక రెక్కల పొలుసులలో, కైటిన్ కైటిన్ photonic crystalలతో నిర్మించబడిన gyroidల కుప్పలుగా అమర్చబడి ఉంటుంది, ఇవి వివిధ iridescent రంగులను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇవి సంభోగం మరియు ఆహార సేకరణ కోసం ఫినోటైపిక్ సిగ్నలింగ్ మరియు కమ్యూనికేషన్‌కు ఉపయోగపడతాయి.[13] సీతాకోకచిలుక రెక్కలలోని క్లిష్టమైన కైటిన్ గైరాయిడ్ నిర్మాణం biomimicryలో ఆవిష్కరణలకు అవకాశం ఉన్న ఆప్టికల్ పరికరాల నమూనాను సృష్టిస్తుంది.[13] Cyphochilus జాతికి చెందిన Scarab beetleలు కూడా అత్యంత సన్నని పొలుసులను (ఐదు నుండి పదిహేను micrometreల మందం) ఏర్పరచడానికి కైటిన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి, ఇవి తెల్లని కాంతిని విస్తృతంగా ప్రతిబింబిస్తాయి. ఈ పొలుసులు వందల nanometreల స్థాయిలో వ్యాసం కలిగిన కైటిన్ యొక్క యాదృచ్ఛికంగా అమర్చబడిన ఫిలమెంట్ల నెట్‌వర్క్‌లు, ఇవి కాంతిని చెదరగొట్టడానికి ఉపయోగపడతాయి. కాంతి యొక్క మల్టిపుల్ స్కాటరింగ్ పొలుసుల యొక్క అసాధారణ తెల్లదనంలో పాత్ర పోషిస్తుందని భావిస్తున్నారు.[14][15] అదనంగా, Protopolybia chartergoides వంటి కొన్ని సామాజిక కందిరీగలు, కాగితంతో తయారైన బాహ్య గూడు కవచాలను బలోపేతం చేయడానికి ప్రధానంగా కైటిన్ కలిగిన పదార్థాన్ని నోటి ద్వారా స్రవిస్తాయి.[16]

Chitosan వాణిజ్యపరంగా sodium hydroxideతో చికిత్స చేయడం ద్వారా కైటిన్ యొక్క deacetylation ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. చిటోసాన్ గాయాలను నయం చేయడం, డ్రగ్ డెలివరీ మరియు టిష్యూ ఇంజనీరింగ్‌తో సహా అనేక రకాల బయోమెడికల్ అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.[2][3] దాని నిర్దిష్ట ఇంటర్మోలిక్యులర్ హైడ్రోజన్ బాండింగ్ నెట్‌వర్క్ కారణంగా, కైటిన్‌ను నీటిలో కరిగించడం చాలా కష్టం.[17] చిటోసాన్ (సుమారు 28% కంటే ఎక్కువ డీఎసిటైలేషన్ డిగ్రీతో), మరోవైపు, ఎసిటిక్, ఫార్మిక్ మరియు లాక్టిక్ ఆమ్లాలు వంటి 6.0 pH కంటే తక్కువ ఉన్న పలుచని ఆమ్ల జల ద్రావణాలలో కరిగించవచ్చు. సుమారు 49% కంటే ఎక్కువ డీఎసిటైలేషన్ డిగ్రీ ఉన్న చిటోసాన్ నీటిలో కరుగుతుంది.[18][19]

మనుషులు మరియు ఇతర క్షీరదాలు

మనుషులు మరియు ఇతర క్షీరదాలు కైటిన్‌ను విచ్ఛిన్నం చేయగల chitinase మరియు కైటినేస్-వంటి ప్రోటీన్లను కలిగి ఉంటాయి; అవి కైటిన్ మరియు దాని విచ్ఛిన్న ఉత్పత్తులను గుర్తించగల అనేక immune receptorలను కూడా కలిగి ఉంటాయి, ఇవి immune responseను ప్రారంభిస్తాయి.[20]

కైటిన్ ఎక్కువగా ఊపిరితిత్తులలో లేదా gastrointestinal tractలో గుర్తించబడుతుంది, అక్కడ ఇది eosinophilలు లేదా macrophageల ద్వారా innate immune systemను, అలాగే T helper కణాల ద్వారా adaptive immune responseను సక్రియం చేయగలదు.[20] చర్మంలోని Keratinocyteలు కూడా కైటిన్ లేదా కైటిన్ శకలాలకు స్పందించగలవు.[20]

మొక్కలు

మొక్కలు కూడా కైటిన్‌కు ప్రతిస్పందనను కలిగించే గ్రాహకాలను కలిగి ఉంటాయి, అవి కైటిన్ ఎలిసిటర్ రిసెప్టర్ కైనేజ్ 1 మరియు కైటిన్ ఎలిసిటర్-బైండింగ్ ప్రోటీన్.[20] మొదటి కైటిన్ గ్రాహకం 2006లో క్లోన్ చేయబడింది.[21] కైటిన్ ద్వారా గ్రాహకాలు సక్రియం చేయబడినప్పుడు, మొక్కల రక్షణకు సంబంధించిన జన్యువులు వ్యక్తమవుతాయి మరియు jasmonate హార్మోన్లు సక్రియం చేయబడతాయి, ఇవి క్రమంగా వ్యవస్థాగత రక్షణలను సక్రియం చేస్తాయి.[22] కమెన్సల్ శిలీంధ్రాలు హోస్ట్ రోగనిరోధక ప్రతిస్పందనతో సంకర్షణ చెందడానికి మార్గాలను కలిగి ఉన్నాయి, ఇవి 2016, బాగా అర్థం చేసుకోబడలేదు.[21]

కొన్ని వ్యాధికారక కణజాలాలు కైటిన్-బైండింగ్ ప్రోటీన్లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇవి ఈ గ్రాహకాల నుండి అవి రాల్చే కైటిన్‌ను ముసుగు చేస్తాయి.[22][23]

శిలాజ రికార్డు

Cambrian ఆర్థ్రోపోడ్లైన trilobiteల ఎక్సోస్కెలిటన్లలో కైటిన్ బహుశా ఉండి ఉండవచ్చు. ఇప్పటివరకు నివేదించబడిన పురాతన సంరక్షించబడిన (చెక్కుచెదరని) కైటిన్ నమూనాలు Oligocene కాలానికి చెందినవి, సుమారు 25, ఇవి amberలో పొందుపరచబడిన నమూనాల నుండి వచ్చాయి, అక్కడ కైటిన్ పూర్తిగా క్షీణించలేదు.[24]

ఉపయోగాలు

వ్యవసాయం

వ్యాధులను నియంత్రించడానికి మొక్కల రక్షణ యంత్రాంగాలను ప్రేరేపించడంలో కైటిన్ ఒక మంచి ప్రేరకం.[25] ఇది పంట దిగుబడిని పెంచే సారవంతమైన మరియు మొక్కల స్థితిస్థాపకతను మెరుగుపరచడానికి నేల fertilizer లేదా కండిషనర్గా ఉపయోగించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది.[26][27]

పారిశ్రామిక

కైటిన్ అనేక పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో ఉపయోగించబడుతుంది. food processingలో రసాయనికంగా మార్పు చెందిన కైటిన్ యొక్క సంభావ్య ఉపయోగాలకు ఉదాహరణలు తినదగిన ఫిల్మ్‌ల ఏర్పాటు మరియు ఆహారాలు మరియు ఆహార ఎమల్షన్లను చిక్కగా మరియు స్థిరీకరించడానికి సంకలితం (additive)గా ఉపయోగించడం.[28][29] పేపర్ను సైజ్ చేయడానికి మరియు బలోపేతం చేయడానికి కైటిన్ మరియు chitosanను ఉపయోగిస్తారు.[30][31]

పరిశోధన

కైటిన్ రసాయనికంగా లేదా ఎంజైమ్ ద్వారా డీఎసిటైలేట్ చేయబడి chitosanను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది అత్యంత బయోకాంపాటబుల్ పాలిమర్, ఇది బయోమెడికల్ పరిశ్రమలో విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలను కనుగొంది.[2][32][33] కైటిన్ మరియు చిటోసాన్ రోగనిరోధక ప్రతిస్పందనను ప్రేరేపించే సామర్థ్యం కారణంగా vaccine adjuvantగా అన్వేషించబడ్డాయి.[2][20]

కైటిన్ మరియు చిటోసాన్ కణజాలం ఎలా పెరుగుతుంది మరియు గాయాలు ఎలా నయమవుతాయి అనే అధ్యయనాలలో స్కాఫోల్డ్స్గా అభివృద్ధిలో ఉన్నాయి, మరియు మెరుగైన bandages, సర్జికల్ థ్రెడ్, మరియు allotransplantation కోసం పదార్థాలను కనుగొనే ప్రయత్నాలలో ఉన్నాయి.[2][17][34] కైటిన్‌తో చేసిన కుట్లు ప్రయోగాత్మకంగా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి, కానీ వాటి స్థితిస్థాపకత లేకపోవడం మరియు దారం తయారీలో సమస్యలు ఇప్పటివరకు వాణిజ్య విజయాన్ని నిరోధించాయి.[35]

Chitosan biodegradable ప్లాస్టిక్ యొక్క పునరుత్పత్తి చేయదగిన రూపాన్ని తయారు చేయడానికి ప్రదర్శించబడింది మరియు ప్రతిపాదించబడింది.[36] కైటిన్ nanofiberలు tissue engineering, డ్రగ్ డెలివరీ మరియు వైద్యంలో ఉత్పత్తుల అభివృద్ధి కోసం క్రస్టేసియన్ వ్యర్థాలు మరియు పుట్టగొడుగుల నుండి సేకరించబడతాయి.[2][37]

ఇది కూడా చూడండి

మూలాలు

  1. ↑ Nelson, D.L., Cox, M.M.. (2017). "Lehninger Principles of Biochemistry". McMillan Learning. ISBN 978-1-4641-2611-6.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 (2022-12-02). Polysaccharide-based hydrogels for drug delivery and wound management: a review. Expert Opinion on Drug Delivery. 19 (12) 1664–1695. doi:10.1080/17425247.2022.2152791.
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 (2024-01-01). Polysaccharide-based hydrogels for medical devices, implants and tissue engineering: A review. International Journal of Biological Macromolecules. 256 (Pt 2). doi:10.1016/j.ijbiomac.2023.128488.
  4. ↑ (2015). "Chitin is endogenously produced in vertebrates". Curr Biol. 25 (7) 897–900. doi:10.1016/j.cub.2015.01.058.
  5. ↑ (2026-07-15). Cellulose | Definition, Uses, & Facts | Britannica. www.britannica.com.
  6. ↑ (2019-12-01). "Applications of chitosan in food, pharmaceuticals, medicine, cosmetics, agriculture, textiles, pulp and paper, biotechnology, and environmental chemistry". Environmental Chemistry Letters. 17 (4) 1667–1692. doi:10.1007/s10311-019-00904-x.
  7. ↑ Odier, Auguste. (1823). Mémoire sur la composition chimique des parties cornées des insectes. Mémoires de la Société d'Histoire Naturelle de Paris. 1 29–42.
  8. ↑ Hofmann, A.. (1929). "Über den enzymatischen Abbau des Chitins und Chitosans". University of Zurich.
  9. ↑ (1929). "Polysaccharide XXXIX. Über den enzymatischen Abbau von Chitin and Chitosan I". Helvetica Chimica Acta. 12 (1) 616–637. doi:10.1002/hlca.19290120167.
  10. ↑ (2008). In Memoriam: Albert Hofmann (1906-2008). CHIMIA. 62 (5) 444–447. doi:10.2533/chimia.2008.444.
  11. ↑ Campbell, N. A. (1996) Biology (4th edition) Benjamin Cummings, New Work. p.69 0-8053-1957-3
  12. ↑ Gilbert, Lawrence I.. (2009). "Insect development: morphogenesis, molting and metamorphosis". Elsevier/Academic Press. ISBN 978-0-12-375136-2.
  13. ↑ 13.0 13.1 (2010). "Structure, function, and self-assembly of single network gyroid (I4132) photonic crystals in butterfly wing scales". Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (26) 11676–81. doi:10.1073/pnas.0909616107.
  14. ↑ Dasi Espuig M. (16 August 2014). Beetles' whiteness understood. BBC News: Science and Environment.
  15. ↑ (2014). "Bright-white beetle scales optimise multiple scattering of light". Scientific Reports. 4 6075. doi:10.1038/srep06075.
  16. ↑ (2001-10-01). "Nest materials and some chemical characteristics of nests of a New World swarm-founding polistine wasp, Polybia paulista (Hymenoptera Vespidae)". Ethology Ecology & Evolution. 13 (4) 351–360. doi:10.1080/08927014.2001.9522766.
  17. ↑ 17.0 17.1 (May 2017). "Bio-based materials with novel characteristics for tissue engineering applications - A review.". International Journal of Biological Macromolecules. 98 837–846. doi:10.1016/j.ijbiomac.2017.02.048.
  18. ↑ (2000-12-01). Preparation and Solubility in Acid and Water of Partially Deacetylated Chitins. Biomacromolecules. 1 (4) 609–614. doi:10.1021/bm000036j.
  19. ↑ (2019-01-01). The Impact and Prospects of Green Chemistry for Textile Technology. 107–133. Woodhead Publishing. ISBN 978-0-08-102491-1.
  20. ↑ 20.0 20.1 20.2 20.3 20.4 (1 March 2017). "Chitin and Its Effects on Inflammatory and Immune Responses.". Clinical Reviews in Allergy & Immunology. 54 (2) 213–223. doi:10.1007/s12016-017-8600-0.
  21. ↑ 21.0 21.1 (March 2015). "The battle for chitin recognition in plant-microbe interactions.". FEMS Microbiology Reviews. 39 (2) 171–83. doi:10.1093/femsre/fuu003.
  22. ↑ 22.0 22.1 (21 November 2013). "A Review of the Applications of Chitin and Its Derivatives in Agriculture to Modify Plant-Microbial Interactions and Improve Crop Yields". Agronomy. 3 (4) 757–793. doi:10.3390/agronomy3040757.
  23. ↑ (December 2016). "Convergent evolution of filamentous microbes towards evasion of glycan-triggered immunity.". The New Phytologist. 212 (4) 896–901. doi:10.1111/nph.14064.
  24. ↑ Briggs, DEG. (29 January 1999). "Molecular taphonomy of animal and plant cuticles: selective preservation and diagenesis". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 354 (1379) 7–17. doi:10.1098/rstb.1999.0356.
  25. ↑ (2010). "Chitosan in plant protection". Marine Drugs. 8 (4) 968–987. doi:10.3390/md8040968.
  26. ↑ (2016-04-21). "Chitin mixed in potting soil alters lettuce growth, the survival of zoonotic bacteria on the leaves and associated rhizosphere microbiology". Frontiers in Microbiology. 7 565. doi:10.3389/fmicb.2016.00565.
  27. ↑ (1996-05-01). "Effects of chitin amendment of soil on microorganisms, nematodes, and growth of white clover (Trifolium repens L.) and perennial ryegrass (Lolium perenne L.)". Biology and Fertility of Soils. 22 (3) 221–226. doi:10.1007/BF00382516.
  28. ↑ (August 2011). "Oil-in-water emulsions stabilized by chitin nanocrystal particles". Food Hydrocolloids. 25 (6) 1521–1529. doi:10.1016/j.foodhyd.2011.02.008.
  29. ↑ (1999). "Food applications of chitin and chitosans". Trends in Food Science & Technology. 10 (2) 37–51. doi:10.1016/s0924-2244(99)00017-5.
  30. ↑ (May 1990). Biodegradable film derived from chitosan and homogenized cellulose. Industrial & Engineering Chemistry Research. 29 (5) 800–805. doi:10.1021/ie00101a015.
  31. ↑ (July 2005). Packaging-related properties of protein- and chitosan-coated paper. Packaging Technology and Science. 18 (4) 161–170. doi:10.1002/pts.685.
  32. ↑ (June 2019). Effect of degree of deacetylation on solubility of low-molecular-weight chitosan produced via enzymatic breakdown of chitosan. Polymer International. 68 (6) 1054–1063. doi:10.1002/pi.5795.
  33. ↑ (2021). Chitosan for Biomaterials III. 287 23–74. Springer International Publishing. ISBN 978-3-030-83806-5. doi:10.1007/12_2021_89.
  34. ↑ (2015). "Chitosan: An Update on Potential Biomedical and Pharmaceutical Applications". Marine Drugs. 13 (8) 5156–5186. doi:10.3390/md13085156.
  35. ↑ (2011). Comprehensive biomaterials. 230. Elsevier. ISBN 978-0-08-055294-1.
  36. ↑ (6 May 2014). Team creates bioplastic made from shrimp shells.
  37. ↑ (2014). "Chitin and Chitosan Nanofibers: Preparation and Chemical Modifications". Molecules. 19 (11) 18367–80. doi:10.3390/molecules191118367.

బాహ్య లింకులు

  • Chitin

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Chitin” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Chitin ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=కైటిన్&oldid=4489"