Introduction of Biochemistry, Protein & Amino-Acid

బయోకెమిస్ట్రీ అనేది జీవి యొక్క రసాయన శాస్త్రం యొక్క అధ్యయనం మరియు కణజాల కణ అవయవాలు మరియు వ్యక్తిగత బయో మాలిక్యులర్ యొక్క నిర్మాణం మరియు పనితీరుతో వ్యవహరిస్తుంది.

బయోకెమిస్ట్రీ అంటే కెమిస్ట్రీ ఆఫ్ లైఫ్.

బయోకెమిస్ట్రీలో మనం జీవిలో రసాయన ప్రక్రియ గురించి కూడా అధ్యయనం చేస్తాము.

జీవఅణువుల (పిండిపదార్థాలు, మాంసకృత్తులు, లిపిడ్లు మరియు ఖనిజాలు) నిర్మాణం మరియు పనితీరుపై వివరణాత్మక అధ్యయనానికి బయోకెమిస్ట్రీ సహాయపడుతుంది.

వివిధ జీవ పరమాణువుల (కార్బోహైడ్రేట్లు, ప్రోటీన్లు, లిపిడ్లు మరియు మినరల్స్) యొక్క వివిధ పరస్పర చర్యల గురించి అధ్యయనం చేయండి.

జీవకణ జీవిలో శక్తి పరివర్తన గురించి అధ్యయనం.

ఎంజైమ్ యొక్క సహజ అధ్యయనం మరియు ఎంజైమ్‌ల పనితీరు మరియు వివిధ రకాల ఎంజైమ్‌ల అధ్యయనం.

ప్రొటీన్లు

•       ప్రోటీన్లు సహజంగా అమైనో ఆమ్లాలతో తయారైన పాలిమర్‌లు.

•       కణాలలో జరిగే దాదాపు ప్రతిదీ ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రోటీన్లను కలిగి ఉంటుంది.

•       ప్రొటీన్లు నిర్మాణం, సెల్యులార్ ప్రతిచర్యను అందిస్తాయి మరియు పనులను నిర్వహిస్తాయి.

ప్రోటీన్ పాత్ర

•       జీవన వ్యవస్థలో ప్రోటీన్ వ్యత్యాస పాత్రను నిర్వహిస్తుంది.

•       మీ రసాయన ప్రతిచర్యల ద్వారా ఉత్ప్రేరకపరిచే ప్రోటీన్‌లను ఎంజైమ్‌లు అంటారు.

•       ప్రొటీన్లు ఫ్రక్టోజ్, గ్లూకోజ్ లేదా వాయువుల (ఆక్సిజన్, కార్బన్ డయాక్సైడ్ వంటివి) మెటాబోలైట్ల రవాణాకు బాధ్యత వహిస్తాయి, వీటిని ట్రాన్స్‌పోర్ట్ ప్రొటీన్లు అంటారు.

•       ఇన్ఫెక్షన్ మరియు ఇతర విషపూరిత పదార్థాల నుండి రక్షించడానికి బాధ్యత వహించే ప్రోటీన్‌లను యాంటీబయాటిక్స్ లేదా డిఫెన్స్ ప్రొటీన్లు అంటారు.

•      కణాలు లేదా కణజాలానికి బలాన్ని అందించడానికి అవసరమైన ప్రొటీన్లను స్ట్రక్చరల్ ప్రొటీన్లు అంటారు.

•     యాంత్రిక పనిని నిర్వహించడానికి అవసరమైన ప్రోటీన్లను కండరాల ప్రోటీన్లు అంటారు.

అమైనో ఆమ్లాలు

20 అమైనో ఆమ్లాలు ప్రోటీన్లో కనిపిస్తాయి మరియు వాటిని ప్రామాణిక అమైనో ఆమ్లం అంటారు. ఈ అమైనో ఆమ్లాలు కార్బాక్సిల్ సమూహం మరియు α కార్బన్‌తో జతచేయబడిన అమైనో సమూహాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

ప్రోటీన్ వర్గీకరణ

1.   సాధారణ ప్రోటీన్లు

2.   సంయోజిత ప్రోటీన్లు

3.   ఉత్పన్నమైన ప్రోటీన్లు

1.   సాధారణ ప్రొటీన్లు:-  సాధారణ ప్రోటీన్‌లో అమైనో ఆమ్లం తగ్గింపు మరియు ఇతర సన్నిహిత బంధిత పదార్థాలు మాత్రమే ఉంటాయి.

2.   సంయోజిత ప్రోటీన్లు: –  సంయోగ ప్రోటీన్లు పాలీపెప్టైడ్ గొలుసు ఇతర పదార్ధం లేదా లక్షణాల లక్షణాలను అందించే సమూహాలతో పాటుగా ఉంటాయి.

3.   ఉత్పన్నమైన ప్రోటీన్లు:-  ఆమ్లాలు, ఆల్కాలిస్ లేదా ఎంజైమ్‌ల చర్య ద్వారా సాధారణ లేదా సంయోగ ప్రోటీన్ల నుండి పాక్షిక నుండి పూర్తి జలవిశ్లేషణ వరకు ఉత్పన్నమైన ప్రోటీన్ తీసుకోబడింది.

ప్రొటీన్ల గుణాత్మక పరీక్షలు:-

1. ఉష్ణ పరీక్ష:-

•       ప్రొటీన్ ద్రావణాన్ని వేడినీటిలో వేడి చేసినప్పుడు రెండు ప్రొటీన్లు సహ కోణీయమై వాటి జీవసంబంధ కార్యకలాపాలను కోల్పోతాయి.

•       దీనిని ప్రొటీన్ల థర్మల్ డీనాటరేషన్ అంటారు

•       ఉదా – మరిగే నీరు.

2. ట్రైక్లోరోఅసిటిక్ యాసిడ్ (TCA)తో పరీక్ష-

•       TCA సాధారణంగా వాటి ద్రావణం నుండి ప్రోటీన్లను అవక్షేపించడానికి ఉపయోగిస్తారు. TCA ప్రొటీన్లను నిర్వీర్యం చేస్తుంది.

3. Biuret పరీక్ష:-

•       Biuret రియాజెంట్‌లు ఆల్కలీన్ మాధ్యమంలో కాపర్ సల్ఫేట్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ప్రోటీన్‌లను Biuret రియాజెంట్‌తో చికిత్స చేసినప్పుడు అది వైలెట్ రంగును చూపుతుంది.

4. జలవిశ్లేషణ పరీక్ష:-

•       జలవిశ్లేషణపై ప్రోటీన్లు ఉచిత అమైనో ఆమ్లాలను అందిస్తాయి HCL, H2So4, మొదలైన ఆమ్లాల ద్వారా జలవిశ్లేషణను నిర్వహించవచ్చు లేదా ఆల్కాలిస్ - NaOH, KoH మొదలైనవి.

5. Xanthoprotic పరీక్ష:-

•       ప్రోటీన్ యొక్క సుగంధ అమైనో ఆమ్లాల నైట్రేషన్ పసుపు రంగును ఇస్తుంది సాంద్రీకృత నైట్రిక్ యాసిడ్ నైట్రేషన్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

6.మిల్లన్ టెస్ట్:-

•       ప్రోటీన్ల టైరోసిన్ యొక్క ఫినాలిక్ సమూహం సోడియం నైట్రేట్ మరియు సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం సమక్షంలో మెర్క్యూరిక్ సల్ఫేట్‌తో చర్య జరిపి ఎరుపు రంగును ఇస్తుంది.

7. అవపాతం పరీక్ష:-

•       మాంసకృత్తులు వేర్వేరు ఏజెంట్లను ఉపయోగించడం ద్వారా అవక్షేపించబడతాయి, సాధారణ అవక్షేప కారకాలు ఉప్పు, సేంద్రీయ ద్రావకం హెవీ మెటల్ అయాన్, ఆమ్లాలు మొదలైనవి.

•       ఉప్పు - అమ్మోనియం సల్ఫేట్, సోడియం క్లోరైడ్.

•       ఆమ్లాలు - ట్రైక్లోరోఅసిటిక్ ఆమ్లం (TCA), ఎసిటిక్ ఆమ్లం, హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం.

•       సేంద్రీయ ద్రావకాలు - అసిటోన్ ఆల్కహాల్

•       హెవీ మెటల్ అయాన్లు - అమ్మోనియం మాలిబ్డేట్, రాగి లేదా మెర్క్యురీ లవణాలు.

జీవ విలువ:-

•       ప్రొటీన్లు జీర్ణక్రియ సమయంలో జలవిశ్లేషణపై అమైనో ఆమ్లాలను అందిస్తాయి మరియు రక్తంలో అమైనో ఆమ్లాలు ప్రోటీన్ల సంశ్లేషణకు కణానికి అవసరమైన బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు.

ప్రోటీన్ల జీవరసాయన ప్రాముఖ్యత:-

•       ప్రొటీన్లు ప్రోటోప్లాజమ్ సెల్ మరియు కణజాలాల నిర్మాణ భాగం.

•       ఎంజైమ్‌లు మరియు కొన్ని హార్మోన్లు ప్రకృతి యాంటీబయాటిక్స్‌లో ప్రోటీన్లు, హిమోగ్లోబిన్ కూడా ప్రోటీన్లు.

•              శరీరం యొక్క పెరుగుదల మరియు ఆరోగ్యకరమైన పనితీరును నిర్వహించడానికి అవసరమైన ఆహారం యొక్క ముఖ్యమైన భాగాలలో ప్రోటీన్ ఒకటి.

ప్రోటీన్లు కూడా వర్గీకరించబడ్డాయి మరియు పోషక ప్రాథమికమైనవి.

1.   పూర్తి ప్రోటీన్లు: –  అవసరమైన మొత్తంలో అన్ని అవసరమైన అమైనో ఆమ్లాలను కలిగి ఉన్న ప్రోటీన్లను పూర్తి ప్రోటీన్లు అంటారు.

2.   అసంపూర్ణ ప్రోటీన్లు:-  అవసరమైన అన్ని అమైనో ఆమ్లాలను కలిగి లేని ప్రోటీన్లను అసంపూర్ణ ప్రోటీన్ అంటారు.

ప్రోటీన్ లోపం:-

•       శరీరంలోని అనేక కీలక ప్రక్రియలకు ప్రోటీన్లు అవసరమని మనకు తెలుసు.

•      సహజంగా ప్రోటీన్లను తక్కువగా తీసుకోవడం వల్ల లోపం లక్షణాలు ఏర్పడతాయి, అటువంటి పరిస్థితి తక్కువ ఆహారం తీసుకోవడం వల్ల కావచ్చు.

ప్రోటీన్ లోపం వ్యాధి:-

ఎ) క్వాషియోర్కర్:

•       వ్యాధుల లక్షణాలు చర్మం, జుట్టు పిగ్మెంటేషన్ మరియు ఆకృతిలో పెరుగుదల, వాపు మరియు మార్పును నెమ్మదిస్తాయి.

•       తరచుగా కాలేయం జ్ఞానోదయం అవుతుంది వాంతులు మరియు విరేచనాలు మరియు మలంలో చాలా జీర్ణంకాని ఆహారం ఉంటుంది.

•      పెద్ద కుటుంబ పరిమాణం, పేలవమైన మానసిక ఆరోగ్యం, పేలవమైన పర్యావరణ పరిస్థితులు మరియు ఆలస్యమైన అనుబంధ ఆహారం కారణంగా ఈ వ్యాధి యొక్క కోర్సు.

గమనిక:- ఈ వ్యాధి 1 నుండి 4 సంవత్సరాల మధ్య వయస్సు గల పిల్లలలో ఎక్కువగా కనిపిస్తుంది.

బి) పోషకాహార ఎడెమా:

•       ఇది దీర్ఘకాలంగా ప్రోటీన్ కోల్పోవడం వల్ల ఏర్పడుతుంది మరియు సాధారణంగా కరువు ప్రాంతాల్లో సంభవిస్తుంది. పెద్దవారిలో ప్రొటీన్ల లోపం చాలా అరుదు.

•      బరువు తగ్గిన కొవ్వు అమ్మోనియా తగ్గడం, ఇన్ఫెక్షన్లు, తరచుగా వదులుగా ఉండే మలం గాయాలు మరియు ఎడెమాను నయం చేయడంలో ఆలస్యం చేయడం వంటి లోపం లక్షణాలు.

•       సోయాబీన్, పాలు మరియు గుడ్లు మరియు ఇతర పోషకమైన ఆహారం ఉపయోగించడం వల్ల పెద్దవారిలో ప్రోటీన్ లోపం సిండ్రోమ్‌ను నయం చేయవచ్చు.

•       ప్రోటీన్ యొక్క లోపం శరీరంలో వివిధ మార్పులను చూపుతుంది.

సి) మరాస్మస్:

•       ఇది ఒక సంవత్సరం కంటే తక్కువ వయస్సు ఉన్న శిశువుల వ్యాధి.

•       దీనికి కారణం ప్రోటీన్లు మరియు కార్బోహైడ్రేట్ లేదా ఇతర పోషక కారకాల లోపాలు.

•       ప్రోటీన్లు మరియు శక్తి లోపం వ్యాధిని మరాస్మస్ క్వాషియోర్కోర్ అని కూడా అంటారు.

•       పేదవారిలో మరాస్మస్ ఎక్కువగా వచ్చే అవకాశం ఉంది.

• ఈ వ్యాధికి కారణం ఆలస్యమైన తల్లిపాలు.      

•       రంగులు, ప్రొటీన్లు మరియు ఇతర పోషక కారకాలతో కూడిన ఆహారాన్ని అందించడం అనేది మరాస్మస్ తయారీ మరియు నివారణలో ఉత్తమమైన కోర్సు.

అమైనో ఆమ్లాలు

•       అమైనో ఆమ్లాలు ప్రోటీన్ యొక్క బిల్డింగ్ బ్లాక్స్.

•      అమైనో ఆమ్లాలు సమ్మేళనం మరియు అమైనో సమూహం మరియు కార్బాక్సిల్ సమూహం మరియు ఆల్ఫా కార్బన్‌తో జతచేయబడిన అమైనో సమూహం.

•      అమైనో ఆమ్లం యొక్క ముఖ్య అంశాలు కార్బన్ (C) హైడ్రోజన్ (H) ఆక్సిజన్ (O) మరియు నైట్రోజన్ (N).

•      మన శరీరంలో ప్రస్తుతం 20 అమైనో ఆమ్లాలు ఉన్నాయి, అందులో 9 ఎసెన్షియల్ మరియు 2 నాన్-ఎసెన్షియల్ అమైనో ఆమ్లాలు ఉన్నాయి.

ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు:-

•     శరీరంలో సంశ్లేషణ చేయలేని కానీ శరీరం యొక్క సాధారణ పనితీరుకు అవసరమైన అమైనో ఆమ్లాలను ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు అంటారు.

•    ఈ అమైనో ఆమ్లాలను ఆహారం ద్వారా సరఫరా చేయాలి.

అవసరం లేని అమైనో ఆమ్లాలు:-

•    శరీరంలో సంశ్లేషణ చేయబడిన అమైనో ఆమ్లాలను నాన్-ఎసెన్షియల్ అమైనో ఆమ్లాలు అంటారు.

ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు	అనవసరమైన అమైనో ఆమ్లాలు
వాలైన్	అలనైన్
హిస్టిడిన్	ఆస్పరాగిన్
లూసిన్	అస్పార్టిక్ యాసిడ్
ఫెనిలాలనైన్	సిస్టీన్
ట్రిప్టోఫాన్	గ్లుటామిక్ యాసిడ్
లైసిన్	గ్లుటామైన్
ఆల్జినైన్	గ్లైసిన్
మెథియోనిన్	సిస్టీన్
థ్రెయోనిన్	ప్రోలైన్
ఐసోలూసిన్	సెరైన్

ఎ) అమైనో ఆమ్లాల భౌతిక లక్షణాలు:

1) ద్రావణీయత:

•       అన్ని అమైనో ఆమ్లాలు నీటిలో కరుగుతాయి కానీ వాటి ద్రావణీయత చాలా వరకు భిన్నంగా ఉంటుంది.

•       ద్రావణీయత R- సమూహం యొక్క స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అంటే అమైనో ఆమ్లం యొక్క ధ్రువణత.

•       పోలార్ అమైనో ఆమ్లాలు నీటిలో బాగా కరుగుతాయి.

•       నాన్-పోలార్ అమైనో ఆమ్లాలు క్లోరోఫామ్, ఈథర్ మొదలైన సేంద్రీయ ద్రావకాలలో ఎక్కువగా కరుగుతాయి.

2) ఆప్టికల్ కార్యాచరణ:

•       గ్లైసిన్ మినహా అన్ని ప్రామాణిక అమైనో ఆమ్లాలు అసమాన కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉంటాయి, దీని కారణంగా అమైనో ఆమ్లాలు ఆప్టికల్‌గా చురుకుగా ఉంటాయి.

3) యాసిడ్ మరియు బేస్ ప్రవర్తన:

•       అమైనో ఆమ్లాలు ఆమ్ల కార్బాక్సిల్ సమూహం (-CooH) మరియు ఆధార సమూహం అమైనో (-NH2) కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి అమైనో ఆమ్లాలను యాంఫోటెరిక్ అణువులు లేదా ఆంఫోలైట్‌లు (అంటే యాంఫోటెరిక్ ఎలక్ట్రోలైట్‌లు) అంటారు.

బి) అమైనో ఆమ్లాల రసాయన లక్షణాలు

పాలీపెప్టైడ్స్:

•       పాలీపెప్టైడ్స్ అమైనో ఆమ్లాల గొలుసు.

•       అన్ని ప్రొటీన్లు పాలీపెప్టైడ్స్.

•       500 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ 500 అమైనో ఆమ్లాలు పెప్టైడ్ బంధంతో కలిసి ఉంటాయి.

PDF గమనికల కోసం డౌన్‌లోడ్ బటన్‌పై క్లిక్ చేయండి