Ans.
सुक्रोज (Sucrose):- इसमें α - ग्लूकोज का एक अणु α – 1,2 ग्लाइकोसाइडिक बंध के द्वारा β – फ्रक्टोज अणु के साथ जुड़ा रहता है।
(In sucrose one molecule of α - Glucose joint with one molecule of β – Fructose through α – 1,2 glycosidic bond.)
Non-reducing sugar:- The main non-reducing sugar is sucrose, or more commonly known as table sugar. Sucrose is a glucose carbon connected at the anomeric carbon to an anomeric carbon on a fructose. Since both anomeric carbons are involved in the bond, neither one has an OH group, so it is not a reducing sugar.
Ans.
Lyases:-
• These enzymes do the following:-
(ये एंजाइम्स निम्न कार्य करते हैं:-)
i. They break the bonds.
(बंधों को तोड़ते हैं।)
ii. They remove groups without hydrolysis.
(बिना जल अपघटन के समुहों को हटाते हैं।)
iii. They add groups on the double bonds.
(द्विबन्धों पर समुहों को जोड़ते हैं।)
iv. They remove groups and create a double bond.
(समुहों को हटाकर द्विबन्ध उत्पन्न करते हैं।)
Example (उदाहरण):- Histidine decarboxilase, Aldolase
Ans.
Apparent Free Space (A.F.S.):- The difference between the total volume (V) and that not apparently penetrated by the solute (A.O.V.) is the apparent free space (A.F.S.), since in the calculation the osmotic volume is assumed to be surrounded by a medium of the same concentration as the external solution.
Ans.
Steroids:- Brassinosteroids (BRs) are plant steroids essential for normal growth and development and can be defined as steroids that carry an oxygen moiety at C-3 and additional ones at one or more of the C-2, C-6, C-22 and C-23 carbon atoms.
Ans.
Calmodulin:- The calmodulin (CaM) family is a major class of calcium sensor proteins which collectively play a crucial role in cellular signaling cascades through the regulation of numerous target proteins.
> Calmodulin acts as an intermediary protein that senses calcium levels and relays signals to various calcium-sensitive enzymes, ion channels and other proteins. Calmodulin is a small dumbbell-shaped protein composed of two globular domains connected together by a flexible linker. Each end binds to two calcium ions.
Ans.
द्वितीयक संरचना (Secondary or 2°):-
• प्राथमिक संरचना की एक बार फोल्डिंग से बनी संरचना द्वितीयक संरचना कहलाती है।
(The structure made by one time folding of primary structure is called secondary structure.)
• इस संरचना को पेप्टाइड बंधों व H – बंधों के द्वारा स्थायित्व प्रदान किया जाता है।
(This structure is stabilized by peptide bonds and H-bonds.)
• यह जैविक रूप से सक्रिय होती है।
(It is biologically active.)
• 2 प्रकार की होती है:-
(It is of 2 types:-)
i. α – हैलिक्स (α - Helix)
ii. β – शीट (β - Sheet)
i. α – हैलिक्स (α - Helix):-
• पॉलीपेप्टाइड श्रंखला Right Handed विन्यास में सर्पिलाकार वलित हो जाती है।
(The polypeptide chain coiled spirally in a Right Handed configuration.)
• इसे H – बंधों के द्वारा स्थायित्व प्रदान किया जाता है।
(It is stabilized by H-bonds.)
• उदाहरण:- किरेटिन, मायोसिन, फाइब्रिन
(Examples: Keratin, Myosin, Fibrin)
ii. β – शीट (β - Sheet):-
• पॉलीपेप्टाइड श्रंखला फोल्ड होकर शीट के समान संरचना बनाती है।
(The polypeptide chain folds to form a sheet-like structure.)
• इसे H – बंधों के द्वारा स्थायित्व प्रदान किया जाता है।
(It is stabilized by H-bonds.)
• उदाहरण (Example):- RNase (Ribonuclease)
Ans.
β – ऑक्सीकरण (β – Oxidation):-
• परिभाषा (Definition):- वसीय अम्लों के अपघटन से Acetyl CoA के निर्माण की प्रक्रिया को β – ऑक्सीकरण कहते हैं।
(The process of formation of acetyl CoA by the decomposition of fatty acids is called β-oxidation.)
• यह माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में सम्पन्न होता है।
(It occurs in the matrix of mitochondria.)
• यह पूर्णत: वायवीय प्रक्रिया है।
(It is a completely aerobic process.)
• यह अनेक ऊतकों जैसे Liver, Heart, Kidney आदि में होता है। परन्तु यह Brain में नहीं होता है।
(It occurs in many tissues like Liver, Heart, Kidney etc. But it does not occur in the brain.)
• Acetyl CoA क्रेब्स चक्र में प्रवेश कर जाता है और ETS के माध्यम से ATP का निर्माण करता है।
(Acetyl CoA enters the Krebs cycle and produces ATP via ETS.)
• एक Acetyl CoA के अणु से 12 ATP प्राप्त होते हैं।
(One Acetyl CoA molecule produce 12 ATPs.)
• एक NADH2 के अणु से 3 ATP प्राप्त होते हैं।
(One NADH2 molecule produce 3 ATPs.)
• एक FADH2 के अणु से 2 ATP प्राप्त होते हैं।
(One FADH2 molecule produce 2 ATPs.)
• 3 मुख्य चरण हैं:-
(There are 3 main steps:-)
a. कोशिकाद्र्व्यी सक्रियण (Cytoplasmic Activation)
b. कार्निटीन शटल (Carnitine Shuttle)
c. β – ऑक्सीकरण (β – Oxidation)
a. कोशिकाद्र्व्यी सक्रियण (Cytoplasmic Activation):-
• वसीय अम्ल कोशिकाद्रव्य में उपस्थित होते हैं जो निष्क्रिय अवस्था में पाये जाते हैं।
(Fatty acids are present in cytoplasm which are found in the inactive state.)
• सक्रिय करने के लिए वसीय अम्ल को CoA से जोड़ा जाता है।
(CoA is added to fatty acid for its activation.)
• इस प्रक्रिया में एक ATP खर्च होता है।
(One ATP molecule is utilized in this process.)
b. कार्निटीन शटल (Carnitine Shuttle):-
• वसीय अम्ल कोशिकाद्रव्य में होता है जबकि उसका β – ऑक्सीकरण माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में होता है।
(Fatty acid is found in cytoplasm while its β-oxidation occurs in the matrix of mitochondria.)
• माइटोकोंड्रिया की आंतरिक झिल्ली वसीय अम्ल के लिए अपारगम्य होती है।
(The inner membrane of mitochondria is impermeable for fatty acids.)
• इसलिए आंतरिक झिल्ली पर उपस्थित कार्निटीन शटल वसीय अम्ल को कोशिकाद्रव्य से माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में पहुंचाने का कार्य करता है।
(Therefore the carnitine shuttle on the inner membrane acts to transport fatty acids from the cytoplasm into the matrix of mitochondria.)
c. β – ऑक्सीकरण (β - Oxidation):-
• यह माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में होता है।
(It occurs in the matrix of mitochondria.)
• इसमें 4 मुख्य उपचरण होते हैं:-
(It consists of 4 main sub-steps: -)
Ans.
C4 pathway (Hatch and Slack Pathway) C4 चक्र (हैच व स्लैक चक्र):-
→ In this, first product is a C4 acid (OAA). Plants that have both C3 and C4 cycles are called C4-plants.
[इसमें पहला उत्पाद C4 अम्ल (OAA) होता है। ऐसे पौधे जिनमें C3 व C4 दोनों चक्र पाये जाते हैं, C4 – पौधे कहलाते हैं।]
→ It is found in plants like maize, sugarcane, jowar etc. These are called C4 plants.
(यह मक्का, गन्ना, ज्वार आदि पौधों में पाया जाता है। इन्हें C4 पौधे कहते हैं।)
→ Kranz anatomy is found in C4 plants.
(C4 पौधों में Kranz anatomy पायी जाती है।)
→ Kranz anatomy (क्रैंज औतिकी):- Large cells are found around the vascular bundle of C4 plants called as bundle sheath cells.
(C4 पौधों के संवहन पूल के चारों ओर बड़ी कोशिकाएं पायी जाती हैं जिन्हें पूल आच्छद कोशिकाएं कहते हैं।)
→ The C4 cycle occurs in the mesophyll cell while the C3 cycle occurs in the bundle sheath cell.
(C4 चक्र पर्ण मध्योत्तक कोशिका में होता है जबकि C3 चक्र पूल आच्छद कोशिका में होता है।)
→ The main purpose of the C4 cycle is to increase the concentration of CO2 near the RuBisCO enzyme to prevent photorespiration.
(C4 चक्र का मुख्य उद्देश्य RuBisCO एंजाइम के पास CO2 की सांद्रता को बढ़ाना है ताकि प्रकाश श्वसन को रोका जा सके।)
→ CO2 is fixed by the PEP carboxylase enzyme also known as PEPCase. This fixation leads to the formation of the first stable compound, OAA (Oxalo Acetic Acid) containing 4 carbons.
[CO2 का स्थिरीकरण PEP कार्बोक्सीलेज एंजाइम द्वारा किया जाता है जिसे PEPCase भी कहते हैं। इस स्थिरीकरण से पहला स्थायी यौगिक 4 कार्बन युक्त OAA (ओक्जेलो ऐसीटिक अम्ल) बनता है।]
Different kinds of C4 pathways (विभिन्न प्रकार के C4 चक्र):- 3 types - (3 प्रकार)
1. NADP : ME type:- Some C4-plants such as Zea mays, Saccharum officinarum, Sorghum sudanense utilise NADP+ specific malic enzyme for decarboxylation. NADP : ME is found in chloroplast.
(कुछ C4-पौधे जैसे Zea mays, Saccharum officinarum, Sorghum sudanense विकार्बोक्सिलीकरण के लिए NADP+ विशिष्ट मैलिक एंजाइम का उपयोग करते हैं। NADP : ME क्लोरोप्लास्ट में पाया जाता है।)
2. NAD : ME type:- Second category of plants such as Atriplex spongiosa, Portulaca oleracea, Amaranthus edulis etc., utilise NAD+ specific malic enzyme for decarboxylation. NAD : ME is found in mitochondria.
(पौधों की दूसरी श्रेणी जैसे कि Atriplex spongiosa, Portulaca oleracea, Amaranthus edulis आदि, विकार्बोक्सिलीकरण के लिए NAD+ विशिष्ट मैलिक एंजाइम का उपयोग करते हैं। NAD : ME माइटोकॉन्ड्रिया में पाया जाता है।)
3. PEP : CK type:- Some C4-plants such as Panicum maximum Chloris gayana etc., utilise PEP- carboxykinase enzyme for decarboxylation. PEP : CK is found in cytoplasm.
(कुछ C4-पौधे जैसे Panicum maximum Chloris gayana आदि, विकार्बोक्सिलीकरण के लिए PEP-कार्बोक्सीकाइनेज एंजाइम का उपयोग करते हैं। PEP : CK कोशिकाद्रव्य में पाया जाता है।)
Ans.
TCA Cycle (TCA चक्र):-
• TCA cycle = Tri Carboxylic Acid cycle
(TCA चक्र = Tri Carboxylic Acid चक्र)
• It was discovered in 1937 by Hans Adolf Krebs.
(इसे Hans Adolf Krebs ने 1937 में खोजा था।)
• It is also called the Krebs cycle.
(इसे क्रेब्स चक्र भी कहते हैं।)
• It is also called the Citric Acid cycle.
(इसे Citric Acid चक्र भी कहते हैं।)
• It is found only in aerobic respiratory organisms.
(यह केवल वायवीय श्वसन करने वाले जीवों में पाया जाता है।)
• There is further oxidation of pyruvic acid, which produces energy and CO2.
(इसमें पाइरुविक अम्ल का आगे ऑक्सीकरण होता है जिससे ऊर्जा व CO2 प्राप्त होते हैं।)
• It occurs in the matrix of mitochondria.
(यह माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में होता है।)
Reactants and Products (अभिकारक व उत्पाद):-
O = OAA = Oxalo Acetic Acid (ओक्जेलो एसीटिक अम्ल)
C = Citrate (सिट्रेट)
I = Iso citrate (आइसो सिट्रेट)
∝-KG = ∝-Keto Gluterate (∝ - कीटो ग्लूटेरेट)
S-CoA = Succinyl CoA (सक्सिनायल को एंजाइम ए)
S = Succinate (सक्सिनेट)
F = Fumarate (फ्यूमेरेट)
M = Malate (मैलेट)
Enzymes (एंजाइम्स):-
PD = Pyruvate Dehydrogenase (पाइरुवेट डिहाइड्रोजिनेज)
CS = Citrate Synthase (सिट्रेट सिन्थेज)
A = Aconitase (एकोनिटेज)
C = Cis Aconitase (सिस एकोनिटेज)
ID = Isocitrate Dehydrogenase (आइसो सिट्रेट डिहाइड्रोजिनेज)
∝-KGD = ∝-Keto Gluterate Dehydrogenase (∝- कीटो ग्लूटेरेट डिहाइड्रोजिनेज)
S-CoA-S = Succinyl CoA Synthetase (सक्सिनायल को एंजाइम ए सिंथेटेज)
SD = Succinic Dehydrogenase (सक्सिनिक डिहाइड्रोजिनेज)
F = Fumarase (फ्यूमेरेज)
MD = Malate Dehydrogenase (मैलेट डिहाइड्रोजिनेज)
Products of Krebs Cycle (क्रेब्स चक्र के उत्पाद):-
• At the end of the Krebs cycle, 4 products are obtained:-
(क्रेब्स चक्र के अन्त में 4 उत्पाद प्राप्त होते हैं:-)
i. 6 CO2
ii. 8 NADH2
iii. 2 FADH2
iv. 2 GTP
Ans.
मोनोसैकेराइड्स की संरचना (Structure of Monosaccharides):-
मोनोसैकेराइड्स 2 प्रकार की संरचना प्रदर्शित करते हैं:-
(Monosaccharides represents 2 types of structure:-)
1. रेखीय संरचना (Linear Structure)
2. वलय संरचना (Ring Structure)
1. रेखीय संरचना (Linear Structure):- इसे Fischer Projection Formula भी कहते हैं। एल्डोज व कीटोज शर्करा में रेखीय संरचना निर्माण के नियम भिन्न भिन्न होते हैं।
(It is also called as Fischer Projection Formula. The rules of linear structure formation in aldose and ketose sugars vary.)
a. एल्डोज की रेखीय संरचना (Linear Structure of Aldoses)
b. कीटोज की रेखीय संरचना (Linear Structure of Ketoses)
a. एल्डोज की रेखीय संरचना (Linear Structure of Aldoses):- इसके निर्माण के निम्न नियम हैं:-
(It has the following rules of structure formation:-)
i. C1 कार्बन हमेशा एल्डिहाइड (-CHO) होता है।
[C1 carbon is always aldehyde (-CHO).]
ii. अंतिम कार्बन हमेशा प्राथमिक एल्कोहल (-CH2OH) होता है।
(The last carbon is always primary alcohol (-CH2OH).)
iii. अंतिम कार्बन से ठीक पहले वाला कार्बन असममित कार्बन होता है जो D या L रूप को निर्धारित करता है।
(The second last carbon is the asymmetric carbon that determines the D or L form.)
D – रूप:- असममित कार्बन पर – OH समूह दायीं ओर होता है।
(D - form:- On the asymmetric carbon - OH group is on the right side.)
L – रूप:- असममित कार्बन पर – OH समूह बायीं ओर होता है।
(L - form:- On the asymmetric carbon - OH group is on the left side.)
iv. शेष सभी कार्बन पर समूहों की व्यवस्था शर्करा के प्रकार को प्रदर्शित करती है।
(The arrangement of the groups on all remaining carbons represents the type of sugar.)
उदाहरण (Example):-
i. ग्लिसरेल्डीहाइड की संरचना:-
(Structure of Glyceraldehyde:-)
ii. राइबोज की संरचना:-
(Structure of Structure:-)
iii. ग्लूकोज की संरचना:- C3 पर -OH बायीं ओर स्थित होता है।
(Structure of Glucose: -OH is located on the left side at C3.)
iv. मैनोज की संरचना:- C2 व C3 पर -OH बायीं ओर स्थित होते हैं।
(The structure of Manose: -OH on C2 and C3 are located on the left side.)
v. गेलेक्टोज की संरचना:- C3 व C4 पर -OH बायीं ओर स्थित होते हैं।
(The structure of Galactose: -OH on C3 and C4 are located on the left side.)
b. कीटोज की रेखीय संरचना (Linear Structure of Ketoses):- इसके निर्माण के निम्न नियम हैं:-
(It has the following rules for structure formation: -)
i. C1 कार्बन हमेशा प्राथमिक एल्कोहल (-CH2OH) होता है।
[C1 carbon is always the primary alcohol (-CH2OH).]
ii. C2 कार्बन हमेशा कीटोन (=C=O) होता है।
[C2 carbon is always ketone (= C = O).]
iii. अंतिम कार्बन हमेशा प्राथमिक एल्कोहल (-CH2OH) होता है।
[The last carbon is always primary alcohol (-CH2OH).]
iv. अंतिम कार्बन से ठीक पहले वाला कार्बन असममित कार्बन होता है जो D या L रूप को निर्धारित करता है।
(The second last carbon is the asymmetric carbon that determines the D or L form.)
D – रूप:- असममित कार्बन पर – OH समूह दायीं ओर होता है।
(On the asymmetric carbon - OH group is on the right side.)
L – रूप:- असममित कार्बन पर – OH समूह बायीं ओर होता है।
(On the asymmetric carbon - OH group is on the left side.)
v. शेष सभी कार्बन पर समूहों की व्यवस्था शर्करा के प्रकार को प्रदर्शित करती है।
(The arrangement of the groups on all remaining carbons represents the type of sugar.)
उदाहरण (Examples):-
i. डाइहाइड्रोक्सीएसीटोन की संरचना:- इसका D या L रूप नहीं होता है।
(Structure of dihydroxyacetone: - It does not have D or L form.)
ii. साइकोज की संरचना:-
(Structure of Psicose)
iii. फ्रक्टोज की संरचना:- C3 पर -OH बायीं ओर स्थित होता है।
(Structure of Fructose: -OH at C3 is located on the left side.)
iv. टैगाटोज की संरचना:- C3 व C4 पर -OH बायीं ओर स्थित होते हैं।
(Structure of Tagatose: -OH on C3 and C4 are located on the left side.)
v. सोरबोज की संरचना:- C4 पर -OH बायीं ओर स्थित होता है।
(Structure of Sorbose: -OH at C4 is located on the left side.)
Note:- पादपों में पायी जाने वाली अधिकांश शर्करायेँ D रूप में उपस्थित होती हैं।
(Most of the sugars found in plants are present in D form.)
2. वलय संरचना (Ring Structure):- इसे Haworth Projection Formula भी कहते हैं। कार्बोहाइड्रेट्स की वलय संरचना में 2 प्रकार के वलय बनते हैं:-
(It is also called Haworth Projection Formula. In ring structure of carbohydrates, 2 types of rings are formed: -)
i. पायरेनोज वलय (Pyranose Ring)
ii. फ्यूरेनोज वलय (Furanose Ring)
i. पायरेनोज वलय (Pyranose Ring):- 6 सदस्यी वलय है जिसमें 5 C व 1 O होता है। जैसा कि नीचे diagram में प्रदर्शित किया गया है।
(This is a 6-member ring consisting of 5 C and 1 O. As shown in the diagram below.)
ii. फ्यूरेनोज वलय (Furanose Ring):- 5 सदस्यी वलय है जिसमें 4 C व 1 O होता है। जैसा कि नीचे diagram में प्रदर्शित किया गया है।
(This is a 5-member ring consisting of 4 C and 1 O. As shown in the diagram below.)
• एल्डोज व कीटोज शर्करा में वलय संरचना निर्माण के नियम भिन्न भिन्न होते हैं।
(In aldose and ketose sugars, the rules of formation of ring structure vary.)
a. एल्डोज की वलय संरचना (Ring Structure of Aldoses)
b. कीटोज की वलय संरचना (Ring Structure of Ketoses)
a. एल्डोज की वलय संरचना (Ring Structure of Aldoses):- रेखीय संरचना से वलय संरचना के निर्माण के समय एनोमेरिक कार्बन की असममित कार्बन से क्रिया होती है। इस क्रिया में O परमाणु दोनों कार्बन परमाणुओं के मध्य साझा हो जाता है। इस प्रकार बनी संरचना को हेमीऐसीटैल कहते हैं। इस हेमीऐसीटैल से ही वलय संरचना विकसित होती है। जैसा कि नीचे diagram में प्रदर्शित किया गया है।
(Anomeric carbon is reacted with asymmetric carbon at the time of formation of ring structure from linear structure. In this action, the O atom gets shared between the two carbon atoms. The structure thus formed is called hemiacetal. The ring structure develops only from this hemiacetal. As shown in the diagram below.)
इसके निर्माण के निम्न नियम हैं:-
(It has the following rules for structure formation: -)
i. C1 कार्बन पर –OH समूह की स्थिति शर्करा के α व β – रूप को प्रदर्शित करती है।
(The position of the –OH group on C1 carbon represents the α and β-forms of the sugars.)
α – रूप:- OH नीचे की ओर होता है।
(OH is downward.)
β – रूप:- OH ऊपर की ओर होता है।
(OH is upward.)
ii. C5 कार्बन पर –CH2OH समूह हमेशा ऊपर की ओर होता है।
(The –CH2OH group on C5 carbon is always upward.)
iii. C-2,3,4, कार्बन पर समूहों की स्थिति रेखीय संरचना के अनुसार होती है। बायीं ओर के समूह ऊपर की ओर तथा दायीं ओर के समूह नीचे की ओर रहते हैं।
(The positions of the groups on C-2,3,4, carbon are according to the linear structure. The groups on the left side are upwards and the groups on the right side remain downwards.)
उदाहरण (Examples):-
i. ग्लूकोज की संरचना:-
(Structure of Glucose)
ii. गेलेक्टोज की संरचना:-
(Structure of Galactose)
iii. मैनोज की संरचना:-
(Structure of Manose)
b. कीटोज की वलय संरचना (Ring Structure of Ketoses):- रेखीय संरचना से वलय संरचना के निर्माण के समय एनोमेरिक कार्बन की असममित कार्बन से क्रिया होती है। इस क्रिया में O परमाणु दोनों कार्बन परमाणुओं के मध्य साझा हो जाता है। इस प्रकार बनी संरचना को हेमीकीटैल कहते हैं। इस हेमीकीटैल से ही वलय संरचना विकसित होती है। जैसा कि नीचे diagram में प्रदर्शित किया गया है।
(Anomeric carbon is reacted with asymmetric carbon at the time of formation of ring structure from linear structure. In this action, the O atom gets shared between the two carbon atoms. The structure thus formed is called hemiketal. The ring structure develops from this hemiketal itself. As shown in the diagram below.)
इसके निर्माण के निम्न नियम हैं:-
(It has the following rules for structure formation: -)
i. C2 कार्बन पर –OH समूह की स्थिति शर्करा के α व β – रूप को प्रदर्शित करती है।
(The position of the –OH group on C2 carbon represents the α and β-forms of the sugars.)
α – रूप:- OH नीचे की ओर होता है।
(OH is downward.)
β – रूप:- OH ऊपर की ओर होता है।
(OH is upward.)
ii. C5 कार्बन पर –CH2OH समूह हमेशा ऊपर की ओर होता है।
(The –CH2OH group on C5 carbon is always upward.)
iii. C-3,4, कार्बन पर समूहों की स्थिति रेखीय संरचना के अनुसार होती है। बायीं ओर के समूह ऊपर की ओर तथा दायीं ओर के समूह नीचे की ओर रहते हैं।
(The positions of the groups on C-3,4, carbon are according to the linear structure. The groups on the left side are upwards and the groups on the right side remain downwards.)
उदाहरण (Example):- फ्रक्टोज की संरचना:-
(Structure of Fructose:-)
म्यूटारोटेशन (Mutarotation):-
• एनोमर्स (Anomers):-
ऐसे चक्रीय मोनोसैकेराइड्स जो एक दूसरे से एनोमेरिक कार्बन पर –OH समूह की स्थिति में भिन्नता रखते हैं, एनोमर्स कहलाते हैं।
(Such cyclic monosaccharides that differ from each other in the position of the –OH group on anomeric carbon are called anomers.)
• एनोमेरिक कार्बन (Anomeric Carbon):-
एल्डोज में (In Aldoses)= C1
कीटोज में (In Ketoses)= C2
उदाहरण (Examples):-
α-D ग्लूकोज व β-D ग्लूकोज,
(α-D Glucose and β-D Glucose,)
α-D फ्रक्टोज व β-D फ्रक्टोज
(α-D Fructose and β-D Fructose)
• म्यूटारोटेशन (Mutarotation):-
दो एनोमर्स के आपस में अंतरपरिवर्तन की प्रक्रिया को ही म्यूटारोटेशन कहते हैं।
(The process of interchange of two anomers is called mutarotation.)
Ans.
Alkaloids (एल्केलोइड्स):-
> These are N - containing cyclic organic compound.
(ये N युक्त चक्रीय कार्बनिक यौगिक हैं।)
> The term ‘alkaloid’ was coined by W. Meibner, a German pharmacist, meaning ‘alkali like’. Latter it was demonstrated that the alkalinity was due to the presence of a basic nitrogen atom.
('एल्कलॉइड' शब्द एक जर्मन फार्मासिस्ट W. Meibner द्वारा दिया गया था, जिसका अर्थ है 'क्षार जैसा'। बाद में यह प्रदर्शित किया गया कि क्षारीयता एक क्षारीय नाइट्रोजन परमाणु की उपस्थिति के कारण थी।)
> Morphine was the first alkaloid which was isolated by F.W. Serturner in 1806 from the latex of the opium poppy.
(मॉर्फिन पहला एल्कलॉइड था जिसे 1806 में F.W. Serturner ने अफीम पोपी के लेटेक्स से अलग किया था।)
> Types (प्राकार):-
a. Based upon type of nitrogen and the biochemical origin (नाइट्रोजन के प्रकार और जैव रासायनिक उत्पत्ति के आधार पर):-
i. True alkaloids (सत्य एल्केलोइड्स):- They are derived from amino acids and have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Cocaine, Morphine, Quinine etc.
(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त होते हैं और एक विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन होती है। जैसे- कोकेन, मॉर्फीन, कुनैन आदि।)
ii. Proto alkaloids (प्रोटो एल्केलोइड्स):- They are derived from amino acids and do not have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Yohimbine, Mescaline, Hordenine etc.
(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त होते हैं और विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन नहीं होती है। जैसे- योहिम्बाइन, मेस्कलीन, होर्डेनिन आदि।)
iii. Pseudo alkaloids (कूट एल्केलोइड्स):- They are not derived from amino acids but have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Capsaicin, Caffeine, Ephedrine etc.
(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त नहीं होते हैं, लेकिन विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन होती है। जैसे- कैप्साइसिन, कैफीन, एफेड्रिन आदि।)
b. Based upon ring structure (वलय संरचना के आधार पर):-
i. Tropane alkaloids (ट्रोपेन एल्केलोइड्स):- They are abundantly found in the Solanaceae family. They are derived from ornithine and acetoacetate. Eg.- Hyoscyamine, Cocaine, Atropine, Scopolamine
(ये सोलेनेसी कुल में बहुतायत से पाए जाते हैं। ये ऑर्निथिन और एसीटोएसीटेट से प्राप्त होते हैं। जैसे- हायोसायमीन, कोकेन, एट्रोपिन, स्कोपोलेमिन)
ii. Pyrrolizidine alkaloids (पायरोलिजीडाइन एल्केलोइड्स):- They occur in the plants from Asteraceae and Fabaceae family. Eg.- Senecionine
(ये एस्टेरेसी और फैबेसी कुल के पौधों में होते हैं। जैसे- सेनेसिओनिन)
iii. Piperidine alkaloids (पाइपेरीडाइन एल्केलोइड्स):- Presence of odor is the common feature. Eg.- Trigonelline, Coniine, Arecoline, Lobeline, Pelletierine, Nicotine, Anabasine, Piperine and Ricinine.
(गंध की उपस्थिति सामान्य विशेषता है। जैसे- ट्राइगोनेलिन, कोनीइन, एरेकोलाइन, लोबेलिन, पेलेटिएरिन, निकोटीन, एनाबेसिन, पाइपरिन और रिसिनिन।)
iv. Quinolines alkaloids (क्विनोलीन्स एल्केलोइड्स):- These alkaloids are obtained exclusively from the bark of the Cinchona plant. Eg.- Cinchonine, Cinchonidine, Quinine, and Quinidine
(ये एल्कलॉइड विशेष रूप से सिनकोना पौधे की छाल से प्राप्त होते हैं। जैसे- सिनकोनिन, सिनकोनिडीन, क्विनाइन और क्विनिडाइन)
v. Isoquinoline alkaloids (आइसोक्विनोलीन्स एल्केलोइड्स):- These groups of alkaloids have huge types of medicinal properties like antiviral, antifungal, anticancer, antioxidant, antispasmodic, and an enzyme inhibitor. Eg.- Morphine, Codeine, Papaverine, Narcotine, Hydrastine, Berberine, Emetine, Cephaëline, Tubocurarine, Corydaline.
(एल्कलॉइड के इन समूहों में एंटीवायरल, एंटीफंगल, एंटीकैंसर, एंटीऑक्सिडेंट, एंटीस्पास्मोडिक और एक एंजाइम अवरोधक जैसे कई प्रकार के औषधीय गुण होते हैं। जैसे- मॉर्फिन, कोडीन, पैपावेरिन, नारकोटीन, हाइड्रैस्टाइन, बर्बेरिन, एमेटीन, सेफेलाइन, ट्यूबोक्यूरिन, कोरीडालीन।)
vi. Indole alkaloids (इंडोल एल्केलोइड्स):- This is the largest and most interesting alkaloid group derived from tryptophan. Polyhalogenation is a common feature of these alkaloids. Eg.- Ergometrine, Ergotamine, Physostigmine, Ajmaline, Serpentine, Reserpine, Yohimbine, Aspidospermine, Vincablastine, Strychnine, Bruceine.
(यह ट्रिप्टोफैन से प्राप्त सबसे बड़ा और सबसे दिलचस्प एल्कलॉइड समूह है। पॉलीहैलोजनिकरण इन एल्कलॉइड्स की एक सामान्य विशेषता है। जैसे- एर्गोमेट्रिन, एर्गोटामाइन, फिजियोस्टिग्माइन, अजमलाइन, सर्पेन्टाइन, रिसर्पाइन, योहिम्बाइन, एस्पिडोस्पर्मिन, विंकाब्लास्टाइन, स्ट्राइकिन, ब्रुसीन।)
vii. Steroidal alkaloids (स्टीरोइडल एल्केलोइड्स):- 1,2-Cyclopentane phenanthrene ring system is the characteristic of this type of alkaloids. Eg.- Solanine, Veratrum, Funtamine, Conessine.
(1,2-साइक्लोपेंटेन फेनेंथ्रीन वलय तंत्र इस प्रकार के एल्कलॉइड की विशेषता है। जैसे- सोलनिन, वेराट्रम, फंटामाइन, कोनेसीन।)
viii. Imidazole alkaloids (इमिडाजोल एल्केलोइड्स):- The imidazole ring structure is the characteristic of this type of alkaloids. Eg.- Pilocarpine.
(इमिडाज़ोल वलय संरचना इस प्रकार के एल्कलॉइड की विशेषता है। जैसे- पिलोकार्पिन।)
ix. Purine alkaloids (प्युरीन एल्केलोइड्स):- They contain purine ring. Purine is the nitrogenous base. Eg.- Caffeine, Theobromine, Theophylline.
(इनमें प्यूरिन वलय होता है। प्यूरीन नाइट्रोजनी क्षार है। जैसे- कैफीन, थियोब्रोमाइन, थियोफिलाइन।)
x. Pyrrolidine alkaloids (पायरोलिडाइन एल्केलोइड्स):- Eg.- Hygrine, Stachydrine, Ficine, Brevicolline.
(जैसे- हाईग्रीन, स्टेहाइड्रिन, फिसिन, ब्रेविकोलीन।)
Biosynthesis of Alkaloids (एल्केलॉइड्स का जैवसंश्लेषण):-1. Biosynthetic of tropane alkaloids and nicotine (ट्रोपेन एल्केलॉइड और निकोटीन का जैवसंश्लेषण):-
> Tropane alkaloids and nicotine are derived from diamine putrescine produced from ornithine by ornithine decarboxylase (ODC), arginine, or both.
(ट्रोपेन एल्कलॉइड और निकोटीन का व्युत्पन्न डाइमाइन पुट्रेसिन से होता है जो ऑर्निथिन डिकार्बोक्सिलेज (ODC), आर्जिनिन या दोनों द्वारा ऑर्निथिन से उत्पादित किया जाता है।)
> Putrescine is N-methylated by PMT then oxidatively deaminated by diamine oxidase to the 1-methyl-Δ1-pyrrolinium cation. This cation is condensed with a derivative of nicotinic acid, forming nicotine in tobacco, or is further metabolized to tropinone in tropane alkaloid-producing plants.
(पुट्रेसिन को PMT द्वारा N-मिथाइलेट किया जाता है, फिर डाइमाइन ऑक्सीडेज द्वारा 1-मिथाइल-Δ1-पाइरोलिनियम धनायन में ऑक्सीकृत रूप से विएमिनीकृत किया जाता है। यह धनायन निकोटिनिक अम्ल के व्युत्पन्न के साथ संघनित होता है, जो तम्बाकू में निकोटीन बनाता है, या ट्रोपेन एल्केलॉइड-उत्पादक पौधों में इसे ट्रोपिनोन में परिवर्तित किया जाता है।)
> Hygrine is formed nonenzymatically by condensation of the cation and acetoacetic acid, but its involvement in alkaloid biosynthesis has not been established.
(हाइग्रीन धनायन और एसिटोएसिटिक अम्ल के संघनन द्वारा गैर-एंजाइमिक रूप से बनता है, लेकिन एल्केलॉइड जैवसंश्लेषण में इसकी भागीदारी स्थापित नहीं की गई है।)
> Tropinone is reduced by tropinone reductase I (TR-I) to tropine, which condenses with phenyllactic acid or its derivative, giving hyoscyamine.
(ट्रोपिनोन को ट्रोपिनोन रिडक्टेज I (TR-I) द्वारा ट्रोपिन में अपचयित किया जाता है, जो फेनिललैक्टिक अम्ल या इसके व्युत्पन्न के साथ संघनित होता है, जिससे हायोसायमाइन मिलता है।)
> Scopolamine is formed from hyoscyamine via 6β-hydroxyhyoscyamine by the bifunctional enzyme hyoscyamine 6β-hydroxylase (H6H).
(स्कोपोलामाइन का निर्माण हायोसायमाइन से 6β-हाइड्रॉक्सीहायोसायमाइन के माध्यम से द्विकार्यात्मक एंजाइम हायोसायमाइन 6β-हाइड्रॉक्सिलेज़ (H6H) द्वारा होता है।)
> The nicotinic acid moiety of nicotine is supplied from the pyridine nucleotide cycle, in which quinolinic acid phosphoribosyltransferase (QPT) serves as the entry-point enzyme.
(निकोटीन की निकोटिनिक अम्ल मात्रा की आपूर्ति पाइरीडीन न्यूक्लियोटाइड वलय से की जाती है, जिसमें क्विनोलिनिक अम्ल फॉस्फोराइबोसिलट्रांसफेरेज़ (QPT) प्रवेश-बिंदु एंजाइम के रूप में कार्य करता है।)
2. Biosynthetic of Isoquinoline alkaloids (आइसोक्विनोलिन एल्केलॉइड का जैवसंश्लेषण):-
> Isoquinoline alkaloids are some of the major metabolites successfully produced by plant cell culture. So far, about 60 have been isolated from plant cell cultures.
(आइसोक्विनोलिन एल्केलोइड्स कुछ प्रमुख मेटाबोलाइट्स हैं जो पादप कोशिका संवर्धन द्वारा सफलतापूर्वक उत्पादित होते हैं। अब तक, लगभग 60 को पादप कोशिका संवर्धन से पृथक किया जा चुका है।)
> One example is berberine, a benzylisoquinoline alkaloid obtained from Coptis (Ranunculaceae) that is used as an antibacterial agent.
(एक उदाहरण बर्बेरिन है, जो कॉप्टिस (रेनुनकुलेसी) से प्राप्त एक बेंज़िलिआइसोक्विनोलिन एल्केलॉइड है जिसका उपयोग जीवाणुरोधी एजेंट के रूप में किया जाता है।)
> Berberine biosynthesis in plant cells has been well investigated at the enzyme level.
(पौधों की कोशिकाओं में बर्बेरिन जैवसंश्लेषण की एंजाइम स्तर पर अच्छी तरह से जांच की गई है )
> The biosynthetic pathway leading from L-tyrosine to berberine has 13 different enzymatic reactions.
(L-टायरोसिन से बर्बेरिन तक जाने वाले जैवसंश्लेषी मार्ग में 13 अलग-अलग एंजाइमेटिक अभिक्रियाएं होती हैं।)
> cDNAs of several enzymes in this pathway have been isolated and characterized.
(इस मार्ग में कई एंजाइमों के cDNA को अलग किया गया है और उनकी विशेषता बताई गई है।)
Used enzymes (प्रयुक्त एंजाइम):-
1 = L-tyrosine decarboxylase (L-टायरोसिन डिकार्बोक्सिलेज)
2 = Phenolase (फिनोलेज़)
3 = L-tyrosine transaminase (L-टायरोसिन ट्रांसएमिनेज)
4 = p-hydroxyphenylpyruvate decarboxylase (p-हाइड्रॉक्सीफेनिलपाइरूवेट डिकार्बोक्सिलेज)
5 = S-norcoclaurine synthase (S-नॉरकोक्लोरिन सिंथेज़)
6 = S-adenosyl-L-methionine : norcoclaurine 6'OMT (S-एडेनोसिल-L-मेथिओनिन : नॉरकोक्लॉरिन 6' OMT)
7 = S-adenosyl-L-methionine : coclaurine N-methyltransferase (S-एडेनोसिल-L-मेथिओनिन : कोक्लॉरिन N-मिथाइलट्रांसफेरेज़)
8 = N-methylcoclaurine-4′-hydroxylase (N-मिथाइलकोक्लोरिन-4′-हाइड्रॉक्सिलेज़)
9 = S-adenosyl-L-methionine : 3′-hydroxy-N-methylcoclaurine 4′OMT (S-एडेनोसिल-L-मेथिओनिन : 3′-हाइड्रॉक्सी-N-मिथाइलकोक्लॉरिन 4′OMT)
10 = Berberine bridge enzyme (बर्बेरिन ब्रिज एंजाइम)
11 = S-adenosyl-L-methionine : Scoulerine 9-O-methyltransferase (S-एडेनोसिल-L-मेथिओनिन: स्कौलेरिन 9-O-मिथाइलट्रांसफेरेज़)
12 =anadine synthase (एनाडाइन सिंथेज़)
13 = Tetrahydroprotoberberine oxidase (टेट्राहाइड्रोप्रोटोबेरिन ऑक्सीडेज)
14 = Cheilanthifolin synthase (चेइलैनथियोलिन सिंथेज़)
Ans.
Electron flow through Non-cyclic photophosphorylation (अचक्रीय प्रकाश फोस्फ़ोरिलीकरण के माध्यम से इलिक्ट्रोन प्रवाह):-
Ø यह तब होता है जब दो प्रकाश तंत्र एक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से एक श्रृंखला में कार्य करते हैं, (पहले PS II और फिर PS I) जैसा कि Z स्कीम में देखा जाता है।
[It occurs when the two photosystems work in a series, (first PS II and then PS I) through an electron transport chain as seen in the Z scheme.]
Ø यहां, ATP और NADPH + H+ संश्लेषित होते हैं।
(Here, ATP & NADPH + H+ are synthesized.)
Ø यह एक अचक्रीय प्रक्रिया है क्योंकि PS II द्वारा खोए गए इलेक्ट्रॉन्स वापिस इसके पास नहीं आते हैं, परन्तु NADP+ पर जाते हैं।
(It is a non-cyclic process because the electrons lost by PS II do not come back to it but pass on to NADP+.)
Electron flow through cyclic photophosphorylation (चक्रीय प्रकाश फोस्फ़ोरिलीकरण के माध्यम से इलिक्ट्रोन प्रवाह):-
Ø यह stroma lamellae में होता है जब केवल PS I कार्यात्मक होता है।
(It occurs in stroma lamellae when only PS I is functional.)
Ø इलेक्ट्रॉन प्रकाश तंत्र के भीतर गति करता है और ATP संश्लेषण इलेक्ट्रॉनों के चक्रीय प्रवाह के कारण होता है।
(The electron is circulated within the photosystem and the ATP synthesis occurs due to cyclic flow of electrons.)
Ø ग्रेना के लैमीली में PS I और PS II है। स्ट्रोमा लैमिली झिल्लीयों में PS II और NADP रिडक्टेज का अभाव होता है।
(The lamellae of grana have PS I & PS II. The stroma lamellae membranes lack PS II and NADP reductase.)
Ø इलेक्ट्रॉन NADP+ पर पास नहीं किया जाता है, परन्तु इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से पुन: PS I जटिल पर वापिस चला जाता है।
(The electron does not pass on to NADP+ but is cycled back to PS I complex through electron transport chain.)
Ø यहां, केवल ATP को संश्लेषित किया जाता है (NADPH + H+ नहीं)
[Here, only ATP is synthesized (no NADPH + H+)]
Ø चक्रीय फोटोफॉस्फोरिलीकरण भी होता है जब केवल 680 nm से ऊपर की तरंग दैर्ध्य का प्रकाश उपलब्ध होता है।
(Cyclic photophosphorylation also occurs when only light of wavelengths beyond 680 nm are available.)
Difference between cyclic and non-cyclic photo-phosphorylation:-
Ans.
Chemiosmotic Hypothesis:-
· यह क्लोरोप्लास्ट में ATP संश्लेषण की क्रियाविधि की व्याख्या करता है।
(It explains mechanism of ATP synthesis in chloroplast.)
· ATP संश्लेषण थायलेकोइड झिल्ली के पार एक प्रोटॉन प्रवणता के विकास से जुड़ा होता है।
(ATP synthesis is linked to development of a proton gradient across thylakoid membranes.)
· जल के अणु का विपाटन झिल्ली के अंदर की तरफ होता है। इसलिए प्रोटोन थायलेकोइड्स की गुहा में जमा होते हैं।
(Splitting of water molecule takes place on the inner side of the membrane. So the protons accumulate in the lumen of thylakoids.)
· जैसे जैसे इलेक्ट्रॉन्स प्रकाश तंत्रों के माध्यम से गति करते हैं, प्रोटॉन्स को झिल्ली के पार पहुँचाया जाता है।
(As electrons move through the photosystems, protons are transported across the membrane.)
· ऐसा इसलिए होता है क्योंकि प्रोटॉन्स को निम्नलिखित कारणों से स्ट्रोमा से हटा दिया जाता है: -
(This happens because protons are removed from the stroma for the following reasons:-)
Ø प्राथमिक इलेक्ट्रॉन ग्राही झिल्ली के बाहरी तरफ स्थित होता है और अपने इलेक्ट्रॉन को H-वाहक पर स्थानांतरित करता है। इसलिए यह अणु एक इलेक्ट्रॉन परिवहन करते समय स्ट्रोमा से एक प्रोटॉन को हटा देता है। जब यह अणु झिल्ली के भीतर की तरफ स्थित इलेक्ट्रॉन वाहक पर अपने इलेक्ट्रॉन को स्थानांतरित करता है, तो प्रोटॉन झिल्ली के अंदर की ओर (गुहा में) में छोड़ दिया जाता है।
[The primary electron accepter is located towards the outer side of the membrane and transfers its electron to an H carrier. So this molecule removes a proton from the stroma while transporting an electron. When this molecule passes on its electron to the electron carrier on the inner side of the membrane, proton is released into the inner side (lumen side) of the membrane.]
Ø NADP रिडक्टेज एंजाइम झिल्ली के स्ट्रोमा की ओर स्थित होता है। PS I से आने वाले इलेक्ट्रॉनों के साथ, प्रोटॉन्स NADP+ को अपचयित करने के लिए आवश्यक होते हैं। इन प्रोटॉन्स को स्ट्रोमा से भी हटा दिया जाता है।
(The NADP reductase enzyme is located on the stroma side of the membrane. Along with electrons coming from PS I, protons are necessary to reduce NADP+. These protons are also removed from the stroma.)
· इस प्रकार, स्ट्रोमा में प्रोटोन्स की संख्या में कमी हो जाती है, जबकि गुहा में प्रोटोन्स का संचय हो जाता है। यह थायलेकोइड झिल्ली के पार एक प्रोटोन प्रवणता बन जाती है और गुहा में pH में कमी आ जाती है।
(Hence, protons in the stroma decrease in number, while in the lumen there is accumulation of protons. This creates a proton gradient across the thylakoid membrane and decrease in pH in the lumen.)
· प्रोटोन प्रवणता के टूटने से ऊर्जा निकलती है।
(Breakdown of proton gradient leads to release of energy.)
· एंजाइम ATPase के F0 के ट्रांस-झिल्ली चैनल के माध्यम से झिल्ली के पार स्ट्रोमा में प्रोटोन की गति के कारण प्रवणता टूट जाती है।
(The gradient is broken down due to the movement of protons across the membrane to the stroma through the trans-membrane channel of the F0 of the enzyme ATPase.)
· ATPase (ATP सिंथेज) में दो भाग होते हैं: -
[The ATPase (ATP synthase) consists of two parts:-]
Ø F0:- यह झिल्ली में धंसा होता है और एक ट्रांस-झिल्ली चैनल बनाता है जो झिल्ली के पार प्रोटोन्स का प्रेरित विसरण करता है।
(It is embedded in the membrane and forms a trans-membrane channel that carries out facilitated diffusion of protons across the membrane.)
Ø F1:- यह थाइलेकोइड झिल्ली की बाहरी सतह पर निकला रहता है। प्रवणता के टूटने से उत्पन्न ऊर्जा F1 कण में एक गठनात्मक परिवर्तन करती है। यह एंजाइम कोATP अणुओं को संश्लेषित करने में सक्षम बनाता है।
(It protrudes on the outer surface of the thylakoid membrane. The energy due to breakdown of gradient causes a conformational change in the F1 particle. It makes the enzyme to synthesize ATP molecules.)
Ø इस प्रकार, रसायनपरासरण में एक झिल्ली, एक प्रोटोन पम्प, एक प्रोटोन प्रवणता और ATPase की आवश्यकता होती है।
(Thus, chemiosmosis requires a membrane, a proton pump, a proton gradient and ATPase.)
Ø ऊर्जा का उपयोग प्रोटोन्स को झिल्ली के पार पम्प करने के लिए किया जाता है, ताकि एक प्रवणता या थाइलेकोइड झिल्ली के भीतर प्रोटोन की उच्च सांद्रता बनाई जा सके।
(Energy is used to pump protons across a membrane, to create a gradient or a high concentration of proton, within the thylakoid lumen.)
Ø ATPase में एक चैनल होता है जो वापिस झिल्ली के पार प्रोटोन के विसरण की अनुमति देता है। यह ATPase एंजाइम को सक्रिय करने के लिए ऊर्जा देता है जो ATP के निर्माण को उत्प्रेरित करता है।
(ATPase has a channel that allows diffusion of protons back across the membrane. This releases energy to activate ATPase enzyme that catalyzes formation of ATP.)
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