प्रोटीन संरचना भाग – 2

प्राथमिक संरचना

भिन्न अमीनो एसिड का अनुक्रम, प्रोटीन या पेप्टाइड की प्राथमिक संरचना कहलाता है। अवशेषों की गिनती हमेशा N-टर्मिनल छोर पर शुरू होती है (NH2 समूह), वह छोर, जहां अमीनो समूह, पेप्टाइड बॉन्ड में शामिल है। एक प्रोटीन की प्राथमिक संरचना, उस जीन से निर्धारित होती है जो उस प्रोटीन के साथ मेल खाता है। DNA में न्युक्लियोटाइड का एक विशिष्ट अनुक्रम mRNA में प्रतिरूपित होता है, जिसे रूपांतरण कही जाने वाली एक प्रक्रिया में राइबोज़ोम द्वारा पढ़ा जाता है। एक प्रोटीन का अनुक्रम उस प्रोटीन के लिए अनोखा होता है और उस प्रोटीन की संरचना और क्रिया को परिभाषित करता है। एक प्रोटीन के अनुक्रम को एडमन डीग्रडेशन या टेन्डम मास स्पेक्ट्रोमेट्री जैसे तरीकों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। लेकिन अक्सर, इसे उस जीन के अनुक्रम से सीधे पढ़ा जाता है जो आनुवंशिक कोड का उपयोग करता है। रूपांतरण-पश्चात के संशोधन, जैसे डीसल्फाइड निर्माण, फोस्फोरिलेशन और ग्लाइकोजाईलेशन को भी आम तौर पर प्राथमिक संरचना का एक हिस्सा माना जाता है और उसे जीन से नहीं पढ़ा जा सकता है।

माध्यमिक संरचना
बॉन्ड की लंबाई और कोण जैसी ज्ञात जानकारी का उपयोग करते हुए पेप्टाइड्स के मॉडल के निर्माण द्वारा, माध्यमिक संरचना के प्रथम तत्वों, अल्फा हेलिक्स और बीटा शीट को लिनस पौलिंग और सहकर्मियों द्वारा 1951 में सुझाया गया था। इन दो माध्यमिक संरचना तत्वों में प्रत्येक के पास एक नियमित ज्यामिति है, जिसका अर्थ है कि वे डीहाइड्रल कोण ψ और φ के विशिष्ट मूल्य से बंधे हैं। इस प्रकार, उन्हें रामचंद्रन प्लॉट के एक विशेष क्षेत्र में पाया जा सकता है। अल्फा हेलिक्स और बीटा शीट, दोनों ही पेप्टाइड रीढ़ में सभी हाइड्रोजन बॉन्ड दाताओं और स्वीकारकर्ताओं को तृप्त करने का एक तरीका प्रदर्शित करते हैं। ये माध्यमिक संरचना तत्व, केवल पॉलीपेप्टाइड मुख्य श्रृंखला के गुणों पर निर्भर करते हैं, यह समझाते हुए कि क्यों वे सभी प्रोटीन में मौजूद होते हैं। प्रोटीन का वह हिस्सा जो नियमित माध्यमिक संरचना में नहीं है, उसे एक “गैर-नियमित संरचना” कहा जाता है (यादृच्छिक कॉयल के साथ मिश्रित नहीं किया जाना चाहिए, एक खुली पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला जिसमें किसी भी त्रि-आयामी संरचना की कमी है). उसी हेलिक्स के कुछ और निरूपण को दाईं तरफ दिखाया गया है।
सुपरमाध्यमिक संरचना
माध्यमिक संरचना के तत्वों को आम तौर पर, विभिन्न किस्मों की गांठ और मोड़ों का उपयोग करते हुए एक ठोस आकार में मोड़ा जाता है। माध्यमिक संरचनाएं, सुपरमाध्यमिक संरचनाओं के गठन के लिए हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा बंध जाते हैं जैसे ग्रीक की. एक विस्तृत उदाहरण के लिए देखें सुपरमाध्यमिक संरचना. यह भी कई वैज्ञानिकों द्वारा सुझाया गया है कि माध्यमिक संरचना केवल अमीनो एसिड अनुक्रम के द्वारा ही निर्धारित होती है।
तृतीयक संरचना
माध्यमिक संरचना के तत्वों को आम तौर पर, विभिन्न किस्मों की गांठ और मोड़ों का उपयोग करते हुए एक ठोस आकार में मोड़ा जाता है। तृतीयक संरचना का निर्माण आम तौर पर जलभीतिक अवशेष के दफन द्वारा प्रेरित होता है, लेकिन अन्य अंतर्क्रिया जैसे हाइड्रोजन बॉन्डिंग, आयनिक अंतर्क्रिया और डीसल्फाइड बॉन्ड भी तृतीयक संरचना को स्थिर कर सकते हैं। तृतीयक संरचना में ऐसी सभी गैर-सहसंयोजक अंतर्क्रिया शामिल हैं जिन्हें माध्यमिक संरचना नहीं माना जाता है और जो प्रोटीन के समग्र तह को परिभाषित करता है और आम तौर पर प्रोटीन की क्रियाओं के लिए अपरिहार्य है।
चतुर्धातुक संरचना
चतुर्धातुक संरचना, पेप्टाइड बॉन्ड की कई श्रृंखलाओं के बीच अंतर्क्रिया है। व्यक्तिगत श्रृंखला, उपइकाई कहलाती हैं। व्यक्तिगत उप-इकाई आम तौर पर सहसंयोजक तरीके से नहीं जुड़ी होती है, लेकिन एक डीसल्फाइड बॉन्ड से जुड़ी हो सकती है। सभी प्रोटीन में चतुर्धातुक संरचना नहीं होती है, क्योंकि वे मोनोमर्स की तरह कार्यात्मक हो सकते हैं। चतुर्धातुक संरचना को उसी श्रेणी की अंतर्क्रिया द्वारा स्थिर किया जाता है जिससे तृतीयक संरचना को किया जाता है। दो या दो से अधिक पॉलीपेप्टाइड के संकुल (यानी कई उपइकाई) को मल्टीमर कहा जाता है। विशेष रूप से यदि इसमें दो उपइकाई है तो इसे एक डाईमर कहा जाएगा, अगर तीन उपइकाई शामिल है तो ट्राईमर और चार उपइकाई के शामिल होने पर टेट्रामर कहा जाएगा. ये उपइकाईयां एक-दूसरे से आम तौर पर समरूपता धुरी द्वारा संबंधित हैं, जैसे डाईमर में एक 2-फोल्ड धुरी. समान उपइकाइयों से बने मल्टीमर को एक “होमो-” उपसर्ग के साथ संदर्भित किया जा सकता है (उदाहरण एक होमोटेट्रामर) और जो अलग-अलग उपइकाइयों से बने होते हैं उन्हें एक “हेट्रो-” उपसर्ग के साथ संदर्भित किया जा सकता है (जैसे एक हेट्रोटेट्रामर, जैसे हीमोग्लोबिन की दो अल्फा और दो बीटा श्रृंखला).

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