પ્રોટીન (આયુર્વિજ્ઞાન)

પ્રોટીન (આયુર્વિજ્ઞાન) : નાઇટ્રોજન તત્વવાળું મહત્વનું પોષણ ઘટક. તેને નત્રલ (protein) પણ કહે છે. કાર્બોદિત પદાર્થો, ચરબી, પ્રોટીન, પાણી, વિટામિન, સ્વલ્પ (trace) તત્વો અને સ્વત્વ ધાતુઓ પોષણનાં મહત્વનાં વિવિધ ઘટકો બનાવે છે. કાર્બોદિત પદાર્થો, ચરબી અને પ્રોટીન સેન્દ્રિય (organic) દ્રવ્યો છે. તેમાં ઑક્સિજન, કાર્બન અને હાઇડ્રોજનનાં તત્વો હોય છે. પ્રોટીનમાં તેમના ઉપરાંત નાઇટ્રોજન તત્વ પણ હોય છે. કેટલાંક પ્રોટીનોમાં સલ્ફર અને ફૉસ્ફરસ પણ હોય છે. પ્રોટીનનાં રસાયણો કાર્બોદિત પદાર્થો અને ચરબીના પદાર્થો કરતાં વધુ સંકુલ હોય છે. તેઓ મુખ્યત્વે કોષોની સંરચના (structure) તથા વિવિધ પ્રકારની દેહધર્મી ક્રિયાઓ સાથે સંકળાયેલાં હોય છે. દા.ત., પ્રોટીન જ્યારે ઉત્સેચક(enzyme)ના રૂપે કાર્ય કરે ત્યારે તે વિવિધ પ્રકારની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને ઉત્તેજિત કરે છે. કેટલાંક પ્રોટીનના અણુઓ સ્નાયુની સંકોચનક્રિયામાં સક્રિય હોય છે. તેમને સક્રિયિન (actin) અને સ્નાયવિન (myosin) કહે છે. બહારથી આવતા જીવાણુઓને મારવા માટે શરીરમાં પ્રતિદ્રવ્યો (antibodies) નામના પ્રોટીનના વિશિષ્ટ અણુઓ બને છે. તેઓ માણસની રોગપ્રતિકારક્ષમતા અથવા વિશિષ્ટ પ્રતિરક્ષા (immunity) ઉત્પન્ન કરે છે. તેવી રીતે વિવિધ પ્રકારના અંત:સ્રાવો (hormones) પણ પ્રોટીનના બનેલા અણુઓ છે. તેઓ સમગ્ર શરીરનાં બધાં જ કાર્યોનું રાસાયણિક નિયંત્રણ કરે છે. પ્રોટીનનાં વિવિધ સ્વરૂપોનું તેમના કાર્ય પ્રમાણેનું વર્ગીકરણ નીચે સારણીમાં દર્શાવ્યું છે :

તેમના કાર્ય પ્રમાણે પ્રોટીનનાં વિવિધ સ્વરૂપોનું વર્ગીકરણ

	પ્રકાર	વર્ણન	ઉદાહરણ
1	સંરચનાલક્ષી (structural)	શરીરના વિવિધ ભાગોની રચનામાં ભાગ લેતા પ્રોટીનના અણુઓ	ચામડી, વાળ અને નખમાંનું શૃંગિન (keratin) નામનું દ્રવ્ય તથા સંયોજી પેશીમાંની શ્વેતતંતુલિકાઓ (collagen fibres)
2.	નિયમનકારી (regulatory)	શરીરની દેહધાર્મિક ક્રિયાઓનું અંત:સ્રાવો (hormones) દ્વારા નિયમન	ઇન્સ્યુલિન નામનો અંત:સ્રાવ લોહીની શર્કરા(ગ્લુકોઝ)ના સ્તરનું નિયમન કરે છે.
3.	સંકોચનશીલ (contractile)	સ્નાયુતંતુઓના સંકોચનમાં સક્રિય પ્રોટીનના અણુઓ	તેમને સક્રિયિન (actin) અને સ્નાયવિન (myosin) કહે છે.
4.	પ્રતિરક્ષાલક્ષી (immuno-logical)	જીવાણુઓની સામે રક્ષણ આપતાં સક્રિય એવાં પ્રતિદ્રવ્યો (antibodies)	પ્રતિરક્ષાલક્ષી ગોલનત્રલો (immunoglobulins)
5.	પરિવાહક (transporting)	શરીરમાં, ખાસ કરીને લોહીમાં વિવિધ અણુઓનું પરિવહન કરતા પ્રોટીનના અણુઓ	ઑક્સિજનનું પરિવહન કરતો હીમોગ્લોબિન(રક્તવર્ણક)નો અણુ, વિવિધ ઔષધોનું લોહીમાં વહન કરતા આલ્બ્યુ- મિન(શ્વેતનત્રલ)ના અણુઓ
6.	ઉદ્દીપક (catalytic) અને પાચક (digesting)	મોટા અણુઓને નાના અણુઓમાં ફેરવવાની ક્રિયા (પાચનક્રિયા) કરતા કે બે અણુઓ વચ્ચેની રાસાયણિક ક્રિયાને ઝડપી બનાવતા અણુઓ	જઠર અને આંતરડામાંના પાચક રસોમાંનાં સક્રિય ઘટકો તથા વિવિધ કોષોની રાસાયણિક ક્રિયામાં સક્રિય ઉત્સેચકો (enzymes)
7.	લોહીનું ગઠન કરાવતા ઘટકો	નસમાંથી બહાર જ્યારે લોહી વહેવા માડે ત્યારે તેનો ગઠ્ઠો કરીને લોહીને બહાર વહેતું અટકાવે.	વિવિધ પ્રકારના રુધિરગંઠન કરતા ઘટકો

જેમ ગ્લુકોઝ જેવી એકશર્કરાઓ (monosaccharides) ભેગી થઈને કાર્બોદિત પદાર્થોના સંકુલ અણુઓ બનાવે છે, તેવી રીતે ઍમિનોઍસિડ પ્રોટીનના નાના નાના એકમો છે. તેઓના અણુઓ એકબીજા સાથે સંયોજાય ત્યારે પાણીના અણુઓ ગુમાવે છે. તેથી તેને નિર્જલનકારી સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયા (dehydration synthesis reaction) કહે છે. તે સમયે તેમની વચ્ચે સર્જાતા બંધક(bond)ને પેપ્ટાઇડ બંધ કહે છે. જો તેમાં 2 ઍમિનોઍસિડના અણુઓ જોડાયેલા હોય તો તેને દ્વિપેપ્ટાઇડ (dipeptide) કહે છે, જો તેમાં 3 ઍમિનોઍસિડના અણુઓ જોડાયેલા હોય તો તેને ત્રિપેપ્ટાઇડ (tripeptide) કહે છે અને જો તેમાં વધુ ઍમિનોઍસિડના અણુઓ જોડાયેલા હોય તો તેને બહુપેપ્ટાઇડ (polypeptide) કહે છે. તેમને જ પ્રોટીનના અણુઓ કહે છે. તેઓ મોટા અણુઓ હોય છે. સામાન્ય રીતે તેમાં ઓછામાં ઓછા 20 ઍમિનોઍસિડના અણુઓ જોડાયેલા હોય છે. ઍમિનોઍસિડની સંખ્યા અને ક્રમમાં ફેરફાર થાય ત્યારે અસંખ્ય પ્રકારના પ્રોટીનના અણુઓ બને છે.

પ્રોટીનના અણુઓની સંરચનાના 4 સ્તરો છે. ઍમિનોઍસિડની સાદી અને સીધી શૃંખલાને પ્રાથમિક સ્તરની સંરચના કહે છે. તેમાં કોઈ એક ઍમિનોઍસિડના સ્થાન કે પ્રકારમાં ફેરફાર થાય તો તેને કારણે કોઈ ચોક્કસ રોગ અથવા વિકાર થઈ આવે છે. આ શૃંખલા વાંકીચૂકી (zigzag) બને કે સર્પિલ (spiral) બને ત્યારે તેની રચનામાં થતા ફેરફારને કારણે તેને દ્વિતીય સ્તરની સંરચના કહે છે. ઍમિનોઍસિડની શૃંખલા જ્યારે ત્રણે પરિમાણોમાં ગૂંચળું બનાવે તો તેવી ત્રિપરિમાણી સંરચનાને તૃતીય સ્તરની સંરચના કહે છે. આવી 2 કે 3 ત્રિપરિમાણી સંરચનાવાળી શૃંખલાઓ જોડાઈને એક નવો અણુ બનાવે તો તેને ચતુર્થીય સ્તરની સંરચના કહે છે. તેનું ઉદાહરણ છે હીમોગ્લોબિનનો અણુ.

આહાર અને પાચન : ખોરાકમાંનું પ્રોટીન કઠોળ, ધાન્યના દાણા, દૂધ, ઈંડાં, માછલી અને માંસમાંથી મળે છે. તેનું પાચન જઠરમાં શરૂ થાય છે. ખોરાકમાંના બહુપેપ્ટાઇડ પર જઠરનો પ્રોટીનપાચક (pepsin) નામનો ઉત્સેચક, સ્વાદુપિંડના સ્વાદુપિંડી પ્રોટીનપાચક (trypsin) અને અર્ધપક્વરસીય પ્રોટીનપાચક (chymotrypsin) કાર્ય કરીને તેને પેપ્ટાઇડ કે દ્વિપેપ્ટાઇડમાં ફેરવે છે. પેપ્ટાઇડ અને દ્વિપેપ્ટાઇડ પર અનુક્રમે પેપ્ટાઇડપાચક (peptidase) અને દ્વિપેપ્ટાઇડપાચક (dipeptidase) પાચનકાર્ય કરીને તેમને ઍમિનોઍસિડમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આમ જઠરમાં શરૂ થયેલું પાચનકાર્ય નાના આંતરડામાં પૂરું થાય છે. પાચનક્રિયાને અંતે બનેલા ઍમિનોઍસિડના અણુઓનું સક્રિય પરિવહન દ્વારા અવશોષણ થાય છે. તેને લોહી શરીરમાં અન્યત્ર લઈ જાય છે.

ચયાપચય : લોહીમાંના ઍમિનોઍસિડ વૃદ્ધિકારી અંત:સ્રાવ (growth hormone) અને ઇન્સ્યુલિનની મદદથી એક સક્રિય પરિવહનલક્ષી ક્રિયા દ્વારા કોષોમાં પ્રવેશે છે. તેમાંથી ડી.એન.એ.ના નિયંત્રણ હેઠળ અને આર.એન.એ. તથા રાઇબૉઝૉમની મદદથી વિવિધ પ્રકારનાં પ્રોટીન બનાવાય છે. યકૃતના કોષો તથા વિવિધ પેશીઓના કોષોમાં આ ઍમિનોઍસિડમાં જ વિવિધ પ્રકારના પ્રોટીનના મોટા અણુઓ બને છે. તેમાંથી ભાગ્યે જ, અને બહુ થોડા પ્રમાણમાં, ઊર્જા મેળવાય છે. ક્રેબના ચક્ર વડે 1 ગ્રામ પ્રોટીનમાંથી 4 કૅલરી મળે છે. તે માટે પહેલાં તેમાંથી એમોનિયા કાઢી લેવાય છે. તે પ્રક્રિયાને અપએમોનિયાકરણ (deamination) કહે છે. યકૃતમાં એમોનિયામાંથી યૂરિયા બને છે જે પેશાબ દ્વારા બહાર વહી જાય છે. ઍમિનોઍસિડમાંથી ગ્લુકોઝ, ચરબીના ઍસિડ અથવા કીટોઍસિડ પણ બને છે.

કનુભાઈ જોશી

શિલીન નં. શુક્લ