ઍમિનોઍસિડ (સૂક્ષ્મજીવશાસ્ત્ર) : સજીવોના જીવરસ-(protoplasm)ના બંધારણના અગત્યના ભાગરૂપ એવા પ્રોટીન જેવા જૈવ-અણુઓ(biomolecules)ના નાઇટ્રોજનયુક્ત એકમો (units). ઍમિનોઍસિડના અણુમાં આમ્લિક (acidic) અને બેઝિક (basic) બન્ને પ્રકારના મૂલકો આવેલા છે. આથી આ ઍસિડ ઉભયધર્મી (amphoteric) છે અને દ્વિઆયન (zwitterion) તરીકે જાણીતા છે.
ઍમિનોઍસિડની સંરચના :
સજીવ ગમે તે (દા.ત., અમીબા કે વડનું વૃક્ષ) હોય, તેમાંના પ્રોટીનના અણુઓ 20 પ્રકારના ઍમિનોઍસિડના અણુઓમાંથી ઉદભવેલા હોય છે.
ઍમિનોઍસિડમાંના ‘R’ સમૂહને અનુલક્ષીને તેમને ચાર મુખ્ય સમૂહમાં વહેંચવામાં આવે છે : 1. આમ્લિક (acidic); 2. બેઝિક; 3. તટસ્થ-ધ્રુવીય (neutral polar) અને 4. તટસ્થ-અધ્રુવીય (neutral apolar)
1. પ્રતિબિંબરૂપિતા (enantiomorphism) : ઍમિનોઍસિડ દ્વારા સમતલ ધ્રુવિત (plane polarized) પ્રકાશના સમતલના પરિભ્રમણને અનુલક્ષીને દરેક ઍસિડને બે વિભિન્ન સંરચના ધરાવતાં સ્વરૂપોમાં વહેંચી શકાય. એક સ્વરૂપ પ્રકાશના સમતલનું ડાબી તરફથી જમણી તરફ, તો બીજું જમણી તરફથી ડાબી તરફ ઘૂર્ણન કરે છે. પ્રથમ પ્રકારને દક્ષિણાવર્ત-ઘૂર્ણક (dextrorotatory), જ્યારે બીજાને વામાવર્ત-ઘૂર્ણક અથવા વામાઘૂર્ણી (levorotatory) કહે છે. આ પ્રત્યેક સ્વરૂપ બીજાનું આરસી-પ્રતિબિંબ (mirror image) હોય છે.
સામાન્ય રીતે પ્રોટીનમાં આવેલા બધા ઍમિનોઍસિડ વામાવર્ત-ઘૂર્ણક એટલે કે પ્રકાશના સમતલને ઘડિયાળના કાંટાથી ઊલટી દિશામાં (anticlockwise) ફેરવનારા હોય છે. D-ઍમિનોઍસિડમાં આ ઘૂર્ણન ડાબેથી જમણી તરફ (ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં) હોય છે. એક જ પદાર્થનાં આવાં બે સ્વરૂપોને પ્રાકાશિક (optical) સમાવયવો (isomers) કહે છે, જ્યારે આવાં સ્વરૂપોનું અસ્તિત્વ પ્રતિબિંબરૂપિતા (enantiomorphism) તરીકે ઓળખાય છે.
2. સહસંયોજક (covalent) પેપ્ટાઇડ (–CONH–) બંધનું નિર્માણ : પાસે પાસે આવેલા બે ઍમિનોઍસિડના અણુઓ અનુક્રમે -COOH અને -NH2 મૂલકો વડે જોડાતાં એક સહસંયોજક -CONH- બંધનું નિર્માણ થાય છે. સાથે સાથે પાણી(H2O)નો એક અણુ મુક્ત થાય છે. આમ બે ઍમિનોઍસિડવાળી શૃંખલા ઉદભવે છે.
(3) પ્રોટીનના બંધારણના ભાગ રૂપે સિસ્ટીન(cysteine)ના પાસે પાસે આવેલા બે અણુઓ ડાઇસલ્ફાઇડ (disulphide) સહસંયોજક બંધ વડે જોડાય છે અને સિસ્ટાઇન (cystine) અવશેષ(residue)ની રચના થાય છે.
પ્રોટીનની એક જ શૃંખલાના ભિન્ન ભાગોમાં આવેલા (સિસ્ટીનના અણુઓ એકબીજાની સમીપ આવી ડાઇસલ્ફાઇડ બંધ વડે જોડાતાં ત્યાં શૃંખલાનો વીંટો વળે છે.
પેપ્ટાઇડ શૃંખલામાં આવેલ દ્વિતીયક પ્રકારનાં અ-સહસંયોજક (noncovalent) બંધો :
1. હાઇડ્રોજન બંધો : સ્થિરવીજ પારસ્પરિક ક્રિયા(electrostatic interaction)ને લીધે નિર્માણ થતા આ બંધમાં અંશત: ઋણભાર ધરાવતો ઇલેક્ટ્રૉન હાઇડ્રોજનના પરમાણુને આકર્ષે છે. (આકૃતિ 2.1)
2. લવણસેતુ : પરસ્પરવિરોધી ભાર ધરાવતા બે આયનિક સમૂહો વચ્ચે ઉદભવતા આકર્ષણના પરિણામે થતું જોડાણ. (જુઓ આકૃતિ 2.2)
3. વાન દર વાલ પરિબળ (Van der Waals force) : વૈદ્યુત પ્રક્રિયાની ર્દષ્ટિએ તટસ્થ એવા બે અણુઓ વચ્ચે ઉદભવતું સાહચર્ય (જોડાણ) (association) પરિબળ. (આકૃતિ 2.3)
(4) જલવિરાગી (hydrophobic) અણુઓ અથવા મૂલકો પાણીના અણુઓ સાથેનો સંપર્ક ટાળવા એકબીજાની સમીપ ગોઠવાય છે. આવી રચનાને જલવિરાગી અસર (effect) કહે છે. (આકૃતિ 2.3)
આવશ્યક ઍમિનોઍસિડો : હરિતકણ (chlorophyll) ધરાવતા સજીવસૃષ્ટિના વનસ્પતિ જેવા સભ્યો બધા પોતે ઍમિનોઍસિડોનું સંશ્લેષણ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે; જ્યારે પ્રાણીસૃષ્ટિના સભ્યો માત્ર વિશિષ્ટ ઍમિનોઍસિડોનું સંશ્લેષણ કરે છે અને અન્ય ઍમિનોઍસિડો માટે પોષક દ્રવ્યો પર આધાર રાખે છે. ખોરાક દ્વારા મેળવવામાં આવતા લાયસીન, થ્રિયોનીન, ટ્રિપ્ટોફેન, વેલીન, લ્યૂસીન, આઇસોલ્યૂસીન, ફેનાઇલ ઍલેનીન અને મિથિયોનીન – આ 8 અણુઓને આવશ્યક (essential) ઍમિનોઍસિડો તરીકે નિર્દેશવામાં આવે છે.
2.2
2.3
આકૃતિ 2 : ઍમિનોઍસિડની પેપ્ટાઇડ સાંકળમાં આવેલ અસહસંયોજક બંધો. 2.1 : હાઇડ્રોજન બંધ વડે પેપ્ટાઇડ શૃંખલાના બે વિભિન્ન ખંડો સાથે થયેલું જોડાણ; 2.2 : હાઇડ્રોજન બંધ વડે થયેલ ગડીનું નિર્માણ; 2.3 : a. લવણસેતુ; b. હાઇડ્રોજન બંધો; c. જલવિરાગી અસર હેઠળ એકબીજાની સમીપ આવતા બે જલવિરાગી મૂલકો; d. વાન દર વાલ પરિબળની અસર હેઠળ બે મૂલકો વચ્ચેનું સાહચર્ય.
D–ઍમિનોઍસિડો : કેટલાક સૂક્ષ્મજીવો અને વનસ્પતિ સજીવોમાં D-ઍમિનોઍસિડના અણુઓ પણ જોવા મળે છે.
1. બૅક્ટેરિયાની દીવાલના ભાગ રૂપે અલ્પ શર્કરા (oligosaccharide) અને ચતુષ્ક પેપ્ટાઇડની સાંકળ આવેલી હોય છે. આ સાંકળ માત્ર D-ઍમિનોઍસિડોની બનેલી હોય છે.
2. કેટલાક સૂક્ષ્મજીવોમાં આવેલા પ્રતિજૈવિકો(antibiotics)ની પેપ્ટાઇડ શૃંખલામાં L-ઍમિનોઍસિડો ઉપરાંત D-ઍમિનોઍસિડો પણ આવેલા હોય છે.
3. વનસ્પતિઓના કેટલાક કોષોમાં પણ D-ઍમિનોઍસિડોના અણુઓ જોવા મળે છે, જે કેટલાક L-ઍમિનોઍસિડના સંશ્લેષણ માટે (દા.ત., મિથિયોનીન) અગત્યના છે. વનસ્પતિના બીજમાં પણ D-ઍમિનોઍસિડના અણુઓ વિપુલ પ્રમાણમાં આવેલા છે.
ઍમિનોઍસિડની અગત્ય : પ્રોટીન સાંકળ સાથે કાર્બોદિતો, લિપિડો, ન્યૂક્લીઇક (nucleic) ઍસિડો, અકાર્બનિક અણુઓ તેમજ ખનિજ ઘટકો જેવાના સંયોજનથી પેશીઓના સંકીર્ણ સ્વરૂપના ઘટકો બંધાય છે; જે સજીવ સૃષ્ટિના શરીરના બંધારણમાં અગત્યના છે. તદુપરાંત ઉત્સેચકો, અંત:સ્રાવો જેવા પ્રોટીનના બનેલા દ્રાવ્ય કાર્બનિક અણુઓ ચયાપચયી પ્રક્રિયામાં મહત્વનો ભાગ ભજવે છે.
પ્રોટીનના અણુઓમાં પણ વિશેષ પ્રમાણમાં કાર્યશક્તિ સંઘરેલી છે; પરંતુ સજીવો સામાન્યપણે કાર્યશક્તિ મેળવવા પ્રોટીનનો ઉપયોગ કરતા નથી; જોકે સજીવો ઘસારાના પરિણામે અલગ થતા પ્રોટીનના અવશેષમાંથી ઉપલબ્ધ એવી કાર્યશક્તિનો ઉપયોગ કરતા હોય છે.
શાંતિલાલ રણછોડભાઈ પટેલ
મ. શિ. દૂબળે