मायोग्लोबिन
मायोग्लोबिन को (Mb) से प्रदर्शित करते हैं। मायोग्लोबिन एक आयरन युक्त और ऑक्सीजन-बाध्यकारी प्रोटीन है जो सामान्य रूप से और लगभग सभी स्तनधारियों में कशेरुकी के हृदय और कंकाल की मांसपेशी ऊतक में पाया जाता है। मायोग्लोबिन, हीमोग्लोबिन से बहुत भिन्न है। हीमोग्लोबिन की तुलना में, मायोग्लोबिन में ऑक्सीजन के लिए उच्च बंधन शक्ति होती है। मनुष्यों में, मायोग्लोबिन केवल मांसपेशियों की चोट के बाद रक्तप्रवाह में पाया जाता है। मांसपेशियों की कोशिकाओं में मायोग्लोबिन की उच्च सांद्रता जीवों को लंबे समय तक अपनी सांस रोककर रखने की अनुमति देती है। मायोग्लोबिन पहला प्रोटीन था जिसकी एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा इसकी त्रि-आयामी संरचना का पता चला था। [1] इस उपलब्धि की सूचना 1958 में जॉन केंड्रू और सहयोगियों द्वारा दी गई थी। इस खोज के लिए, केंड्रू ने मैक्स पेरुट्ज़ के साथ रसायन विज्ञान में 1962 का नोबेल पुरस्कार साझा किया। मायोग्लोबिन की संरचना हीमोग्लोबिन अणु की एकल उपकाई के समान है।
मायोग्लोबिन में एक आयरन आयन होता है और मायोग्लोबिन का अणुभार 17000 होता है, इसकी ऑक्सीजन को बांधने की संरचना हीमोग्लोबिन से अधिक होती है। मायोग्लोबिन के ऑक्सीजन बंधन शक्ति हीमोग्लोबिन से अधिक होती है। मायोग्लोबिन ऑक्सीजन को तब रिलीज़ करता है जब आंशिक दाब PO2 20mm Hg से कम हो जाता है। हीमोग्लोबिन ऑक्सीहीमोग्लोबिन (HbO2), कार्बोक्सीहेमोग्लोबिन (HbCO), और मेथेमोग्लोबिन (met-Hb) के अनुरूप मायोग्लोबिन ऑक्सीमायोग्लोबिन (MbO2), कार्बोक्सिमायोग्लोबिन (MbCO), और मेटमायोग्लोबिन (met-Mb) के रूप ले सकता है। मायोग्लोबिन एक हीम प्रोटीन है, इसमें एक हीम और एक ग्लोबिन प्रोटीन होता है। हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन का परिवहन करता है, मायोग्लोबिन का कार्य ऑक्सीजन को संग्रहित करना है।
रोगों में भूमिका
मायोग्लोबिन क्षतिग्रस्त मांसपेशी ऊतक (रबडोमायोलिसिस) से उत्पन्न होता है, जिसमें मायोग्लोबिन की बहुत अधिक मात्रा होती है। प्राप्त किए गए मायोग्लोबिन को किडनी द्वारा फ़िल्टर किया जाता है, लेकिन यह किडनी के ट्यूबलर एपिथेलियम के लिए जहरीला होता है और इसलिए किडनी में समस्या उत्पन्न हो सकती है।[2]
मायोग्लोबिन की संरचना
मायोग्लोबिन एक मेटालोप्रोटीन है, अर्थात यह धातु + प्रोटीन से मिलकर बना होता है। मायोग्लोबिन में एक हीम भाग होता है जिसमे आयरन धातु और प्रोफीन वलय होता है, और दूसरा भाग में ग्लोबिन प्रोटीन होती है यह एक एरोमैटिक सिस्टम है क्योंकि इसकी पोर्फिरिन रिंग में 11 पाई बंध होता है, और यह हकल के नियम का पालन करता है सूक्ष्म स्तर मायोग्लोबिन 154 अमीनो अम्ल की एकल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला है। श्रृंखला में आठ α-हेलिक्स होते हैं। अणु में एक हीम प्रोस्थेटिक समूह होता है, जिसमें पोर्फिरिन रिंग और आयरन आयन शामिल होता है। हीमोग्लोबिन फेफड़ों या गलफड़ों से ऑक्सीजन लेता है और इसे मांसपेशियों के ऊतकों तक पहुँचाता है जहाँ यह रक्त के माध्यम से ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है और फिर इसे मायग्लोबिन को देता है। मायोग्लोबिन ऑक्सीजन को मांसपेशियों के ऊतकों में संग्रहीत करता है और ग्लूकोज के ऑक्सीकरण के लिए आवश्यक होने पर इसे छोड़ देता है। हीम-बद्ध Fe धनायन 2+ (अपचयित अवस्था) या 3+ (ऑक्सीकृत) अवस्था में मौजूद हो सकता है। लौह आयन स्वयं छह अलग-अलग लिगैंड् के साथ संपर्क करता है, जिनमें से एक ऑक्सीजन के लिए बाध्यकारी साइट के रूप में कार्य करता है। यह बाध्यकारी साइट CO और NO सहित अन्य संभावित अणुओं को बांधने के लिए भी कार्य कर सकती है।[3] डीआक्सीमायोग्लोबीन में चार समन्वय स्थान पर चार हिस्टडीन रिंग होते हैं जो एक आयरन परमाणु से जुड़ा होता है, इसकी पांचवीं समन्वय स्थिति पर इमीडाजोल वलय उपस्थित होता है, और आक्सीमायोग्लोबिन में छठवी समन्वय स्थिति पर आक्सीजन परमाणु उपस्थित होता है। ग्लोबिन प्रोटीन में दो अल्फा प्रोटीन और दो बीटा प्रोटीन होती हैं एक अल्फा ग्लोबिन प्रोटीन में 141 अमीनो अम्ल होते हैं और एक बीटा ग्लोबिन प्रोटीन में 146 अमीनो अम्ल होते हैं प्रत्येक अल्फा प्रोटीन और बीटा प्रोटीन में एक एक पोलर समूह और एक एक नॉनपोलर समूह होता है पोलर समूह बाहर की तरफ उपस्थित होता है और नॉनपोलर समूह अंदर की तरफ उपस्थित होता है। डीआक्सीमायोग्लोबिन की संरचना वर्गाकार पिरामिडनुमा होती है जिसमें समतल से आयरन परमाणु की दूरी 40 pm होती है इसे तनित अवस्था कहते हैं इसमें परमाणु उच्च स्पिन अवस्था में होता है और इसकी ऑक्सीकरण अवस्था +2 होती है जबकि आक्सीमायोग्लोबिन में आक्सीजन परमाणु के जुड़ने के बाद आयरन परमाणु प्लेन पे आ जाता है और इसके ज्यामितीय अष्टफल्कीय हो जाती है। जिसे रिलैक्स्ड स्टेट या R स्टेट भी कहते हैं।
कार्यप्रणाली
मायोग्लोबिन का मुख्य कार्य मांसपेशियों के ऊतकों को ऑक्सीजन की आपूर्ति करना है। इसके साथ ही मायोग्लोबिन मांसपेशियों के ऊतकों में ऑक्सीजन भंडारण के रूप में भी कार्य करता है। मायोग्लोबिन ऑक्सीजन प्रसार की सुविधा देता है। मायोग्लोबिन मांसपेशियों की गतिविधि की शुरुआत में विलुप्त हो जाता है, जो केशिकाओं से साइटोप्लाज्म तक ऑक्सीजन के प्रसार को बढ़ाता है।
मायोग्लोबिन एंजाइमी कार्य भी करता है। यह बायोएक्टिव नाइट्रिक ऑक्साइड के नाइट्रेट में अपघटन के लिए अत्यधिक आवश्यक है। अगर नाइट्रिक ऑक्साइड को हटा दिया जाये तो माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन में वृद्धि होती है। यह वृद्धि इसलिए है क्योंकि नाइट्रिक ऑक्साइड विपरीत रूप से साइटोक्रोम ऑक्सीडेज को रोकता है। मायोग्लोबिन, इसके अलावा, अभिक्रियाशील ऑक्सीजन यौगिकों को हटाने के लिए कार्य करता है। डीआक्सीमायोग्लोबीन में चार समन्वय स्थान पर चार हिस्टडीन रिंग होते हैं जो एक आयरन परमाणु से जुड़ा होता है, इसकी पांचवीं समन्वय स्थिति पर इमीडाजोल वलय उपस्थित होता है, और आक्सीमायोग्लोबिन में छठवी समन्वय स्थिति पर आक्सीजन परमाणु उपस्थित होता है। ग्लोबिन प्रोटीन में दो अल्फा प्रोटीन और दो बीटा प्रोटीन होती हैं एक अल्फा ग्लोबिन प्रोटीन में 141 अमीनो अम्ल होते हैं और एक बीटा ग्लोबिन प्रोटीन में 146 अमीनो अम्ल होते हैं प्रत्येक अल्फा प्रोटीन और बीटा प्रोटीन में एक एक पोलर समूह और एक एक नॉनपोलर समूह होता है पोलर समूह बाहर की तरफ उपस्थित होता है और नॉनपोलर समूह अंदर की तरफ उपस्थित होता है। डीआक्सीमायोग्लोबिन की संरचना वर्गाकार पिरामिडनुमा होती है जिसमें समतल से आयरन परमाणु की दूरी 40 pm होती है इसे तनित अवस्था कहते हैं इसमें परमाणु उच्च स्पिन अवस्था में होता है और इसकी ऑक्सीकरण अवस्था +2 होती है जबकि आक्सीमायोग्लोबिन में आक्सीजन परमाणु के जुड़ने के बाद आयरन परमाणु प्लेन पे आ जाता है और इसके ज्यामितीय अष्टफल्कीय हो जाती है। जिसे रिलैक्स्ड स्टेट या R स्टेट भी कहते हैं।
मायोग्लोबिन की संरचना और बंध
मायोग्लोबिन में केंद्र में Fe के साथ पोर्फिरिन वलय होती है। समीपस्थ हिस्टडीन समूह (हिज-93) सीधे आयरन से जुड़ा होता है, और डिस्टल हिस्टडीन समूह (हिस-64) विपरीत फलक के पास मंडराता है। डिस्टल इमिडाज़ोल लोहे से बंधा नहीं है, लेकिन सब्सट्रेट O2 के साथ अभिक्रिया करने के लिए उपलब्ध है। यह इंटरैक्शन O2 के साथ बने बंध को प्रोत्साहित करता है, लेकिन कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) को नहीं, जो अभी भी O2 की तुलना में लगभग 240 × अधिक मजबूत बंध बनाता है। जब तक आयरन ऑक्सीजन से बंध नहीं बनाता तब तक वह +2 अवस्था में होता है और यह लो स्पिन अवस्था में होगा, अर्थात इसमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन उपस्थित होंगे और यह प्रतिचुंबकीय होगा, जबकि आयरन ऑक्सीजन से बंध बनाने के बाद +3 अवस्था में आ जाता है अर्थात यह कहा जा सकता है ऑक्सीजन से बंध बनाने के बाद आयरन का आक्सीकरण हो जाता है और यह हाई स्पिन स्टेट में होगा अर्थात इसमें सभी इलेक्ट्रान जोड़े में उपस्थित होंगे,और यह अनुचुंबकीय होगा। ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में हीम समूह के लौह केंद्र की समन्वय संख्या 5 होती है, जबकि ऑक्सीजन के हीम समूह के लौह केंद्र से जोड़ने पर इसकी समन्वय संख्या 6 हो जाती है।
सन्दर्भ
- ↑ . (U.S.) National Science Foundation: Protein Data Bank Chronology (Jan. 21, 2004). Retrieved 3.17.2010.
{{cite web}}: Check date values in:|date=(help); Missing or empty|title=(help); Missing or empty|url=(help) - ↑ Naka T, Jones D, Baldwin I, Fealy N, Bates S, Goehl H, Morgera S, Neumayer HH, Bellomo R (Apr 2005). "Myoglobin clearance by super high-flux hemofiltration in a case of severe rhabdomyolysis: a case report". Critical Care. 9 (2): R90-5. doi:10.1186/cc3034. PMC 1175920. PMID 15774055.
- ↑ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK544256/#:~:text=Myoglobin%20is%20a%20protein%20located,can%20reversibly%20bind%20to%20oxygen.
