Enzymes Questions in Gujarati

(B) "એન્ઝાઇમ" (ઉત્સેચક) શબ્દ સૌપ્રથમ જર્મન શરીરવિજ્ઞાની વિલ્હેમ કુહને દ્વારા $1877$ માં આપવામાં આવ્યો હતો.
તેમણે આ શબ્દનો ઉપયોગ જૈવિક ઉદ્દીપકોનું વર્ણન કરવા માટે કર્યો હતો, જેમને અગાઉ આથવણની પ્રક્રિયાના સંદર્ભમાં "ફર્મેન્ટ્સ" તરીકે ઓળખવામાં આવતા હતા.
તેથી, સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) $zymase$ (ઝાયમેઝ) શબ્દ $1897$ માં $Edward \ Buchner$ (એડવર્ડ બુચનર) દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો.
તેમણે દર્શાવ્યું હતું કે ઈસ્ટના કોષ-મુક્ત અર્ક ખાંડનું આલ્કોહોલમાં આથવણ કરી શકે છે,જે સાબિત કરે છે કે આથવણ માટે ઉત્સેચકો (જેને તેમણે $zymase$ કહ્યા હતા) જવાબદાર છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) બધા જ ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે,કારણ કે તે એમિનો એસિડની શૃંખલાઓથી બનેલા હોય છે જે ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય બંધારણમાં ગૂંચવાયેલા હોય છે. જોકે,એ નોંધવું મહત્વપૂર્ણ છે કે બધા જ પ્રોટીન ઉત્સેચકો હોતા નથી. રાઈબોઝાઈમ્સ (Ribozymes) એક નોંધપાત્ર અપવાદ છે,જે ઉદ્દીપકીય $RNA$ અણુઓ છે,પરંતુ સામાન્ય જૈવિક વર્ગીકરણના સંદર્ભમાં,ઉત્સેચકો મુખ્યત્વે પ્રોટીનયુક્ત હોય છે.

(B) જેમ્સ $B.$ $Sumner$ એ $1926$ માં જેક બીન્સમાંથી યુરેઝ નામના ઉત્સેચકને અલગ કરીને તેનું સ્ફટિકીકરણ કરનાર પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક હતા. તેમના કાર્ય દ્વારા, તેમણે સાબિત કર્યું કે ઉત્સેચકો પ્રોટીનના બનેલા હોય છે, જે બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં એક ક્રાંતિકારી શોધ હતી. તેથી, "ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે" તેવું સૂચન $Sumner$ ને આભારી છે.

(D) જેમ્સ બી. સમનર એ વૈજ્ઞાનિક હતા જેમણે $1926$ માં જેક બીન (Canavalia ensiformis) માંથી યુરેઝ ઉત્સેચકને સ્ફટિક સ્વરૂપમાં સફળતાપૂર્વક અલગ અને શુદ્ધ કર્યો હતો. આ શોધ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ હતી કારણ કે તેણે સાબિત કર્યું કે ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે,જેના માટે તેમને $1946$ માં રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો હતો.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી એડવર્ડ બુચનરે $(1897)$ માં સાબિત કર્યું કે આલ્કોહોલિક આથવણ એ એક ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયા છે.
તેમણે સાબિત કર્યું કે યીસ્ટના કોષોમાંથી મેળવેલ કોષ-મુક્ત અર્ક,જેને તેમણે $zymase$ (ઝાયમેઝ) નામ આપ્યું હતું,તેમાં આલ્કોહોલિક આથવણ કરવાની ક્ષમતા હોય છે. આમ,તેમણે દર્શાવ્યું કે આ પ્રક્રિયા માટે જીવંત કોષોની સીધી જરૂર નથી,પરંતુ તેમાં રહેલા ઉત્સેચકો જવાબદાર છે.

(A) $Enzyme$ (ઉત્સેચક) શબ્દ $1877$ માં $Wilhelm$ $Kuhne$ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો. સૌપ્રથમ ઉત્સેચકોની શોધ $1897$ માં $Eduard$ $Buchner$ દ્વારા $Yeast$ (ઈસ્ટ) માં કરવામાં આવી હતી. તેમણે દર્શાવ્યું હતું કે ઈસ્ટના કોષ-મુક્ત અર્ક (cell-free extract) ખાંડનું આલ્કોહોલમાં આથવણ કરી શકે છે. આ શોધે સાબિત કર્યું કે જૈવિક ઉદ્દીપકો (ઉત્સેચકો) જીવંત કોષોની બહાર પણ કાર્ય કરી શકે છે.

(C) મોટાભાગના ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોય છે,પરંતુ રાઈબોઝાઈમ્સ (ઉત્સેચકીય $RNA$ અણુઓ) તરીકે ઓળખાતા અપવાદો પણ છે. તેથી,'બધા ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોતા નથી' એ વિધાન સૌથી સચોટ છે,કારણ કે તે સ્વીકારે છે કે ઘણા ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોવા છતાં,દરેક ઉત્સેચક પ્રોટીન નથી.

(C) ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે,જેને બાયોકેટાલિસ્ટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
મોટાભાગના ઉત્સેચકો ગોળાકાર પ્રોટીન છે જે સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડીને જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે.
તેથી,તેમને પ્રોટીન-ઉદ્દીપકો તરીકે શ્રેષ્ઠ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે. ઉત્સેચકો એ જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સજીવની અંદર વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓને સરળ બનાવે છે. વનસ્પતિ શરીરના તમામ જીવંત કોષો જીવન પ્રક્રિયાઓને જાળવી રાખવા માટે સતત જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ કરે છે,તેથી ઉત્સેચકો વનસ્પતિ શરીરના તમામ જીવંત કોષોમાં હાજર હોય છે.

(C) જૈવિક ઉદ્દીપકો એવા પદાર્થો છે જે સજીવોમાં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના દરને વધારે છે,પરંતુ પ્રક્રિયા દરમિયાન પોતે વપરાતા નથી.
આ ઉદ્દીપકોને ઉત્સેચકો (Enzymes) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
મોટાભાગના ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોય છે જે જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ માટે જરૂરી સક્રિયકરણ ઉર્જા (activation energy) ઘટાડે છે.

(C) ઉત્સેચકો એ જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે મુખ્યત્વે પ્રોટીનથી બનેલા હોય છે. પ્રોટીન એ એમિનો એસિડના બહુલીકરણ (polymerization) દ્વારા બનતા લાંબી શૃંખલા ધરાવતા પોલીમર છે,જે પેપ્ટાઈડ બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. તેથી,ઉત્સેચકો એ એમિનો એસિડના પોલીમર છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
$1$. જોકે લગભગ બધા જ ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોય છે,પરંતુ તેમાં રાઈબોઝાઈમ્સ ($RNA$ અણુઓ જે ઉત્સેચક તરીકે કાર્ય કરે છે) જેવા અપવાદો છે. તેથી 'બધા જ ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે' તે એક સામાન્યીકરણ છે,પરંતુ 'બધા જ પ્રોટીન ઉત્સેચકો છે' તે વિધાન મૂળભૂત રીતે ખોટું છે.
$2$. પ્રોટીન શરીરમાં ઘણા કાર્યો કરે છે,જેમ કે બંધારણીય આધાર (કોલેજન),વહન (હિમોગ્લોબિન) અને સંકેત આપવા (હોર્મોન્સ),માત્ર ઉદ્દીપન જ નહીં.
$3$. ઉત્સેચકો જૈવ-ઉદ્દીપકો છે જે જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે.
$4$. ઉત્સેચકો સામાન્ય રીતે તાપમાન પ્રત્યે અસ્થાયી હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ ગરમી દ્વારા વિકૃત (denature) થઈ શકે છે.

(B) ઉત્સેચક નિયમનનું 'કેસ્કેડ મોડેલ',જેમાં ખાસ કરીને $cAMP$ દ્વિતીય સંદેશાવાહક તરીકે કાર્ય કરે છે,તે $1960$ ના દાયકામાં $Earl \ W. \ Sutherland \ Jr.$ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું.
$Sutherland$ એ શોધ્યું કે $cAMP$ એક આંતરકોષીય સંકેત તરીકે કાર્ય કરે છે જે ઉત્સેચકીય પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી (કેસ્કેડ) ને ઉત્તેજિત કરે છે,જેના પરિણામે ગ્લાયકોજન ફોસ્ફોરાયલેઝ જેવા ઉત્સેચકો સક્રિય થાય છે.
આ શોધ માટે તેમને $1971$ માં ફિઝિયોલોજી અથવા મેડિસિનમાં નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો હતો.

(D) મોટાભાગના ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોય છે. સાદા પ્રોટીન માત્ર એમિનો એસિડના બનેલા હોય છે. $Amylase$,$Pepsin$ અને $Urease$ જેવા ઉત્સેચકો એવા ઉત્સેચકોના ઉદાહરણો છે જે સંપૂર્ણપણે એમિનો એસિડના બનેલા છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ સાદા પ્રોટીન છે. તેથી,આપેલ વિકલ્પોમાંથી કોઈ પણ સાચું નથી કારણ કે તે બધા સાદા પ્રોટીન છે.

(B) ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સજીવોની અંદર થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે. વનસ્પતિઓમાં,તેઓ પ્રકાશસંશ્લેષણ,શ્વસન અને જૈવિક અણુઓના સંશ્લેષણ જેવી વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરવા માટે આવશ્યક છે. ઉત્સેચકો વિના,આ મહત્વપૂર્ણ જીવન ટકાવી રાખતી પ્રક્રિયાઓ વનસ્પતિના જીવનને ટેકો આપવા માટે ખૂબ જ ધીમી ગતિએ થાય છે. તેથી,વિકલ્પ $B$ સાચો જવાબ છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે જે પ્રક્રિયામાં વપરાયા વિના જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો દર વધારે છે.
તેઓ સ્વભાવે પ્રોટીનયુક્ત હોય છે (રાઈબોઝાઈમ્સ સિવાય) અને તેમના પ્રક્રિયાર્થીઓ માટે અત્યંત વિશિષ્ટ હોય છે.
ઉત્સેચકો પ્રક્રિયાના અંતે અપરિવર્તિત રહેતા હોવાથી,તેઓ પ્રતિક્રિયામાં વપરાઈ જતા નથી.

(C) ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સજીવોમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે.
લગભગ તમામ ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોય છે,જે એમિનો એસિડની લાંબી શૃંખલાઓથી બનેલા હોય છે અને ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય આકારમાં ગૂંચવાયેલા હોય છે.
જોકે મોટાભાગના ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે,તેમ છતાં 'રાઈબોઝાઈમ્સ' (ribozymes) તરીકે ઓળખાતા અપવાદો છે,જે ઉદ્દીપકીય $RNA$ અણુઓ છે.
પરંતુ,સામાન્ય જીવવિજ્ઞાનના સંદર્ભમાં,આપેલા વિકલ્પોમાંથી 'તેઓ બધા પ્રોટીન છે' તે વિધાન સૌથી વધુ સચોટ છે,કારણ કે અન્ય વિકલ્પો તથ્યની દ્રષ્ટિએ ખોટા છે (ઉત્સેચકોની શ્રેષ્ઠ $pH$ અને તાપમાનની મર્યાદા અલગ-અલગ હોય છે,અને તેઓ એમિનો એસિડના બનેલા હોય છે,માત્ર એમિનો એસિડ પોતે નથી).

(B) ઉત્સેચકો એ જૈવ-ઉદ્દીપકો છે જે મુખ્યત્વે પ્રોટીનયુક્ત હોય છે,એટલે કે તેઓ એમિનો એસિડની શૃંખલાઓથી બનેલા હોય છે.
તેની સરખામણીમાં,અકાર્બનિક ઉદ્દીપકો સામાન્ય રીતે ધાતુઓ અથવા સાદા રાસાયણિક સંયોજનો હોય છે.
જોકે ઉત્સેચકો અને અકાર્બનિક ઉદ્દીપકો બંને પ્રક્રિયામાં વપરાતા નથી અને પ્રક્રિયાનો દર વધારે છે,પરંતુ પ્રોટીનયુક્ત પ્રકૃતિ એ ઉત્સેચકોની એક વિશિષ્ટ લાક્ષણિકતા છે જે તેમને અકાર્બનિક ઉદ્દીપકોથી અલગ પાડે છે.
વધુમાં,ઉત્સેચકો તાપમાન અને $pH$ ફેરફારો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે,જ્યારે અકાર્બનિક ઉદ્દીપકો ઘણીવાર ઊંચા તાપમાન અને દબાણ પર અસરકારક રીતે કાર્ય કરે છે.

(B) એક સરેરાશ જીવંત કોષ એક જટિલ જૈવ-રાસાયણિક ફેક્ટરી છે. એવું અનુમાન છે કે વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓને ઉદ્દીપ્ત કરવા માટે એક સામાન્ય જીવંત કોષમાં $2000$ થી વધુ પ્રકારના ઉત્સેચકો હાજર હોય છે.

(C) ઉત્સેચકની ઉદ્દીપકીય કાર્યક્ષમતા ઘણીવાર $k_{cat}/K_m$ ગુણોત્તર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જેને વિશિષ્ટતા અચળાંક તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
જોકે $K_m$ (માઈકેલિસ અચળાંક) એ ઉત્સેચકની તેના પ્રક્રિયક (સબસ્ટ્રેટ) માટેની આકર્ષણ શક્તિ દર્શાવે છે,તે વિવિધ ઉત્સેચકોની કાર્યક્ષમતાની સરખામણી કરવા માટે વપરાતો મુખ્ય માપદંડ છે.
સામાન્ય રીતે નીચું $K_m$ મૂલ્ય એ ઉત્સેચકની પ્રક્રિયક માટેની વધુ આકર્ષણ શક્તિ સૂચવે છે,જે શારીરિક પરિસ્થિતિઓમાં ઉદ્દીપકીય કાર્યક્ષમતા નક્કી કરવામાં મુખ્ય પરિબળ છે.

(D) ઉત્સેચક એ એક જૈવિક ઉદ્દીપક છે જે સજીવોમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે.
$A$. ઇન્સ્યુલિન એ સ્વાદુપિંડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું પેપ્ટાઇડ અંતઃસ્ત્રાવ છે.
$B$. રાઇબોફ્લેવિન એ એક વિટામિન (વિટામિન $B_2$) છે.
$C$. ગ્રાઇસોફલ્વિન એ ફૂગનાશક દવા છે.
$D$. લાઇપેઝ એ એક ઉત્સેચક છે જે ચરબી (લિપિડ્સ) ના જળવિભાજનને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.

(B) ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે મુખ્યત્વે પ્રોટીનયુક્ત હોય છે. પ્રોટીન એ એમિનો એસિડના અણુઓ પેપ્ટાઈડ બંધ દ્વારા જોડાઈને બનતા પોલીમર છે. તેથી,ઉત્સેચકો એમિનો એસિડને એકબીજા સાથે જોડીને સંશ્લેષિત કરવામાં આવે છે.

(B) ઘણા ઉત્સેચકો પ્રોટીન ભાગ અને બિન-પ્રોટીન ભાગના બનેલા હોય છે.
ઉત્સેચકના પ્રોટીન ભાગને $Apoenzyme$ (એપોએન્ઝાઇમ) કહેવામાં આવે છે.
બિન-પ્રોટીન ભાગને $Cofactor$ (સહ-કારક) કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે $Apoenzyme$ અને $Cofactor$ એકબીજા સાથે જોડાય છે,ત્યારે સંપૂર્ણ,ઉદ્દીપકીય રીતે સક્રિય ઉત્સેચકને $Holoenzyme$ (હોલોએન્ઝાઇમ) કહેવામાં આવે છે.
$Isoenzymes$ (આઇસોએન્ઝાઇમ) એ ઉત્સેચકના વિવિધ સ્વરૂપો છે જે સમાન પ્રક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.

(A) ઉત્સેચક પ્રોટીન ભાગ અને બિન-પ્રોટીન ભાગનો બનેલો હોય છે.
$1$. ઉત્સેચકના પ્રોટીન ભાગને $Apoenzyme$ કહેવામાં આવે છે.
$2$. બિન-પ્રોટીન ભાગને $Cofactor$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$3$. જ્યારે $Apoenzyme$ અને $Cofactor$ એકબીજા સાથે જોડાય છે,ત્યારે બનતા સંપૂર્ણ,ઉદ્દીપકીય રીતે સક્રિય ઉત્સેચક સંકુલને $Holoenzyme$ કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $A$ છે.

(B) ઉત્સેચકના પ્રોટીનયુક્ત ભાગને $Apoenzyme$ (એપોએન્ઝાઇમ) કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે $Apoenzyme$ બિન-પ્રોટીનયુક્ત ભાગ (કો-ફેક્ટર) સાથે જોડાય છે,ત્યારે બનતા કાર્યશીલ ઉત્સેચકને $Holoenzyme$ (હોલોએન્ઝાઇમ) કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) સ્પર્ધાત્મક અવરોધ ત્યારે થાય છે જ્યારે સબસ્ટ્રેટ અને અવરોધક અણુ બંધારણમાં એકબીજા સાથે સામ્યતા ધરાવતા હોય છે. આ બંધારણીય સામ્યતાને કારણે,બંને ઉત્સેચક પરના સમાન સક્રિય સ્થાન (active site) માટે સ્પર્ધા કરે છે. જો અવરોધક સક્રિય સ્થાન સાથે જોડાય છે,તો ઉત્સેચક-સબસ્ટ્રેટ સંકુલ બની શકતું નથી,આમ પ્રતિક્રિયા અવરોધાય છે. આ પ્રકારના અવરોધને સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા વધારીને દૂર કરી શકાય છે,જે સક્રિય સ્થાન માટે અવરોધક કરતા વધુ સ્પર્ધા કરે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે પ્રક્રિયામાં વપરાયા વિના રાસાયણિક પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે.
વિધાન $A$ સાચું છે: મોટાભાગના ઉત્સેચકો જટિલ ગોળાકાર પ્રોટીન છે.
વિધાન $B$ સાચું છે: ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિ અવરોધકો (inhibitors) અને સક્રિયકો (activators) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
વિધાન $C$ સાચું છે: ઉત્સેચકો માટે તાપમાન અને $pH$ ની એક શ્રેષ્ઠ મર્યાદા હોય છે; તેનાથી વિચલન પ્રોટીનને વિકૃત (denature) કરી શકે છે.
વિધાન $D$ ખોટું છે: ઉત્સેચકો પ્રક્રિયા દરમિયાન વપરાતા નથી કે કાયમી ધોરણે બદલાતા નથી; તેઓ પ્રક્રિયાના અંતે પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે.

(B) જળવિભાજન પ્રતિક્રિયાઓમાં પાણી $(H_2O)$ ના ઉમેરણ દ્વારા રાસાયણિક બંધોનું વિભાજન થાય છે.
જૈવિક તંત્રમાં,આ પ્રતિક્રિયાઓ સામાન્ય રીતે ઉત્સેચકો (હાઈડ્રોલેઝ) દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
કારણ કે જળવિભાજનની નીપજો ઘણીવાર રાસાયણિક રીતે સ્થાયી હોય છે અને આ પ્રતિક્રિયામાં એન્ટ્રોપીમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે,તેથી આ પ્રતિક્રિયાઓ સામાન્ય રીતે શારીરિક પરિસ્થિતિઓમાં અપ્રતિવર્તી માનવામાં આવે છે.

(C) ઉત્સેચકો એ પ્રોટીન છે જે કોષીય વાતાવરણમાં કાર્ય કરે છે.
તેમના મોટા આણ્વીય કદ અને કોષરસની પ્રકૃતિને કારણે,ઉત્સેચકો કોષની અંદર કલિલ (colloidal) સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
આ કલિલ સ્વરૂપ જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ કાર્યક્ષમ રીતે થવા માટે વિશાળ સપાટી પૂરી પાડે છે.

(C) $Km$ મૂલ્ય (માઈકલિસ-મેન્ટેન અચળાંક) એ સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા દર્શાવે છે કે જેના પર પ્રક્રિયાનો દર મહત્તમ વેગના અડધા $(V_{max}/2)$ જેટલો હોય છે.
નીચું $Km$ મૂલ્ય એ ઉત્સેચકની તેના સબસ્ટ્રેટ પ્રત્યેની ઉચ્ચ આકર્ષણ શક્તિ (affinity) સૂચવે છે,જેનો અર્થ છે કે ઉત્સેચક ઓછી સબસ્ટ્રેટ સાંદ્રતા પર પણ તેની મહત્તમ ઉદ્દીપકીય કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે.
તેથી,નીચું $Km$ મૂલ્ય એ વધુ સારી ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયા અને ઉચ્ચ સબસ્ટ્રેટ આકર્ષણનું સૂચક છે.

(D) ઉત્સેચકો એ પ્રોટીન છે જે તૃતીયક સંરચના તરીકે ઓળખાતી જટિલ ત્રિ-પરિમાણીય આકાર ધરાવે છે.
આ વિશિષ્ટ ત્રિ-પરિમાણીય ગડી એક સક્રિય સ્થાન (active site) બનાવે છે,જે એક અનોખો ખાડો અથવા તિરાડ છે જ્યાં સબસ્ટ્રેટ જોડાય છે.
ઉત્સેચકની વિશિષ્ટતા મુખ્યત્વે આ તૃતીયક સંરચનામાં એમિનો એસિડની ચોક્કસ ગોઠવણી દ્વારા નક્કી થાય છે,જે સક્રિય સ્થાનના આકાર અને રાસાયણિક વાતાવરણને નિર્ધારિત કરે છે,જેનાથી તે ફક્ત ચોક્કસ સબસ્ટ્રેટ સાથે જ જોડાઈ શકે છે.

(A) ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે રાસાયણિક પ્રક્રિયા માટે જરૂરી સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડીને પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે.
સક્રિયકરણ ઊર્જા એ પ્રક્રિયક અણુઓને રાસાયણિક રૂપાંતરણ માટે જરૂરી લઘુત્તમ ઊર્જા છે.
નીચી ઊર્જા અવરોધ ધરાવતો વૈકલ્પિક માર્ગ પૂરો પાડીને,ઉત્સેચકો આપેલ તાપમાને વધુ સંખ્યામાં પ્રક્રિયક અણુઓને સંક્રાંતિ અવસ્થા (transition state) સુધી પહોંચવામાં મદદ કરે છે,જેનાથી પ્રક્રિયાનો દર વધે છે.

$(A)$ "લોક એન્ડ કી" (તાળા-ચાવી) સિદ્ધાંત $1894$ માં એમિલ ફિશર દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો હતો.
આ સિદ્ધાંત મુજબ, ઉત્સેચક પાસે એક વિશિષ્ટ ભૌમિતિક આકાર હોય છે જેમાં સક્રિય સ્થાન (active site) હોય છે જે તાળા જેવું કાર્ય કરે છે.
પ્રક્રિયક (substrate) ચાવી તરીકે કાર્ય કરે છે જે ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાનમાં બરાબર બંધ બેસે છે.
આ વિશિષ્ટ આંતરક્રિયા એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે માત્ર યોગ્ય પ્રક્રિયક જ ઉત્સેચક સાથે જોડાઈને ઉત્સેચક-પ્રક્રિયક સંકુલ બનાવી શકે છે, જે પ્રક્રિયા તરફ દોરી જાય છે.

(C) "Induced fit" (પ્રેરિત ફિટ) મોડેલ $1958$ માં $Daniel \ Koshland$ દ્વારા આપવામાં આવ્યું હતું।
આ મોડેલ સૂચવે છે કે ઉત્સેચકનું સક્રિય સ્થાન લવચીક હોય છે અને તે સબસ્ટ્રેટને સમાવવા માટે તેનો આકાર બદલે છે, જે $Emil \ Fischer$ દ્વારા અગાઉ પ્રસ્તાવિત "Lock and Key" (તાળા અને ચાવી) પૂર્વધારણામાં દર્શાવેલ કઠોર બંધારણ કરતા અલગ છે।

(C) $Km$ એ માઈકલિસ-મેન્ટેન અચળાંક છે. તે સબસ્ટ્રેટની તે સાંદ્રતા દર્શાવે છે કે જેના પર ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત રાસાયણિક પ્રક્રિયા તેના મહત્તમ વેગ $(V_{max})$ ના અડધા વેગ સુધી પહોંચે છે. આ અચળાંક ઉત્સેચકની તેના સબસ્ટ્રેટ પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિનું માપ છે અને તે મૂળભૂત રીતે ઉત્સેચક-સબસ્ટ્રેટ $(ES)$ સંકુલના નિર્માણ અને વિઘટન સાથે સંકળાયેલ છે.

(D) ટેમ્પલેટ સિદ્ધાંત,જેને $Lock$ અને $Key$ (તાળા અને ચાવી) પૂર્વધારણા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સૂચવે છે કે ઉત્સેચક પાસે એક ચોક્કસ સક્રિય સ્થાન હોય છે જે ચોક્કસ સબસ્ટ્રેટમાં સંપૂર્ણ રીતે બંધબેસે છે. આ સિદ્ધાંત માટેનો સૌથી મજબૂત પુરાવો એ છે કે સબસ્ટ્રેટ જેવી જ રચના ધરાવતા સંયોજનો સક્રિય સ્થાન સાથે જોડાઈ શકે છે,અને આમ સ્પર્ધાત્મક અવરોધક (competitive inhibitor) તરીકે કાર્ય કરે છે. આ અવલોકન પુષ્ટિ કરે છે કે ઉત્સેચકનું સક્રિય સ્થાન એ ચોક્કસ સબસ્ટ્રેટ માટે રચાયેલ એક નિશ્ચિત ટેમ્પલેટ છે.

(B) એલોસ્ટેરિક ઉત્સેચકો એવા ઉત્સેચકો છે જેની પ્રવૃત્તિનું નિયમન સક્રિય સ્થાન સિવાયના અન્ય સ્થાન પર ઇફેક્ટર અણુના જોડાણ દ્વારા થાય છે,જેને એલોસ્ટેરિક સ્થાન કહેવામાં આવે છે. ચયાપચયના માર્ગોમાં,આ નિયમન વારંવાર ફીડબેક અવરોધ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે,જ્યાં માર્ગની અંતિમ નીપજ ઉત્સેચકના એલોસ્ટેરિક સ્થાન સાથે જોડાય છે,જેનાથી તેની પ્રવૃત્તિ અવરોધાય છે.

(C) ફીડબેક અવરોધ એ ચયાપચયના માર્ગોમાં એક નિયમનકારી પદ્ધતિ છે,જેમાં ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયાઓની શ્રેણીની અંતિમ નીપજ તે માર્ગમાં વહેલા કાર્ય કરતા ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિને અવરોધે છે.
આ પ્રક્રિયા કોષને પૂરતા પ્રમાણમાં હાજર હોય તેવા પદાર્થોનું વધુ ઉત્પાદન કરીને સંસાધનોનો બગાડ કરતા અટકાવે છે.
તેથી,જ્યારે ઉત્સેચક દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ નીપજ ઉત્સેચકીય પ્રવૃત્તિને અવરોધે છે,ત્યારે તેને ફીડબેક અવરોધ કહેવામાં આવે છે.

(B) એલોસ્ટેરિક ઉત્સેચકમાં સામાન્ય રીતે ઓછામાં ઓછા બે અલગ-અલગ સ્થાનો હોય છે: સક્રિય સ્થાન (active site),જ્યાં પ્રક્રિયક જોડાઈને ઉદ્દીપન પ્રક્રિયા કરે છે,અને એલોસ્ટેરિક સ્થાન (allosteric site) અથવા નિયામક સ્થાન,જ્યાં ઇફેક્ટર અણુ જોડાઈને ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિનું નિયમન કરે છે. તેથી,સાચો જવાબ $B$ છે.

(A) જ્યારે અવરોધક (inhibitor) તેના આણ્વિય બંધારણમાં સબસ્ટ્રેટ જેવું જ સામ્ય ધરાવતું હોય અને ઉત્સેચકની પ્રક્રિયાને અવરોધે ત્યારે તેને સ્પર્ધાત્મક અવરોધ કહેવામાં આવે છે.
કારણ કે અવરોધક અને સબસ્ટ્રેટ બંને ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન (active site) માટે સ્પર્ધા કરે છે,તેથી આ પ્રકારના અવરોધને સ્પર્ધાત્મક અવરોધ કહેવામાં આવે છે.
સબસ્ટ્રેટ એનાલોગ એવા અણુઓ છે જે સબસ્ટ્રેટના બંધારણની નકલ કરે છે,જેનાથી તેઓ સક્રિય સ્થાન સાથે જોડાઈ શકે છે અને વાસ્તવિક સબસ્ટ્રેટને જોડાતા અટકાવે છે.

(A) સકસિનિક ડિહાઈડ્રોજનેઝ ઉત્સેચક સકસિનેટનું ફ્યુમરેટમાં ઓક્સિડેશન કરવા માટે ઉદ્દીપન કરે છે. મેલોનિક એસિડનું બંધારણ સકસિનેટ જેવું જ હોય છે. આ બંધારણીય સમાનતાને કારણે,મેલોનિક એસિડ સકસિનિક ડિહાઈડ્રોજનેઝ ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન (active site) માટે સબસ્ટ્રેટ (સકસિનેટ) સાથે સ્પર્ધા કરે છે. આ પ્રકારના અવરોધને,જેમાં અવરોધક સબસ્ટ્રેટ જેવો દેખાય છે અને સક્રિય સ્થાન માટે સ્પર્ધા કરે છે,તેને સ્પર્ધાત્મક અવરોધ (competitive inhibition) કહેવામાં આવે છે.

(B) સ્પર્ધાત્મક અવરોધકો બંધારણીય રીતે પ્રક્રિયાર્થી (substrate) જેવા જ હોય છે અને ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન માટે પ્રક્રિયાર્થી સાથે સ્પર્ધા કરે છે.
કારણ કે અવરોધક સક્રિય સ્થાન પર કબજો જમાવે છે,તેથી ઉત્સેચકની પ્રક્રિયાર્થી પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ ઘટે છે.
આના પરિણામે $K_m$ (માઈકેલિસ અચળાંક) ના મૂલ્યમાં વધારો થાય છે,જે તે પ્રક્રિયાર્થીની સાંદ્રતા દર્શાવે છે કે જેના પર પ્રક્રિયાનો વેગ મહત્તમ વેગ $(V_{max})$ ના અડધા જેટલો હોય છે.
જોકે,$V_{max}$ બદલાતું નથી કારણ કે પ્રક્રિયાર્થીની ઊંચી સાંદ્રતા દ્વારા આ અવરોધને દૂર કરી શકાય છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે. ઉત્સેચકો પાસે એક વિશિષ્ટ વિસ્તાર હોય છે જેને સક્રિય જગ્યા (active site) કહેવામાં આવે છે,જે પ્રક્રિયાર્થી (substrate) સાથે જોડાવા અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરવા માટે જવાબદાર છે. જો સક્રિય જગ્યા કોઈ અવરોધક (inhibitor) અથવા ભૌતિક અવરોધ દ્વારા બ્લોક કરવામાં આવે,તો ઉત્સેચક તેના પ્રક્રિયાર્થી સાથે જોડાઈ શકતો નથી,જેના પરિણામે ઉત્સેચક નિષ્ક્રિય બની જાય છે.

(D) બિન-સ્પર્ધાત્મક અવરોધકો એવા પદાર્થો છે જે ઉત્સેચક સાથે સક્રિય સ્થાન સિવાયના અન્ય સ્થાન પર જોડાય છે,જેને એલોસ્ટેરિક સ્થાન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ જોડાણ એપોએન્ઝાઇમની રચનામાં ફેરફાર (conformational change) પ્રેરે છે,જે સક્રિય સ્થાનને વિકૃત કરે છે.
પરિણામે,સબસ્ટ્રેટ ઉત્સેચક સાથે અસરકારક રીતે જોડાઈ શકતું નથી,જેનાથી સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા ગમે તેટલી હોય તો પણ ઉત્સેચક નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે.

(C) ગ્લુકોઝ $6$-ફોસ્ફેટ દ્વારા હેક્સોકાઈનેઝ ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો એ એલોસ્ટેરિક નિયમનનું ઉદાહરણ છે.
એલોસ્ટેરિક ઉત્સેચકો સક્રિય સ્થાન સિવાય અન્ય એક સ્થાન ધરાવે છે જેને એલોસ્ટેરિક સ્થાન કહેવામાં આવે છે.
જે પદાર્થો આ સ્થાનો સાથે જોડાઈને ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિમાં ફેરફાર કરે છે તેને એલોસ્ટેરિક મોડ્યુલેટર કહેવામાં આવે છે.
ગ્લુકોઝ $6$-ફોસ્ફેટ હેક્સોકાઈનેઝ માટે એલોસ્ટેરિક અવરોધક તરીકે કાર્ય કરે છે,જે એલોસ્ટેરિક સ્થાન સાથે જોડાઈને ઉત્સેચકની તેના સબસ્ટ્રેટ પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ ઘટાડે છે,જેનાથી તેની પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો થાય છે.

(D) એલોસ્ટેરિક ઉત્સેચકો એવા ઉત્સેચકો છે જે સક્રિય સ્થાન સિવાયના અન્ય સ્થાન પર ઇફેક્ટર અણુ સાથે જોડાવાથી તેમના બંધારણીય સ્વરૂપમાં ફેરફાર કરી શકે છે. સ્વરૂપમાં આ ફેરફાર તેમને તેમની ઉદ્દીપકીય પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે,જે ચયાપચયના નિયંત્રણમાં એક મુખ્ય પદ્ધતિ છે.

(C) પ્રક્રિયક વિશિષ્ટતા એટલે ઉત્સેચકની સમાન રાસાયણિક અણુઓના સમૂહમાંથી ચોક્કસ પ્રક્રિયકને પસંદ કરવાની ક્ષમતા.
$Sucrase$ એ અત્યંત વિશિષ્ટ ઉત્સેચક છે જે માત્ર $Sucrose$ નું $Glucose$ અને $Fructose$ માં જળવિભાજન કરે છે.
તેની સરખામણીમાં,$Nuclease$,$Trypsin$ અને $Pepsin$ જેવા ઉત્સેચકો પ્રક્રિયકોની વિશાળ શ્રેણી પર કાર્ય કરે છે (દા.ત.,$Trypsin$ બેઝિક એમિનો એસિડ ધરાવતા વિવિધ પેપ્ટાઈડ બંધો પર કાર્ય કરે છે,અને $Nuclease$ ન્યુક્લિક એસિડમાં વિવિધ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધો પર કાર્ય કરે છે).
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Sucrase$ સૌથી વધુ પ્રક્રિયક વિશિષ્ટતા દર્શાવે છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે. -$ase$ પ્રત્યયનો ઉપયોગ ઉત્સેચકોના નામકરણમાં થાય છે. પ્રમાણિત પદ્ધતિ મુજબ,ઉત્સેચકોનું નામકરણ જે પ્રક્રિયક (substrate) પર તે કાર્ય કરે છે તેના નામની પાછળ -$ase$ પ્રત્યય લગાડીને કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,લેક્ટોઝ પર કાર્ય કરતા ઉત્સેચકને લેક્ટેઝ કહેવામાં આવે છે.

(B) ઉત્સેચકોના વ્યવસ્થિત નામકરણ અને વર્ગીકરણની સ્થાપના ઇન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ બાયોકેમિસ્ટ્રી $(IUB)$ ના ઉત્સેચક આયોગ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. આ પદ્ધતિ મુજબ,ઉત્સેચકોને તેઓ જે પ્રકારની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે તેના આધારે છ મુખ્ય વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે,જેમ કે ઓક્સિડોરિડક્ટેઝ,ટ્રાન્સફરેઝ,હાઇડ્રોલેઝ,લાયેઝ,આઇસોમરેઝ અને લિગેઝ.