Enzymes Questions in Gujarati

(D) ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયાઓના દરને પ્રક્રિયકની સાંદ્રતા $[S]$ સાથે સાંકળીને સમજાવતું ગાણિતિક મોડેલ $1913$ માં લિયોનોર માઈકલિસ અને મૌડ મેન્ટેન દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. આને માઈકલિસ-મેન્ટેન ગતિશાસ્ત્ર (Michaelis-Menten kinetics) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે સમીકરણ $v = \frac{V_{max}[S]}{K_m + [S]}$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $V_{max}$ એ મહત્તમ વેગ છે અને $K_m$ એ માઈકલિસ અચળાંક છે.

(A) ઓર્ગેનોફોસ્ફેટ્સ એ $Cholinesterase$ ઉત્સેચકના શક્તિશાળી અવરોધક તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ ઉત્સેચક ચેતાતંતુઓના જોડાણ (synapse) પર ચેતાપ્રેશક દ્રવ્ય $Acetylcholine$ ના વિઘટન માટે આવશ્યક છે.
આ ઉત્સેચકને અવરોધીને,ઓર્ગેનોફોસ્ફેટ્સ $Acetylcholine$ નો ભરાવો કરે છે,જેના પરિણામે ચેતાતંત્રનું અતિશય ઉત્તેજન થાય છે અને અંતે સજીવમાં લકવો અથવા મૃત્યુ થાય છે.

(D) ડાયસ્ટેઝ ઉત્સેચક એ શોધાયેલ પ્રથમ ઉત્સેચક હતો. તેની ઓળખ $1833$ માં એન્સલ્મ પેયન (Anselme Payen) અને જીન-ફ્રાન્કોઈસ પર્સૉઝ (Jean-François Persoz) દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેમણે તેને માલ્ટના અર્કમાંથી અલગ કર્યું હતું અને ગ્રીક શબ્દ 'diastasis' (જેનો અર્થ 'અલગ કરવું' થાય છે) પરથી તેનું નામ 'ડાયસ્ટેઝ' રાખ્યું હતું.

(D) ઉત્સેચક સ્થિરીકરણ (Enzyme immobilisation) એ એક એવી તકનીક છે જેનો ઉપયોગ ઉત્સેચકોની ગતિશીલતાને નિશ્ચિત જગ્યા સુધી મર્યાદિત કરવા માટે થાય છે.
$(a)$ ક્રોસ-લિંકિંગમાં દ્વિ-કાર્યાત્મક અથવા બહુ-કાર્યાત્મક પ્રક્રિયકોનો ઉપયોગ કરીને ઉત્સેચક અણુઓને એકબીજા સાથે જોડવામાં આવે છે.
$(b)$ સહસંયોજક જોડાણમાં ઉત્સેચક અને ઘન આધાર મેટ્રિક્સ વચ્ચે સ્થિર રાસાયણિક બંધ બનાવવામાં આવે છે.
$(c)$ એન્ટ્રેપમેન્ટ (Entrapment) માં ઉત્સેચકોને પોલિમર મેટ્રિક્સ અથવા જેલ (જેમ કે આલ્જીનેટ અથવા પોલીએક્રિલામાઇડ) ની અંદર ફસાવવામાં આવે છે,જેથી સબસ્ટ્રેટ અંદર જઈ શકે અને નીપજ બહાર આવી શકે.
આ તમામ પદ્ધતિઓ ઉત્સેચક સ્થિરીકરણ માટેની પ્રમાણભૂત તકનીકો હોવાથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(B) વાહક પ્રોટીન જે અણુઓનું વહન કરે છે તેના માટે ઉચ્ચ વિશિષ્ટતા દર્શાવે છે,જે ઉત્સેચકો તેમના ચોક્કસ પ્રક્રિયાર્થીઓ (substrates) સાથે જોડાય છે તેના જેવું જ છે. આ વિશિષ્ટતા વાહક પ્રોટીન પરના જોડાણ સ્થાનના વિશિષ્ટ આકાર અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને કારણે હોય છે,જે તેને માત્ર ચોક્કસ પ્રકારના અણુને ઓળખવા અને તેની સાથે જોડાવા દે છે. આ પ્રક્રિયાને ઘણીવાર 'તાળા-ચાવી' (lock and key) અથવા 'પ્રેરિત ફિટ' (induced fit) મોડેલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે ઉત્સેચક-પ્રક્રિયાર્થી આંતરક્રિયાની મૂળભૂત લાક્ષણિકતા છે.

(B) ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે પ્રક્રિયા માટે જરૂરી સક્રિયકરણ ઉર્જા $(E_a)$ ઘટાડીને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની ગતિ વધારે છે.
ઓછી ઉર્જા ધરાવતો સંક્રાંતિ અવસ્થા (transition state) વાળો વૈકલ્પિક પ્રક્રિયા માર્ગ પૂરો પાડીને,ઉત્સેચકો ચોક્કસ તાપમાને વધુ સંખ્યામાં પ્રક્રિયક અણુઓને ઉર્જાની મર્યાદા સુધી પહોંચવા દે છે,જેનાથી પ્રક્રિયાનો દર વધે છે.

(B) સૌ પ્રથમ શોધાયેલ ઉત્સેચક $Zymase$ (ઝાયમેઝ) હતો. તેની શોધ $Eduard$ $Buchner$ દ્વારા $1897$ માં $Yeast$ (યીસ્ટ - $Saccharomyces$ $cerevisiae$) ના કોષ-મુક્ત અર્કમાંથી કરવામાં આવી હતી. આ શોધે દર્શાવ્યું હતું કે આથવણની પ્રક્રિયા જીવંત કોષોની બહાર પણ થઈ શકે છે,જેણે બાયોકેમિસ્ટ્રી (જૈવરસાયણશાસ્ત્ર) ના ક્ષેત્રનો પાયો નાખ્યો.

(B) સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝ એ એક ઉત્સેચક છે જે કોષની અંદર,ખાસ કરીને કણાભસૂત્રમાં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ ના ભાગ રૂપે કાર્ય કરે છે.
જે ઉત્સેચકો કોષની અંદર કાર્ય કરે છે જ્યાં તેમનું સંશ્લેષણ થાય છે,તેમને અંતઃઉત્સેચકો (Endoenzymes) કહેવામાં આવે છે.
સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝ કણાભસૂત્રની પટલની અંદર ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનના અંતિમ તબક્કાને ઉત્પ્રેરિત કરતું હોવાથી,તેને અંતઃઉત્સેચક તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(A) સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજીનેઝ એ એક ઉત્સેચક છે જે ક્રેબ્સ ચક્રમાં સક્સિનેટનું ફ્યુમરેટમાં ઓક્સિડેશન કરે છે.
મેલોનેટ એ સક્સિનેટનું બંધારણીય સામ્ય ધરાવતું સંયોજન છે.
મેલોનેટ સક્સિનેટ (સબસ્ટ્રેટ) સાથે ખૂબ જ સામ્યતા ધરાવતું હોવાથી,તે ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન (active site) માટે સબસ્ટ્રેટ સાથે સ્પર્ધા કરે છે.
આ પ્રકારના અવરોધનને,જેમાં અવરોધક સક્રિય સ્થાન માટે સબસ્ટ્રેટ સાથે સ્પર્ધા કરે છે,તેને સ્પર્ધાત્મક અવરોધન (competitive inhibition) કહેવામાં આવે છે.

(D) કાર્બનિક એનહાઈડ્રેઝ (Carbonic anhydrase) ને જૈવિક સૃષ્ટિનો સૌથી ઝડપી ઉત્સેચક માનવામાં આવે છે.
તે $CO_2$ ના જલીયકરણ દ્વારા બાયકાર્બોનેટ અને પ્રોટોન બનાવવાની પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.
તે પ્રતિ મિનિટ લગભગ $3,60,00,000$ જેટલા $CO_2$ ના અણુઓનું રૂપાંતરણ કરી શકે છે.
આ પ્રક્રિયા ઉત્સેચકની ગેરહાજરીમાં થતી પ્રક્રિયા કરતા $10$ મિલિયન ગણી ઝડપી છે.

(B) ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સજીવોમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે. લગભગ તમામ ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોય છે,જે પેપ્ટાઈડ બંધ દ્વારા જોડાયેલા એમિનો એસિડના બનેલા હોય છે. જોકે કેટલાક $RNA$ અણુઓ (રાઈબોઝાઈમ્સ) ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરી શકે છે,પરંતુ જૈવિક પ્રણાલીઓમાં જોવા મળતા મોટાભાગના ઉત્સેચકો સ્વભાવે પ્રોટીનયુક્ત હોય છે.

(B) $Enzyme$ (ઉત્સેચક) શબ્દ જર્મન શરીરવિજ્ઞાની વિલ્હેમ કુહને (Wilhelm $K$ühne) દ્વારા $1877$ માં પ્રયોજવામાં આવ્યો હતો. તેમણે આ શબ્દ ગ્રીક શબ્દો $en$ (અંદર) અને $zyme$ (આથો) પરથી મેળવ્યો હતો,જે આથવણની પ્રક્રિયા સાથે સંબંધિત છે.

(B) ઉત્સેચકો એ જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સજીવોમાં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓનો વેગ વધારે છે.
રાસાયણિક રીતે,લગભગ તમામ ઉત્સેચકો ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય બંધારણ (તૃતીયક બંધારણ) ધરાવતા પ્રોટીન છે.
આ ચોક્કસ બંધારણ ઉત્સેચક માટે તેના સક્રિય સ્થાન (active site) પર પ્રક્રિયાર્થી (substrate) સાથે જોડાઈને ઉત્સેચક-પ્રક્રિયાર્થી સંકુલ બનાવવા માટે અનિવાર્ય છે.
તેથી,ઉત્સેચકો એ ચોક્કસ બંધારણ ધરાવતા પ્રોટીન છે.

(C) $1$. ઉત્સેચકો જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સામાન્ય રીતે પ્રોટીન સ્વરૂપના હોય છે.
$2$. મોટાભાગના ઉત્સેચકો ઊંચા તાપમાને વિકૃત થઈ જાય છે,પરંતુ થર્મોફિલિક સજીવો (જેમ કે ગરમ પાણીના ઝરામાં રહેતા બેક્ટેરિયા) માંથી મેળવેલા ઉત્સેચકો $80 \ ^\circ C - 90 \ ^\circ C$ જેટલા ઊંચા તાપમાને પણ સ્થિર અને સક્રિય રહે છે. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
$3$. ઉત્સેચકો તેમની કાર્યપદ્ધતિમાં અત્યંત વિશિષ્ટ હોય છે,એટલે કે એક ચોક્કસ ઉત્સેચક ચોક્કસ પ્રક્રિયક (substrate) પર જ કાર્ય કરે છે. તેથી,વિધાન $B$ સાચું છે.
$4$. લગભગ બધા જ ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે. જોકે કેટલાક ન્યુક્લિક એસિડ (રાઈબોઝાઈમ્સ) ઉત્સેચક તરીકે કાર્ય કરી શકે છે,પરંતુ લિપિડ ઉત્સેચક તરીકે કાર્ય કરતા નથી. તેથી,વિધાન $C$ ખોટું છે.
$5$. ઉત્સેચકો એક ચોક્કસ $pH$ પર મહત્તમ સક્રિયતા દર્શાવે છે જેને ઈષ્ટતમ $pH$ કહેવાય છે. તેથી,વિધાન $D$ સાચું છે.

(C) સ્પર્ધાત્મક અવરોધ ત્યારે જોવા મળે છે જ્યારે પ્રક્રિયક અને અવરોધક બંનેનું બંધારણ સમાન હોય અને તેઓ ઉત્સેચકના સમાન સક્રિય સ્થાન (active site) સાથે જોડાવા માટે સ્પર્ધા કરે છે.
કારણ કે અવરોધક સક્રિય સ્થાનને રોકી લે છે,તેથી પ્રક્રિયક જોડાઈ શકતો નથી,જેનાથી પ્રક્રિયાનો દર ઘટે છે.
આ પ્રકારના અવરોધને પ્રક્રિયકની સાંદ્રતા વધારીને દૂર કરી શકાય છે,કારણ કે તેનાથી અવરોધકને બદલે પ્રક્રિયકના સક્રિય સ્થાન સાથે જોડાવાની સંભાવના વધી જાય છે.

(A) ઉત્સેચક ઘણીવાર પ્રોટીન ભાગ અને બિન-પ્રોટીન ભાગનો બનેલો હોય છે.
ઉત્સેચકના પ્રોટીનયુક્ત ભાગને $Apoenzyme$ (એપોએન્ઝાઈમ) કહેવામાં આવે છે.
તે ઉત્સેચકનો નિષ્ક્રિય ભાગ છે જેને ઉદ્દીપકીય રીતે સક્રિય થવા માટે સહ-કારક (જેમ કે કો-એન્ઝાઈમ અથવા ધાતુ આયન) ની જરૂર હોય છે.
ઉત્સેચકો એમિનો એસિડની શૃંખલાઓમાંથી બનેલા જૈવિક ઉદ્દીપકો હોવાથી,$Apoenzyme$ મૂળભૂત રીતે એક પ્રોટીન છે.

(B) જે ઉત્સેચકો એક સબસ્ટ્રેટમાંથી બીજા સબસ્ટ્રેટમાં ઈલેક્ટ્રોન (અથવા હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ) ના સ્થળાંતરણને ઉદ્દીપિત કરે છે,તેમને ઓક્સિડોરિડક્ટેઝ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
ડિહાઈડ્રોજીનેઝ એ ઓક્સિડોરિડક્ટેઝનો એક વિશિષ્ટ પ્રકાર છે જે સબસ્ટ્રેટમાંથી હાઈડ્રોજન પરમાણુઓને દૂર કરવાનું ઉદ્દીપન કરે છે,જે અસરકારક રીતે ઈલેક્ટ્રોનના સ્થળાંતરણને સરળ બનાવે છે.
તેથી,ઈલેક્ટ્રોનના સ્થળાંતરણ સાથે સંકળાયેલા ઉત્સેચકોને ડિહાઈડ્રોજીનેઝ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) ઉત્સેચકો એ જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સજીવોમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે. મોટાભાગના ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોય છે.
$A$. ઓક્સિડેઝ એ એક ઉત્સેચક છે જે ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રતિક્રિયાઓને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.
$B$. પેપ્સીન એ પાચક ઉત્સેચક છે જે જઠરમાં પ્રોટીનનું પેપ્ટાઇડ્સમાં વિઘટન કરે છે.
$C$. ઓક્સિજન એ એક રાસાયણિક તત્વ $(O_2)$ અને વાયુ છે,તે ઉત્સેચક નથી.
$D$. ટ્રિપ્સીન એ પાચક ઉત્સેચક છે જે નાના આંતરડામાં પ્રોટીનનું પાચન કરે છે.
તેથી,ઓક્સિજન એ ઉત્સેચક નથી.

(A) સ્પર્ધાત્મક અવરોધન ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રક્રિયક જેવો જ દેખાતો અણુ (અવરોધક) ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન માટે પ્રક્રિયક સાથે સ્પર્ધા કરે છે.
સક્સીનિક ડિહાઈડ્રોજીનેઝ ઉત્સેચકના કિસ્સામાં,સામાન્ય પ્રક્રિયક સક્સીનેટ છે.
મેલોનિક એસિડ બંધારણીય રીતે સક્સીનેટ જેવું જ છે અને તે સક્સીનિક ડિહાઈડ્રોજીનેઝ ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન માટે તેની સાથે સ્પર્ધા કરે છે.
તેથી,મેલોનિક એસિડ એ સક્સીનિક ડિહાઈડ્રોજીનેઝના સ્પર્ધાત્મક અવરોધક તરીકે કાર્ય કરે છે.

(C) ઉત્સેચકો એ જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સજીવોમાં થતી જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે.
જીવનની પ્રક્રિયાઓ જાળવી રાખવા માટે વનસ્પતિના તમામ જીવંત કોષોમાં ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ થતી હોવાથી,દરેક જીવંત કોષમાં ઉત્સેચકો અનિવાર્ય છે.
તેથી,ઉત્સેચકો વનસ્પતિ દેહના બધા જ જીવંત કોષોમાં આવેલા હોય છે.

(C) પ્રક્રિયકોને રાસાયણિક પ્રક્રિયા પૂર્ણ કરવા અને નીપજો બનાવવા માટે જરૂરી લઘુત્તમ ઉર્જાને સક્રિયકરણ ઉર્જા (Activation energy) કહેવામાં આવે છે.
જૈવ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં,ઉત્સેચકો આ સક્રિયકરણ ઉર્જાના અવરોધને ઘટાડીને કાર્ય કરે છે,જેનાથી પ્રક્રિયા સરળ બને છે.
તેથી,કોઈપણ જૈવ રાસાયણિક પ્રક્રિયા શરૂ કરવા માટે સક્રિયકરણ ઉર્જા આવશ્યક છે.

(D) મોટાભાગના ઉત્સેચકો સ્વભાવે પ્રોટીન હોય છે. જોકે,કેટલાક ન્યુક્લિક એસિડ એવા છે જે ઉત્સેચક તરીકે વર્તે છે. તેમને રીબોઝાઈમ કહેવામાં આવે છે. રીબોઝાઈમ એ $RNA$ ના અણુઓ છે જે ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા ધરાવે છે. તેથી,તેઓ સ્વભાવે પ્રોટીનવિહીન હોય છે.

(B) માઈકલિસ-મેન્ટેન અચળાંક,જેને $K_m$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,તે પ્રક્રિયકની એવી સાંદ્રતા છે કે જ્યાં પ્રક્રિયાનો વેગ મહત્તમ વેગના અડધા $(V_{max}/2)$ જેટલો હોય છે.
આ અચળાંક ઉત્સેચકની તેના પ્રક્રિયક પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિનું માપદંડ છે.
$K_m$ નું નીચું મૂલ્ય ઉત્સેચકની પ્રક્રિયક પ્રત્યેની વધુ આકર્ષણ શક્તિ સૂચવે છે.

(C) હાઈડ્રોલાઈટિક ઉત્સેચકો એ ઉત્સેચકોનો એક વર્ગ છે જે રાસાયણિક બંધોના જળવિભાજન (hydrolysis) ને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.
ઘણા હાઈડ્રોલાઈટિક ઉત્સેચકો,ખાસ કરીને જે લાયસોઝોમમાં જોવા મળે છે (જેમ કે એસિડ હાઈડ્રોલેઝ),તે એસિડિક $pH$ (ઓછી $pH$) પર શ્રેષ્ઠ રીતે કાર્ય કરવા માટે અનુકૂલિત હોય છે.
આ ઉત્સેચકોને સામૂહિક રીતે હાઈડ્રોલેઝ કહેવામાં આવે છે.
જોકે પ્રોટીએઝ એ હાઈડ્રોલેઝનો એક ચોક્કસ પ્રકાર છે,પરંતુ હાઈડ્રોલાઈટિક પ્રતિક્રિયાઓને ઉદ્દીપ્ત કરતા ઉત્સેચકો માટેનો વ્યાપક શબ્દ હાઈડ્રોલેઝ છે.

(B) ઉત્સેચકોને તેઓ જે પ્રકારની પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરે છે તેના આધારે છ વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
$1$. ઓક્સિડોરિડક્ટેઝ/ડિહાઈડ્રોજીનેઝ: આ ઉત્સેચકો બે પ્રક્રિયકો $S$ અને $S'$ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાનાંતર કરીને ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.
$2$. હાઈડ્રોલેઝીસ: આ એસ્ટર,ઈથર,પેપ્ટાઈડ અથવા $C-C$ બંધના જળવિભાજનને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.
$3$. ટ્રાન્સએમિનેઝ: આ પ્રક્રિયકો વચ્ચે એમિનો ગ્રુપના સ્થાનાંતરને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.
$4$. પ્રોટીએઝ: આ એક પ્રકારના હાઈડ્રોલેઝ છે જે પ્રોટીનનું વિઘટન કરે છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતર સાથે સંકળાયેલ ઉત્સેચક ડિહાઈડ્રોજીનેઝ છે.

(D) ઉત્સેચકો,વિટામિનો અને અંતઃસ્ત્રાવો એ આવશ્યક જૈવિક રસાયણો છે જે જૈવ-ઉદ્દીપક અથવા નિયમનકારી અણુઓ તરીકે કાર્ય કરે છે.
ઉત્સેચકો જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે.
વિટામિનો સહ-ઉત્સેચકો માટે સહ-કારક અથવા પુરોગામી તરીકે કાર્ય કરે છે.
અંતઃસ્ત્રાવો રાસાયણિક સંદેશાવાહક તરીકે કાર્ય કરે છે જે શારીરિક પ્રક્રિયાઓનું નિયમન કરે છે.
સામૂહિક રીતે,તેઓ સજીવોમાં ચયાપચયના માર્ગોના નિયમન અને નિયંત્રણ માટે આવશ્યક છે.

(A) ઉત્સેચકની કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે તેની ઉદ્દીપકીય શક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે,જેને ટર્નઓવર નંબર $(k_{cat})$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
જોકે,ઉત્સેચક ગતિશાસ્ત્રની તુલના કરવાના સંદર્ભમાં,$K_m$ મૂલ્ય (માઈકેલિસ અચળાંક) એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે.
$K_m$ એ સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા દર્શાવે છે કે જેના પર પ્રક્રિયાનો દર મહત્તમ વેગ $(V_{max}/2)$ ના અડધા જેટલો હોય છે.
ઓછું $K_m$ મૂલ્ય એ ઉત્સેચકની તેના સબસ્ટ્રેટ પ્રત્યેની ઉચ્ચ આકર્ષણ શક્તિ સૂચવે છે,જેનો અર્થ છે કે ઉત્સેચક ઓછી સબસ્ટ્રેટ સાંદ્રતા પર વધુ કાર્યક્ષમ છે.
તેથી,સમાન સબસ્ટ્રેટ માટે વિવિધ ઉત્સેચકોની કાર્યક્ષમતા અને આકર્ષણની તુલના કરવા માટે $K_m$ એ પ્રમાણભૂત પરિમાણ છે.

(A) જ્યારે સબસ્ટ્રેટ (આધારક) ના જેવો જ દેખાતો પદાર્થ (structural analogue) ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન (active site) માટે મૂળ સબસ્ટ્રેટ સાથે સ્પર્ધા કરે છે,ત્યારે તેને સ્પર્ધાત્મક અવરોધ કહેવામાં આવે છે.
અવરોધક સબસ્ટ્રેટ જેવો જ હોવાથી,તે સક્રિય સ્થાન સાથે જોડાઈ જાય છે,જેનાથી સબસ્ટ્રેટને જોડાતા અટકાવે છે.
આ પ્રકારના અવરોધને સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા વધારીને દૂર કરી શકાય છે.

(A) જે ઉત્સેચકો નવા રાસાયણિક બંધો (જેમ કે $C-O$,$C-S$,$C-N$ અથવા $C-C$ બંધ) બનાવીને બે અણુઓને જોડવાનું ઉદ્દીપન કરે છે,તેમને લાયગેઝીસ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. આ પ્રતિક્રિયાઓ સામાન્ય રીતે ઉર્જાગ્રાહી (endergonic) હોય છે (જેમાં ઉર્જાની જરૂર પડે છે) અને સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ઉર્જા પૂરી પાડવા માટે $ATP$ ના ઉર્જાત્યાગી (exergonic) જલવિભાજન સાથે જોડાયેલી હોય છે. તેથી,સાચો જવાબ લાયગેઝીસ છે.

(C) સૌ પ્રથમ શોધાયેલ ઉત્સેચક $Zymase$ (ઝાયમેઝ) હતો।
તે $1897$ માં $Eduard \text{ } Buchner$ દ્વારા યીસ્ટના કોષોમાંથી અલગ કરવામાં આવ્યો હતો।
$Zymase$ એ ઉત્સેચકોનું એક સંકુલ છે જે ખાંડના આથવણની પ્રક્રિયા દ્વારા ઇથેનોલ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં મદદ કરે છે।

(C) ઉત્સેચકનું સક્રિય સ્થાન (Active site) એ પ્રોટીનના તૃતીયક બંધારણ દ્વારા રચાયેલ એક વિશિષ્ટ ખાંચ કે પોલાણ છે. આ તે પ્રદેશ છે જ્યાં પ્રક્રિયક અણુ ઉત્સેચક સાથે જોડાઈને ઉત્સેચક-પ્રક્રિયક સંકુલ બનાવે છે,જે રાસાયણિક પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

(D) એલોસ્ટેરિક ઉત્સેચક એ એવો ઉત્સેચક છે જે સક્રિય સ્થાન ઉપરાંત અન્ય એક વિસ્તાર ધરાવે છે જ્યાં નાના,નિયંત્રક અણુઓ જોડાઈ શકે છે.
આ નિયંત્રક સ્થાનોને એલોસ્ટેરિક સ્થાન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
એલોસ્ટેરિક સ્થાન પર અણુનું જોડાણ ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિમાં વધારો (એલોસ્ટેરિક સક્રિયકરણ) અથવા ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો (એલોસ્ટેરિક અવરોધન) કરી શકે છે.
તેથી,એલોસ્ટેરિક સ્થાનો ઉત્સેચકના સક્રિયકરણ અને અવરોધન બંને માટે નિયંત્રક બિંદુઓ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) એલોસ્ટેરિક અવરોધક ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન સિવાયના અન્ય સ્થાન પર જોડાય છે,જેને એલોસ્ટેરિક સ્થાન કહેવામાં આવે છે.
આ જોડાણને કારણે ઉત્સેચકની સંરચનામાં રચનાત્મક ફેરફાર (આકારમાં ફેરફાર) થાય છે.
પરિણામે,સક્રિય સ્થાન વિકૃત થઈ જાય છે,જેનાથી સબસ્ટ્રેટ જોડાઈ શકતું નથી અને ઉત્સેચક નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે.
તેની સરખામણીમાં,સ્પર્ધાત્મક અવરોધકો ઉત્સેચકના આકારમાં ફેરફાર કર્યા વિના સીધા સક્રિય સ્થાન પર જોડાય છે.

(D) ઉત્સેચકોનો પ્રોટીનમય સ્વભાવ સૌપ્રથમ $1930$ માં $John \ H. \ Northrop$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યો હતો. તેમણે પેપ્સિન ઉત્સેચકનું સ્ફટિકીકરણ કર્યું અને સાબિત કર્યું કે તે પ્રોટીન છે. $T. Cech$ એ રાઈબોઝાઈમ્સ ($RNA$ ઉત્સેચકો) ની શોધ કરી હતી,$Kuhne$ એ 'ઉત્સેચક' શબ્દ આપ્યો હતો,અને $E. Buchner$ એ કોષ-મુક્ત આથવણની શોધ કરી હતી.

(B) $1926$ માં,જેમ્સ બી. સમનરે જેક બીન (jack bean) ના બીજમાંથી $Urease$ ઉત્સેચકને સ્ફટિક સ્વરૂપમાં અલગ કર્યો હતો. આ પ્રથમ વખત હતું કે જ્યારે કોઈ ઉત્સેચકને સ્ફટિકીકૃત કરવામાં આવ્યો હતો,જે સાબિત કરે છે કે ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે. આ શોધ બદલ તેમને $1946$ માં રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કારનો હિસ્સો મળ્યો હતો.

(C) 'ઉત્સેચક' $(Enzyme)$ શબ્દ જર્મન શરીરવિજ્ઞાની $Wilhelm$ $Kuhne$ દ્વારા $1877$ માં આપવામાં આવ્યો હતો. આ શબ્દ ગ્રીક શબ્દો '$en$' (માં) અને '$zyme$' (યીસ્ટ) પરથી ઉતરી આવ્યો છે, જેનો અર્થ 'યીસ્ટમાં' થાય છે.

(B) યુરીએઝ ઉત્સેચક એ નિકલ ધરાવતો મેટાલો-એન્ઝાઇમ છે જે યુરિયાનું એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં જળવિભાજન કરે છે. તેને સૌપ્રથમ $1926$ માં જેમ્સ બી. સમનર દ્વારા જેક બીન (jack bean) નામના છોડમાંથી સ્ફટિકીકૃત કરવામાં આવ્યો હતો,જે $Canavalia$ પ્રજાતિનો સભ્ય છે. તેથી,$Canavalia$ એ મુખ્ય સ્ત્રોત છે જેમાંથી યુરીએઝ મેળવવામાં આવે છે.

(C) એલોસ્ટેરીક અવરોધન એ એક નિયમનકારી પ્રક્રિયા છે જેમાં એક ઇફેક્ટર અણુ ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન સિવાયના અન્ય સ્થાન સાથે જોડાય છે,જેના કારણે ઉત્સેચકના બંધારણમાં ફેરફાર થાય છે અને તેની કાર્યક્ષમતા ઘટે છે.
આ ખ્યાલ $1960$ ના દાયકાની શરૂઆતમાં $François \text{ } Jacob$ અને $Jacques \text{ } Monod$ દ્વારા બેક્ટેરિયામાં જનીન અભિવ્યક્તિ અને ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિના નિયમનનો અભ્યાસ કરતી વખતે શોધવામાં આવ્યો હતો.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) રાસાયણિક રીતે,લગભગ તમામ ઉત્સેચકો પ્રોટીન હોય છે.
તેઓ એક અથવા વધુ પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓના બનેલા હોય છે જે ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય બંધારણમાં ગૂંચવાયેલા હોય છે.
આ પ્રોટીન જૈવિક ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે,જે સજીવોમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડીને પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે.

(B) પ્રોટીન એ જીવરસના આવશ્યક ઘટકો છે. તેમનું મુખ્ય મહત્વ જૈવિક ઉદ્દીપક તરીકેની તેમની ભૂમિકામાં રહેલું છે,જેને ઉત્સેચકો (enzymes) કહેવામાં આવે છે. ઉત્સેચકો કોષની અંદર થતી જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે,જે ચયાપચય અને જીવન પ્રક્રિયાઓને જાળવી રાખવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. જોકે પ્રોટીન માળખાકીય આધાર પૂરો પાડી શકે છે અને અત્યંત પરિસ્થિતિઓમાં ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે પણ કામ કરી શકે છે,પરંતુ જીવરસમાં તેમની સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્યાત્મક ભૂમિકા ઉત્સેચકીય ઉદ્દીપન છે.

(D) રૂબિસ્કો (RuBisCO - Ribulose$-1,5-$bisphosphate carboxylase-oxygenase) એ જીવાવરણમાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતું પ્રોટીન છે. તે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કેલ્વિન ચક્રમાં સામેલ એક મુખ્ય ઉત્સેચક છે,જે વનસ્પતિઓમાં વાતાવરણીય $CO_2$ ને કાર્બનિક સંયોજનોમાં સ્થાપિત કરવા માટે જવાબદાર છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ (ટાયલિન) છે.
$\text{ગેસ્ટ્રીન}$, $\text{ગ્લુકાગોન}$ અને $\text{સિક્રિટિન}$ એ ત્રણેય અંતઃસ્ત્રાવો (hormones) છે.
$\text{ગેસ્ટ્રીન}$ એ જઠરના એસિડના સ્ત્રાવને ઉત્તેજિત કરતો અંતઃસ્ત્રાવ છે.
$\text{ગ્લુકાગોન}$ એ સ્વાદુપિંડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો અંતઃસ્ત્રાવ છે જે રુધિરમાં ગ્લુકોઝનું પ્રમાણ વધારે છે.
$\text{સિક્રિટિન}$ એ સ્વાદુપિંડને બાયકાર્બોનેટયુક્ત પ્રવાહી મુક્ત કરવા માટે ઉત્તેજિત કરતો અંતઃસ્ત્રાવ છે.
$\text{ટાયલિન}$ (જેને લાળીય એમાયલેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ ઉત્સેચક (enzyme) છે, અંતઃસ્ત્રાવ નથી, જે સ્ટાર્ચનું માલ્ટોઝમાં રૂપાંતર કરે છે.

(B) સાચો જવાબ $\alpha$-એમાઈલેઝ છે.
લાળમાં રહેલ એમાઈલેઝ (જેને ટાયલિન પણ કહેવાય છે) એ સ્ટાર્ચનું માલ્ટોઝમાં રૂપાંતર કરતો ઉત્સેચક છે.
તે તટસ્થ pH (આશરે $6.7$ થી $7.0$) પર શ્રેષ્ઠ રીતે કાર્ય કરે છે.
જ્યારે તે જઠરમાં પહોંચે છે,ત્યારે ત્યાંનું અત્યંત એસિડિક વાતાવરણ ($HCl$ ને કારણે નીચી pH) આ ઉત્સેચકને નિષ્ક્રિય કરી દે છે,જેના કારણે તે તેની ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા ગુમાવે છે.
તેની સામે,પેપ્સિન જેવા પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો નીચી pH વાળા વાતાવરણમાં કાર્ય કરવા માટે ખાસ અનુકૂલિત હોય છે.

(B) ઈન્વર્ટેઝ ઉત્સેચક (જેને સુક્રેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ ડાયસેકેરાઈડ સુક્રોઝનું તેના ઘટક મોનોસેકેરાઈડ્સ, ગ્લુકોઝ અને ફ્રુકટોઝમાં જળવિભાજન કરવા માટે જવાબદાર છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $C_{12}H_{22}O_{11} (\text{સુક્રોઝ}) + H_2O \xrightarrow{\text{ઈન્વર્ટેઝ}} C_6H_{12}O_6 (\text{ગ્લુકોઝ}) + C_6H_{12}O_6 (\text{ફ્રુકટોઝ})$.

(B) પ્રતિપોષી નિયમન (અથવા પ્રતિપોષી અવરોધન) એ ચયાપચય પથમાં જોવા મળતી એક પ્રક્રિયા છે,જેમાં ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયાઓની શ્રેણીની અંતિમ નિપજ તે પથના કોઈ શરૂઆતના ઉત્સેચક માટે અવરોધક તરીકે કાર્ય કરે છે.
જ્યારે અંતિમ નિપજની સાંદ્રતા એક ચોક્કસ સ્તરથી વધી જાય છે,ત્યારે તે નિયમનકારી ઉત્સેચક પરના એલોસ્ટેરિક સ્થાન સાથે જોડાય છે,જેનાથી પથ ધીમો પડે છે અથવા અટકી જાય છે. આ પ્રક્રિયા પદાર્થના વધુ પડતા ઉત્પાદનને અટકાવે છે અને કોષીય સંસાધનોનો બચાવ કરે છે.

(A) રિબોફ્લેવિન એ પાણીમાં દ્રાવ્ય વિટામિન છે,જેને વિટામિન $B_2$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
રેનિન એ શિશુઓના જઠરમાંથી સ્ત્રવિત થતો પ્રોટીઓલિટીક ઉત્સેચક છે,જે દૂધના પ્રોટીન (કેસીન) ના પાચનમાં મદદ કરે છે.

(D) $\text{ગ્લુકોઝ}-6-\text{ફૉસ્ફેટ્ઝ}$ ઉત્સેચક એ અંતઃકોષરસજાળ (endoplasmic reticulum) માં આવેલું એક અભિન્ન પટલ પ્રોટીન છે। તેની સક્રિયતા સંપૂર્ણપણે પટલના લિપિડ્સ, ખાસ કરીને ફૉસ્ફોલિપિડ્સની હાજરી પર આધારિત છે, જે ઉત્સેચકને કાર્ય કરવા માટે જરૂરી વાતાવરણ પૂરું પાડે છે। જો લિપિડ્સ દૂર કરવામાં આવે અથવા પટલની રચના ખોરવાય, તો ઉત્સેચક તેની ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા ગુમાવે છે।

(A) $Tyrosinase$ (ટાયરોસિનેઝ) એ તાંબુ ધરાવતો ઉત્સેચક છે જે ફીનોલ્સના ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરે છે. એવું જાણવા મળ્યું છે કે $Tyrosinase$ ની સક્રિયતા અમુક લિપિડ્સ અથવા ફોસ્ફોલિપિડ્સની હાજરીમાં નોંધપાત્ર રીતે વધી શકે છે અથવા સક્રિય થાય છે,જે તેના શ્રેષ્ઠ કાર્ય માટે આવશ્યક કો-ફેક્ટર અથવા બંધારણીય ઘટકો તરીકે કાર્ય કરે છે. તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Tyrosinase$ એ સાચો જવાબ છે.

(A) ઉત્સેચકો એ જૈવિક ઉદ્દીપકો છે જે સજીવોમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે.
મોટાભાગના ઉત્સેચકો ગોલીય પ્રોટીન (globular proteins) છે,જે એક અથવા વધુ પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓના બનેલા હોય છે.
આ શૃંખલાઓ ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય આકારમાં ગૂંચવાયેલી હોય છે,જે તેમની ઉદ્દીપકીય પ્રવૃત્તિ માટે આવશ્યક છે.
જોકે કેટલાક $RNA$ અણુઓ (રાઈબોઝાઈમ્સ) ઉદ્દીપક તરીકે કામ કરી શકે છે,પરંતુ જૈવિક તંત્રમાં જોવા મળતા મોટાભાગના ઉત્સેચકો પ્રોટીન જ હોય છે.

(B) ઉત્સેચક સામાન્ય રીતે પ્રોટીનમય ભાગ અને બિન-પ્રોટીનમય ભાગનો બનેલો હોય છે.
ઉત્સેચકના પ્રોટીનમય ભાગને $Apoenzyme$ (એપોએન્ઝાઈમ) કહેવામાં આવે છે.
બિન-પ્રોટીનમય ભાગને $Cofactor$ (સહકારક) કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે $Apoenzyme$ એ $Cofactor$ સાથે જોડાય છે,ત્યારે સંપૂર્ણ કાર્યશીલ ઉત્સેચકને $Holoenzyme$ (હોલોએન્ઝાઈમ) કહેવામાં આવે છે.