Enzymes Questions in Gujarati

(D) ઉત્સેચકોને તેઓ જે પ્રકારની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે તેના આધારે છ મુખ્ય વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
લાઇગેઝ એ ઉત્સેચકોનો એવો વર્ગ છે જે બે સબસ્ટ્રેટ અણુઓના જોડાણ અથવા સહસંયોજક બંધનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$DNA$ લાઇગેઝ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવીને $DNA$ ના બે ટુકડાઓને જોડે છે.
ઇન્વર્ટેઝ,એમાયલેઝ અને ગ્લુટામેટ પાયરુવેટ ટ્રાન્સએમિનેઝ અન્ય વર્ગો (અનુક્રમે હાઇડ્રોલેઝ અને ટ્રાન્સફરેઝ) માં આવે છે.

(D) વિધાન $(a)$ સાચું છે: સબસ્ટ્રેટ ઉત્સેચક-સબસ્ટ્રેટ સંકુલ બનાવવા માટે ઉત્સેચકની સક્રિય સાઇટ સાથે જોડાય છે.
વિધાન $(b)$ ખોટું છે: થર્મોફિલિક સજીવોના ઉત્સેચકો સ્થિર હોય છે અને ઊંચા તાપમાને (ઘણીવાર $80^{\circ}C-90^{\circ}C$ સુધી) કાર્યરત રહે છે, તેઓ $50^{\circ}C$ તાપમાને વિકૃત થતા નથી.
વિધાન $(c)$ ખોટું છે: ઉત્સેચકની સક્રિય સાઇટ સબસ્ટ્રેટના રાસાયણિક બંધો તોડીને તેને નીપજમાં રૂપાંતરિત કરે છે, નીપજના બંધો તોડતી નથી.
વિધાન $(d)$ સાચું છે: પ્રોસ્થેટિક ગ્રુપ એ કાર્બનિક સંયોજનો છે જે કાર્યરત હોલોએન્ઝાઇમ બનાવવા માટે એપોએન્ઝાઇમ (પ્રોટીન ભાગ) સાથે મજબૂતીથી જોડાયેલા હોય છે.
તેથી, વિધાન $(a)$ અને $(d)$ સાચા છે.

(D) મોટાભાગના ઉત્સેચકો પ્રકૃતિમાં પ્રોટીનયુક્ત હોય છે. જોકે,કેટલાક $RNA$ અણુઓ એવા છે જે ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા ધરાવે છે અને તેને રાઈબોઝાઈમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. રાઈબોન્યુક્લિએઝ-$P$ એ રાઈબોઝાઈમનું એક જાણીતું ઉદાહરણ છે,જે એક $RNA$ ઉત્સેચક છે જે $RNA$ અણુઓનું વિભાજન કરે છે. તેથી,રાઈબોઝાઈમ અને રાઈબોન્યુક્લિએઝ-$P$ એ આ નિયમના અપવાદ છે કે બધા ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે.

(B) જે ઉત્સેચકો ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રતિક્રિયાઓને ઉદ્દીપ્ત કરે છે,જેમાં એક અણુ (રિડક્ટન્ટ) માંથી બીજા અણુ (ઓક્સિડન્ટ) માં ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થળાંતર થાય છે,તેમને $Oxidoreductases$ વર્ગમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
તેના ઉદાહરણોમાં ડીહાઈડ્રોજનેઝ,રિડક્ટેઝ અને સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝનો સમાવેશ થાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનના આવશ્યક ઘટકો છે.

(C) વિધાન $(A)$ સાચું છે: અંતઃસ્ત્રાવો રાસાયણિક સંદેશાવાહકો છે જે શારીરિક પ્રક્રિયાઓનું નિયમન કરે છે અને ઉત્સેચકોના ઉત્પાદન અથવા મુક્ત થવાને ઉત્તેજિત કરી શકે છે.
કારણ $(R)$ ખોટું છે: અંતઃસ્ત્રાવો ચયાપચયમાં સબસ્ટ્રેટની જેમ 'વપરાઈ' જતા નથી; તેઓ સિગ્નલિંગ અણુઓ તરીકે કાર્ય કરે છે. વધુમાં,'ઉત્સેચકો વારંવાર કાર્ય કરી શકે છે' તે વિધાન સાચું છે,પરંતુ 'અંતઃસ્ત્રાવો ચયાપચયમાં વપરાઈ જાય છે' તે વિધાન વૈજ્ઞાનિક રીતે સચોટ નથી. તેથી,આપેલ કારણ ખોટું છે.

(D) બિન-સ્પર્ધાત્મક અવરોધકો ઉત્સેચક પર એલોસ્ટેરિક સાઇટ (સક્રિય સ્થાન સિવાયનું સ્થાન) સાથે જોડાય છે,જે ઉત્સેચકના આકારમાં ફેરફાર કરે છે જેથી સક્રિય સ્થાન ઓછું અસરકારક બને છે. આ જોડાણ સબસ્ટ્રેટને જોડાતા અટકાવતું નથી પરંતુ પ્રક્રિયાનો દર ઘટાડે છે,જેનાથી પ્રક્રિયાનો મહત્તમ વેગ $(V_{max})$ ઘટે છે. તેથી,વિધાન ખોટું છે. કારણ પણ ખોટું છે કારણ કે બિન-સ્પર્ધાત્મક અવરોધમાં,અવરોધક અને સબસ્ટ્રેટ અલગ-અલગ સ્થાનો પર જોડાય છે,સમાન સ્થાન પર નહીં. આમ,વિધાન અને કારણ બંને ખોટા છે.

(C) વિધાન $(A)$ સાચું છે: એલોસ્ટેરિક ઉત્સેચકો માઈકેલિસ-મેન્ટેન સમીકરણ દ્વારા વર્ણવેલ હાયપરબોલિક ગતિશાસ્ત્રને બદલે સિગ્મોઇડલ ગતિશાસ્ત્ર દર્શાવે છે. તેઓ પ્રમાણભૂત માઈકેલિસ-મેન્ટેન વર્તણૂકનું પાલન કરતા નથી કારણ કે તેમની પ્રવૃત્તિ સક્રિય સાઇટ સિવાયની અન્ય સાઇટ્સ પર ઇફેક્ટર્સના જોડાણ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
કારણ $(R)$ ખોટું છે: ઉત્સેચકો અત્યંત વિશિષ્ટ હોય છે અને તેમની રચના અને તેઓ જે વાતાવરણમાં કાર્ય કરે છે તેના આધારે તેમના $pH$ ના મૂલ્યો અલગ-અલગ હોય છે (દા.ત.,પેપ્સિન એસિડિક $pH$ પર કાર્ય કરે છે,જ્યારે ટ્રિપ્સિન આલ્કલાઇન $pH$ પર કાર્ય કરે છે).

(C) વિધાન: ઘઉંના ભ્રૂણપોષમાં $\alpha$-એમાયલેઝ ઉત્સેચક વિવિધ આઈસોએન્ઝાઇમ સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જેમાં $16$ આઈસોએન્ઝાઇમ્સનો સમાવેશ થાય છે,જે અંકુરણ દરમિયાન સ્ટાર્ચના વિઘટનમાં મદદ કરે છે.
કારણ: સ્પર્ધાત્મક અવરોધમાં,અવરોધક સબસ્ટ્રેટ જેવો જ હોય છે અને સક્રિય સ્થાન માટે સ્પર્ધા કરે છે. આનાથી $K_m$ મૂલ્ય વધે છે,પરંતુ $V_{max}$ અપરિવર્તિત રહે છે કારણ કે સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા વધારીને આ અવરોધને દૂર કરી શકાય છે. તેથી,$V_{max}$ ઘટે છે તેવું વિધાન ખોટું છે.

(B) બિન-સ્પર્ધાત્મક અવરોધમાં,અવરોધક બંધારણમાં સબસ્ટ્રેટ જેવો હોતો નથી અને સક્રિય સ્થાન (active site) માટે સ્પર્ધા કરતો નથી.
તેના બદલે,અવરોધક ઉત્સેચક પરના એલોસ્ટેરિક સ્થાન (સક્રિય સ્થાન સિવાયનું સ્થાન) સાથે જોડાય છે.
આ જોડાણ ઉત્સેચકના બંધારણમાં ફેરફાર કરે છે,જેનાથી સક્રિય સ્થાન બિન-કાર્યક્ષમ બની જાય છે.
સાયનાઈડ એ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝના બિન-સ્પર્ધાત્મક અવરોધક તરીકે કાર્ય કરે છે,જે કોષીય શ્વસનના અંતિમ તબક્કાને અટકાવે છે.

(A) મેલોનેટ,જે સક્સિનેટનું એનાલોગ (સમાન બંધારણ ધરાવતું) છે,તે સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજનેઝ ઉત્સેચકનો પ્રબળ સ્પર્ધાત્મક અવરોધક છે.
તે ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન (active site) સાથે જોડાઈને સાઈટ્રિક એસિડ ચક્રની પ્રક્રિયાને અટકાવે છે.

(B) સુક્રોઝ એ ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝનો બનેલો ડાયસેકેરાઇડ છે. સુક્રેઝ (જેને ઇન્વર્ટેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ઉત્સેચક સુક્રોઝના જળવિભાજનને ઉત્તેજિત કરીને તેને ગ્લુકોઝના એક અણુ અને ફ્રુક્ટોઝના એક અણુમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

(B) લેક્ટોઝ એ ગ્લુકોઝ અને ગેલેક્ટોઝનો બનેલો ડાયસેકેરાઇડ છે. લેક્ટેઝ ઉત્સેચક લેક્ટોઝનું તેના ઘટક મોનોસેકેરાઇડ્સ,ગ્લુકોઝ અને ગેલેક્ટોઝમાં જળવિભાજન કરે છે. આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે:
લેક્ટોઝ $\xrightarrow{\text{લેક્ટેઝ}}$ ગ્લુકોઝ + ગેલેક્ટોઝ.

(B) લાઈપેઝ,પ્રોટીએઝ,કાર્બોહાઈડ્રેઝ અને ન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે પાણીના અણુઓ ઉમેરીને તેમના સંબંધિત સબસ્ટ્રેટ (લિપિડ્સ,પ્રોટીન,કાર્બોહાઈડ્રેટ્સ અને ન્યુક્લિક એસિડ) ના જળવિભાજન (hydrolysis) ને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
આ ઉત્સેચકો ઉત્સેચક વર્ગીકરણ પ્રણાલીમાં $Hydrolases$ (હાઈડ્રોલેઝ) ના વર્ગમાં આવે છે.
$Hydrolases$ એવા ઉત્સેચકો છે જે પાણીના ઉમેરા દ્વારા $C-O$,$C-N$,$C-C$ વગેરે જેવા બંધોના વિભાજનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.

(A) મોટાભાગના ઉત્સેચકો પ્રકૃતિમાં પ્રોટીન હોય છે. જોકે,$Ribozymes$ એ ઉદ્દીપકીય $RNA$ અણુઓ છે જે પ્રોટીનથી બનેલા હોવા છતાં ઉત્સેચકો તરીકે કાર્ય કરે છે. તેઓ $RNA$ સ્પ્લાઈસિંગ અને રિબોઝોમની અંદર પ્રોટીન સંશ્લેષણ જેવી પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ હોય છે.

(A) ઉત્સેચકનું સક્રિય સ્થાન એ પ્રોટીનની તૃતીયક સંરચના દ્વારા બનતી એક વિશિષ્ટ ખાંચ અથવા પોલાણ છે.
આ ઉત્સેચક અણુની સપાટી પરનો એવો વિસ્તાર છે જ્યાં પ્રક્રિયક જોડાઈને ઉત્સેચક-પ્રક્રિયક સંકુલ બનાવે છે.
તેથી,સક્રિય સ્થાન ઉત્સેચક પર હોય છે,પ્રક્રિયક કે નીપજ પર નહીં.

(D) અકાર્બનિક ઉદ્દીપકો સામાન્ય રીતે ઊંચા તાપમાન અને ઊંચા દબાણની સ્થિતિમાં કાર્યક્ષમ રીતે કામ કરે છે. આ પરિસ્થિતિઓ જૈવિક પ્રણાલીઓ માટે નુકસાનકારક હોઈ શકે છે,તેથી જૈવ-રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં તેમનો ઉપયોગ થતો નથી. વધુમાં,ઉત્સેચકો (જૈવિક ઉદ્દીપકો) ની તુલનામાં અકાર્બનિક ઉદ્દીપકોની કાર્યક્ષમતા ઓછી હોય છે અને તેઓ વિશિષ્ટ હોતા નથી. તેથી,આપેલા તમામ વિકલ્પો સાચા છે.

(A) રાસાયણિક પ્રક્રિયાનો દર એ એકમ સમય $(t)$ દીઠ નીપજ $(p)$ અથવા પ્રક્રિયક $(s)$ ની સાંદ્રતામાં થતા ફેરફાર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,પ્રક્રિયાનો દર એ સમય સાથે નીપજની સાંદ્રતામાં થતો ફેરફાર છે,જેને $\frac{\delta p}{\delta t}$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે.
વૈકલ્પિક રીતે,તેને સમય સાથે પ્રક્રિયકની સાંદ્રતામાં થતા ઘટાડા તરીકે પણ દર્શાવી શકાય છે,જે $-\frac{\delta s}{\delta t}$ છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$\frac{\delta p}{\delta t}$ એ નીપજના નિર્માણનો દર દર્શાવે છે,જે પ્રક્રિયાના દરને વ્યક્ત કરવાની પ્રમાણિત રીત છે.

(D) કોઈપણ ઉત્સેચકની ગેરહાજરીમાં, $CO_2$ અને $H_2O$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા દ્વારા $H_2CO_3$ બનવાની પ્રક્રિયા ખૂબ જ ધીમી હોય છે, જેમાં એક કલાકમાં લગભગ $200$ અણુઓ બને છે.
જોકે, કાર્બોનિક એનહાઈડ્રેઝ ઉત્સેચકની હાજરીમાં આ પ્રક્રિયા નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી બને છે.
ઉત્સેચકની હાજરીમાં, પ્રક્રિયાનો દર ખૂબ વધી જાય છે, જેના પરિણામે પ્રતિ સેકન્ડ લગભગ $600,000$ અણુઓ $H_2CO_3$ નું નિર્માણ થાય છે.
તેથી, ઉત્સેચકની હાજરીમાં નીપજ બનવાનો સાચો દર $600,000$ અણુઓ પ્રતિ સેકન્ડ છે.

(D) કોઈપણ ઉત્સેચકની ગેરહાજરીમાં,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી કાર્બોનિક એસિડ બનવાની પ્રક્રિયા ખૂબ જ ધીમી હોય છે,જેમાં એક કલાકમાં લગભગ $200$ અણુઓ બને છે.
જોકે,કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ ઉત્સેચકની હાજરીમાં,પ્રક્રિયાનો દર નાટકીય રીતે વધે છે.
ઉત્સેચકની હાજરીમાં,કાર્બોનિક એસિડના નિર્માણનો દર પ્રતિ સેકન્ડ લગભગ $600,000$ અણુઓ જેટલો હોય છે.
તેથી,ઉત્સેચકની હાજરીમાં નીપજોના નિર્માણનો સાચો દર $600,000/\text{સેકન્ડ}$ છે.

(B) ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયામાં:
$1$. જે પદાર્થ રાસાયણિક ફેરફાર પામે છે તેને $Reactant$ (પ્રક્રિયક) $(P)$ કહેવામાં આવે છે.
$2$. પ્રક્રિયા બાદ જે પદાર્થ બને છે તેને $Product$ (નીપજ) $(Q)$ કહેવામાં આવે છે.
$3$. ઉત્સેચક પોતે પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે પરંતુ પ્રક્રિયાના અંતે રાસાયણિક રીતે અપરિવર્તિત રહે છે,જે ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે $(R)$.
તેથી,$P$ એ પ્રક્રિયક છે,$Q$ એ નીપજ છે અને $R$ એ ઉત્સેચક છે.

(D) પ્રથમ આલેખમાં,પ્રક્રિયક (substrate) ની ઊર્જાનું સ્તર નીપજ (product) ની ઊર્જાના સ્તર કરતા વધારે છે. આ દર્શાવે છે કે પ્રક્રિયા દરમિયાન ઊર્જા મુક્ત થાય છે,જે ઊર્જાત્યાગી (Exergonic) પ્રક્રિયાનું લક્ષણ છે.
બીજા આલેખમાં,પ્રક્રિયક (substrate) ની ઊર્જાનું સ્તર નીપજ (product) ની ઊર્જાના સ્તર કરતા ઓછું છે. આ દર્શાવે છે કે પ્રક્રિયા દરમિયાન ઊર્જાનું શોષણ થાય છે,જે ઊર્જાગ્રાહી (Endergonic) પ્રક્રિયાનું લક્ષણ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ ઊર્જાત્યાગી પ્રક્રિયા,ઊર્જાગ્રાહી પ્રક્રિયા છે.

(D) ઉત્સેચકની ઉદ્દીપકીય ચક્રની પ્રક્રિયા નીચે મુજબના તબક્કાઓમાં વર્ણવી શકાય છે:
$1$. પ્રથમ,પ્રક્રિયક ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન સાથે જોડાય છે $(I)$.
$2$. પ્રક્રિયકનું જોડાણ ઉત્સેચકને તેનો આકાર બદલવા માટે પ્રેરે છે,જેથી તે પ્રક્રિયકની આસપાસ વધુ ચુસ્ત રીતે ગોઠવાય છે,જે સંક્રમણ અવસ્થા સંરચનાના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે $(II)$.
$3$. ઉત્સેચકનું સક્રિય સ્થાન,જે હવે પ્રક્રિયકની નજીક છે,તે પ્રક્રિયકના રાસાયણિક બંધોને તોડે છે અને નવું ઉત્સેચક-નીપજ સંકુલ બને છે $(IV)$.
$4$. ઉત્સેચક પ્રક્રિયાની નીપજોને મુક્ત કરે છે અને મુક્ત ઉત્સેચક ફરીથી બીજા પ્રક્રિયક અણુ સાથે જોડાવા માટે તૈયાર થાય છે $(III)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $I \rightarrow II \rightarrow IV \rightarrow III$ છે.

(A) સક્રિયકરણ શક્તિ $(E_a)$ એટલે પ્રક્રિયક અણુઓને નીપજમાં રૂપાંતરિત થવા માટે જરૂરી વધારાની લઘુત્તમ શક્તિ।
કોઈપણ રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં, પ્રક્રિયકોએ નીપજ બનાવતા પહેલા એક ઉચ્ચ-શક્તિ ધરાવતી અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવી પડે છે, જેને સંક્રમણ અવસ્થા (transition state) અથવા સક્રિયકૃત સંકીર્ણ (activated complex) કહેવામાં આવે છે।
સક્રિયકરણ શક્તિ એ સંક્રમણ અવસ્થાની શક્તિ અને પ્રક્રિયકોની સરેરાશ શક્તિ વચ્ચેનો તફાવત છે।
ગાણિતિક રીતે, $E_a = \text{સંક્રમણ અવસ્થાની શક્તિ} - \text{પ્રક્રિયકોની શક્તિ}$.

(D) ઉત્સેચકો જૈવ-ઉદ્દીપકો છે જે પ્રક્રિયા માટે જરૂરી સક્રિયકરણ ઊર્જા (activation energy) ઘટાડીને જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે.
વિકલ્પ $A$ સાચો છે કારણ કે ઉત્સેચકો પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે.
વિકલ્પ $B$ સાચો છે કારણ કે સક્રિય સ્થાન એ ઉત્સેચકના બંધારણમાં આવેલી એક વિશિષ્ટ ગુહા છે જ્યાં પ્રક્રિયક (substrate) જોડાય છે.
વિકલ્પ $C$ સાચો છે કારણ કે મોટા ભાગના ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે,જે એમિનો એસિડના પોલીમર છે.
વિકલ્પ $D$ અયોગ્ય છે કારણ કે ઉત્સેચકો પ્રક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જામાં વધારો નહીં,પરંતુ ઘટાડો કરે છે.

(C) ઉત્સેચકની કાર્યપદ્ધતિ નીચે મુજબના તબક્કાઓ અનુસરે છે:
$1$. ઉત્સેચક $(E)$ પ્રક્રિયક $(S)$ સાથે જોડાઈને ઉત્સેચક-પ્રક્રિયક સંકુલ $(ES)$ બનાવે છે: $E + S \rightarrow ES$ $(IV \rightarrow II)$.
$2$. ઉત્સેચક પ્રક્રિયકનું નીપજમાં રૂપાંતર કરે છે,જેથી ઉત્સેચક-નીપજ સંકુલ $(EP)$ બને છે: $ES \rightarrow EP$ $(II \rightarrow III)$.
$3$. ઉત્સેચક નીપજને મુક્ત કરે છે અને બીજા પ્રક્રિયક અણુ સાથે જોડાવા માટે મુક્ત થાય છે: $EP \rightarrow E + P$ $(III \rightarrow I)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $IV \rightarrow II \rightarrow III \rightarrow I$ છે.

(C) આ આલેખ સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા $[S]$ અને પ્રક્રિયાના વેગ $V$ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે.
માઇકેલિસ-મેન્ટેન કાઇનેટિક્સમાં,$V_{max}$ એ પ્રક્રિયાનો મહત્તમ વેગ છે.
$K_m$ (માઇકેલિસ અચળાંક) એ સબસ્ટ્રેટની તે સાંદ્રતા છે કે જેના પર પ્રક્રિયાનો વેગ તેના મહત્તમ વેગ કરતા અડધો હોય છે $(V = \frac{1}{2} V_{max})$.
$V$ વિરુદ્ધ $[S]$ ના પ્રમાણભૂત આલેખમાં,$y$-અક્ષ પરનો બિંદુ $P$ એ મહત્તમ વેગના અડધા મૂલ્યને અનુરૂપ છે,જે $\frac{1}{2} V_{max}$ છે.

(A) ઉત્સેચક ઘણીવાર પ્રોટીન ભાગ અને બિન-પ્રોટીન ભાગનો બનેલો હોય છે.
ઉત્સેચકના પ્રોટીનવાળા ભાગને $Apoenzyme$ (એપોએન્જાઈમ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
બિન-પ્રોટીન ભાગને $Cofactor$ (સહકારક) કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે $Apoenzyme$ અને $Cofactor$ જોડાય છે,ત્યારે તેઓ સક્રિય ઉત્સેચક બનાવે છે જેને $Holoenzyme$ (હોલોએન્જાઈમ) કહેવાય છે.

(C) પાચક ઉત્સેચકો જટિલ ખોરાકના અણુઓને રાસાયણિક બંધમાં પાણીના અણુઓ ઉમેરીને સરળ સ્વરૂપમાં તોડવાનું કાર્ય કરે છે. આ પ્રક્રિયાને જળવિભાજન (Hydrolysis) કહેવામાં આવે છે. તેથી,પાચક ઉત્સેચકો હાઈડ્રોલેઝિસ (Hydrolases) નામના ઉત્સેચકોના વર્ગમાં આવે છે.

(D) જે ઉત્સેચકો બે સંયોજનોને એકબીજા સાથે જોડવાનું કાર્ય કરે છે,તેમને લિગેઝિસ (ligases) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ઉત્સેચકોને સામાન્ય રીતે સિન્થેટેઝિસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ બે સબસ્ટ્રેટને જોડીને નવા અણુઓના સંશ્લેષણમાં મદદ કરે છે,જે સામાન્ય રીતે $ATP$ અથવા સમાન ટ્રાયફોસ્ફેટના જળવિભાજન સાથે જોડાયેલ હોય છે.

(A) ઉત્સેચકોને તેઓ જે પ્રકારની પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરે છે તેના આધારે છ મુખ્ય વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
લેક્ટિક ડિહાઈડ્રોજીનેઝ એ ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરે છે, જેમાં હાઈડ્રોજન પરમાણુઓને દૂર કરીને લેક્ટેટનું પાયરુવેટમાં રૂપાંતર થાય છે.
ઇન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ બાયોકેમિસ્ટ્રી એન્ડ મોલેક્યુલર બાયોલોજી $(IUBMB)$ મુજબ, જે ઉત્સેચકો ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રક્રિયાઓને ઉદ્દીપ્ત કરે છે, તેમને ઓક્સિડોરિડક્ટેઝિસ (અથવા ડિહાઈડ્રોજીનેઝિસ) વર્ગમાં મૂકવામાં આવે છે.
તેથી, લેક્ટિક ડિહાઈડ્રોજીનેઝ એ ડિહાઈડ્રોજીનેઝિસ વર્ગમાં આવે છે.

(C) ઉત્સેચકોને તેઓ જે પ્રકારની પ્રતિક્રિયાને ઉત્તેજિત કરે છે તેના આધારે છ મુખ્ય વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા છે.
$1$. હાઈડ્રોલેઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે પાણીના ઉમેરા દ્વારા $C-O, C-N, C-C$ જેવા બંધોનું જળવિભાજન (વિભાજન) કરે છે.
$2$. ડીહાઈડ્રોજીનેઝ ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્તેજિત કરે છે.
$3$. ટ્રાન્સફરેઝ બે સબસ્ટ્રેટ વચ્ચે જૂથના સ્થાનાંતરણને ઉત્તેજિત કરે છે.
$4$. લિગેઝ બે સંયોજનોને જોડવાનું કાર્ય કરે છે.
તેથી,પાણીની હાજરીમાં સંયોજનોનું વિભાજન કરતા ઉત્સેચકોનો સાચો વર્ગ હાઈડ્રોલેઝ છે.

(C) પાચન એટલે જટિલ મહાઅણુઓ (જેમ કે પ્રોટીન,કાર્બોદિત અને ચરબી) નું પાણીના ઉમેરા દ્વારા સરળ શોષી શકાય તેવા સ્વરૂપોમાં વિઘટન.
આ પ્રક્રિયા એવા ઉત્સેચકો દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે જે પાણીનો ઉપયોગ કરીને રાસાયણિક બંધો તોડે છે,જેને હાઈડ્રોલેઝ (Hydrolases) તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
તેથી,પાચક ઉત્સેચકો જેવા કે એમાયલેઝ,પ્રોટીએઝ અને લાઈપેઝ એ હાઈડ્રોલેઝ વર્ગના ઉત્સેચકો છે.

(D) મોટાભાગના ઉત્સેચકો સ્વભાવે પ્રોટીન હોય છે. જોકે,અમુક $RNA$ અણુઓ,જેમને રાઈબોઝાઈમ્સ $(ribozymes)$ કહેવામાં આવે છે,તે ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા ધરાવે છે અને ઉત્સેચક તરીકે વર્તે છે. ઉદાહરણ તરીકે,બેક્ટેરિયામાં $23S$ $rRNA$ પેપ્ટાઈડ બંધના નિર્માણ દરમિયાન રાઈબોઝાઈમ તરીકે કાર્ય કરે છે. તેથી,પ્રોટીન અને $RNA$ બંને ઉત્સેચક તરીકે વર્તી શકે છે.

(B) પ્રક્રિયા $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$ એ કેટાલેઝ (catalase) ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપ્ત થાય છે.
કેટાલેઝ એક સંયુગ્મી પ્રોટીન છે જેને કાર્ય કરવા માટે પ્રોસ્થેટિક ગ્રુપની જરૂર હોય છે.
કેટાલેઝમાં હાજર પ્રોસ્થેટિક ગ્રુપ $Haem$ (આયર્ન ધરાવતી પોર્ફિરિન રિંગ) છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) વિકલ્પ $B$ આ પ્રશ્નનો સાચો જવાબ છે કારણ કે મેલોનેટ એ સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજીનેઝ ઉત્સેચકનું સ્પર્ધાત્મક અવરોધક (competitive inhibitor) છે.
મેલોનેટ દ્વારા સક્સિનિક ડિહાઈડ્રોજીનેઝનું અવરોધન મેલોનેટ અને સબસ્ટ્રેટ સક્સિનેટ વચ્ચેની બંધારણીય સમાનતાને કારણે થાય છે.
સ્પર્ધાત્મક અવરોધકોનો ઉપયોગ ઘણીવાર બેક્ટેરિયલ રોગકારકોના નિયંત્રણમાં કરવામાં આવે છે.

(B) સાચો જવાબ વિકલ્પ $B$ છે કારણ કે મેલોનેટ એ સબસ્ટ્રેટ (સક્સિનેટ) સાથે નજીકની બંધારણીય સમાનતા દર્શાવે છે અને તે સક્સિનિક ડિહાઈડ્રોજનેઝ ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન માટે સબસ્ટ્રેટ સાથે સ્પર્ધા કરે છે.
આ પ્રકારના અવરોધનને,જેમાં અવરોધક અણુ બંધારણમાં સબસ્ટ્રેટ જેવો જ હોય છે અને સક્રિય સ્થાન સાથે જોડાય છે,તેને સ્પર્ધાત્મક અવરોધન (Competitive inhibition) કહેવામાં આવે છે.
વિકલ્પ $A$,$C$,અને $D$ ખોટા છે કારણ કે તે એવી પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરતા નથી જેમાં અવરોધક બંધારણીય સમાનતાને કારણે સબસ્ટ્રેટ સાથે સ્પર્ધા કરે છે.

(B) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:

$A.$ લાઈપેઝ	$II.$ એસ્ટર બંધ (લિપિડ્સનું પાચન કરે છે)
$B.$ ન્યુક્લિએઝ	$IV.$ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ (ન્યુક્લિક એસિડનું પાચન કરે છે)
$C.$ પ્રોટીએઝ	$I.$ પેપ્ટાઈડ બંધ (પ્રોટીનનું પાચન કરે છે)
$D.$ એમાઈલેઝ	$III.$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ (કાર્બોદિતો/સ્ટાર્ચનું પાચન કરે છે)

તેથી,સાચો ક્રમ $A-II, B-IV, C-I, D-III$ છે,જે વિકલ્પ $B$ ને અનુરૂપ છે.

(D) ઉત્સેચકની ક્રિયાના ઉદ્દીપકીય ચક્રનો સાચો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$(1)$ સૌ પ્રથમ,સબસ્ટ્રેટ ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થાન સાથે જોડાય છે $(E)$.
$(2)$ આનાથી ઉત્સેચક-સબસ્ટ્રેટ સંકુલનું નિર્માણ થાય છે $(A)$.
$(3)$ ઉત્સેચકનું સક્રિય સ્થાન,જે હવે સબસ્ટ્રેટની નજીક છે,તે સબસ્ટ્રેટના રાસાયણિક બંધોને તોડે છે,જેનાથી ઉત્સેચક-નીપજ સંકુલ બને છે $(D)$.
$(4)$ ત્યારબાદ ઉત્સેચક પ્રક્રિયાની નીપજોને મુક્ત કરે છે $(C)$.
$(5)$ અંતે,મુક્ત ઉત્સેચક ફરીથી ઉદ્દીપકીય ચક્ર ચલાવવા માટે સબસ્ટ્રેટના બીજા અણુ સાથે જોડાવા માટે તૈયાર થાય છે $(B)$.
આમ,સાચો ક્રમ $E, A, D, C, B$ છે.

(C) પ્રક્રિયા $S-G + S^* \rightarrow S + S^*-G$ માં એક સબસ્ટ્રેટ $S$ માંથી બીજા સબસ્ટ્રેટ $S^*$ માં ક્રિયાશીલ સમૂહ $G$ નું સ્થળાંતર થાય છે.
જે ઉત્સેચકો હાઇડ્રોજન સિવાયના સમૂહનું બે સબસ્ટ્રેટની જોડી વચ્ચે સ્થળાંતર કરે છે,તેમને ટ્રાન્સફરેઝ (Transferases) તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
તેથી,ઉત્સેચકનો સાચો વર્ગ ટ્રાન્સફરેઝ છે.

(C) ઉત્સેચક ઘણીવાર પ્રોટીન ભાગ અને બિન-પ્રોટીન ભાગનો બનેલો હોય છે.
ઉત્સેચકના પ્રોટીન ભાગને $Apoenzyme$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
બિન-પ્રોટીન ભાગને $Cofactor$ કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે $Apoenzyme$ અને $Cofactor$ જોડાય છે,ત્યારે તેઓ સક્રિય ઉત્સેચક બનાવે છે જેને $Holoenzyme$ કહેવાય છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Apoenzyme$ છે.

(D) ઉત્સેચકોને તેઓ જે પ્રકારની પ્રતિક્રિયાને ઉદ્દીપિત કરે છે તેના આધારે છ મુખ્ય વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
લાયગેઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે બે સંયોજનોને જોડવાનું કામ કરે છે,જેમ કે $C-O$,$C-S$,$C-N$,અથવા $P-O$ બંધ.
તેથી,$C-S$ બંધના જોડાણને ઉદ્દીપિત કરતો ઉત્સેચક લાયગેઝ છે.

(D) ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયાની પ્રગતિ દર્શાવતા આપેલા આલેખમાં:
$1$. $y$-અક્ષ અણુઓની સ્થિતિ ઉર્જા દર્શાવે છે. તેથી,$a$ એ $(i)$ સ્થિતિ ઉર્જા છે.
$2$. વક્રનું શિખર પ્રક્રિયાની સંક્રાંતિ અવસ્થા દર્શાવે છે. તેથી,$b$ એ (ii) સંક્રાંતિ અવસ્થા છે.
$3$. સક્રિયકરણ ઉર્જા એ પ્રક્રિયક સ્તરથી સંક્રાંતિ અવસ્થા સુધી પહોંચવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે. ઉંચા શિખર વાળો વક્ર ઉત્સેચક વગરની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે અને નીચા શિખર વાળો વક્ર ઉત્સેચક સાથેની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
$4$. તેથી,$c$ એ ઉત્સેચક વગરની સક્રિયકરણ ઉર્જા (iv) દર્શાવે છે,અને $d$ એ ઉત્સેચક સાથેની સક્રિયકરણ ઉર્જા (iii) દર્શાવે છે.
$5$. આ મુજબ મેળવતા: $a-(i), b-(ii), c-(iv), d-(iii)$. જે વિકલ્પ $D$ માં આપેલ છે.

(B) ઉત્સેચકોને તેઓ જે પ્રકારની પ્રક્રિયાનું ઉદ્દીપન કરે છે તેના આધારે છ મુખ્ય વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા છે.
$1$. ઓક્સિડોરિડક્ટેઝ: ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રક્રિયાઓનું ઉદ્દીપન કરે છે.
$2$. ટ્રાન્સફરેઝ: પ્રક્રિયકો વચ્ચે સમૂહના સ્થાનાંતરણનું ઉદ્દીપન કરે છે.
$3$. હાઈડ્રોલેઝ: એસ્ટર,ઈથર,પેપ્ટાઈડ અથવા ગ્લાયકોસિડિક બંધોના જળવિભાજનનું ઉદ્દીપન કરે છે.
$4$. લાયેઝ: જળવિભાજન સિવાયની પદ્ધતિઓ દ્વારા પ્રક્રિયકોમાંથી સમૂહોને દૂર કરવાનું ઉદ્દીપન કરે છે,જેનાથી દ્વિબંધ બને છે.
$5$. આઈસોમરેઝ: ઓપ્ટિકલ,ભૌમિતિક અથવા સ્થાનિક આઈસોમર્સના આંતરરૂપાંતરણનું ઉદ્દીપન કરે છે.
$6$. લાઈગેઝ: બે સંયોજનોને એકસાથે જોડવાનું ઉદ્દીપન કરે છે,જેમ કે $C-O, C-S, C-N, P-O$ વગેરે બંધોને જોડવા.
તેથી,સાચો વર્ગ લાઈગેઝ છે.

(A) માઈકલિસ-મેન્ટેન સમીકરણ ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયાઓના દરને પ્રક્રિયાના દર $V$ અને સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા $[S]$ વચ્ચેના સંબંધ દ્વારા વર્ણવે છે.
આ સમીકરણ છે: $V = \frac{V_{\text{max}}[S]}{K_m + [S]}$.
આ સમીકરણમાં,$K_m$ (માઈકલિસ અચળાંક) ને તે સબસ્ટ્રેટ સાંદ્રતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કે જેના પર પ્રક્રિયાનો દર મહત્તમ વેગ $(V_{\text{max}})$ ના અડધા જેટલો હોય છે.
આપેલ આલેખમાં,x-અક્ષ સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા $[S]$ દર્શાવે છે.
x-અક્ષ પરનો બિંદુ $X$ એ y-અક્ષ પરના વેગ $\frac{V_{\text{max}}}{2}$ ને અનુરૂપ છે.
તેથી,$X$ એ માઈકલિસ અચળાંક $(K_m)$ દર્શાવે છે,જે તે સબસ્ટ્રેટ સાંદ્રતા છે કે જેના પર પ્રક્રિયાનો દર $\frac{1}{2} V_{\text{max}}$ હોય છે.

(C) એન્ઝાઇમ કમિશન $(EC)$ ઉત્સેચકોને તેઓ જે પ્રકારની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે તેના આધારે છ મુખ્ય વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરે છે.
$EC$ નંબરનો પ્રથમ અંક વર્ગ દર્શાવે છે:
$1.$ ઓક્સિડોરિડક્ટેઝ (Oxidoreductases)
$2.$ ટ્રાન્સફરેઝ (Transferases)
$3.$ હાઇડ્રોલેઝ (Hydrolases)
$4.$ લાયેઝ (Lyases)
$5.$ આઇસોમરેઝ (Isomerases)
$6.$ લિગેઝ (Ligases)
આપેલ $EC$ નંબર $1.2.1.4$ માં,પ્રથમ અંક $1$ છે,જે ઓક્સિડોરિડક્ટેઝ વર્ગને અનુરૂપ છે.
ડીહાઇડ્રોજનેઝ એ ઓક્સિડોરિડક્ટેઝનો એક પેટા-પ્રકાર છે જે સબસ્ટ્રેટમાંથી હાઇડ્રોજન અણુઓને દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
તેથી,આ ઉત્સેચક ડીહાઇડ્રોજનેઝ વર્ગનો છે.

(D) $1$. ટ્રાન્સફરેઝ ઉત્સેચકો એક અણુમાંથી બીજા અણુમાં ક્રિયાશીલ સમૂહોનું સ્થળાંતર કરે છે.
$2$. લાઈગેઝ ઉત્સેચકો $ATP$ કે $GTP$ જેવા ઉર્જાસભર સંયોજનોના જળવિભાજનમાંથી પ્રાપ્ત ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને બે મોટા અણુઓને જોડે છે.
$3$. હાઈડ્રોલેઝ ઉત્સેચકો બંધ તોડવા માટે પાણીનો ઉપયોગ કરે છે.
$4$. લાયેઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે જળવિભાજન સિવાયની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સબસ્ટ્રેટમાંથી પરમાણુઓના સમૂહને દૂર કરી દ્વિબંધ બનાવે છે.

(C) $i$. રાઈબોઝાઈમ્સ સિવાયના મોટાભાગના ઉત્સેચકો મૂળભૂત રીતે પ્રોટીનના બનેલા હોય છે.
$ii$. $60^{\circ}C$ થી $70^{\circ}C$ જેટલા ઊંચા તાપમાને ઉત્સેચકો વિકૃત (denatured) થઈ જાય છે,જેનાથી તેમની સક્રિયતા ઘટે છે.
$iii$. ઉત્સેચકો પાસે ચોક્કસ સક્રિય સ્થાનો હોય છે જ્યાં પ્રક્રિયક જોડાઈને ઉત્સેચક-પ્રક્રિયક સંકુલ બનાવે છે.
$iv$. ઉત્સેચકો ચોક્કસ $pH$ પર શ્રેષ્ઠ રીતે કાર્ય કરે છે. આ $pH$ માં કોઈપણ ફેરફાર થવાથી ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો થાય છે,વધારો થતો નથી.
$v$. ઉત્સેચકો પ્રતિક્રિયામાં વપરાતા નથી; તેઓ સક્રિય રહે છે અને પ્રથમ પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી ફરીથી ઉદ્દીપન કરી શકે છે.
તેથી,વિધાનો $i, iii$ અને $v$ સાચા છે.

(C) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$1$. શુદ્ધ પ્રોટીનયુક્ત ઉત્સેચકો સંપૂર્ણપણે એમિનો એસિડના બનેલા હોય છે. પ્રોટીએઝ આવા ઉત્સેચકનું ઉદાહરણ છે $(i-c)$.
$2$. સંયુગ્મી ઉત્સેચકો (હોલોએન્ઝાઇમ) પ્રોટીન ભાગ (એપોએન્ઝાઇમ) અને બિન-પ્રોટીન ભાગ (કોફેક્ટર/કોએન્ઝાઇમ) ના બનેલા હોય છે. $FMN$ (ફ્લેવિન મોનોન્યુક્લિયોટાઇડ) આવા તંત્રમાં કોએન્ઝાઇમ તરીકે કાર્ય કરે છે $(ii-d)$.
$3$. ટ્રાન્સફરેઝ ઉત્સેચકો એક અણુમાંથી બીજા અણુમાં ક્રિયાશીલ સમૂહના સ્થાનાંતરણને ઉદ્દીપ્ત કરે છે. ગ્લુકોકાઈનેઝ એ એક ટ્રાન્સફરેઝ છે જે $ATP$ માંથી ફોસ્ફેટ સમૂહને ગ્લુકોઝમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે $(iii-a)$.
$4$. આઈસોમરેઝ ઉત્સેચકો અણુની અંદર બંધારણીય ફેરફારોને ઉદ્દીપ્ત કરે છે. એપિમરેઝ એ એક આઈસોમરેઝ છે જે એપિમર્સના આંતર-રૂપાંતરણને ઉદ્દીપ્ત કરે છે $(iv-b)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $i-c, ii-d, iii-a, iv-b$ છે.

(C) ઉત્સેચકોને તેમના કાર્યસ્થળના આધારે બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: એન્ડોએન્ઝાઇમ્સ અને એક્ઝોએન્ઝાઇમ્સ.
$1$. એન્ડોએન્ઝાઇમ્સ: આ એવા ઉત્સેચકો છે જે જે કોષમાં સંશ્લેષિત થાય છે,તે જ કોષની અંદર કાર્ય કરે છે. તેઓ કોષની અંદરની ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓને ઉદ્દીપ્ત કરે છે.
$2$. એક્ઝોએન્ઝાઇમ્સ: આ એવા ઉત્સેચકો છે જે કોષ દ્વારા બહાર મુક્ત કરવામાં આવે છે અને જે કોષમાં સંશ્લેષિત થયા હોય તેની બહાર કાર્ય કરે છે (દા.ત.,પાચક ઉત્સેચકો).
તેથી,કોષની અંદર કાર્ય કરતા ઉત્સેચકો માટે સાચો શબ્દ એન્ડોએન્ઝાઇમ્સ છે.

(C) સામાન્ય રીતે સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતામાં વધારો કરવાથી ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિનો વેગ વધે છે,જ્યાં સુધી તે એક ચોક્કસ બિંદુ સુધી પહોંચે છે જેને સંતૃપ્તિ બિંદુ (saturation point) કહેવામાં આવે છે,જ્યાં બધા જ ઉત્સેચક અણુઓ રોકાયેલા હોય છે. આને ઉત્સેચક પ્રવૃત્તિની સંતૃપ્તિ ગતિશાસ્ત્ર (saturation kinetics) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેથી,સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતામાં વધારો ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિના વેગમાં ઘટાડો કરે છે તે વિધાન ખોટું છે.