काइटिन

चिटिन (कार्बन8हाइड्रोजन13ऑक्सीजन5नाइट्रोजन)n N-Acetylglucosamine|N-acetylglucosamine का एक लंबी-श्रृंखला बहुलक है, जो शर्करा का एक एमाइड व्युत्पन्न है। काइटिन संभवतः प्रकृति में दूसरा सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला बहुशर्करा है (केवल सेल्यूलोज के पीछे); बायोस्फीयर में हर साल अनुमानित 1 बिलियन टन चिटिन का उत्पादन होता है। यह कवक में कोशिका भित्ति का एक प्राथमिक घटक है, क्रस्टेशियंस और कीड़ों जैसे सन्धिपाद्स के बहिःकंकाल, और मोलस्क के रेडुला, सेफलोपोड चोंच और ग्लेडियस (सेफलोपॉड)। यह कम से कम कुछ मछलियों और lisamphibia द्वारा भी संश्लेषित किया जाता है। चिटिन की संरचना सेल्युलोज के बराबर होती है, जो क्रिस्टलीय नैनोफाइब्रिल या मूंछ बनाती है। यह कार्यात्मक रूप से प्रोटीन केरातिन के बराबर है। चिटिन कई औषधीय, औद्योगिक और जैव प्रौद्योगिकीय उद्देश्यों के लिए उपयोगी साबित हुआ है।

व्युत्पत्ति
अंग्रेजी शब्द चिटिन फ्रेंच भाषा के शब्द चिटिन से आया है, जो 1821 में ग्रीक भाषा के शब्द χιτών (खिटोन) से लिया गया था जिसका अर्थ है कवर करना। एक समान शब्द, चिटोन#नाम, एक समुद्री जानवर को एक सुरक्षात्मक खोल के साथ संदर्भित करता है।

रसायन विज्ञान, भौतिक गुण और जैविक कार्य
चिटिन की संरचना 1929 में अल्बर्ट हॉफमैन द्वारा निर्धारित की गई थी। हॉफमैन हाइड्रोलाइज्ड चिटिन एंजाइम चिटिनेज की एक कच्ची तैयारी का उपयोग कर रहा था, जिसे उसने घोंघे हेलिक्स पोमेटिया से प्राप्त किया था। चिटिन एक संशोधित पॉलीसेकेराइड है जिसमें नाइट्रोजन होता है; यह एन-एसिटलग्लुकोसामाइन|एन-एसिटाइल-डी-ग्लूकोसामाइन (सटीक होने के लिए, 2-(एसिटाइलैमिनो)-2-डीऑक्सी-डी-ग्लूकोज) की इकाइयों से जैवसंश्लेषण है।. ये इकाइयां सहसंयोजक β-(1→4)-लिंकेज बनाती हैं (जैसे सेल्युलोज बनाने वाली ग्लूकोज इकाइयों के बीच संबंध)। इसलिए, चिटिन को सेल्युलोज के रूप में वर्णित किया जा सकता है जिसमें प्रत्येक मोनोमर पर एक हाइड्रॉकसिल समूह के साथ एसिटाइल अमाइन समूह को प्रतिस्थापित किया जाता है। यह आसन्न पॉलिमर के बीच हाइड्रोजन बंध को बढ़ाने की अनुमति देता है, जिससे चिटिन-पॉलिमर मैट्रिक्स की ताकत बढ़ जाती है।

अपने शुद्ध, असंशोधित रूप में, चिटिन पारभासी, लचीला, लचीला और काफी सख्त है। अधिकांश आर्थ्रोपोड्स में, हालांकि, इसे अक्सर संशोधित किया जाता है, जो मुख्य रूप से मिश्रित सामग्री के एक घटक के रूप में होता है, जैसे कि स्क्लेरोटिन, एक प्रतिबंधित प्रोटीनयुक्त मैट्रिक्स, जो कीड़ों के अधिकांश एक्सोस्केलेटन का निर्माण करता है। क्रसटेशियन और मोलस्क के गोले के रूप में कैल्शियम कार्बोनेट के साथ संयुक्त, चिटिन एक बहुत मजबूत समग्र उत्पादन करता है। यह समग्र सामग्री शुद्ध चिटिन की तुलना में बहुत कठिन और कठोर है, और शुद्ध कैल्शियम कार्बोनेट की तुलना में कठिन और कम भंगुर है। शुद्ध और मिश्रित रूपों के बीच एक और अंतर एक कमला (मुख्य रूप से चिटिन) की लचीली शरीर की दीवार की तुलना भृंग के कठोर, हल्के elytron (स्क्लेरोटिन का एक बड़ा अनुपात युक्त) से करके देखा जा सकता है। तितली पंखों के तराजू में, चिटिन को चिटिन फोटोनिक क्रिस्टल से निर्मित जाइरोइड्स के ढेर में व्यवस्थित किया जाता है जो मेटिंग और फोर्जिंग के लिए फेनोटाइप सिग्नलिंग और संचार की सेवा करने वाले विभिन्न इंद्रधनुषी रंगों का उत्पादन करता है। तितली के पंखों में विस्तृत चिटिन जाइरोइड निर्माण biomimicry में नवाचारों की क्षमता वाले ऑप्टिकल उपकरणों का एक मॉडल बनाता है। जीनस साइफोचिलस में स्केरेब बीटल भी चिटिन का उपयोग बेहद पतले स्केल (शरीर रचना) (पांच से पंद्रह माइक्रोमीटर मोटी) बनाने के लिए करते हैं जो सफेद रोशनी को अलग-अलग प्रतिबिंबित करते हैं। ये तराजू सैकड़ों नैनोमीटर के पैमाने पर व्यास वाले चिटिन के बेतरतीब ढंग से क्रमबद्ध तंतुओं के नेटवर्क हैं, जो प्रकाश को बिखेरने का काम करते हैं। ऐसा माना जाता है कि प्रकाश का प्रकीर्णन#एकल और एकाधिक प्रकीर्णन तराजू की असामान्य सफेदी में एक भूमिका निभाता है। इसके अलावा, कुछ सामाजिक ततैया, जैसे कि प्रोटोपोलीबिया चार्टरगाइड्स, कागज से बने बाहरी घोंसले के लिफाफे को मजबूत करने के लिए मुख्य रूप से चिटिन युक्त सामग्री को मौखिक रूप से स्रावित करती हैं। काइटोसन का व्यावसायिक रूप से चिटिन के deacetylation द्वारा उत्पादन किया जाता है; चिटोसन पानी में घुलनशील है, जबकि चिटिन नहीं है। काइटिन और चिटोसन का उपयोग कर नैनोफाइब्रिल बनाए गए हैं।

मनुष्य और अन्य स्तनधारी
मनुष्यों और अन्य स्तनधारियों में चिटिनेज़ और CHI3L1 | चिटिनेज़-जैसे प्रोटीन होते हैं जो चिटिन को नीचा दिखा सकते हैं; उनके पास कई प्रतिरक्षा रिसेप्टर्स भी होते हैं जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया की शुरुआत करते हुए चिटिन और उसके क्षरण उत्पादों को पहचान सकते हैं। चिटिन को ज्यादातर फेफड़ों या जठरांत्र संबंधी मार्ग में महसूस किया जाता है जहां यह eosinophil या बृहतभक्षककोशिका के माध्यम से सहज प्रतिरक्षा प्रणाली को सक्रिय कर सकता है, साथ ही टी सहायक कोशिकाओं के माध्यम से एक अनुकूली प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया भी कर सकता है। त्वचा में केरेटिनकोशिका्स भी चिटिन या चिटिन के टुकड़ों पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं।

पौधे
पौधों में रिसेप्टर्स भी होते हैं जो चिटिन की प्रतिक्रिया का कारण बन सकते हैं, अर्थात् चिटिन एलिसिटर रिसेप्टर किनेज 1 और चिटिन एलिसिटर-बाइंडिंग प्रोटीन। पहला चिटिन रिसेप्टर 2006 में क्लोन किया गया था। जब रिसेप्टर्स चिटिन द्वारा सक्रिय होते हैं, तो पौधों की रक्षा से संबंधित जीन व्यक्त किए जाते हैं, और jasmonate हार्मोन सक्रिय होते हैं, जो बदले में व्यवस्थित सुरक्षा को सक्रिय करते हैं।  Commensalism कवक के पास मेजबान प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के साथ बातचीत करने के तरीके हैं,, ठीक से समझ नहीं पाए।

कुछ रोगजनक चिटिन-बाइंडिंग प्रोटीन का उत्पादन करते हैं जो इन रिसेप्टर्स से निकलने वाले चिटिन को मास्क करते हैं। ज़ाइमोसेप्टोरिया ट्रिटिकस एक कवक रोगज़नक़ का एक उदाहरण है जिसमें इस तरह के अवरोधक प्रोटीन होते हैं; यह गेहूं की फसल में एक प्रमुख कीट है।

जीवाश्म रिकॉर्ड
काइटिन शायद पेलेयोजोईक जैसे कैंब्रियन आर्थ्रोपोड्स के एक्सोस्केलेटन में मौजूद था। सबसे पुराना संरक्षित काइटिन ओलिगोसीन काल का है, लगभग, जिसमें अंबर में बिच्छू शामिल है।

कृषि
चिटिन पौधों की बीमारी को नियंत्रित करने के लिए जड़ी-बूटियों के खिलाफ पौधों की रक्षा का एक अच्छा संकेतक है। इसमें उर्वरता और पौधों के लचीलेपन में सुधार के लिए मिट्टी के उर्वरक या मृदा कंडीशनर के रूप में उपयोग करने की क्षमता है जो फसल की पैदावार बढ़ा सकती है।

औद्योगिक
चिटिन का उपयोग कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में किया जाता है। खाद्य प्रसंस्करण में रासायनिक रूप से संशोधित चिटिन के संभावित उपयोग के उदाहरणों में खाद्य फिल्मों का निर्माण और खाद्य पदार्थों और खाद्य पायस को गाढ़ा और स्थिर करने के लिए एक योज्य के रूप में शामिल है। कागज को आकार देने और मजबूत करने की प्रक्रियाएं चिटिन और चिटोसन का उपयोग करती हैं।

अनुसंधान
चिटिन पौधों और जानवरों की प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ कैसे संपर्क करता है, अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र रहा है, जिसमें कुंजी रिसेप्टर (जैव रसायन) की पहचान शामिल है जिसके साथ चिटिन बातचीत करता है, क्या चिटिन कणों का आकार ट्रिगर की गई प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के प्रकार के लिए प्रासंगिक है, और तंत्र जिसके द्वारा प्रतिरक्षा प्रणाली प्रतिक्रिया करती है। एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को उत्तेजित करने की क्षमता के कारण चिटिन और चिटोसन को एक टीका सहायक के रूप में खोजा गया है।

टिश्यू इंजीनियरिंग के रूप में चिटिन और चिटोसन का विकास किया जा रहा है # स्कैफोल्ड्स टिश्यू कैसे बढ़ता है और घाव कैसे ठीक होता है, और बेहतर पट्टियों, सर्जिकल सिवनी और alloप्रत्यारोपण के लिए सामग्री का आविष्कार करने के प्रयासों में। चिटिन से बने सर्जिकल सिवनी का कई वर्षों से पता लगाया गया है, लेकिन, कोई भी बाजार में नहीं था; उनकी लोच की कमी और धागा बनाने की समस्याओं ने व्यावसायिक विकास को रोक दिया है। 2014 में, बाइओडिग्रेड्डबल प्लास्टिक के पुनरुत्पादित रूप के रूप में चिटोसन का उपयोग करने के लिए एक विधि पेश की गई थी। ऊतक अभियांत्रिकी, मेडिसिन और उद्योग में उत्पादों के संभावित विकास के लिए क्रस्टेशियन कचरे और मशरूम से काइटिन नैनोफाइबर निकाले जाते हैं। 2020 में, काइटिन को मार्टिन मिट्टी के साथ संयुक्त चिटिन की मिश्रित सामग्री से संरचनाओं, औजारों और अन्य ठोस वस्तुओं के निर्माण में उपयोग के लिए प्रस्तावित किया गया था। इस परिदृश्य में, काइटिन में बायोपॉलिमरों रेगोलिथ एग्रीगेट (मिश्रित) के लिए बाइंडर (सामग्री) के रूप में कार्य करते हैं, जिससे ठोस जैसी मिश्रित सामग्री बनती है। लेखकों का मानना ​​है कि खाद्य उत्पादन से अपशिष्ट पदार्थ (जैसे मछली से तराजू, क्रस्टेशियंस और कीड़ों से एक्सोस्केलेटन, आदि) को निर्माण प्रक्रियाओं के लिए फीडस्टॉक के रूप में उपयोग करने के लिए रखा जा सकता है।

यह भी देखें

 * जैव कीटनाशक
 * Chitobiose
 * लोरिका (जीव विज्ञान)
 * स्पोरोपोलेनिन
 * टेक्टिन (स्राव)

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