मेलाटोनिन

मेलेटोनिन एक प्राकृतिक संयंत्र है, विशेष रूप से इंडोलामाइन, जिसे विभिन्न जीवों, सहित बैक्टीरिया और यूकैर्योसाइटों में उत्पन्न किया जाता है और पाया जाता है। यह 1958 में आरॉन बी. लर्नर और सहयोगियों द्वारा गाय के पीनियल ग्रंथि से पाया गया एक पदार्थ है, जो सामान्य मेंढको में त्वचा को हल्का कर सकता है। इसके बाद, इसे पशुओं में रात्रि में दिमाग में छूटने वाला एक हार्मोन के रूप में खोजा गया, जो पशुओं में नींद-जागरण की चक्र को नियंत्रित करता है। पृष्ठिमी संयंत्रों में, मेलेटोनिन संगतियों को समकालिक रूप से समक्रमण करने में संलग्न होता है, जिसमें नींद-जागरण का समय और रक्तचाप नियंत्रण शामिल है, और मौसमिक समयवश नियमितता के नियंत्रण में जैसे प्रजनन, मोटापा, मोल्टिंग और सीतनिद्रा के नियंत्रण में सम्मिलित है। इसके कई प्रभाव मेलाटोनिन रिसेप्टर्स के सक्रियण के माध्यम से होते हैं, जबकि कुछ अन्य प्रभाव इसकी प्रतिऑक्सीकारक के रूप में भूमिका के कारण होते हैं। इसका प्राथमिक कार्य पौधों और बैक्टीरिया में ऑक्सीकरणी तनाव के प्रति संरक्षण करना है।

माइटोकॉन्ड्रिया मुख्यतः एक्सीजन के विनाशकारी क्रियाओं से प्राथमिकता से प्रारंभिक कोशिकाओं को सुरक्षा प्रदान करने वाली प्रतिऑक्सीकारक मेलेटोनिन उत्पन्न करने वाले प्रमुख कोशिकागण हैं, जिससे स्पष्ट होता है कि मेलेटोनिन एक "प्राचीन मोलेक्यूल" है।, जो इंगित करता है कि मेलाटोनिन एक प्राचीन अणु है जो मुख्य रूप से ऑक्सीजन की विनाशकारी क्रियाओं से प्रारम्भिक कोशिकाओं को सुरक्षा प्रदान करता है। रेफरी नाम = :0 > मेलेटोनिन के प्राकृतिक हार्मोन और प्रतिऑक्सीकारक के रूप में होने के अतिरिक्त, इसका उपयोग अनिद्रा और जैविक प्रक्रिया नींद विकार के इलाज में आहार सप्लीमेंट और दवा के रूप में किया जाता है।

जैविक गतिविधि
मनुष्यों में, मेलाटोनिन मेलाटोनिन रिसेप्टर 1 (पिकोमलर बाइंडिंग एफिनिटी) और मेलाटोनिन रिसेप्टर 2 (नैनोमोलर बाइंडिंग एफिनिटी) का पूर्ण एगोनिस्ट है, ये दोनों जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स (जीपीसीआर) के वर्ग से संबंधित हैं।. मेलाटोनिन रिसेप्टर 1 और 2 दोनों Gi/o-युग्मित GPCR हैं, हालांकि मेलाटोनिन रिसेप्टर 1 भी Gq-युग्मित है. मेलाटोनिन माइटोकॉन्ड्रिया के भीतर एक उच्च-क्षमता मुक्त कट्टरपंथी मेहतर के रूप में भी कार्य करता है जो सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज, ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेज, ग्लूटाथियोन रिडक्टेस जैसे एंटीऑक्सिडेंट एंजाइमों की अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है और मेलाटोनिन रिसेप्टर्स के माध्यम से सिग्नल ट्रांसडक्शन के माध्यम से उत्प्रेरित करता है।

सर्केडियन रिदम
जानवरों में, मेलेटोनिन सोते-जागते चक्रों के नियंत्रण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मानव शिशुओं में, जन्म के लगभग तीसरे महीने तक मेलेटोनिन के स्तर नियमित होते हैं, जिसके सबसे अधिक स्तर मध्यरात्रि और सुबह 8:00 बजे के बीच मापे जाते हैं। मानव मेलेटोनिन उत्पादन उम्र बढ़ने के साथ कम हो जाता है। इसके अतिरिक्त, जब बच्चे किशोर बनते हैं, तो मेलेटोनिन के नियमित विमोचन का रात्रिक अनुसूची देरी से होता है, जिससे सोने और उठने का समय बढ़ जाता है।

प्रतिऑक्सीकारक
मेलेटोनिन को 1993 में एक प्रबल प्रतिऑक्सीकारक और फ्री रेडिकल स्कैवेंजर के रूप में पहली बार रिपोर्ट किया गया था। इन विट्रो में, मेलेटोनिन सीधे ऑक्सीजन रेडिकल, जैसे OH•,O2−• और प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन प्रजातियों NO• के एक स्कैवेंजर के रूप में कार्य करता है। पौधों में, मेलेटोनिन अन्यप्रतिऑक्सीकारक के साथ मिलकर प्रभावशीलता में सुधार करता है। मेलेटोनिन को विटामिन ई के चरबी में अधिक प्रभावी माना जाता है। मेलेटोनिन रिसेप्टर के माध्यम से संकेतानुवर्तन के द्वारा, मेलेटोनिन सुपरऑक्साइड डिस्म्यूटेज, ग्लूटाथाइन पेरोक्सिडेज, ग्लूटाथाइन रिडक्टेज, और कैटलेज जैसे प्रतिऑक्सीकारक एंजाइम के अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता हैं।

मेलेटोनिन माइटोकॉन्ड्रिया के अंदरीय तरल में उच्च मात्रा में पाया जाता है, जो मेलेटोनिन की प्लाज्मा मात्रा से बहुत अधिक होती है। फ्री रेडिकल संमार्जन क्षमता, प्रतिऑक्सीकारक एंजाइम के अभिव्यक्ति पर परोक्ष प्रभाव, और माइटोकॉन्ड्रिया में मात्राओं के कारण, कई लेखकों ने इसे एक महत्वपूर्ण भौतिकी रूप से माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिऑक्सीकारक के रूप में एक महत्वपूर्ण शारीरिक कार्य के रूप में बताया है।

प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों प्रजातियों या प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन प्रजातियों के साथ होने वाले मेलेटोनिन अवशेष भी फ्री रेडिकल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और उन्हें कम करते हैं।[14][20] रेडक्स प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न मेलेटोनिन अवशेषों में साइक्लिक 3-हाइड्रॉक्सीमेलेटोनिन, N1-एसिटिल-N2-फॉर्मिल-5-मेथॉक्सीकाइनुरामाइन (एएफएमके), और N1-एसिटिल-5-मेथॉक्सीकाइनुरामाइन (एएमके) सम्मिलित होते हैं।

प्रतिरक्षा प्रणाली
जबकि यह ज्ञात है कि मेलाटोनिन प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ परस्पर क्रिया करता है, उनका विवरण अस्पष्ट है। रोग उपचार में मेलेटोनिन की प्रभावीता का मूल्यांकन करने के लिए कुछ ही परीक्षण किए गए हैं। अधिकांश उपस्थित आंकड़े छोटे, अपूर्ण परीक्षणों पर आधारित हैं। किसी भी सकारात्मक इम्यूनोलॉजिकल प्रभाव को यह माना जाता है कि यह मेलेटोनिन द्वारा उच्च-प्रिय प्राथमिकता वाले रिसेप्टर (MT1 और MT2) के प्रभाव से होता है जो इम्यूनोप्रभावी कोशिकाओं में प्रकट होते हैं। प्रीक्लीनिकल अध्ययनों में, मेलेटोनिन साइटोकाइन उत्पादन को बढ़ावा दे सकता है और टी सेलों के विस्तार को प्रोत्साहित कर सकता है, और इसके द्वारा, प्राप्ति युक्तियों को नष्ट करने के लिए यह कार्य कर सकता है।

वजन विनियमन
मेलेटोनिन का एक संभावित तंत्र है जिसके माध्यम से वजन बढ़ने को नियंत्रित किया जा सकता है, यह लेप्टिन पर अवरोधक प्रभाव हो सकता है। लेप्टिन मानव शरीर में ऊर्जा स्तर का लंबी अवधि तक का संकेतक के रूप में कार्य करता है। जागने के समय के बाहर मेलेटोनिन द्वारा लेप्टिन के कार्यों को दबाकर, यह लेप्टिन प्रतिरोध को कम करके दिन के समय में लेप्टिन संवेदनशीलता को पुनर्स्थापित करने में मदद कर सकता है।

जैवसंश्लेषण
जानवरों में, मेलेटोनिन की जीवरण एल-ट्राइप्टोफान का प्रारंभ हाइड्रॉक्सिलेशन, डिकार्बोजाइलेशन, एसिटिलिकेशन और मेथिलेशन के माध्यम से होती है। एल-ट्राइप्टोफान शिकिमेट मार्ग से कोरिसमेट से उत्पन्न होता है या प्रोटीन अपचय से प्राप्त किया जाता है। पहले एल-ट्राइप्टोफान को ट्राइप्टोफान हाइड्रॉक्सिलेज द्वारा इंडोल छलक पर हाइड्रॉक्सिलेशन किया जाता है जिससे 5-हाइड्रोक्सीट्राइप्टोफान उत्पन्न होता है। यह मध्यवर्ती सेरोटोनिन फॉस्फेट और 5-हाइड्रोक्सीट्रिप्टोफैन डीकार्बोक्सिलेज द्वारा डिकार्बोक्सिलेशन होता है और सेरोटोनिन उत्पन्न होता है।

सेरोटोनिन स्वयं एक महत्वपूर्ण स्नायुसंचारी है, लेकिन यह सेरोटोनिन एन-ऐसिटिलट्रांसफेरेस के द्वारा एन-ऐसिटिलसेरोटोनिन में परिवर्तित होता है जिसमें एसिटिल-सीओए सम्मिलित होता है। हाइड्रोक्सीइंडोल ओ-मेथाइलट्रांसफेरेस और एस-एडेनोसाइल मेथियोनाइन द्वारा एन-ऐसिटिलसेरोटोनिन को हाइड्रॉक्सिल समूह की मेथिलेशन के माध्यम से मेलेटोनिन में परिवर्तित किया जाता है।

बैक्टीरिया, प्रोटिस्ट, फंगस और पादपों में, मेलेटोनिन अप्रत्यक्ष रूप से त्राइप्टोफान के साथ शिकिमेट मार्ग का एक इंटरमीडिएट उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है। इन कोशिकाओं में, संश्लेषण डी-इरिथ्रोज 4-फॉस्फेट और फ़ॉस्फ़ोनिओलपाइरूवेट, के साथ प्रारंभ होती है, और फोटोसिंथेटिक कोशिकाओं में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ शेष प्रकाश संश्लेषण में अभिक्रियाएं समान होती हैं,परंतु अंतिम दो एंजाइमों में थोड़ी विविधता होती है।

यह परिकल्पना की गई है कि मेलाटोनिन माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में बनता है।

तंत्र
L-ट्राइप्टोफान को हाइड्रॉक्साइलेट करने के लिए, कोफैक्टर टेट्राहाइड्रोबायोप्टेरिन (टीएचबी) को पहले ही ऑक्सीजन और ट्राइप्टोफान हाइड्रॉक्साइलेज़ के सक्रिय स्थान आयरन के साथ प्रतिक्रिया करनी होती है। यह तंत्रवाद अच्छी तरह से समझा नहीं जाता है, परंतु दो तंत्रवाद प्रस्तावित किए गए हैं।


 * 1) टीएचबी से O2 तक एक इलेक्ट्रॉन का धीमा संचार एक सुपरॉक्साइड उत्पन्न कर सकता है जो टीएचबी रेडिकल के साथ पुनर्संयुक्त होकर 4a-पेरोक्सीप्टेरिन देता है। 4a-पेरोक्सीप्टेरिन फिर सक्रिय स्थान आयरन (II) के साथ परमाणु-पेरोक्सीप्टेरिन इंटरमीडिएट बनाने के लिए प्रतिक्रिया कर सकता है या सीधे एक ऑक्सीजन परमाणु को आयरन को संक्रमित कर सकता है।

2. O2 पहले सक्रिय स्थान आयरन (II) के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे आयरन (III) सुपरॉक्साइड उत्पन्न होता है जो फिर टीएचबी के साथ प्रतिक्रिया करके एक आयरन-पेरोक्सीप्टेरिन मध्यवर्ती बना सकता है।

आयरन-पेरोक्सीप्टेरिन इंटरमीडिएट से आयरन (IV) ऑक्साइड विशेष रूप से एक डबल बांध के द्वारा आक्रमित किया जाता है और इंडोल रिंग के C5 स्थान पर एक कार्बोकेशन उत्पन्न करता है। C5 पर हाइड्रोजन का 1.2-शिफ्ट होता है और फिर C5 पर दो में से एक हाइड्रोजन अणु की हानि होती है, जिससे 5-हाइड्रॉक्सी-एल-ट्रिप्टोफैन का गठन होता है।।

पायरिडोक्सल फॉस्फेट (PLP) कोफैक्टर के साथ एक डेकार्बोक्सिलेस 5-हाइड्रॉक्सी-एल-ट्रिप्टोफैन से CO2 को हटा कर 5-हाइड्रोक्सीट्रिप्टामिन उत्पन्न करता है। PLP आमिनो एसिड के उत्पाद से इमाइन बनाता है। पिरिडीन पर अमीन प्रोटोनेशन है और एक इलेक्ट्रॉन सिंक के रूप में कार्य करता है, जिससे सीसी बांड को तोड़ने और सीओ को मुक्त करने में मदद मिलती है। ट्रिप्टोफैन से अमाइन का प्रोटोनेशन पाइरीडीन रिंग की सुगंधितता को पुनर्स्थापित करता है और फिर 5-हाइड्रोक्सीट्रिप्टामाइन और पीएलपी का उत्पादन करने के लिए इमाइन को हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है।

यह प्रस्तावित किया गया है कि सेरोटोनिन एन-एसिटिल ट्रांसफेरेस के इतिहासग्राही हिस्टिडीन संयोजन His122 को कैटलिटिक संयोजन माना गया है जो 5-हाइड्रॉक्सीट्रिप्टामाइन के प्राथमिक अमीन को अवक्षेपण करता है, जिससे अमीन पर केवल एक ऐसी जोड़ की हमला की अनुमति होती है जिससे एसिटिल-को एंजाइम ए बनाने के लिए एक त्रिकोणीय मध्यवर्ती बनता है। कोएंजाइम ए के थायोल सामान्य आधार द्वारा आक्रमण करने पर एक अच्छा छोड़ने वाला समूह के रूप में कार्य करता है जिससे एन-एसिटिलसेरोटोनिन प्राप्त होता है। एन-ऐसिटिलसेरोटोनिन को S-एडेनोसाइल मेथाइनाइन द्वारा हाइड्रॉक्सिल स्थान पर मिथाइलेट किया जाता है जिससे  एस-एडेनोसिल होमोसिस्टीन (एसएच) और मेलाटोनिन उत्पन्न होता है।

विनियमन
कशेरुकियों में, मेलाटोनिन स्राव को नोरेपीनेफ्राइन द्वारा बीटा -1 एड्रीनर्जिक रिसेप्टर के सक्रियण द्वारा नियंत्रित किया जाता है। Norepinephrine बीटा-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स के माध्यम से इंट्रासेल्युलर चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट एकाग्रता को बढ़ाता है और सीएएमपी-निर्भर प्रोटीन किनेज ए (पीकेए) को सक्रिय करता है। पीकेए अंत से पहले के एंजाइम, आर्यलकाइलामाइन एन-एसिटाइलट्रांसफेरेज़ (एएएनएटी) को फास्फोराइलेट करता है। (दिन) प्रकाश के संपर्क में आने पर, नॉरएड्रेनर्जिक उत्तेजना बंद हो जाती है और एंटीबॉडी प्रोटियोलिसिस द्वारा प्रोटीन को तुरंत नष्ट कर दिया जाता है। मेलाटोनिन का उत्पादन फिर से शाम को उस बिंदु पर शुरू हो जाता है जिसे मंद-प्रकाश मेलाटोनिन शुरुआत कहा जाता है।

नीली बत्ती, मुख्यतः चारों ओर 460–480 nm, मेलाटोनिन बायोसिंथेसिस को दबा देता है, प्रकाश की तीव्रता और जोखिम की लंबाई के अनुपात में। हाल के इतिहास तक, समशीतोष्ण जलवायु में मनुष्य सर्दियों में कुछ घंटों (नीला) दिन के उजाले के संपर्क में रहते थे; उनकी आग ने मुख्य रूप से पीली रोशनी दी। 20वीं सदी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले गरमागरम प्रकाश बल्ब अपेक्षाकृत कम नीली रोशनी पैदा करते थे। केवल 530 एनएम से अधिक तरंग दैर्ध्य वाला प्रकाश उज्ज्वल-प्रकाश स्थितियों में मेलाटोनिन को दबाता नहीं है। सोने से कुछ घंटे पहले नीली रोशनी को रोकने वाले चश्मे पहनने से मेलाटोनिन के नुकसान में कमी आ सकती है। सोने से पहले आखिरी घंटों में ब्लू-ब्लॉकिंग गॉगल्स के इस्तेमाल की सलाह उन लोगों को भी दी जाती है, जिन्हें पहले सोने के समय में एडजस्ट करने की जरूरत होती है, क्योंकि मेलाटोनिन नींद को बढ़ावा देता है।

चयापचय
मेलाटोनिन का उन्मूलन आधा जीवन 20 से 50 हैमिनट।  मनुष्यों में, मेलाटोनिन को मुख्य रूप से 6-हाइड्रॉक्सीमेलटोनिन में मेटाबोलाइज़ किया जाता है, जो मूत्र में अपशिष्ट उत्पाद के रूप में उत्सर्जित होने के लिए सल्फेट के साथ संयुग्मित होता है।

नाप
अनुसंधान के साथ-साथ नैदानिक ​​उद्देश्यों के लिए, मनुष्यों में मेलाटोनिन की सघनता या तो लार या रक्त प्लाज्मा से मापी जा सकती है।

दवा और पूरक के रूप में प्रयोग करें
मेलाटोनिन का उपयोग प्रिस्क्रिप्शन दवाई मेडिकेशन और बिना पर्ची का  अनुपूरक आहार के रूप में स्लीप डिसऑर्डर जैसे अनिद्रा और सर्कैडियन रिदम स्लीप डिसऑर्डर जैसे लेट स्लीप फेज डिसऑर्डर, जेट अंतराल विकार और  शिफ्ट कार्य विकार के इलाज में किया जाता है। मेलाटोनिन के अलावा, कुछ  सिंथेटिक यौगिक मेलाटोनिन रिसेप्टर एगोनिस्ट जैसे रेमेल्टेन, टैसीमेल्टेन और एगोमेलेटिन का भी दवा में उपयोग किया जाता है। अमेरिकन मेडिकल एसोसिएशन के जर्नल द्वारा अप्रैल 2023 में प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि विश्लेषण की गई 30 तैयारियों में से केवल 12% में मेलाटोनिन की मात्रा थी जो घोषित खुराक के ±10% के भीतर थी। कुछ पूरकों में घोषित मात्रा का 347% तक होता है। मेलाटोनिन यूरोप में एक सक्रिय फार्मास्युटिकल घटक है, जबकि 2022 में यू.एस. ने फार्मेसी कंपाउंडिंग में शामिल करने के लिए पदार्थ पर विचार किया। 2022 के एक पिछले अध्ययन ने यह भी निष्कर्ष निकाला है कि अनियंत्रित मेलाटोनिन उत्पादों का 'निर्देशानुसार' सेवन करने से बच्चों को मेलाटोनिन की मात्रा 40 से 130 गुना अधिक मात्रा में दिखाई दे सकती है।

इतिहास
मेलाटोनिन की खोज सबसे पहले उस तंत्र के संबंध में की गई थी जिसके द्वारा कुछ उभयचर और सरीसृप अपनी त्वचा का रंग बदलते हैं। 1917 की शुरुआत में, केरी प्रैट मैककॉर्ड और फ्लॉयड पी. एलन ने पाया कि गायों की पीनियल ग्रंथियों के दूध पिलाने से डार्क एपिडर्मिस (जूलॉजी) मेलानोफोरस के सिकुड़ने से टैडपोल की त्वचा हल्की हो जाती है। 1958 में, येल विश्वविद्यालय में त्वचा विज्ञान के प्रोफेसर हारून बी. लर्नर और उनके सहयोगियों ने, इस उम्मीद में कि पीनियल का एक पदार्थ त्वचा रोगों के इलाज में उपयोगी हो सकता है, पीनियल ग्रंथि से हार्मोन को अलग किया #अन्य जानवरों के अर्क और इसे मेलाटोनिन नाम दिया। 70 के दशक के मध्य में लिंच एट अल। प्रदर्शित किया कि मेलाटोनिन का उत्पादन मानव पीनियल ग्रंथियों में एक सर्कैडियन लय प्रदर्शित करता है। कम खुराक वाली नींद-सहायता (मेलज़ोन ™ में) के रूप में मेलाटोनिन के लिए पहला उपयोगिता पेटेंट 1996 में एंडो फार्मास्यूटिकल्स | इंटरन्यूरॉन इंक।

व्युत्पत्ति
जब लर्नर और उनके सहयोगियों ने मेलाटोनिन की खोज की, तो अमेरिकी रसायन सोसाइटी का जर्नल में उनका पेपर पढ़ता है: यह सुझाव दिया जाता है कि इस पदार्थ को मेलाटोनिन कहा जाए। यह नाम ग्रीक शब्द मेलस से लिया गया है जिसका अर्थ है काला या गहरा, और टोनोस का अर्थ है श्रम या रंग या दबाओ। यह एक अन्य स्किन-व्हाइटनिंग एजेंट, सेरोटोनिन की नामकरण शैली का अनुसरण करता है, जिसके साथ लर्नर और उनके सहयोगियों ने प्रभावों की तुलना की। सेरोटोनिन की खोज 1948 में नशीला स्वर (सीरम वैसोकॉन्स्ट्रिक्टर) के न्यूनाधिक के रूप में हुई थी; इसके कारण नाम। मेलाटोनिन का नाम इसी तरह रखा गया था क्योंकि यह त्वचा को काला होने से रोकता है।

पशु
कशेरुकियों में, मेलाटोनिन अंधेरे में उत्पन्न होता है, इस प्रकार आमतौर पर रात में, पीनियल ग्रंथि द्वारा, एक छोटी अंतःस्रावी ग्रंथि मस्तिष्क के केंद्र में स्थित है लेकिन रक्त-मस्तिष्क बाधा के बाहर है। प्रकाश/अंधेरे की जानकारी सुप्राचैमासिक नाभिक तक पहुँचती है आँखों के रेटिनल फोटोसेंसिटिव नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं से  मेलाटोनिन सिग्नल के बजाय (जैसा कि एक बार पोस्ट किया गया था)। अंधेरे के हार्मोन के रूप में जाना जाता है, शाम के समय मेलाटोनिन की शुरुआत निशाचर (रात में सक्रिय) जानवरों में गतिविधि को बढ़ावा देती है और मनुष्यों सहित दैनिक लोगों में नींद आती है। कई जानवर मौसमी घड़ी के रूप में प्रत्येक दिन मेलाटोनिन उत्पादन की अवधि में भिन्नता का उपयोग करते हैं। मनुष्यों सहित जानवरों में, सर्दियों की तुलना में गर्मियों में रात की चर अवधि से मेलाटोनिन संश्लेषण और स्राव की रूपरेखा प्रभावित होती है। स्राव की अवधि में परिवर्तन इस प्रकार प्रजनन, व्यवहार, कोट वृद्धि, और मौसमी जानवरों में छलावरण पशु रंगाई जैसे दिन-निर्भर (प्रकाशकालवाद) मौसमी कार्यों के संगठन के लिए एक जैविक संकेत के रूप में कार्य करता है। मौसमी प्रजनकों में जिनकी गर्भधारण अवधि लंबी नहीं होती है और जो दिन के उजाले के घंटों के दौरान संभोग करते हैं, मेलाटोनिन संकेत उनके यौन शरीर क्रिया विज्ञान में मौसमी भिन्नता को नियंत्रित करता है, और इसी तरह के शारीरिक प्रभावों को मैना पक्षियों सहित जानवरों में बहिर्जात मेलाटोनिन द्वारा प्रेरित किया जा सकता है। और हम्सटर। मेलाटोनिन ल्यूटिनकारी हार्मोन के स्राव को रोककर कामेच्छा को दबा सकता है और कूप-उत्तेजक हार्मोन  पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि से, विशेष रूप से स्तनधारियों में जिनका प्रजनन काल होता है जब दिन के उजाले लंबे होते हैं। पॉलीएस्ट्रस|लॉन्ग-डे ब्रीडर्स का प्रजनन एस्ट्रस साइकिल#एनेस्ट्रस है और पॉलीएस्ट्रस|शॉर्ट-डे ब्रीडर्स का प्रजनन मेलाटोनिन द्वारा प्रेरित होता है।

रात के दौरान, मेलाटोनिन लेप्टिन को नियंत्रित करता है, इसके स्तर को कम करता है।

मेलाटोनिन संश्लेषण के साथ-साथ मेलाटोनिन रिसेप्टर्स के लिए भी सीतासियों ने सभी जीन खो दिए हैं। यह उनके एक गोलार्द्ध की नींद पैटर्न (एक समय में एक मस्तिष्क गोलार्द्ध) से संबंधित माना जाता है। सायरनियों में भी इसी तरह के रुझान पाए गए हैं।

पौधे
1987 में पौधों में इसकी पहचान होने तक, मेलाटोनिन को दशकों तक मुख्य रूप से एक पशु न्यूरोहोर्मोन माना जाता था। 1970 के दशक में जब कॉफी के अर्क में मेलाटोनिन की पहचान की गई थी, तो इसे निष्कर्षण प्रक्रिया का उपोत्पाद माना गया था। इसके बाद, हालांकि, मेलाटोनिन उन सभी पौधों में पाया गया जिनकी जांच की गई है। यह पत्तियों, तनों, जड़ों, फलों और बीजों सहित पौधों के सभी अलग-अलग हिस्सों में अलग-अलग अनुपात में मौजूद होता है। मेलाटोनिन सांद्रता न केवल पौधों की प्रजातियों के बीच भिन्न होती है, बल्कि कृषि संबंधी बढ़ती परिस्थितियों के आधार पर एक ही प्रजाति की किस्मों के बीच भी भिन्न होती है, पिकोग्राम से कई माइक्रोग्राम प्रति ग्राम तक भिन्न होती है। मेलाटोनिन: मानव रोग और उम्र बढ़ने में प्रतिऑक्सीकारक और संभावित अनुप्रयोगों के रूप में कार्य | कॉफी, चाय, शराब और बियर जैसे लोकप्रिय पेय पदार्थों और मकई, चावल, गेहूं, जौ और जई सहित फसलों में विशेष रूप से उच्च मेलाटोनिन सांद्रता को मापा गया है। कॉफी सहित कुछ सामान्य खाद्य पदार्थों और पेय पदार्थों में और अखरोट, मेलाटोनिन की सांद्रता का अनुमान लगाया गया है या दिन के आधारभूत मूल्यों से ऊपर मेलाटोनिन के रक्त स्तर को बढ़ाने के लिए पर्याप्त रूप से उच्च होने के लिए मापा गया है।

हालांकि प्लांट हार्मोन के रूप में मेलाटोनिन की भूमिका स्पष्ट रूप से स्थापित नहीं की गई है, विकास और प्रकाश संश्लेषण जैसी प्रक्रियाओं में इसकी भागीदारी अच्छी तरह से स्थापित है। मेलाटोनिन स्तरों में अंतर्जात सर्कैडियन लय के केवल सीमित प्रमाण कुछ पौधों की प्रजातियों में प्रदर्शित किए गए हैं और जानवरों में ज्ञात लोगों के समान कोई झिल्ली-बद्ध रिसेप्टर्स का वर्णन नहीं किया गया है। बल्कि, मेलाटोनिन पौधों में विकास नियामक के साथ-साथ पर्यावरण तनाव रक्षक के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह पौधों में संश्लेषित होता है जब वे दोनों जैविक तनावों के संपर्क में आते हैं, उदाहरण के लिए, फंगल संक्रमण, और गैर-जैविक तनाव जैसे अत्यधिक तापमान, विषाक्त पदार्थ, मिट्टी की लवणता में वृद्धि, सूखा आदि।

उच्च-मेलाटोनिन आनुवंशिक रूप से संशोधित चावल में विवो में शाक -प्रेरित ऑक्सीडेटिव तनाव को प्रयोगात्मक रूप से कम किया गया है। फंगल रोग प्रतिरोध एक और भूमिका है। डिप्लोकार्पोन माली के खिलाफ मैलस प्रुनिफोलिया में जोड़ा गया मेलाटोनिन पौधों की रोग प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाता है। अल्टरनेरिया, बोट्रीटिस (फंगस), और फुसैरियम एसपीपी सहित कवक संयंत्र रोगज़नक़ पर विकास अवरोधक के रूप में भी कार्य करता है। संक्रमण की गति को कम करता है। बीज उपचार के रूप में, सफेद भेड़िया को कवक से बचाता है। नाटकीय रूप से स्यूडोमोनास सीरिंज  स्यूडोमोनास सीरिंज पीवी को धीमा कर देता है। एक मॉडल प्रणाली के रूप में टोमेटो स्ट्रेन  और अरेबिडोप्सिस थालियाना और स्यूडोमोनास सीरिंज स्यूडोमोनस सीरिंज।

कवक
प्लांट-पैथोजेन सिस्टम में फाइटोफ्थोरा infestans में तनाव सहिष्णुता को कम करने के लिए मेलाटोनिन देखा गया है। डेनिश फार्मास्युटिकल कंपनी न्यू नॉर्डिस्क ने मेलाटोनिन का उत्पादन करने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित खमीर (Saccharomyces cerevisiae) का उपयोग किया है।

बैक्टीरिया
मेलाटोनिन α-प्रोटोबैक्टीरिया और प्रकाश संश्लेषक साइनोबैक्टीरिया द्वारा निर्मित होता है। आर्किया में इसके होने की कोई रिपोर्ट नहीं है जो इंगित करता है कि मेलेनिन की उत्पत्ति बैक्टीरिया में हुई थी आदिम पृथ्वी के वातावरण में ऑक्सीजन के हानिकारक प्रभावों से पहली कोशिकाओं को रोकने की सबसे अधिक संभावना है।

नोवो नॉर्डिस्क ने मेलाटोनिन का उत्पादन करने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित इशरीकिया कोली का उपयोग किया है।

खाद्य उत्पाद
तीखा चेरी सहित खाद्य पदार्थों में स्वाभाविक रूप से पाए जाने वाले मेलाटोनिन की मात्रा लगभग 0.17–13.46 ng/g बताई गई है, केले, प्लम, अंगूर, चावल, अनाज, जड़ी-बूटियाँ, जैतून का तेल, शराब, और बियर। दूध और खट्टी चेरी के सेवन से नींद की गुणवत्ता में सुधार हो सकता है। जब पक्षी चावल जैसे मेलाटोनिन युक्त पौधों का भोजन ग्रहण करते हैं, तो मेलाटोनिन उनके दिमाग में मेलाटोनिन रिसेप्टर्स को बांधता है। जब मनुष्य मेलाटोनिन से भरपूर खाद्य पदार्थ, जैसे कि केला, अनानास और संतरे का सेवन करते हैं, तो मेलाटोनिन का रक्त स्तर काफी बढ़ जाता है।