एडेनोसाइन डाइफॉस्फेट

एडेनोसाइन डाइ फास्फेट (एडीपी), जिसे एडेनोसाइन पायरोफॉस्फेट (एपीपी) भी कहा जाता है, चयापचय में एक महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिक है और जीवित कोशिकाओं में ऊर्जा के प्रवाह के लिए आवश्यक है। एडीपी में तीन महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटक होते हैं:

एडेनिन से चीनी रीढ़ जुड़ी होती है और दो फॉस्फेट समूह राइबोज के 5-कार्बन परमाणु से जुड़े होते हैं। एडीपी का डिफॉस्फेट समूह चीनी रीढ़ की हड्डी के 5' कार्बन से जुड़ा होता है, जबकि एडीनाइन 1' कार्बन से जुड़ा होता है।

एडीपी को एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट (एटीपी) और एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (एएमपी) में परिवर्तित किया जा सकता है। एटीपी में एडीपी की तुलना में एक अधिक फॉस्फेट समूह होता है। एएमपी में एक कम फॉस्फेट समूह होता है। सभी जीवित चीजों द्वारा उपयोग किया जाने वाला ऊर्जा हस्तांतरण एटीपीसेस (ATPases) नामक एंजाइमों द्वारा एटीपी के डिफॉस्फोराइलेशन का परिणाम है। एटीपी से फॉस्फेट समूह के विदलन से ऊर्जा का चयापचय प्रतिक्रियाओं और एडीपी के एक उप-उत्पाद के युग्मन में परिणाम होता है। एटीपी को कम ऊर्जा वाली प्रजातियों एडीपी और एएमपी से लगातार सुधार किया जाता है। एटीपी का जैवसंश्लेषण सब्सट्रेट-स्तर फास्फारिलीकरण, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण, और फोटोफॉस्फोराइलेशन जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो सभी एडीपी को फॉस्फेट समूह को जोड़ने की सुविधा प्रदान करते हैं।

जैवऊर्जा विज्ञान
एडीपी साइकिलिंग एक जैविक प्रणाली में काम करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की आपूर्ति करती है, ऊर्जा को एक स्रोत से दूसरे में स्थानांतरित करने की थर्मोडायनामिक प्रक्रिया। दो प्रकार की ऊर्जा होती है: स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा। संभावित ऊर्जा को संग्रहीत ऊर्जा, या काम करने के लिए उपलब्ध उपयोग योग्य ऊर्जा के रूप में सोचा जा सकता है। गतिज ऊर्जा किसी वस्तु की गति के परिणामस्वरूप उसकी ऊर्जा है। फॉस्फेट बांड के भीतर संभावित ऊर्जा को स्टोर करने की क्षमता में एटीपी का महत्व है। इन बंधनों के बीच संग्रहीत ऊर्जा को कार्य करने के लिए स्थानांतरित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एटीपी से प्रोटीन मायोसिन में ऊर्जा का स्थानांतरण मांसपेशियों के संकुचन के दौरान एक्टिन से जुड़ने पर एक गठनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है। एटीपी के संश्लेषण और गिरावट का चक्र; 1 और 2 क्रमशः ऊर्जा के उत्पादन और निवेश को दर्शाते हैं।

मांसपेशी संकुचन को प्रभावी ढंग से उत्पन्न करने के लिए मायोसिन और एक्टिन के बीच कई प्रतिक्रियाएं होती हैं, और इसलिए, प्रत्येक मांसपेशी संकुचन का उत्पादन करने के लिए बड़ी मात्रा में एटीपी की उपलब्धता आवश्यक होती है। इस कारण से, एडीपी से एटीपी की संभावित ऊर्जा को फिर से भरने के लिए कुशल तरीके तैयार करने के लिए जैविक प्रक्रियाएं विकसित हुई हैं।

एटीपी के फॉस्फोरस बंधों में से एक को तोड़ने से एटीपी (7.3 किलो कैलोरी) के प्रति तिल लगभग 30.5 किलोजूल उत्पन्न होता है। एडीपी को परिवर्तित किया जा सकता है, या भोजन में उपलब्ध रासायनिक ऊर्जा को जारी करने की प्रक्रिया के माध्यम से एटीपी में वापस लाया जा सकता है; मनुष्यों में, यह लगातार माइटोकांड्रिया में एरोबिक श्वसन के माध्यम से किया जाता है। पौधे सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा को परिवर्तित करने और संग्रहीत करने के लिए प्रकाश संश्लेषक मार्गों का उपयोग करते हैं, साथ ही एडीपी को एटीपी में परिवर्तित करते हैं। पशु एडीपी को एटीपी में परिवर्तित करने के लिए ग्लूकोज और अन्य अणुओं के टूटने में जारी ऊर्जा का उपयोग करते हैं, जो तब आवश्यक विकास और सेल रखरखाव को बढ़ावा देने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

अपचय
ग्लाइकोलाइसिस का दस-चरण का कैटोबोलिक मार्ग ग्लूकोज के टूटने में मुक्त-ऊर्जा रिलीज का प्रारंभिक चरण है और इसे दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है, प्रारंभिक चरण और भुगतान चरण। टीसीए चक्र और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण तंत्र की अदायगी प्रतिक्रियाओं में एटीपी को संश्लेषित करने के लिए अन्वेषकों के रूप में एडीपी और फॉस्फेट की आवश्यकता होती है। ग्लाइकोलाइसिस के अदायगी चरण के दौरान, एंजाइम फॉस्फोग्लाइसेरेट किनेज और पाइरूवेट किनेज सब्सट्रेट-स्तर फास्फारिलीकरण के माध्यम से एडीपी में फॉस्फेट समूह को जोड़ने की सुविधा प्रदान करते हैं।



ग्लाइकोलाइसिस
ग्लाइकोलाइसिस सभी जीवों द्वारा किया जाता है और इसमें 10 चरण होते हैं। ग्लाइकोलिसिस की समग्र प्रक्रिया के लिए शुद्ध प्रतिक्रिया है:
 * Glucose + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O

चरण 1 और 3 में एटीपी के हाइड्रोलिसिस से एडीपी और पीआई (अकार्बनिक फॉस्फेट) में प्राप्त ऊर्जा के इनपुट की आवश्यकता होती है, जबकि चरण 7 और 10 में एडीपी के इनपुट की आवश्यकता होती है, प्रत्येक एटीपी उत्पन्न करता है। ग्लूकोज को तोड़ने के लिए आवश्यक एंजाइम साइटोप्लाज्म में पाए जाते हैं, चिपचिपा तरल पदार्थ जो जीवित कोशिकाओं को भरता है, जहां ग्लाइकोलाइटिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

साइट्रिक अम्ल चक्र
साइट्रिक एसिड चक्र, जिसे क्रेब्स चक्र या टीसीए (ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड) चक्र के रूप में भी जाना जाता है, 8-चरणीय प्रक्रिया है जो ग्लाइकोलाइसिस द्वारा उत्पन्न पाइरूवेट लेती है और 4 NADH, FADH2 और जीटीपी उत्पन्न करती है, जिसे आगे एटीपी में परिवर्तित किया जाता है। यह केवल चरण 5 में है, जहां सक्सिनाइल-सीओए सिंथेटेज़ द्वारा जीटीपी उत्पन्न होता है, और फिर एटीपी में परिवर्तित हो जाता है, कि एडीपी का उपयोग किया जाता है (जीटीपी + एडीपी → जीडीपी + एटीपी)।

ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण
ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण इलेक्ट्रॉन वाहकों के माध्यम से एनएडीएच या FADH2 से O2 तक इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करके सेलुलर श्वसन में उत्पन्न एटीपी के 30 समकक्षों में से 26 का उत्पादन करता है।  उच्च-ऊर्जा NADH या FADH2 से निम्न-ऊर्जा O2 में इलेक्ट्रॉनों के पारित होने पर जारी ऊर्जा को एडीपी को फास्फोराइलेट करने और एक बार फिर एटीपी उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा युग्मन और एडीपी से एटीपी का फास्फोराइलेशन है जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण नाम देता है।

माइटोकॉन्ड्रियल एटीपी सिंथेज़ कॉम्प्लेक्स


ग्लाइकोलाइसिस और TCA चक्र के प्रारंभिक चरणों के दौरान, NAD+ जैसे सहकारक इलेक्ट्रॉनों को दान और स्वीकार करते हैं जो आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में प्रोटॉन ढाल उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला की क्षमता में सहायता करते हैं। एटीपी सिंथेज़ कॉम्प्लेक्स माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली (FO भाग) के भीतर मौजूद है और मैट्रिक्स (F1 भाग) में फैला हुआ है। रासायनिक प्रवणता के परिणामस्वरूप प्राप्त ऊर्जा का उपयोग एटीपी सिंथेज़ एंजाइम की सक्रिय साइट में एडीपी के लिए अकार्बनिक फॉस्फेट की प्रतिक्रिया को जोड़कर एटीपी को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है; इसके लिए समीकरण को ADP + Pi → ATP के रूप में लिखा जा सकता है।

रक्त प्लेटलेट सक्रियण
सामान्य परिस्थितियों में, छोटे डिस्क के आकार के प्लेटलेट्स रक्त में स्वतंत्र रूप से और एक दूसरे के साथ बातचीत के बिना प्रसारित होते हैं। एडीपी रक्त प्लेटलेट्स के अंदर सघन निकायों में संग्रहीत होता है और प्लेटलेट सक्रियण पर जारी होता है। एडीपी प्लेटलेट्स (P2Y1, P2Y12, और P2X1) पर पाए जाने वाले एडीपी रिसेप्टर्स के एक परिवार के साथ परस्पर क्रिया करता है, जो प्लेटलेट सक्रियण की ओर जाता है। एक्टो-एडीपीसेस की क्रिया द्वारा रक्त में एडीपी एडेनोसिन में परिवर्तित हो जाता है, एडेनोसाइन रिसेप्टर्स के माध्यम से प्लेटलेट सक्रियण को रोकता है।
 * P2Y1 रिसेप्टर एडीपी के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप प्लेटलेट एकत्रीकरण और आकार परिवर्तन आरंभ करते हैं।
 * P2Y12 रिसेप्टर ADP की प्रतिक्रिया को और बढ़ाते हैं और एकत्रीकरण को पूरा करते हैं।

यह भी देखें

 * न्यूक्लीओसाइड
 * न्यूक्लियोटाइड
 * डीएनए
 * आरएनए
 * ओलिगोन्यूक्लियोटाइड
 * एपिरेस
 * फास्फेट
 * एडेनोसिन डिफॉस्फेट राइबोज