ट्रेहलोज

ट्रेहलोस (तुर्की से :wikt:trehala#English|tıgala - कीट कोकून + -ose से प्राप्त चीनी) एक कार्बोहाइड्रेट है जिसमें ग्लूकोज के दो अणु होते हैं। इसे mycose या tremalose के नाम से भी जाना जाता है। कुछ बैक्टीरिया, कवक, पौधे और अकशेरूकीय जानवर इसे ऊर्जा के स्रोत के रूप में संश्लेषित करते हैं, और ठंड और पानी की कमी से बचे रहते हैं।

ट्रेहलोस निकालना एक समय एक कठिन और महंगी प्रक्रिया थी, लेकिन 2000 के आसपास, हयाशिबारा कंपनी (ओकायामा|ओकायामा, जापान) ने स्टार्च से एक सस्ती निष्कर्षण तकनीक की खोज की। ट्रेहलोस में उच्च जल धारण क्षमता होती है, और इसका उपयोग भोजन, सौंदर्य प्रसाधन और दवा के रूप में किया जाता है। 2017 में ट्रेलोज़ का उपयोग करके विकसित एक प्रक्रिया कमरे के तापमान पर शुक्राणु भंडारण की अनुमति देती है।

संरचना
ट्रेहलोज एक डाईसैकेराइड है जो बनता है a 1,1-glycosidic दो α-ग्लूकोज इकाइयों के बीच बंधन। यह प्रकृति में डाईसैकराइड  के रूप में और कुछ पॉलिमर में मोनोमर के रूप में भी पाया जाता है। दो अन्य आइसोमर्स मौजूद हैं, α, β-trehalose, अन्यथा neotrehalose के रूप में जाना जाता है, और β, β-trehalose (जिसे isotrehalose भी कहा जाता है)। Neotrehalose एक जीवित जीव से अलग नहीं किया गया है। Isotrehalose को अभी तक एक जीवित जीव से अलग नहीं किया गया है, लेकिन स्टार्च हाइड्रोआइसोलेट्स में पाया गया था।

संश्लेषण
कम से कम तीन जैविक रास्ते ट्रेलोज जैवसंश्लेषण का समर्थन करते हैं। एक औद्योगिक प्रक्रिया कॉर्नस्टार्च से ट्रेहलोस प्राप्त कर सकती है।

रासायनिक
ट्रेहलोस एक कम करने वाली चीनी है जो दो ग्लूकोज इकाइयों से 1-1 अल्फा बांड से जुड़ती है, इसे यह नाम दिया गया है α-D-glucopyranosyl-(1→1)-α-D-glucopyranoside. बॉन्डिंग ट्रेलोज़ को एसिड हाइड्रोलिसिस के लिए बहुत प्रतिरोधी बनाता है, और इसलिए अम्लीय परिस्थितियों में भी उच्च तापमान पर समाधान में स्थिर रहता है। बंधन गैर-कम करने वाली शर्करा को बंद-अंगूठी के रूप में रखता है, जैसे कि एल्डिहाइड या कीटोन अंत समूह प्रोटीन के लाइसिन या arginine  अवशेषों (एक प्रक्रिया जिसे  ग्लिकेशन  कहा जाता है) से बंधते नहीं हैं। उच्च तापमान (>80 °C) को छोड़कर, ट्रेहालोज़, सुक्रोज़ की तुलना में कम घुलनशील होता है। ट्रेहलोस डायहाइड्रेट के रूप में एक रॉमबॉइड क्रिस्टल बनाता है, और उस रूप में सुक्रोज की कैलोरी सामग्री का 90% होता है। ट्रेलोज के निर्जल रूप हाइड्रेट बनाने के लिए आसानी से नमी प्राप्त कर लेते हैं। गर्मी उपचार के दौरान ट्रेहलोस के निर्जल रूप दिलचस्प भौतिक गुण दिखा सकते हैं।

ट्रेहलोस जलीय घोल एक सांद्रता-निर्भर क्लस्टरिंग प्रवृत्ति दिखाते हैं। हाइड्रोजन बंध  बनाने की उनकी क्षमता के कारण, वे विभिन्न आकारों के क्लस्टर बनाने के लिए पानी में स्वयं जुड़ जाते हैं। ऑल-एटम आणविक गतिशीलता सिमुलेशन से पता चला है कि 1.5-2.2 दाढ़ की सांद्रता ट्रेहलोस आणविक समूहों को छिद्र करने और बड़े और निरंतर समुच्चय बनाने की अनुमति देती है। Trehalose सीधे न्यूक्लिक एसिड के साथ संपर्क करता है, डबल फंसे डीएनए के पिघलने की सुविधा देता है और सिंगल-स्ट्रैंडेड न्यूक्लिक एसिड को स्थिर करता है।

जैविक
बैक्टीरिया, खमीर, कवक, कीड़े, अकशेरूकीय और निचले और उच्च पौधों से लेकर जीवों में एंजाइम होते हैं जो ट्रेहलोस बना सकते हैं। प्रकृति में, ट्रेलोज़ पौधों और सूक्ष्मजीवों में पाया जा सकता है। जानवरों में, ट्रेहलोस चिंराट में प्रचलित है, और टिड्डों, टिड्डियों, तितलियों और मधुमक्खियों सहित कीड़ों में भी, जिसमें ट्रेहलोस रक्त-शर्करा के रूप में कार्य करता है। Trehalase जीन टार्डिग्रेड्स में पाए जाते हैं, सूक्ष्म ecdysozoan दुनिया भर में विविध चरम वातावरण में पाए जाते हैं। ट्रेहलोज प्रमुख कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा भंडारण अणु है जिसका उपयोग कीटों द्वारा उड़ान के लिए किया जाता है। इसका एक संभावित कारण यह है कि ट्रेहलोस का ग्लाइकोसिडिक बंधन, जब एक कीट ट्रेलेज़ द्वारा कार्य किया जाता है, तो ग्लूकोज के दो अणु छोड़ता है, जो उड़ान की तीव्र ऊर्जा आवश्यकताओं के लिए आवश्यक है। यह स्टोरेज पॉलीमर स्टार्च से ग्लूकोज रिलीज की क्षमता से दोगुना है, जिसके लिए एक ग्लाइकोसिडिक लिंकेज के क्लीवेज से केवल एक ग्लूकोज अणु रिलीज होता है।

पौधों में, सूरजमुखी के बीज, Moonwort, Selaginella  पौधों में ट्रेहलोस देखा जाता है। और समुद्री शैवाल। कवक के भीतर, यह कुछ मशरूमों में प्रचलित है, जैसे कि शिटेक (लेंटिनुला एडोड्स), प्लुरोटस ओस्ट्रीटस, राजा सीप मशरूम, और सुनहरी सुई मशरूम पौधे के साम्राज्य के भीतर भी, स्पाइक मॉस (कभी-कभी पुनरुत्थान संयंत्र कहा जाता है), जो रेगिस्तान और पहाड़ी इलाकों में उगता है, टूटा और सूख सकता है, लेकिन ट्रेहलोस के कार्य के कारण बारिश के बाद फिर से हरा हो जाएगा और पुनर्जीवित हो जाएगा।

क्रिप्टोबायोसिस की स्थिति में जीवों के भीतर ट्रेहलोस कैसे काम करता है, इसके बारे में दो प्रचलित सिद्धांत क्रायोप्रेज़र्वेशन # विट्रीफिकेशन सिद्धांत हैं, एक ऐसी अवस्था जो बर्फ के निर्माण को रोकती है, या जल विस्थापन सिद्धांत, जिससे पानी को ट्रेहलोस से बदल दिया जाता है। बैक्टीरियल सेल दीवार में, आसमाटिक अंतर और अत्यधिक तापमान जैसे तनाव के अनुकूली प्रतिक्रियाओं में ट्रेहलोस की संरचनात्मक भूमिका होती है। अजैविक तनावों के जवाब में खमीर कार्बन स्रोतों के रूप में ट्रेहलोस का उपयोग करता है। मनुष्यों में, ट्रेलोज़ का एकमात्र ज्ञात कार्य इसकी ऑटोफैगी इंड्यूसर को सक्रिय करने की क्षमता है।

अलग-अलग श्रृंखला लंबाई के फैटी एसिड के साथ इसके एस्टरीफिकेशन पर एंटी-बैक्टीरियल, एंटी-बायोफिल्म और एंटी-इंफ्लेमेटरी (इन विट्रो और इन विवो) गतिविधियों के लिए ट्रेहलोस की भी रिपोर्ट की गई है।

पोषाहार और आहार संबंधी गुण
ट्रेहलोस एंजाइम ट्रेलेज़ द्वारा तेजी से ग्लूकोज में टूट जाता है, जो सर्वव्यापी (मनुष्यों सहित) और जड़ी-बूटियों के आंतों के म्यूकोसा की ब्रश सीमा में मौजूद होता है। यह ग्लूकोज की तुलना में रक्त शर्करा में कम वृद्धि का कारण बनता है।  ट्रेहलोस में 22% से ऊपर की सांद्रता में सुक्रोज की मिठास लगभग 45% होती है, लेकिन जब एकाग्रता कम हो जाती है, तो इसकी मिठास सुक्रोज की तुलना में अधिक तेज़ी से घट जाती है, जिससे कि 2.3% घोल का स्वाद चीनी के समतुल्य घोल की तुलना में 6.5 गुना कम मीठा होता है।

यह आमतौर पर तैयार जमे हुए खाद्य पदार्थों में उपयोग किया जाता है, जैसे आइसक्रीम, क्योंकि यह खाद्य पदार्थों का हिमांक-बिंदु अवसाद है। कारगिल कॉर्पोरेशन अपने ब्रांड ट्रेहलोस, त्रेहा के उपयोग को एक ऐसे पदार्थ के रूप में बढ़ावा देता है जो आपके उत्पादों में सर्वश्रेष्ठ लाने के लिए कुछ स्वादों को बढ़ाता और तेज करता है। मानव में ट्रेलेज़ एंजाइम की कमी असामान्य है, ग्रीनलैंडिक इनुइट को छोड़कर, जहां यह आबादी के 10-15% में होता है।

चयापचय
ट्रेहलोज के लिए पांच जैवसंश्लेषण मार्ग बताए गए हैं। सबसे आम मार्ग TPS/TPP मार्ग है जिसका उपयोग जीवों द्वारा किया जाता है जो एंजाइम ट्रेहलोस-6-फॉस्फेट (T6P) सिंथेज़ (TPS) का उपयोग करके ट्रेहलोस को संश्लेषित करते हैं। दूसरा, कुछ प्रकार के जीवाणुओं में ट्रेहलोस सिंथेज़ (टीएस) माल्टोज़ का उपयोग करके ट्रेलोज़ का उत्पादन कर सकता है और दो ग्लूकोज इकाइयों के साथ एक अन्य डिसैकराइड को सब्सट्रेट के रूप में उपयोग कर सकता है। तीसरा, कुछ जीवाणुओं में TreY-TreZ मार्ग स्टार्च को परिवर्तित करता है जिसमें माल्टूलिगोसैकेराइड या ग्लाइकोजन सीधे ट्रेहलोस में होता है। चौथा, आदिम जीवाणुओं में, ट्रेहलोज ग्लाइसीसिलट्रांसफरिंग सिंथेज़ (TreT) ADP-ग्लूकोज और ग्लूकोज से ट्रेहलोस का उत्पादन करता है। पांचवा, ट्रेहलोज फास्फोराइलेस (TreP) या तो ट्रेहलोज को ग्लूकोज-1-फॉस्फेट और ग्लूकोज में हाइड्रोलाइज करता है या कुछ प्रजातियों में विपरीत रूप से कार्य कर सकता है। कशेरुकियों में ट्रेहलोस को संश्लेषित या संग्रहीत करने की क्षमता नहीं होती है। मनुष्यों में ट्रेहालेज केवल विशिष्ट स्थान जैसे आंतों के म्यूकोसा, वृक्क ब्रश-सीमा, यकृत और रक्त में पाया जाता है। कशेरुकियों में इस एंजाइम की अभिव्यक्ति प्रारंभ में गर्भावस्था अवधि के दौरान पाई जाती है जो वीनिंग के बाद उच्चतम होती है। फिर, जीवन भर आंत में ट्रेलेज़ का स्तर स्थिर बना रहा। इस बीच, पौधों और कवक से युक्त आहार में ट्रेहलोस होता है। आहार में मध्यम मात्रा में ट्रेलोज आवश्यक है और ट्रेलोज की कम मात्रा होने से दस्त, या अन्य आंतों के लक्षण हो सकते हैं।

चिकित्सा उपयोग
शुष्क keratoconjunctivitis के इलाज के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले कृत्रिम आंसू उत्पाद में ट्रेहलोस हाईऐल्युरोनिक एसिड के साथ एक घटक है। क्लोस्ट्रीडियम डिफिसाइल (बैक्टीरिया) का प्रकोप शुरू में ट्रेहलोज से जुड़ा था, हालांकि यह खोज 2019 में विवादित थी।

इतिहास
1832 में, एच.ए.एल. विगर्स ने राई के अरगोट में ट्रेहलोज की खोज की, और 1859 में मार्सेलिन बर्थेलोट ने इसे त्रेहाला मन्ना से अलग किया, जो घुन द्वारा बनाया गया एक पदार्थ था और इसे ट्रेहलोस नाम दिया। ट्रेहलोस को लंबे समय से भोजी  इंड्यूसर के रूप में जाना जाता है जो एमटीओआर से स्वतंत्र रूप से कार्य करता है। 2017 में शोध प्रकाशित किया गया था जिसमें दिखाया गया था कि ट्रेहलोस TFEB को सक्रिय करके स्वरभंग को प्रेरित करता है, एक प्रोटीन जो ऑटोफैगी-लाइसोसोम मार्ग के मास्टर नियामक के रूप में कार्य करता है।

यह भी देखें

 * बायोस्टैसिस
 * क्रायोप्रोटेक्टेंट
 * क्रिप्टोबायोसिस
 * फ्रीज द्र्यिंग
 * लेंट्ज़ट्रेहलोस

बाहरी संबंध

 * Trehalose in sperm preservation
 * Trehalose in sperm preservation