হেমিসেলুলোজ: শ্রেণিবিন্যাস, কাঠামো, জৈব সংশ্লেষ এবং ফাংশন - জীববিদ্যা - 2025

হেমিসেলুলোস এমন একটি শব্দ যা বহু উদ্ভিদের কোষের দেয়ালে উপস্থিত পলিস্যাকারাইডগুলির একটি বিচিত্র গ্রুপকে নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয় এবং যা বলা কাঠামোর বায়োমাসের এক তৃতীয়াংশেরও বেশি প্রতিনিধিত্ব করে।

জোহান হেনরিখ শুলজে স্টার্চ ব্যতীত অন্য পলিস্যাকারাইডকে মনোনীত করার জন্য এবং ক্ষারযুক্ত দ্রবণ ব্যবহার করে উচ্চতর উদ্ভিদের কোষ প্রাচীর থেকে নিষ্কাশনের জন্য সেলুলোজের সাথে মিলিত হওয়ার জন্য এই ধারণাটি প্রস্তাব করেছিলেন।

জাইলানের আণবিক কাঠামোর গ্রাফিক উপস্থাপনা, হেমিসেলুলোস (উত্স: উইকিমিডিয়া কমন্সের মাধ্যমে যিক্রাজুল)

এই পলিস্যাকারাইডগুলি গ্লুকান কঙ্কালের সাথে সংযুক্ত যা β-1,4 বন্ডের সাথে যুক্ত রয়েছে যা বিভিন্ন গ্লাইকোসিল্যাটেড বিকল্পগুলি রয়েছে এবং এটি একে অপরের সাথে এবং হাইড্রোজেন বন্ডের (অ-কোভ্যালেন্ট ইন্টারঅ্যাকশন) মাধ্যমে সেলুলোজ ফাইবারের সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম।

সেলুলোজ থেকে পৃথক, যা শক্তভাবে প্যাকেজযুক্ত মাইক্রোফাইবারগুলি গঠন করে, হেমিসেলولوসগুলির পরিবর্তে নিরাকার কাঠামো রয়েছে, যা জলীয় দ্রবণগুলিতে দ্রবণীয়।

যেহেতু উদ্ভিদ কোষগুলির শুষ্ক ওজনের তৃতীয়াংশেরও বেশি হেমিসেলুলোসের সাথে মিল রয়েছে, তাই বর্তমানে এই পলিস্যাকারাইডগুলি প্রক্রিয়াজাতকরণের মাধ্যমে বায়োফুয়েল এবং অন্যান্য রাসায়নিক যৌগের উত্পাদনতে আগ্রহ অনেক বেশি।

শ্রেণিবদ্ধকরণ এবং কাঠামো

হেমিসেলুলোসগুলি বর্তমানে কাঠামোগতভাবে বিভিন্ন শ্রেণীর অণুতে বিভক্ত: জাইলেনস, ডি-মান্নো গ্লাইকানস, β-গ্লুকানস এবং জাইলোগ্লাইকানস। এই তিন ধরণের হেমিসেলولوোজগুলির বিভিন্ন বিতরণ এবং অবস্থানের ধরণ রয়েছে, পাশাপাশি অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য রয়েছে।

Xylan

এগুলি হ'ল ডিকোটাইলেডোনাস উদ্ভিদের সেকেন্ডারি কোষের দেয়ালে উপস্থিত হেমিসেলুলোকসাইটিক উপাদান। এগুলি কাঠবাদাম এবং ভেষজ উদ্ভিদের বায়োমাসের 25% এরও বেশি এবং কিছু প্রজাতির মনোকোটাইল্ডনে প্রায় 50% প্রতিনিধিত্ব করে।

জাইলেনস হ'ল হিটোপলিমারস যা ডি-জাইলোপিরানোজ সমন্বিত β-1,4 বন্ড দ্বারা যুক্ত এবং যার সংক্ষিপ্ত শাখা থাকতে পারে। এই গ্রুপটি হোমোসাইক্লেনস এবং হেটেরক্সাইলেনে বিভক্ত, যার মধ্যে গ্লুকুরোনোক্সিল্যানস এবং অন্যান্য জটিল পলিস্যাকারাইড রয়েছে।

এই অণুগুলিকে বিভিন্ন উদ্ভিদ উত্স থেকে পৃথক করা যায়: ফ্লেক্সসিড ফাইবার থেকে, বীটের পাল্প থেকে, আখের বগাস থেকে, গমের কুঁড়ি থেকে এবং অন্যান্য।

জাইলান এবং উদ্ভিদ প্রজাতির ধরণের উপর নির্ভর করে এর আণবিক ওজন যথেষ্ট পরিমাণে পরিবর্তিত হতে পারে। প্রকৃতিতে পাওয়া পরিসীমাটি সাধারণত 5000 গ্রাম / মোল থেকে শুরু করে 350,000 গ্রাম / মোলের মধ্যে থাকে তবে এটি হাইড্রেশন এবং অন্যান্য কারণগুলির ডিগ্রির উপর অনেক নির্ভর করে।

ডি-হ্যান্ড গ্লাইকানস

এই ধরণের পলিস্যাকারাইড উচ্চতর গাছগুলিতে গ্যালাকোমান্নানস এবং গ্লুকোমানান আকারে পাওয়া যায়, যা--1,4 বন্ডের সাথে যুক্ত ডি-ম্যানোপায়রানোজের লিনিয়ার চেইন এবং ডি-ম্যানোপাইরানোজ এবং ডি-গ্লুকোপিরানোজের অবশিষ্টাংশ দ্বারা β বন্ড দ্বারা সংযুক্ত থাকে। যথাক্রমে -1.4।

উভয় ধরণের হ্যান্ড গ্লাইকানগুলিতে বিভিন্ন পদে অণুর পিছনের অংশের সাথে ডি-গ্যালাক্টোপিরানোজ অবশিষ্টাংশ যুক্ত থাকতে পারে।

গ্যালাক্টোম্যানানগুলি কিছু বাদাম এবং খেজুরের এন্ডোস্পার্মে পাওয়া যায়, তারা পানিতে দ্রবণীয় এবং সেলুলোজের অনুরূপ রূপ ধারণ করে। অন্যদিকে গ্লুকোমানান হ'ল সফটউডসের কোষ প্রাচীরের প্রধান হেমিসেলুলোকসাইটিক উপাদান।

β-glucans

গ্লুকানস সিরিয়াল শস্যের হেমিসেলুলোসাইটিক উপাদান এবং প্রধানত ঘাস এবং সাধারণভাবে পসিয়ে পাওয়া যায়। এই গাছগুলিতে, কোষের বৃদ্ধির সময় সেলুলোজ মাইক্রোফাইবারগুলির সাথে যুক্ত β-গ্লুকানগুলি প্রধান অণু।

এর কাঠামোটি রৈখিক এবং মিশ্রিত β-1,4 (70%) এবং β-1,3 (30%) বন্ডের মাধ্যমে সংযুক্ত গ্লুকোপিরানোজ অবশিষ্টাংশ নিয়ে গঠিত। সিরিয়ালগুলির জন্য প্রতিবেদনিত আণবিক ওজন 0.065 থেকে 3 x 10e6 গ্রাম / মোলের মধ্যে পরিবর্তিত হয়, তবে যেখানে তারা অধ্যয়ন করা হয় সেখানে প্রজাতির তুলনায় পার্থক্য রয়েছে।

Xyloglycans

এই হেমিসেলুলোকসাইটিক পলিস্যাকারাইড উচ্চতর উদ্ভিদের মধ্যে পাওয়া যায় এবং এটি কোষের দেয়ালের সর্বাধিক প্রচুর স্ট্রাকচারাল উপকরণগুলির মধ্যে একটি। ডিকোটাইলেডোনাস এঞ্জিওস্পার্মগুলিতে এটি 20 %রও বেশি প্রাচীরের পলিস্যাকারাইডকে প্রতিনিধিত্ব করে, যখন ঘাস এবং অন্যান্য একরঙায় এটি 5% পর্যন্ত প্রতিনিধিত্ব করে।

জাইলগ্লাইক্যানস সেলুলোজের মতো ব্যাকবোন দিয়ে তৈরি, gl-1,4 বন্ড দ্বারা যুক্ত গ্লুকোপিরানোজ ইউনিট দ্বারা গঠিত, যা position-ডি-জাইলোপিরানোজের অবশিষ্টাংশের সাথে position অবস্থানে তার কার্বনের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে।

এই পলিস্যাকারাইডগুলি হাইড্রোজেন বন্ডের মাধ্যমে কোষ প্রাচীরের সেলুলোজ মাইক্রোফাইবারগুলির সাথে দৃ tight়ভাবে আবদ্ধ, সেলুলোকাইট নেটওয়ার্কের স্থিতিশীলতায় অবদান রাখে।

জৈবসংশ্লেষ

বেশিরভাগ ঝিল্লি পলিস্যাকচারাইডগুলি খুব নির্দিষ্ট সক্রিয় অ্যাক্টিভেটেড নিউক্লিওটাইড সুগার থেকে সংশ্লেষিত হয়।

এই শর্করা গুলজি কমপ্লেক্সে গ্লাইকোসিলট্রান্সফেরাজ এনজাইম দ্বারা ব্যবহৃত হয়, মনোমোমর এবং প্রশ্নের মধ্যে পলিমারের সংশ্লেষণের মধ্যে গ্লাইকোসিডিক বন্ড গঠনের জন্য দায়ী।

সিএসএলসি জেনেটিক পরিবার দ্বারা এনকোডেড সেলুলোজ সংশ্লেষণের জন্য দায়ী প্রোটিন পরিবারের সদস্যদের দ্বারা জাইলোগ্লাইকান্সের সেলুলোকাইট কঙ্কাল সংশ্লেষিত হয়।

বৈশিষ্ট্য

অধ্যয়নকৃত উদ্ভিদের প্রজাতির উপর নির্ভর করে এর রচনাটি যেমন পরিবর্তিত হয়, তেমন হেমিসেলুলোসগুলির কার্যও রয়েছে। প্রধানগুলি হ'ল:

জৈবিক ক্রিয়া

উদ্ভিদের কোষের অনুরূপ কোষগুলির সাথে গাছপালা এবং অন্যান্য জীবের কোষ প্রাচীর গঠনের ক্ষেত্রে, হেমিসেলولوসগুলির বিভিন্ন শ্রেণি কাঠামোগত বিষয়ে প্রয়োজনীয় কাজগুলি সম্পাদন করে তাদের সেলুলোজের সাথে অ-কোভেলেন্টালি যুক্ত করার দক্ষতার জন্য।

হিমিসেলولوসগুলির অন্যতম ধরণের জাইলান গাছগুলির কয়েকটি প্রজাতির দ্বারা বিকশিত গৌণ কোষের দেয়াল শক্ত করার ক্ষেত্রে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

কিছু গাছের প্রজাতির তেঁতুলের মতো, বীজগুলি মাড়ির পরিবর্তে কোষের দেয়ালে উপস্থিত এনজাইমগুলির ক্রিয়াকলাপের জন্য জড়িত জাইল্লগ্লুকানগুলি সংরক্ষণ করে এবং এটি অঙ্কুরোদগম প্রক্রিয়াগুলির সময় ঘটে, যেখানে এতে থাকা ভ্রূণকে শক্তি সরবরাহ করা হয় where বীজ.

কার্যাবলী এবং বাণিজ্যিক গুরুত্ব

তেঁতুলের মতো বীজে সঞ্চিত হেমিসেলولوোজগুলি খাদ্য শিল্পে ব্যবহৃত এমন অ্যাডিটিভ উত্পাদনের জন্য বাণিজ্যিকভাবে শোষণ করা হয়।

এই সংযোজনগুলির উদাহরণগুলি হ'ল "তেঁতুলের আঠা" এবং "গাম" গুয়ার "বা" গ্যারান্টি "(এক প্রজাতির শুলুক থেকে প্রাপ্ত)।

বেকারি শিল্পে আরবিনোক্সিল্যান্সের উপস্থিতি প্রাপ্ত পণ্যগুলির গুণমানকে একইভাবে প্রভাবিত করতে পারে যা তাদের বৈশিষ্ট্যযুক্ত সান্দ্রতার কারণে তারা বিয়ারের উত্পাদনকেও প্রভাবিত করে।

কিছু উদ্ভিদ টিস্যুতে নির্দিষ্ট ধরণের সেলুলোজ উপস্থিতি জৈব জ্বালানীর উত্পাদনের জন্য এই টিস্যুগুলির ব্যবহারকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করতে পারে।

সাধারণত, হেমিসেলুলোসিক এনজাইমগুলির সংযোজন এই ত্রুটিগুলি অতিক্রম করার জন্য একটি সাধারণ অভ্যাস। তবে আণবিক জীববিজ্ঞান এবং অন্যান্য অত্যন্ত দরকারী কৌশলগুলির আবির্ভাবের সাথে কিছু গবেষক ট্রান্সজেনিক উদ্ভিদের নকশায় কাজ করছেন যা নির্দিষ্ট ধরণের হেমিসেলুলোস তৈরি করে।

তথ্যসূত্র

1. এব্রিনগ্রোভা, এ।, হ্রুমাডকোভে, জেড।, এবং হেইঞ্জ, টি। (2005)। Hemicellulose। অ্যাডভোকেট। Polym। বিজ্ঞান।, 186, 1-67।
2. পাউলি, এম।, গিল, এস।, লিউ, এল।, মনসুরি, এন।, ডি সুজা, এ।, শুল্টিংক, এ।, এবং জিওনগ, জি (2013)। হেমিসেলুলোজ বায়োসিন্থেসিস। পরিকল্পনা, 1–16।
3. সাহা, বিসি (2003) হেমিসেলুলোজ বায়োকোনভার্সন। জে ইন্ড মাইক্রোবায়ল বায়োটেকনল, 30, 279-291।
4. স্কেলার, এইচভি, এবং উলভস্কভ, পি। (2010)। Hemicelluloses। Annu। রেভ প্ল্যান্ট Physiol।, 61, 263–289।
5. উইম্যান, সিই, ডেকার, এসআর, হিমেল, এমই, ব্র্যাডি, জেডাব্লু, এবং স্কোপেক, সিই (2005)। সেলুলোজ এবং হেমিসেলুলোজের হাইড্রোলাইসিস।
6. ইয়াং, এইচ।, ইয়ান, আর।, চেন, এইচ।, হো লি, ডি, এবং ঝেং, সি। (2007)। হেমিসেলুলোজ, সেলুলোজ এবং লিগিনিন পাইরোলাইসিসের বৈশিষ্ট্য। জ্বালানী, 86, 1781–1788।