मुकेश कुमार, संवाददाता गोरखपुर। दीनदयाल उपाध्याय गोरखपुर विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक महत्वपूर्ण शोध किया है,जिसमें फंगस फ्यूजेरियम से औद्योगिक रूप से उपयोगी एंजाइम पेक्टिन लाइएज़ के उत्पादन की क्षमता को उजागर किया गया है। यह शोध कृषि और जैव प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में नए आयाम स्थापित कर सकता है और जैविक कीटनाशकों के विकास में सहायक हो सकता है। एंजाइमों का उपयोग विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में किया जाता है, जिनमें रसायन, दवाएं, जूस प्रसंस्करण, कृषि उत्पाद और खाद्य प्रसंस्करण शामिल हैं। इनका उपयोग न केवल घरेलू बल्कि औद्योगिक क्षेत्रों में भी बढ़ रहा है। एंजाइमों की सहायता से ऐसे रूपांतरण, जो सामान्यतः सैकड़ों या हजारों वर्षों में होते, वे कुछ ही मिनटों या सेकंड में पूरे किए जा सकते हैं। यह तकनीक उद्योगों में तेजी और दक्षता बढ़ाने में सहायक साबित हो रही है।
पेक्टिनेज एंजाइम एक महत्वपूर्ण एंजाइम समूह है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से कपड़ा, खाद्य प्रसंस्करण, कागज-लुगदी उद्योग और जैव ईंधन जैसे उद्योगों में किया जाता है। यह उद्योगों में 25% से अधिक की भागीदारी रखता है। विशेष रूप से, पेक्टिन लाइएज़ नामक एंजाइम पेक्टिन पॉलिमर को तोड़ने का कार्य करता है और इसे फलों के रस प्रसंस्करण उद्योगों में प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि यह रस के प्राकृतिक स्वाद को संरक्षित रखता है और हानिकारक मेथनॉल के उत्पादन को रोकता है। फंगस फ्यूजेरियम को आमतौर पर कृषि और बागवानी में पौधों के रोगजनक के रूप में जाना जाता है, लेकिन यह कई महत्वपूर्ण औद्योगिक एंजाइमों का भी एक प्रमुख स्रोत है। इसी कारण, दीन दयाल उपाध्याय गोरखपुर विश्वविद्यालय के जैव प्रौद्योगिकी विभाग के प्रोफेसर एवं शोध एवं विकास प्रकोष्ठ के निदेशक प्रो. दिनेश यादव, जीन क्लोनिंग एंड एक्सप्रेशन लैब (जीसीईएल) की उनकी शोध छात्रा डॉ. कंचन यादव और सहयोगी मोतीलाल नेहरू राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी संस्थान प्रयागराज के डॉ. आशुतोष मणि, राष्ट्रीय पादप जीनोम अनुसंधान संस्थान नई दिल्ली के डॉ. नवीन सी. बिष्ट और बीएचयू के डॉ. विनय कुमार सिंह ने फ्यूजेरियम प्रजाति से उत्पादित पेक्टिन लाइएज़ एंजाइम पर व्यापक रूप से काम किया।
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वर्तमान अध्ययन में, जीनोम वाइड अध्ययन के माध्यम से, बायोइन्फॉर्मेटिक्स उपकरणों का उपयोग करके फ्यूजेरियम की अनुक्रमित प्रजातियों से कुल 52 पेक्टिन लाइएज़ जीन की खोज की गई, जैसे कि फ्यूजेरियम फ़ूजीकुरोई, फ्यूजेरियम ग्रैमिनियरम, फ्यूजेरियम प्रोलिफ़ेरेटम, फ्यूजेरियम ऑक्सीस्पोरम, फ्यूजेरियम वर्टिकिलियोइड्स और फ्यूजेरियम विरगुलीफ़ॉर्म। इन अनुक्रमों को कई भौतिक-रासायनिक, संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं के लिए इन-सिलिको में चिह्नित किया गया था। महत्वपूर्ण निष्कर्ष स्कोपस-इंडेक्स्ड इंटरनेशनल जर्नल ऑफ़ रेपुट 3 बायोटेक और प्रोसेस बायोकैमिस्ट्री में प्रकाशित किए गए हैं। फ्यूजेरियम प्रोलिफेरेटम MTCC 9375, फ्यूजेरियम ऑक्सीस्पोरम MTCC 1755, फ्यूजेरियम फुजिकुरोई MTCC 9930, फ्यूजेरियम ग्रैमिनियरम MTCC 1893 और फ्यूजेरियम वर्टिसिलिओइड्स MTCC 2088 के जीनोमिक DNA का उपयोग इन्हें क्लोन किया गया, अनुक्रमित किया गया और जेनबैंक एक्सेसन नंबर दिए गए। क्लोन किए गए उत्पादों की कई भौतिक-रासायनिक और संरचनात्मक विशेषताओं का मूल्यांकन बायोइन्फॉर्मेटिक्स टूल का उपयोग करके किया गया।
होमोलॉजी मॉडलिंग, आणविक डॉकिंग और आणविक गतिशीलता (एमडी) सिमुलेशन का उपयोग करके कुशल उत्प्रेरण, संरचनात्मक कठोरता और डॉक किए गए परिसरों की स्थिरता के लिए सब्सट्रेट की उपयुक्तता की जांच की गई। यह पेक्टिन लाइएज़ प्रोटीन के डॉकिंग अध्ययनों पर पहली रिपोर्ट है जिसमें संभावित लिगैंड के रूप में पेक्टिन के सभी संरचनात्मक घटक हैं। डॉकिंग अध्ययनों ने कुशल उत्प्रेरण के लिए सब्सट्रेट की उपयुक्तता के बारे में जानकारी प्रदान की। हमारे अध्ययन का उपयोग पेक्टिन लाइएज़ एंजाइम की उत्प्रेरक दक्षता को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। यह शोध स्कोपस-इंडेक्स्ड इंटरनेशनल जर्नल ऑफ़ रेपुट-बायोलोजिया में प्रकाशित हुआ है।
पेक्टिन लाइएज़ पेक्टिन के विघटन के माध्यम से रोगजनन को भी बढ़ावा देता है। फाइटोपैथोजेन, फ्यूजेरियम कई तरह की फसलों को संक्रमित करता है और कई बीमारियों का कारण बनता है। ट्राइकोडर्मा प्रजाति एक आशाजनक जैव नियंत्रण एजेंट है जो पौधों के स्वास्थ्य और रोग की रोकथाम को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। फ्यूजेरियम प्रोलिफेरेटम, फ्यूजेरियम फुजिकुरोई, फ्यूजेरियम ग्रैमिनेयरम, फ्यूजेरियम ऑक्सीस्पोरम और फ्यूजेरियम वर्टिसिलियोइड्स से पेक्टिन लाइएज़ को बाधित करने में ट्राइकोडर्मा प्रजातियों द्वारा स्रावित जैव सक्रिय यौगिकों की संभावित भूमिका की जांच बायोइन्फॉर्मेटिक्स दृष्टिकोण का उपयोग करके की गई है। इसके अलावा, होमोलॉजी मॉडलिंग और द्वितीयक मेटाबोलाइट्स के साथ आणविक डॉकिंग का उपयोग करके पांच पेक्टिन लाइज़ प्रोटीन की संरचना की खोज से पता चला कि ट्राइकोडर्मा हर्ज़ियनम द्वारा स्रावित विरिडियोफ़ंगिन ए और ट्राइकोडर्मा विरेन्स द्वारा स्रावित विरोन फ्यूजेरियम प्रजातियों के पेक्टिन लाइएज़ को बाधित करने की अपार क्षमता वाले जैव सक्रिय यौगिक हैं। डॉक किए गए परिसर की संरचना और स्थिरता की कठोरता की पुष्टि आणविक गतिशील सिमुलेशन के माध्यम से की गई, जिसका मूल्यांकन सिमुलेशन प्रक्षेप पथ डेटा से कई मापदंडों के माध्यम से किया गया।
फ्यूजेरियम प्रोलिफेरेटम, फ्यूजेरियम फुजिकुरोई, फ्यूजेरियम ग्रैमिनेयारम, फ्यूजेरियम ऑक्सीस्पोरम और फ्यूजेरियम वर्टिसिलिओइड्स के साथ ट्राइकोडर्मा हरजियानम और ट्राइकोडर्मा विरेन्स की दोहरी संस्कृति परख ने परिवर्तनशील माइसेलियल अवरोधन दिखाया। यह शोध ट्राइकोडर्मा प्रजातियों द्वारा स्रावित जैव सक्रिय यौगिकों की क्षमता के बारे में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, जो फाइटोपैथोजेन्स, विशेष रूप से फ्यूजेरियम प्रजातियों द्वारा उत्पादित पेक्टिन लाइसेस के अवरोधन के लिए एक प्रभावी एजेंट के रूप में है।
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ट्राइकोडर्मा प्रजातियों द्वारा उत्पादित पहचाने गए संभावित मेटाबोलाइट्स का उपयोग करके विशिष्ट बायोफ़ॉर्मूलेशन विकसित किए जा सकते हैं जो जैव कीटनाशकों के रूप में कार्य करते हैं, जो रासायनिक उत्पादों के लिए एक स्थायी प्रतिस्थापन प्रदान करते हैं। यह शोध स्कोपस-इंडेक्स्ड इंटरनेशनल जर्नल ऑफ़ रेपुट- बायोकेमिकल एंड बायोफिजिकल रिसर्च कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुआ है।
इस शोध के लिए वित्त पोषण विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग, नई दिल्ली द्वारा डॉ. कंचन यादव को डीएसटी-इंस्पायर फेलोशिप के रूप में प्रदान किया गया है।
शोध के मुख्य बिंदु
फ्यूजेरियम जीनोम से पेक्टिन लाइएज़ जीन की पहचान और विश्लेषण किया गया।
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पेक्टिन लाइएज़ प्रोटीन की क्लोनिंग और डॉकिंग अध्ययन में, पेक्टिन के सभी संरचनात्मक घटकों को संभावित लिगैंड के रूप में शामिल किया गया।
ट्राइकोडर्मा प्रजातियों द्वारा स्रावित जैव सक्रिय यौगिक (बायोएक्टिव कम्पाउंड) फ्यूजेरियम प्रजातियों के पेक्टिन लाइएज़ को अवरोधित करने में प्रभावी पाए गए।
इस शोध के परिणाम प्रतिष्ठित अंतरराष्ट्रीय पत्रिकाओं जैसे “प्रोसेस बायोकेमिस्ट्री,” “3-बायोटेक,” “बायोकेमिकल एंड बायोफिजिकल रिसर्च कम्युनिकेशंस,” और “बायोलॉजी” में प्रकाशित हुए।
कुलपति ने कहा कि
“प्रो. दिनेश यादव की प्रयोगशाला पेक्टिन लाइएज़ सहित पेक्टिनेज के क्षेत्र में बड़े पैमाने पर काम कर रही है। वर्तमान शोध फ्यूजेरियम के उपलब्ध जीनोम से पेक्टिन लाइएज़ की संरचनात्मक और कार्यात्मक विविधता को समझने में एक महत्वपूर्ण योगदान है। ”
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