Tomatine
ટોમેટીન (કેટલીકવાર ટોમેટીન અથવા લાઇકોપર્સિસિન તરીકે ઓળખાય છે) એ ગ્લાયકોઅલ્કેલોઇડ છે, જે ટમેટાના છોડના દાંડા અને પાંદડાઓમાં અને ફળોમાં ઘણી ઓછી સાંદ્રતામાં જોવા મળે છે. રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ ટામેટા પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણ પર સફેદ સ્ફટિકીય ઘન હોય છે. ટોમેટીનને કેટલીકવાર ગ્લાયકોઆલ્કેલોઇડ સોલાનિન સાથે ભેળસેળ કરવામાં આવે છે. 1500ના દાયકાની શરૂઆતમાં યુરોપમાં ટામેટાં લાવવામાં આવ્યાં હતાં. અંગ્રેજ વનસ્પતિશાસ્ત્રી જ્હોન ગેરાર્ડ ટામેટાના છોડના પ્રથમ ખેડૂતોમાંના એક હતા. તેમના પ્રકાશન ગ્રેટે હર્બોલમાં, તેઓ ટામેટાંને તેમના સ્તરને કારણે ઝેરી માનતા હતા જેને પાછળથી ટોમેટીન કહેવામાં આવશે, ઉપરાંત ઉચ્ચ એસિડ સામગ્રી. પરિણામે, સામાન્ય રીતે 18મી સદીના મધ્ય સુધી બ્રિટનમાં ટામેટાં ખાવામાં આવતા ન હતા. 1837 માં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં પ્રથમ ઔષધીય ટમેટાની ગોળીઓની જાહેરાત કરવામાં આવી હતી કારણ કે પિત્ત અંગો પર તેમની હકારાત્મક અસરો હતી. "ફેલ્પ્સ કમ્પાઉન્ડ ટોમેટો પિલ્સ" ઉત્પાદન ટમેટાના છોડમાંથી કાઢવામાં આવ્યું હતું, અને તેમાં ટોમેટીન હતું. આ ગોળીઓ ચિકિત્સક ગાય આર. ફેલ્પ્સ દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી, જેમણે જણાવ્યું હતું કે આલ્કલોઇડ ટોમેટીન એ અત્યાર સુધીની સૌથી ઉપયોગી શોધોમાંની એક છે. ત્યારબાદ ટોમેટીનને પારાનું મારણ કહેવામાં આવતું હતું. 20મી સદીના મધ્યમાં, યુ. એસ. કૃષિ વિભાગના વૈજ્ઞાનિકોએ સૌપ્રથમ જંગલી ટમેટાની પ્રજાતિઓ લાઇકોપર્સિકન પિમ્પિનેલિફોલિયમ અને સંવર્ધિત પ્રજાતિઓ લાઇકોપર્સિકન એસ્ક્યુલન્ટમમાંથી ટોમેટીનને અલગ પાડ્યું હતું. માળખું અને જૈવસંશ્લેષણ () સ્ટીરોઈડલ ગ્લાયકોઆલ્કલોઇડ્સના સંયોજન જૂથ સાથે સંબંધિત છે. આ સંયોજનોમાં એક એગ્લાયકોન હોય છે, જે કોલેસ્ટ્રોલ વ્યુત્પન્ન છે, અને એક કાર્બોહાઇડ્રેટ સાંકળ હોય છે, જે α-tomatineના કિસ્સામાં બે ડી-ગ્લુકોઝ એકમો, એક ડી-ગેલેક્ટોઝ એકમ અને એક ડી-ઝાયલોઝ એકમ ધરાવે છે. α-ટોમેટાઇનમાં, લાઇકોટેટ્રાઝ તરીકે ઓળખાતું ટેટ્રાસેકરાઇડ સ્ટીરોઈડલ એગ્લાયકોનની O-3 સાથે જોડાયેલું હોય છે. શરૂઆતમાં એવું માનવામાં આવતું હતું કે સ્ટીરોઈડલ એલ્કલોઇડ્સના સંશ્લેષણમાં સમાવિષ્ટ નાઇટ્રોજનના સ્ત્રોત તરીકે આર્જિનિન સાથે કોલેસ્ટ્રોલનું હાઇડ્રોક્સિલેશન, ઓક્સિડેશન અને એમિનેશનના બહુવિધ પગલાં સામેલ છે. પાછળથી ગ્લાયકોઆલ્કેલોઇડ ચયાપચય જનીનોની શોધ થઈ હતી. આ જનીનો ગ્લાયકોકેલોઇડ ચયાપચય ઉત્સેચકો ઉત્પન્ન કરે છે, જે બટાટા અને ટામેટાના છોડમાં સ્ટીરોઈડલ આલ્કલોઇડ એગ્લાયકોન્સના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે. આ ઉત્સેચકો જે પ્રતિક્રિયા કરે છે તે આકૃતિ 1 માં દર્શાવવામાં આવી છે. ફૂગ, માઇક્રોબાયલ, જંતુ અને શાકાહારી હુમલા સામે ટામેટાના છોડના પ્રતિકારમાં ટોમેટીન મુખ્ય ભૂમિકા ભજવી શકે છે. ગ્લાયકોઅલ્કલોઇડ્સ (જે ટમેટાઇન સાથે સંબંધિત છે) ની અસરોને બે મુખ્ય ભાગોમાં વહેંચી શકાય છેઃ સેલ્યુલર પટલમાં વિક્ષેપ અને એન્ઝાઇમ એસિટિલકોલિનેસ્ટેરેઝનું અવરોધ. ટમેટાના છોડમાં ટોમેટીન કોલોરાડો ભમરો અને ગોકળગાય સામે પ્રતિકાર માટે જવાબદાર છે. તે ફૂગ સામે રક્ષણ પણ છે. પટલમાં વિક્ષેપ ટામેટાંના પટલમાં વિક્ષેપકારક ગુણધર્મો કોલેસ્ટ્રોલ સાથે 1:1 સંકુલ બનાવવાની ક્ષમતાને કારણે થાય છે. ગ્લાયકોઆલ્કલોઇડ્સ દ્વારા પટલમાં વિક્ષેપની સંભવિત પદ્ધતિ આકૃતિ 2 માં દર્શાવવામાં આવી છે. પ્રથમ, ટામેટાનો એગ્લાયકોન ભાગ પટલમાં સ્ટેરોલ્સ સાથે ઉલટાવી શકાય તેવું રીતે જોડાય છે (આકૃતિ 2, ભાગ 2). જ્યારે આ ચોક્કસ ઘનતા સુધી પહોંચે છે, ત્યારે ગ્લાયકોઅલ્કલોઇડ્સના ગ્લાયકોસિડિક અવશેષો ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ગ્લાયકોકેલોઇડ-સ્ટેરોલ સંકુલના ઉલટાવી ન શકાય તેવા મેટ્રિક્સના વિકાસને ઉત્પ્રેરિત કરે છે (આકૃતિ 2, ભાગ 4). આ રીતે, બાહ્ય પટલમાંથી સ્ટેરોલ સ્થિર થાય છે અને પટલ ઉભરશે. ટમેટાઇનની રચનાને કારણે ટ્યુબ્યુલર માળખાઓ રચાય છે (આકૃતિ 2, ભાગ 6). આ પટલમાં વિક્ષેપ સેલ લિકેજ દ્વારા સેલ મૃત્યુનું કારણ બને છે. ઉપરાંત, વિક્ષેપિત પટલ પટલની ક્ષમતામાં ફેરફાર કરીને અને સક્રિય સોડિયમ પરિવહનને ઘટાડીને સોડિયમ પરિવહન પર અસર કરે છે. જ્યારે ટામેટાં મૌખિક રીતે પીવામાં આવે છે, ત્યારે આંતરડાના બ્રશ સરહદને ટામેટાંના પટલ-વિઘટનકારી ગુણધર્મો દ્વારા નુકસાન થાય છે, તેથી મેક્રોમોલેક્યુલ્સનો વધારો થાય છે. ઉપકલા અવરોધોને આ નુકસાન માત્રા-આધારિત છે. ટોમેટીનને એક ફૂગનાશક સંયોજન તરીકે ગણવામાં આવે છે, કારણ કે તે ફૂગ સી. ઓર્બીક્યુલર (એમસી100 = 2 એમ. એમ.), એસ. લિનિકોલા (એમસી100 = 4 એમ. એમ.), અને એચ. ટર્સિકમ (એમસી100 = 0.13 એમ. એમ.) ની માઇસેલિયલ વૃદ્ધિને સંપૂર્ણપણે અટકાવે છે. નીચા pH પર અવરોધ માટે, વધુ ટમેટાઇનની જરૂર પડે છે, તેથી જ્યારે આલ્કલોઇડ બિનપ્રોટોનેટેડ હોય ત્યારે ઉચ્ચ pH પર સંયોજન વધુ અસરકારક રીતે ફૂગનાશક હોય છે. ટમેટાઇનનું બિનપ્રોટોનેટેડ સ્વરૂપ કોલેસ્ટ્રોલ જેવા સ્ટેરોલ્સ સાથે સંકુલ બનાવે છે, જે કોષ પટલમાં વિક્ષેપ અને પટલની અભેદ્યતામાં ફેરફારનું કારણ બની શકે છે. ટોમેટીન ફૂગ સામે pH 8 પર અસરકારક છે પરંતુ pH 4 પર નહીં. આના માટે સંભવિત સમજૂતી એ છે કે ટામેટા માત્ર ડિપ્રોટોનેટેડ સ્વરૂપમાં કોલેસ્ટ્રોલ સાથે જોડાઈને અગાઉ ઉલ્લેખિત સંકુલ બનાવે છે. ટોમેટીન 3-બીટા-હાઈડ્રોક્સી સ્ટેરોલ ધરાવતા લિપોસોમ પટલને વિક્ષેપિત કરે છે, જ્યારે 3-બીટા-હાઈડ્રોક્સી સ્ટેરોલ વિનાના લિપોસોમ પટલના વિક્ષેપ સામે પ્રતિરોધક હોય છે. ટોમેટીન ફૂગના પ્રકારો પીએચને પણ અટકાવે છે. ઇન્ફેસ્ટન્સ અને પી. એફેનિડર્માટમ, જેમાં તેમના પટલમાં કોઈ સ્ટેરોલ્સ નથી, તેથી ક્રિયાની બીજી પદ્ધતિ હાજર હોવી આવશ્યક છે. એસિટિલકોલિનેસ્ટેરેઝનું અવરોધ સંયોજનની અન્ય જાણીતી ક્રિયા એ એન્ઝાઇમ એસિટિલકોલિનેસ્ટેરેઝનું પીએચ-આધારિત સ્પર્ધાત્મક અવરોધ છે. એસિટિલકોલિનેસ્ટેરેઝના અવરોધ દ્વારા કૃષિ કાર્યમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મોટાભાગના કૃત્રિમ જંતુનાશકો જંતુઓને મારવા માટે છે. ચયાપચય હજી પણ, મનુષ્યમાં ગ્લાયકોઅલ્કલોઇડ્સની જૈવઉપલબ્ધતા, ફાર્માકોકાઇનેટિક્સ અને ચયાપચય વિશે બહુ ઓછી માહિતી છે. એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ એ છે કે સામાન્ય રક્ત પરિભ્રમણમાં ટામેટાનું નબળું સેવન. જ્યારે ટામેટાં મૌખિક રીતે પીવામાં આવે છે, ત્યારે ઘણું ટામેટાં પેટમાં હાજર અન્ય ખોરાકમાંથી કોલેસ્ટ્રોલ સાથે સંકુલ બનાવી શકે છે. ટામેટાં અને કોલેસ્ટ્રોલના સંકુલ આંતરડામાં શોષાય નથી, પરંતુ વિસર્જન થાય છે. કોલેસ્ટ્રોલ સાથે જટિલતા થાય તે માટે, કાર્બોહાઇડ્રેટ સાંકળની હાજરી આવશ્યક છે. એગ્લાયકોન ટોમેટીડીન, જે ખાંડ વગરનું ટોમેટીન છે, તે સંકુલની રચના કરતું નથી. આ ગૂંચવણ કદાચ ડ્યુઓડેનમમાં થાય છે, કારણ કે પેટમાં જ એસિડિક પરિસ્થિતિઓ ટમેટાઇનના પ્રોટોનેશન તરફ દોરી જાય છે, અને ટમેટાઇનનું પ્રોટોનેટેડ સ્વરૂપ કોલેસ્ટ્રોલ સાથે બંધાયેલું નથી. ટમેટાઇનનું હાઇડ્રોલિસિસ થવાની સંભાવના છે, પરંતુ તે એસિડ-અથવા ગ્લાયકોસિડેઝ-ઉત્પ્રેરક છે કે કેમ તે જાણી શકાયું નથી. ટોમેટીનનું હાઇડ્રોક્સિલેશન સંભવતઃ ટોમેટિડાઇનની રચના તરફ દોરી જાય છે, જે ટોમેટીનનું એગ્લાયકોન છે. ટોમેટિડાઇન એક મેટાબોલાઇટ છે જે સંપૂર્ણપણે બિન-ઝેરી ન પણ હોઈ શકે; તે માનવ શરીર પર અસર કરી શકે છે. ફૂગના ટોમેટિનાઝ ઉત્સેચકો તેને નિષ્ક્રિય કરવા માટે ટોમેટીનને રૂપાંતરિત કરી શકે છે. ગ્લુકોઝના એક અવશેષને દૂર કરીને બિનઝેરીકરણ થઈ શકે છે. અન્ય ફૂગની પ્રજાતિઓ તમામ ખાંડના અવશેષોને દૂર કરીને ટોમેટીનને ઓછા ઝેરી એગ્લાયકોન ટોમેટિડાઇનમાં હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે. ટોમેટિડીન હજુ પણ કેટલીક ફૂગની પ્રજાતિઓને અટકાવી શકે છે, પરંતુ તે ટોમેટીન કરતાં ઓછું ઝેરી છે. ફૂગ ટામેટાંના હાઇડ્રોલિસિસ માટે વિવિધ માર્ગોનો ઉપયોગ કરે છે. ઉપરાંત, ઝેરીકરણનું સ્તર ફૂગના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે. મેટાબોલાઇટ ટોમેટિડાઇનને પટલ-બાઉન્ડ સીવાયપી-450 ઓક્સિજનસેસ દ્વારા વધુ હાઇડ્રોલાઇઝ કરી શકાય છે. ઉપયોગો વિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્રમાં દ્રાવણમાંથી કોલેસ્ટ્રોલને અવક્ષેપિત કરવા માટે ટોમેટીનનો ઉપયોગ રીએજન્ટ તરીકે કરવામાં આવે છે. ઉપરાંત, ટોમેટીન ચોક્કસ પ્રોટીન એન્ટિજેન્સના સંબંધમાં રોગપ્રતિકારક સહાયક તરીકે જાણીતું છે. ઝેર મનુષ્યો માટે ટામેટાંના સંભવિત જોખમોનો ઔપચારિક રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી, તેથી કોઈ એન. ઓ. એ. ઈ. એલ. અનુમાન કરી શકાતું નથી. ટામેટાંની ઝેરી અસરનો અભ્યાસ માત્ર પ્રયોગશાળાના પ્રાણીઓ પર જ કરવામાં આવ્યો છે. પ્રાણીઓમાં તીવ્ર ટામેટાંના ઝેરના લક્ષણો બટાટાના ગ્લાયકોઆલ્કેલોઇડ સોલાનિન દ્વારા ઝેરના લક્ષણો જેવા જ હોય છે. આ લક્ષણોમાં ઉલટી, ઝાડા, પેટમાં દુખાવો, સુસ્તી, મૂંઝવણ, નબળાઇ અને હતાશાનો સમાવેશ થાય છે. સામાન્ય રીતે, સોલેનિન જેવા અન્ય એલ્કલોઇડ્સની સરખામણીમાં ટામેટાં સસ્તન પ્રાણીઓ માટે ઓછી ઝેરી અસર કરે છે. ટામેટાંનું મધ્યમ માત્રામાં માનવ વપરાશ નોંધપાત્ર ઝેરી અસરો વિના થાય તેવું લાગે છે. આને "અથાણાંના લીલા" અને "તળેલા લીલા ટામેટાં" ના વ્યાપક વપરાશ અને ઉચ્ચ-ટોમેટાઇન ટામેટાં (એલ. એસ્ક્યુલન્ટમ વારનો એક પ્રકાર) ના વપરાશ દ્વારા મજબૂત બનાવવામાં આવે છે. સીરેસિફોર્મ, જે "ચેરી ટમેટા" તરીકે વધુ જાણીતું છે, જે પેરુનું મૂળ છે) જેમાં ટોમેટીનની માત્રા ખૂબ વધારે હોય છે (સૂકા વજનના 500-5000 μg/કિલોગ્રામની શ્રેણીમાં). ન્યૂ યોર્ક ટાઇમ્સના ખાદ્ય વિજ્ઞાનના લેખક હેરોલ્ડ મેકગીને તબીબી અને પશુચિકિત્સા સાહિત્યમાં ટમેટાના ઝેરીપણાના બહુ ઓછા પુરાવા મળ્યા છે, અને અવલોકન કર્યું છે કે સૂકા ટમેટાના પાંદડા (જેમાં ફળો કરતાં એલ્કલોઇડ્સની વધુ સાંદ્રતા હોય છે) નો ઉપયોગ ક્યારેક-ક્યારેક કોઈ સમસ્યા વિના ખોરાકના સ્વાદ અથવા સુશોભન માટે થાય છે. તેમણે એવું પણ નોંધ્યું હતું કે એક પુખ્ત વ્યક્તિએ ઝેરી (જરૂરી નથી કે ઘાતક) માત્રા લેવા માટે કદાચ અડધો કિલોગ્રામ ટામેટાના પાંદડા ખાવા પડશે. સોલાનાઇન ચેકોનિન સંદર્ભો પણ જુઓ બાહ્ય કડીઓ સ્ટેરોઇડલ એલ્કલોઇડ્સ એલ્કલોઇડ ગ્લાયકોસાઇડ્સ સ્ટેરોઇડલ એલ્કલોઇડ્સ સોલાનેસીમાં જોવા મળે છે.