Rate-limiting step (biochemistry)
બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં, દર-મર્યાદિત પગલું એ એક પગલું છે જે બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણીના દરને નિયંત્રિત કરે છે. જો કે, આ નિવેદન એ કેવી રીતે ઉત્સેચક ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાના પગલાંનો ક્રમ કાર્ય કરે છે તેની ગેરસમજ છે. દરને નિયંત્રિત કરવાના એક પગલાને બદલે, એવું જાણવા મળ્યું છે કે બહુવિધ પગલાં દરને નિયંત્રિત કરે છે. વધુમાં, દરેક નિયંત્રણ પગલું દરને વિવિધ માત્રામાં નિયંત્રિત કરે છે. બ્લેકમેન (1905) એ સ્વયંસિદ્ધ તરીકે જણાવ્યું હતું કેઃ "જ્યારે કોઈ પ્રક્રિયાને તેની ઝડપીતા માટે સંખ્યાબંધ અલગ પરિબળો દ્વારા શરતી કરવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રક્રિયાનો દર સૌથી ધીમા પરિબળની ગતિ દ્વારા મર્યાદિત હોય છે". આ સૂચવે છે કે મેટાબોલિક પાથવે જેવી જટિલ પ્રણાલીના વર્તનનો અભ્યાસ કરીને, એક પરિબળ અથવા પ્રતિક્રિયા (એટલે કે સૌથી ધીમી) ની લાક્ષણિકતા દર્શાવવી શક્ય હોવી જોઈએ, જે મુખ્ય અથવા દર-મર્યાદિત પગલાની ભૂમિકા ભજવે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ફ્લક્સ નિયંત્રણના અભ્યાસને એક જ ઉત્સેચકના અભ્યાસમાં સરળ બનાવી શકાય છે, કારણ કે વ્યાખ્યા મુજબ, માત્ર એક જ 'દર-મર્યાદિત' પગલું હોઈ શકે છે. તેની કલ્પનાથી, 'દર-મર્યાદિત' પગલાએ ચયાપચયના માર્ગોને કેવી રીતે નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે તે સૂચવવામાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવી છે. કમનસીબે, 'દર-મર્યાદિત' પગલાની કલ્પના ખોટી છે, ઓછામાં ઓછી સ્થિર-સ્થિતિની પરિસ્થિતિઓમાં. આધુનિક બાયોકેમિસ્ટ્રી પાઠ્યપુસ્તકોએ આ ખ્યાલને ઓછો કરવાનું શરૂ કર્યું છે. ઉદાહરણ તરીકે, લેહિંગર પ્રિન્સિપલ્સ ઓફ બાયોકેમિસ્ટ્રીની સાતમી આવૃત્તિ સ્પષ્ટપણે જણાવે છેઃ "હવે તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું છે કે, મોટાભાગના માર્ગોમાં, પ્રવાહનું નિયંત્રણ ઘણા ઉત્સેચકો વચ્ચે વહેંચાયેલું છે, અને નિયંત્રણમાં દરેક જે હદ સુધી ફાળો આપે છે તે ચયાપચયની પરિસ્થિતિઓ અનુસાર બદલાય છે". જો કે, આ ખ્યાલ હજુ પણ સંશોધન લેખોમાં ખોટી રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઐતિહાસિક પરિપ્રેક્ષ્ય 1920 થી 1950 સુધી, એવા ઘણા લેખકો હતા જેમણે દર-મર્યાદિત પગલાંની વિભાવનાની ચર્ચા કરી હતી, જેને મુખ્ય પ્રતિક્રિયાઓ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. કેટલાક લેખકોએ જણાવ્યું છે કે 'દર-મર્યાદિત' પગલાનો ખ્યાલ ખોટો છે. બર્ટન (1936) એ નિર્દેશ કરનારા પ્રથમ લોકોમાંના એક હતા કેઃ "પ્રતિક્રિયા સાંકળોની સ્થિર સ્થિતિમાં, મુખ્ય પ્રતિક્રિયાના સિદ્ધાંતનો કોઈ ઉપયોગ થતો નથી". હેરોન (1952) એ વધુ સામાન્ય ગાણિતિક વિશ્લેષણ કર્યું અને ઉત્સેચક-ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાઓના રેખીય અનુક્રમમાં નિપુણતાની આગાહી માટે કડક નિયમો વિકસાવ્યા. વેબ (1963) એ દર-મર્યાદિત પગલાની વિભાવના અને ચયાપચયમાં નિયમનની સમસ્યાઓને ઉકેલવા માટે તેના અંધ ઉપયોગની ખૂબ ટીકા કરી હતી. વાલી (1964) એ સરળ રેખીય સાંકળોનું સરળ પરંતુ તેજસ્વી વિશ્લેષણ કર્યું. તેમણે દર્શાવ્યું કે જો ઉત્સેચકોના મૂલ્યોની તુલનામાં મધ્યવર્તી સાંદ્રતા ઓછી હોય, તો નીચેની અભિવ્યક્તિ માન્ય હતીઃ જ્યાં પાથવે ફ્લક્સ બરાબર છે, અને દર સ્થિરાંકો અને મધ્યવર્તી મેટાબોલાઇટ સાંદ્રતાના કાર્યો છે. આ શરતો ઉત્સેચકોના મર્યાદિત દર મૂલ્યોના પ્રમાણસર છે. ઉપરોક્ત સમીકરણમાંથી નોંધવા જેવો પ્રથમ મુદ્દો એ છે કે પાથવે ફ્લક્સ એ તમામ ઉત્સેચકોનું કાર્ય છે; ત્યાં 'દર-મર્યાદિત' પગલું હોવું જરૂરી નથી. જો, તેમ છતાં, થી સુધીની તમામ શરતો, તેની સરખામણીમાં નાની હોય તો પ્રથમ ઉત્સેચક પ્રવાહ નક્કી કરવામાં સૌથી વધુ ફાળો આપશે અને તેથી, તેને 'દર-મર્યાદિત' પગલું કહી શકાય. આધુનિક પરિપ્રેક્ષ્ય આધુનિક પરિપ્રેક્ષ્ય એ છે કે દર-મર્યાદા માત્રાત્મક હોવી જોઈએ અને તે વિવિધ ડિગ્રીઓના માર્ગ દ્વારા વહેંચવામાં આવે છે. આ વિચારને સૌપ્રથમ 1950 ના દાયકાના અંતમાં હિગિન્સ દ્વારા તેમના પીએચડી થીસીસના ભાગ રૂપે માનવામાં આવ્યો હતો જ્યાં તેમણે 'પ્રતિબિંબ ગુણાંક' તરીકે ઓળખાતા માત્રાત્મક માપની રજૂઆત કરી હતી. આ નાના વિક્ષેપો માટે એક ચલથી બીજામાં સંબંધિત પરિવર્તનનું વર્ણન કરે છે. તેમના પીએચ. ડી. થીસીસમાં, હિગિન્સ પ્રતિબિંબ ગુણાંકના ઘણા ગુણધર્મોનું વર્ણન કરે છે, અને પછીના કાર્યમાં, ત્રણ જૂથો, સેવેજૌ, હેઇનરિચ અને રેપોપોર્ટ અને જિમ બર્ન્સ તેમના થીસીસ (1971) માં અને અનુગામી પ્રકાશનોએ સ્વતંત્ર રીતે અને વારાફરતી આ કાર્યને વિકસાવ્યું જેને હવે મેટાબોલિક કંટ્રોલ એનાલિસિસ કહેવામાં આવે છે અથવા, સેવેજૌ દ્વારા વિકસિત ચોક્કસ સ્વરૂપમાં, બાયોકેમિકલ સિસ્ટમ્સ થિયરી. આ વિકાસોએ હિગિન્સના મૂળ વિચારોને નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તૃત કર્યા, અને ઔપચારિકતા હવે બાયોકેમિકલ નેટવર્કના નિર્ધારક, સતત મોડેલોનું વર્ણન કરવા માટેનો પ્રાથમિક સૈદ્ધાંતિક અભિગમ છે. ચયાપચય નિયંત્રણ વિશ્લેષણ પરના વિવિધ કાગળો વચ્ચેની પરિભાષામાં ભિન્નતા પાછળથી સામાન્ય સમજૂતી દ્વારા સુસંગત કરવામાં આવી હતી. આ પણ જુઓ શાખા માર્ગો ચયાપચય નિયંત્રણ વિશ્લેષણ બાયોકેમિકલ સિસ્ટમો સિદ્ધાંત સંદર્ભો બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્સેચક ગતિશાસ્ત્ર