सजीव सृष्टीतील कर्बोदके, मेदाम्ले, प्रथिने आणि न्यूक्लिइक अम्ले ह्या चार जैविक रेणूंपैकी प्रथिन हा एक महत्त्वाचा रेणू आहे. तो एकूण वीस प्रकारच्या अमिनो अम्लांच्या जोडणीतून तयार झालेला वैशिष्ट्यपूर्ण असा बहुवारिक (Polymer) पदार्थ आहे. सजीवांच्या जीवनक्रमामध्ये प्रथिने अनेक महत्त्वाची कार्ये करतात.
सध्या अब्जांश तंत्रज्ञानानाच्या साहाय्याने वेगवेगळ्या पदार्थांचे अब्जांश कण प्रयोगशाळेत सहजपणे तयार करता येतात. ते तयार करण्यासाठी विविध प्रकारच्या भौतिकी, रासायनिक आणि अभियांत्रिकी पद्धती विकसित केलेल्या आहेत. निर्मिती प्रक्रियेमध्ये मोठ्या प्रमाणात सेंद्रिय, असेंद्रिय, निसर्गनिर्मित तसेच मानवनिर्मित बहुवारीकांचा देखील वापर केला जातो. अब्जांश पदार्थ हे नळ्या, चकत्या, कड्या, फिल्म अशा विविध स्वरूपात बनवतात. निसर्गामध्ये मोठ्या प्रमाणात उपलब्ध असलेल्या विविध वनस्पती, प्राणी आणि सूक्ष्मजीव यांपासून बनवलेली कर्बोदके, मेदाम्ले व प्रथिने अशा बहुवारीकांपासून अब्जांश कण निर्मिती केली जाते. प्रथिनांच्या वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्मांमुळे मानवी शरीराशी निगडीत असणाऱ्या समस्यांवरील उपचारांसाठी प्रथिन अब्जांश कण हा उत्तम पर्याय आहे. प्रथिनांचे काही विशेष गुणधर्म पुढीलप्रमाणे आहेत — (१) प्रथिने पाणी व सेंद्रिय द्रव्ये या दोन्हींमध्ये सहजगत्या विरघळतात. (२) त्यांचे नैसर्गिकरीत्या विघटन होते. (३) मानवी शरीरात त्यांचे चयापचन होते. (४) त्यांचा पृष्ठभाग क्रियाशील असल्याने त्यावर औषधी घटक, जीवनावश्यक प्रथिने इत्यादी सहजपणे जोडता येतात.
अब्जांश कण तयार करण्यासाठी उपयुक्त प्रथिने : अब्जांश कण तयार करण्यासाठी प्रथिनांची निवड करताना सहज व मुबलक प्रमाणात उपलब्धता, कमी खर्च, मानवी आरोग्याच्या दृष्टीने योग्य असे निकर्ष विचारात घेतले जातात. वनस्पतिजन्य व प्राणिजन्य अशी दोन्ही प्रकारची प्रथिने वापरून अब्जांश कण तयार केले जातात. मका, गहू, सोयाबिन अशा आपल्या दैनंदिन आहारातील वनस्पतिजन्य पदार्थांमधील प्रथिने सहज विघटन होणारी असतात. हे पदार्थ कमी किंमतीमध्ये व मोठ्या प्रमाणात उपलब्ध असतात. याउलट कोलॅजेन (Collagen), केसिन (Casein), अल्ब्युमिन (Albumin), जिलेटीन (Gelatin) ही प्राणिजन्य प्रथिने महागडी असतात व मोठ्या प्रमाणात उपलब्ध होत नाहीत.
प्रथिन अब्जांश कण तयार करण्याच्या पद्धती : प्रथिनांचे अब्जांश कण तयार होण्याची क्रिया त्यांच्यामधील अनुकूल व प्रतिकूल शक्तीमधील समतोल राखण्यावर अवलंबून असते. अब्जांश कण तयार होताना प्रथिनांच्या त्रिमितीय रचनेत बदल होतो. त्यांच्या निर्मितीसाठी विघटन (Desolvation), पायस (Emulsion), विद्युत फवारक (Electro spray), जटिल राशीभवन प्रक्रिया (Complex coacervation process) अशा विविध पद्धती वापरतात. प्रत्येक पद्धतीचे जसे काही फायदे आहेत तसेच काही तोटे देखील आहेत. हे कण अधिक काळ टिकावे म्हणून मजबूत होण्यासाठी ते एकमेकाला जोडले जातात (Cross linking). प्रथिन अब्जांश कण तयार झाल्यावर त्यांचा आकार, आकारमान, पृष्ठभागावरील विद्युतभार इत्यादी गोष्टींचा अभ्यास केला जातो. तसेच त्यांची औषध ग्रहण करण्याची शक्ती व त्यातून औषध सोडण्याची क्षमता या बाबी देखील अभ्यासल्या जातात. गोजातीय अल्ब्युमिन (Bovine Albumin) यापासून प्रथिन अब्जांश कण तयार करून त्यावर रंजकगट (Chromophore) जोडून चमकणारे (Fluorescent) अब्जांश कण तयार केले आहेत. यांचा उपयोग मानवी पेशीमधील बदलांचा अभ्यास करण्यासाठी केला जातो.
प्रथिन अब्जांश कण वापराचे फायदे : (१) प्रथिन अब्जांश कणांचा आकार सहजपणे बदलता येतो.
(२) त्यांच्यामध्ये विषजन्य गुणधर्म नसून त्यांचे मानवी शरीरातून सहज उत्सर्जन होते. परंतु, धातू व अधातूपासून तसेच रासायनिक प्रक्रियेने कृत्रिमरीत्या तयार केलेल्या अब्जांश कणांचे उत्सर्जन मात्र सहजगत्या होत नाही.
(३) मानवी पेशींना आवश्यक घटक प्रथिनांच्या क्रियाशील पृष्ठभागावर खूणचिठ्ठी (Lable) म्हणून चिकटवल्यास असे कण त्यांच्या लक्ष्यापर्यंत अचूक पोहोचवण्यास उपयुक्त ठरतात.
(४) प्रथिन अब्जांश कण हे कर्करोगावरील उपचारांमध्ये औषधाचे ‘वाहक’ म्हणून वापरण्याचे प्रयत्न प्रायोगिक तत्वावर मोठ्या प्रमाणावर झाले आहेत. प्रयोगांती असे आढळून आले आहे की, धातु, अधातू अशा अब्जांश कणांऐवजी प्रथिन अब्जांश कण हा अधिक योग्य पर्याय आहे.
(५) मुबलक प्रमाणात उपलब्ध असलेल्या प्रथिनांपासून अब्जांश कण निर्मितीचा खर्चही तुलनेने कमी येतो.
(६) अब्राक्सेन (Abraxane) हे औषध अल्ब्युमिन अब्जांश कणाला जोडून ते स्तनांच्या कर्करोगावरील उपचारासाठी वापरले जाते. त्याला अन्न व औषध प्रशासन (FDA; Food and Drug Administration) या संस्थेकडून मान्यता दिली गेली आहे. काही रोगांवरील उपचारासाठी झिन (Zein) आणि ग्लायडिन (Gliadin) ह्या मका व गव्हातील प्रथिनांच्या अब्जांश कणांचा वापर केला जातो.
(७) अन्न उद्योग क्षेत्रात सोने, चांदी, जस्त इत्यादी धातु अब्जांश कणाचा वापर आरोग्यासाठी घातक आहे असे लक्षात आल्यावर कर्बोदके, प्रथिने अशा जैविक पदार्थांच्या अब्जांश कणांच्या वापरावर अधिक लक्ष केंद्रित झाले. अन्न उद्योग क्षेत्रात प्रथिन अब्जांश कण वापराला त्यांचे पौष्टिक मूल्य, जैविक विघटन, बिनविषारी गुणधर्म ह्यामुळे अधिक प्राधान्य दिले जाते.
(८) भविष्यात फळे, भाज्या, मांस असे पदार्थ त्यातून बाहेर पडणारा वायू आणि पाणी ह्यापासून बचाव करण्यासाठी आवरण म्हणूनही प्रथिन कण वापरता येतील. तसेच विकर, आवश्यक मेदाम्ले, प्रतिजैविके ह्यावर वेष्टण म्हणून त्यांचा वापर होईल.
प्रथिन अब्जांश कण वापराचे अनेक फायदे जरी दिसत असले तरी त्यांच्या वापराबाबतीत बरीच आव्हाने आहेत. प्रथिन कणांच्या गुणधर्मांचा त्यांचा औषध वाहक म्हणून वापरावर परिणाम समजून घेणे जरूर आहे. पेशीमध्ये प्रथिन कण व पेशी घटक यांमधील सुसंवाद या संदर्भात अजून संशोधन होणे जरुरीचे आहे. अन्न प्रक्रिया क्षेत्रात प्रथिन अब्जांश कण हे पचनसंस्थेमध्ये गेल्यावर पुढे नेमके काय होते, याबाबत अजून पुरेशी माहिती नाही. त्यामुळेच प्रथिन कणांच्या सुयोग्य वापरासाठी अधिक संशोधन होणे जरुरीचे आहे.
पहा : वनस्पती आधारित अब्जांश कण निर्मिती.
संदर्भ :
- Alok Mahor, Shashi Alok, Sunil Prajapati, Amita Verma, Poonam Yadav and Madhuri ShringrishiI nt.J.Pharm.Sci.Res. 5(3) 790-98, 2014.
- Mostafa Rahimnejad, Naeim Mokhtarian, M. Ghasemi African Journal of Biotechnology, 819, 2010.
समीक्षक : वसंत वाघ
