Carbamoyl phosphate synthetase III
কার্বাময়েল ফসফেট সিন্থেটেজ III (সিপিএস III) হল কার্বাময়েল ফসফেট সিন্থেটেজের তিনটি আইসোফর্মের মধ্যে একটি, একটি এনজাইম যা অনেক জীবের মধ্যে কার্বাময়েল ফসফেটের সক্রিয় উৎপাদনকে অনুঘটক করে। সিপিএস III (ইসি 6.3.5.5) একটি লাইগেজ (3.) যা কার্বন-নাইট্রোজেন বন্ধন গঠন করে (6.3)। অ্যামিডো-এন-ডোনার হিসাবে গ্লুটামিনের সাথে (6.3.5) (ব্রেন্ডা দেখুন)। প্রসঙ্গ বেশিরভাগ মাছ প্রজাতি সহ অনেক জলজ জীব অ্যামোনিওটেলিক, যার অর্থ তারা বিপাকীয় বর্জ্য হিসাবে অ্যামোনিয়া তৈরি করে, যা তারা সাধারণত তাদের গিলের মাধ্যমে বিস্তারের মাধ্যমে নির্গত করে। স্থলজ মেরুদণ্ডী প্রাণীর মতো, কিছু মাছের প্রজাতিও উল্লেখযোগ্যভাবে ইউরিয়াকে বিপাকীয় বর্জ্য হিসাবে অন্তর্ভুক্ত করে। এই ঘটনাটি লার্ভা পর্যায়গুলির সাথে সম্পর্কিত কারণ তাদের থেকে অ্যামোনিয়া নির্গত করার জন্য গিল নেই, তবে কিছু প্রজাতির প্রাপ্তবয়স্ক পর্যায়ও রয়েছে। ইউরিয়া দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা বিপাকীয় বর্জ্যের অনুপাতের উপর ভিত্তি করে, এই প্রজাতিগুলি আংশিক বা সম্পূর্ণ ইউরিওটেলিক। ইউরিওটেলিক প্রজাতি অর্নিথিন-ইউরিয়া চক্রের (ও. ইউ. সি) মাধ্যমে ইউরিয়া উৎপাদন করে যেখানে সি. পি. এস একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। কার্বাময়েল ফসফেট সিন্থেটেজ 1 বেশিরভাগ স্থলজ মেরুদণ্ডী প্রাণীদের দ্বারা ব্যবহৃত হয় এবং দেখা যায় যে কিছু জলজ প্রজাতি ইউরিয়া উৎপাদনের জন্য সিপিএস 3-এর উপর নির্ভর করে। নির্দিষ্ট পরিবেশে বসবাসকারী প্রজাতির জন্য অ্যামোনিয়ার পরিবর্তে ইউরিয়া নিঃসরণের বেশ কয়েকটি সম্ভাব্য সুবিধা রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, এটি ক্ষারীয় জলে অ্যামোনিয়ার তুলনায় আরও ভাল বিস্তারের ক্ষমতা দেয় এবং এটি জলের ক্ষয় হ্রাস করে, যা ফুসফুসের মাছের প্রজাতির মতো দীর্ঘ সময় ধরে জলের বাইরে থাকা প্রজাতির জন্য গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে। সিপিএস তৃতীয় অ্যালকোলাপিয়া বংশের সিক্লিড, ফুসফুসের মাছ, উপসাগরীয় টোডফিশ অপসানাস বিটা, রামধনু ট্রাউট অনকোরিংকাস মাইকিস, আটলান্টিক হ্যালিবুট হিপ্পোগ্লোসাস হিপ্পোগ্লোসাস, লার্জমাউথ বাস মাইক্রোপ্টেরাস সালমোইডস, সাধারণ কার্প সাইপ্রিনাস কার্পিও এবং উদাহরণস্বরূপ স্পিনি ডগফিশ স্কোয়ালাস অ্যাকান্থিয়ার মতো এলাসমোব্রাঞ্চগুলিতে বর্ণনা করা হয়েছে। এই এনজাইমটি মাছের মধ্যে বিতরণ করা হয়েছে বলে মনে হয় যা ইউরিওটেলির বিভিন্ন মাত্রা দেখায়। প্রতিক্রিয়া পথ অর্নিথিন-ইউরিয়া চক্র সিপিএস III হল অর্নিথিন-ইউরিয়া চক্রের (ওইউসি) অগ্রদূত। এই পথটি এমন জীবের মধ্যে ঘটে যা ক্যাটাবলিক বর্জ্য হিসাবে সরাসরি অ্যামোনিয়া নির্গত করে না। ও. ইউ. সি-র প্রধান কাজ হল ইউরিয়ায় অত্যন্ত বিষাক্ত নাইট্রোজেন বর্জ্য (এন. এইচ. 3) রূপান্তর করা, যা কম বিষাক্ততা দেখায়। এই চক্রে পাঁচটি জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া রয়েছে, যার মধ্যে প্রথম দুটি মাইটোকন্ড্রিয়াল ম্যাট্রিক্সে এবং অন্য তিনটি সাইটোসোলে ঘটে। মাছের মধ্যে, ইউরিয়া চক্র শুধুমাত্র কয়েকটি টেলিওস্টে পাওয়া যায়, বেশিরভাগ বায়ু প্রজননকারী বা ক্ষারীয় জলের মতো খুব নির্দিষ্ট পরিবেশে বসবাসকারী প্রজাতি এবং ইলাসমোব্রাঞ্চে। সিপিএস III কিছু এলাসমোব্রাঞ্চের মাইটোকন্ড্রিয়া এবং কয়েকটি টেলিওস্টস লিভার এবং/অথবা এক্সট্রাহেপ্যাটিক টিস্যুতে পাওয়া যায়। এটি ও. ইউ. সি চক্রের প্রথম প্রতিক্রিয়ায় হস্তক্ষেপ করে, যা গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি চক্রের বাকি অংশকে সীমাবদ্ধ করে। সিপিএস 3 এইভাবে অ্যামিনো অ্যাসিড সংশ্লেষণ বজায় রাখার জন্য ন্যূনতম ঘনত্ব বজায় রেখে ইউরিয়ায় নিঃসরণের জন্য রূপান্তর শুরু করে কোষে অ্যামোনিয়ার পরিমাণ নিয়ন্ত্রণে একটি প্রধান ভূমিকা পালন করে। কার্বাময়েল ফসফেট সংশ্লেষণ সিপিএস III দ্বারা অনুঘটক বিক্রিয়াটি হলঃ 2 এটিপি + এল-গ্লুটামিন + এইচসিও3-+ এইচ20-2 এডিপি + পাই + এল-গ্লুটামেট + কার্বাময়েল ফসফেট এই বিক্রিয়াটি মাইটোকন্ড্রিয়াল ম্যাট্রিক্সে ঘটে এবং এর মধ্যে 4টি ধাপ রয়েছেঃ বাইকার্বোনেট (এইচসিও3-) একটি এটিপি ব্যবহার করে ফসফোরিলেট করা হয়, কার্বক্সিফসফেট (সিওএইচ6পি2-) গ্লুটামিন (সি5এইচ10এন2ও3) হাইড্রোলাইজড হয়ে গ্লুটামেট (সি5এইচ9এনও4) এবং অ্যামোনিয়া (এনএইচ3) হয়। 1. এবং 2. একযোগে ঘটে। কার্বক্সিফসফেটের উপর অ্যামোনিয়ার নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন (-OH গ্রুপকে-NH2 গ্রুপ দ্বারা প্রতিস্থাপিত করে) দ্বিতীয় ATP-তে কার্বামেটের মধ্যবর্তী পণ্য কার্বামেট (CH2NO2−) নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন তৈরি করে, যা কার্বাময়েল ফসফেট () পণ্য তৈরি করে। সিপিএস III, সিপিএস I-এর মতো, একটি এন-অ্যাসিটাইলগ্লুটামেট-নির্ভর দেখায়, যার অর্থ এই অনুঘটকটি সম্পাদন করার জন্য এই অ্যালোস্টেরিক প্রভাবকের প্রয়োজন। কাঠামো সিপিএস III দুটি উপ-ইউনিট নিয়ে গঠিতঃ একটি সিন্থেটেজ এবং একটি গ্লুটামিনেজ। এই দুটি উপ-একক সিন্থেটেজের এন-টার্মিনাল প্রান্ত দ্বারা সংযুক্ত বলে মনে হয় (হং এট আল., 1994) ক্রমের 38টি প্রথম অ্যামিনো অ্যাসিড (এন-টার্মিনাল ক্রম) মাইটোকন্ড্রিয়ায় আমদানির সংকেত দেওয়ার জন্য একটি মাইটোকন্ড্রিয়াল সংকেত ক্রমকে উপস্থাপন করে। গ্লুটামিনেজ সাবইউনিট ফে39 এবং ইলে407-এর মধ্যে অবস্থিত এবং এটি নিজেই দুটি ডোমেনে বিভক্তঃ ফে39 এবং অ্যাস্প165-এর মধ্যে একটি এন-টার্মিনাল ডোমেন এবং থ্র166 এবং ইলে407-এর মধ্যে অবস্থিত একটি সি-টার্মিনাল গ্লুটামিন অ্যামাইড ট্রান্সফারেজ ডোমেন (জিএটি)। সিস্টিনের অবশিষ্টাংশ সিস্ট294 এবং তিনটি হিস্টিডিনের অবশিষ্টাংশ হিস্ট 337, হিস্ট 367 এবং হিস্ট 378, গ্লুটামিন-নির্ভর ক্রিয়াকলাপের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছে। অন্য কথায়, এই অবশিষ্টাংশগুলি সিপিএস III-কে একটি স্তর হিসাবে গ্লুটামিন ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। সিন্থেটেজ সাবইউনিটটি Lys425 থেকে Gln15032 (সি-টার্মিনাল প্রান্ত) পর্যন্ত প্রসারিত এবং এটি দুটি ডোমেন নিয়ে গঠিত। প্রথমটি Lys425 এবং Ile977-এর মধ্যে এবং দ্বিতীয়টি Met978 এবং Gln1502-এর মধ্যে অবস্থিত। প্রত্যেকটিতে একটি এটিপি বাঁধাই সাইট থাকতে পারে যা আর্গ 719 এবং অ্যাস্প 768 এর মধ্যে এবং আর্গ 1260 এবং ইলে 1304 এর মধ্যে অবস্থিত। এটি বিশ্বাস করা হয় যে সি-টার্মিনাল অঞ্চলে অ্যালোস্টেরিক প্রভাবক এন-অ্যাসিটাইলগ্লুটামেট (এনএজি) স্থির করার জন্য বাঁধাই সাইট রয়েছে যা সিপিএস III-এর কাজ করার জন্য প্রয়োজনীয়। সিপিএস 1-এ দুটি সিস্টিন সিস1328 এবং সিস1338 চিহ্নিত করা হয়েছে, যা এনএজি-কে অ্যালোস্টেরিক প্রভাবক হিসাবেও ব্যবহার করে, তবে সিপিএস 2-এ নয়, যা এনএজি দ্বারা প্রভাবিত হয় না। সুতরাং, এই দুটি সিস্টিনের অবশিষ্টাংশ সম্ভবত সিপিএস III-এর অ্যালোস্টেরিক ক্রিয়াকলাপে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে বলে মনে হয়। সিপিএস-1 এবং সিপিএস-2 সিপিএস-3-এর সঙ্গে বিবর্তন এবং সম্পর্ক সিপিএস-2-এর তুলনায় সিপিএস-1-এর কাছাকাছি। এই দুটি উৎসেচক একইভাবে কাজ করে এবং একই অ্যালোস্টেরিক প্রভাবক ব্যবহার করে। তাদের মধ্যে পার্থক্য হল যে সিপিএস III গ্লুটামিনকে স্তর হিসাবে ব্যবহার করে যেখানে সিপিএস আমি অ্যামোনিয়া ব্যবহার করি। বিশ্বাস করা হয় যে এই উৎসেচকগুলি একে অপরের থেকে বিবর্তিত হয়েছে। একটি অনুমান হল যে সিপিএস 2 প্রথম গ্লুটামিনেজ এবং অ্যামোনিয়া-নির্ভর সিন্থেটেজের জন্য জিন কোডিংয়ের সংমিশ্রণের পরে আবির্ভূত হয়েছিল। সিপিএস তৃতীয় তারপর গ্লুটামিনেজ ক্রমের অনুলিপি থেকে ফলাফল হবে, একটি দ্বিতীয় গ্লুটামিন বাঁধাই সাইট তৈরি করে যা এন-অ্যাসিটাইলগ্লুটামেট অ্যালোস্টেরিক সাইটে বিবর্তিত হয়। গ্লুটামিনের পরিবর্তে সাবস্ট্রেট হিসাবে অ্যামোনিয়া ব্যবহারের বিবর্তনের পরে শেষ প্রকার, সিপিএস 1 প্রদর্শিত হবে। তথ্যসূত্র ইসি 6.3.5