Papain-like protease
পাপাইনের মতো প্রোটিজেস (বা পাপাইনের মতো (সিস্টাইন) পেপটিডেসেস; সংক্ষেপে পিএলপি বা পিএলসিপি) সিস্টাইন প্রোটিজ এনজাইমের একটি বড় প্রোটিন পরিবার যা গ্রুপের নাম সদস্য, পাপাইনের সাথে কাঠামোগত এবং এনজাইম্যাটিক বৈশিষ্ট্যগুলি ভাগ করে নেয়। এগুলি জীবনের সমস্ত ক্ষেত্রেই পাওয়া যায়। প্রাণীদের মধ্যে, এই গোষ্ঠীটি প্রায়শই সিস্টিন ক্যাথেপসিন বা প্রাচীন সাহিত্যে, লাইসোসোমাল পেপটিডেস নামে পরিচিত। এমইআরওপিএস প্রোটিজ এনজাইম শ্রেণিবিন্যাস ব্যবস্থায়, প্যাপাইনের মতো প্রোটিজগুলি ক্ল্যান সিএ গঠন করে। পাপেইনের মতো প্রোটিয়াসগুলি একটি সাধারণ অনুঘটক ডায়্যাড সক্রিয় সাইট ভাগ করে নেয় যা একটি সিস্টাইন অ্যামিনো অ্যাসিড অবশিষ্টাংশের বৈশিষ্ট্যযুক্ত যা নিউক্লিওফাইল হিসাবে কাজ করে। মানব জিনোম এগারোটি সিস্টাইন ক্যাথেপসিনকে এনকোড করে যার শারীরবৃত্তীয় ক্রিয়াকলাপের বিস্তৃত পরিসর রয়েছে। কিছু পরজীবীর মধ্যে প্যাপাইনের মতো প্রোটিয়াসের হোস্ট আক্রমণে ভূমিকা রয়েছে, যেমন ট্রাইপানোসোমা ক্রুজির ক্রুজিপাইন। উদ্ভিদের ক্ষেত্রে, তারা পোষক প্রতিরক্ষা এবং বিকাশের সাথে জড়িত। প্রোক্যারিওট থেকে প্যাপাইনের মতো প্রোটিয়াসের গবেষণা তাদের ইউক্যারিওটিক প্রতিরূপগুলিকে পিছিয়ে দিয়েছে। কোষীয় জীবগুলিতে এগুলি প্রিপ্রোএনজাইম হিসাবে সংশ্লেষিত হয় যা পরিপক্ক না হওয়া পর্যন্ত এনজাইমগতভাবে সক্রিয় থাকে না এবং তাদের ক্রিয়াকলাপগুলি প্রায়শই সিস্ট্যাটিনের মতো অন্তঃসত্ত্বা প্রোটিজ ইনহিবিটারগুলির উপস্থিতি দ্বারা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়। সার্স-কোভ এবং সার্স-কোভ-2-এর মতো উল্লেখযোগ্য মানব রোগজীবাণু সহ অনেক আর. এন. এ ভাইরাসে, প্যাপাইনের মতো প্রোটিজ প্রোটিন ডোমেনের প্রায়শই পলিপ্রোটিনকে পরিপক্ক ভাইরাল অ-কাঠামোগত প্রোটিনে প্রক্রিয়াকরণে ভূমিকা থাকে। অনেক পাপাইনের মতো প্রোটিয়াসকে সম্ভাব্য ড্রাগ লক্ষ্য হিসাবে বিবেচনা করা হয়। শ্রেণীবিভাগ প্রোটিজ এনজাইম শ্রেণিবিন্যাসের এম. ই. আর. ও. পি. এস ব্যবস্থা ক্ল্যান সি. এ-কে প্যাপাইনের মতো প্রোটিজ ধারণকারী হিসাবে সংজ্ঞায়িত করে। তাদের একটি অভিন্ন বিবর্তনীয় উৎস রয়েছে বলে মনে করা হয়। 2021 সালের হিসাবে, এই গোষ্ঠীতে 45টি পরিবার ছিল। এক্স-রে স্ফটিকবিদ্যা দ্বারা পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারিত প্রাচীনতম প্রোটিন কাঠামোর মধ্যে পাপেইনের কাঠামো ছিল অন্যতম। অনেক প্যাপাইনের মতো প্রোটিজ এনজাইম মনোমার হিসাবে কাজ করে, যদিও কয়েকটি, যেমন ক্যাথেপসিন সি (ডিপেপটিডাইল-পেপটিডেজ 1), হোমোটেট্রামার। পরিপক্ক মনোমার কাঠামোটি বৈশিষ্ট্যগতভাবে দুটি লোব বা সাবডোমেনে বিভক্ত, যা এল-ডোমেন (এন-টার্মিনাল) এবং আর-ডোমেন (সি-টার্মিনাল) নামে পরিচিত, যেখানে সক্রিয় স্থানটি তাদের মধ্যে অবস্থিত। এল-ডোমেইন প্রাথমিকভাবে হেলিকাল যেখানে আর-ডোমেইনে বিটা-ব্যারেলের মতো আকারে বিটা-শীট থাকে, যা একটি হেলিক্স দ্বারা বেষ্টিত। এনজাইম স্তরটি একটি বর্ধিত গঠনে উভয় ক্ষেত্রের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। পাপেইনের মতো প্রোটিজেসগুলি প্রায়শই প্রিপ্রোএনজাইম বা এনজাইমগতভাবে নিষ্ক্রিয় অগ্রদূত হিসাবে সংশ্লেষিত হয়। এন-টার্মিনাসের একটি সংকেত পেপটাইড, যা একটি উপকোষীয় স্থানীয়করণ সংকেত হিসাবে কাজ করে, একটি জাইমোজেন গঠনের জন্য সংকেত পেপটিডেজ দ্বারা বিভক্ত করা হয়। এন-লিঙ্কযুক্ত গ্লাইকোসাইলেশন আকারে অনুবাদ-পরবর্তী পরিবর্তনও সমান্তরালভাবে ঘটে। একটি প্রোপেপটাইডের উপস্থিতির কারণে জাইমোজেন এখনও নিষ্ক্রিয় থাকে যা সক্রিয় স্থানে প্রবেশাধিকারকে বাধা দেওয়ার জন্য একটি প্রতিরোধক হিসাবে কাজ করে। পরিপক্ক উৎসেচক গঠনের জন্য প্রোটিওলাইসিসের মাধ্যমে প্রোপেপটাইড অপসারণ করা হয়। অনুঘটক প্রক্রিয়া পাপাইনের মতো প্রোটিয়াসগুলির একটি অনুঘটক ডায়্যাড থাকে যা একটি সিস্টিন এবং একটি হিস্টিডিনের অবশিষ্টাংশ নিয়ে গঠিত, যা তাদের চার্জযুক্ত থাইওলেট এবং ইমিডাজোলিয়াম পার্শ্ব শৃঙ্খলের মাধ্যমে একটি আয়ন জোড়া গঠন করে। নেতিবাচক চার্জযুক্ত সিস্টিন থাইওলেট একটি নিউক্লিওফাইল হিসাবে কাজ করে। পার্শ্ববর্তী অতিরিক্ত অবশিষ্টাংশ-অ্যাস্পার্টেট, অ্যাস্পারাজিন বা গ্লুটামিন-অনুঘটক অবশিষ্টাংশগুলিকে অবস্থান দেয়; পাপেইনে, প্রয়োজনীয় অনুঘটক অবশিষ্টাংশ সিস্টিন, হিস্টিডাইন এবং অ্যাস্পার্টেটকে কখনও কখনও অনুঘটক ত্রয়ী বলা হয় (সেরিন প্রোটিজের মতো)। পাপেইনের মতো প্রোটিয়াসগুলি সাধারণত এন্ডোপেপ্টিডেস হয়, তবে গোষ্ঠীর কিছু সদস্য এমনকি একচেটিয়াভাবে এক্সোপেপ্টিডেসও হয়। করোনভাইরাস সহ কিছু ভাইরাল প্যাপাইনের মতো প্রোটিজেস আইসোপেপটাইড বন্ধনকেও বিভক্ত করতে পারে এবং ডিউবিক্ভিটিনেস হিসাবে কাজ করতে পারে। ফাংশন ইউক্যারিওটস স্তন্যপায়ী প্রাণী প্রাণীদের মধ্যে, বিশেষত স্তন্যপায়ী জীববিজ্ঞানে, পাপেইনের মতো প্রোটিয়াস পরিবারের সদস্যদের সাধারণত সিস্টাইন ক্যাথেপসিন হিসাবে উল্লেখ করা হয়-অর্থাৎ, ক্যাথেপসিন নামে পরিচিত প্রোটিয়াস গোষ্ঠীর সিস্টাইন প্রোটিয়াস সদস্য (যার মধ্যে সিস্টিন, সেরিন এবং অ্যাস্পার্টিক প্রোটিয়াস রয়েছে)। মানুষের মধ্যে 11টি সিস্টিন ক্যাথেপসিন রয়েছেঃ বি, সি, এফ, এইচ, কে, এল, ও, এস, ভি, এক্স এবং ডাব্লু। বেশিরভাগ ক্যাথেপসিন সারা শরীর জুড়ে প্রকাশিত হয়, তবে কিছুতে টিস্যু বিতরণ সংকীর্ণ হয়। যদিও ঐতিহাসিকভাবে লাইসোসোমাল প্রোটিজেস নামে পরিচিত এবং মূলত প্রোটিন ক্যাটাবোলিজমে তাদের ভূমিকার জন্য অধ্যয়ন করা হয়েছে, সিস্টিন ক্যাথেপসিনগুলি তখন থেকে বেশ কয়েকটি শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়া এবং রোগের অবস্থায় প্রধান ভূমিকা পালন করছে বলে চিহ্নিত করা হয়েছে। স্বাভাবিক শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়ার অংশ হিসাবে, তারা অভিযোজিত ইমিউন সিস্টেমের অংশ হিসাবে অ্যান্টিজেন উপস্থাপনের মূল ধাপগুলিতে জড়িত, এক্সট্রাসেলুলার ম্যাট্রিক্সের পুনর্নির্মাণ, কেরাটিনোসাইটের পার্থক্য এবং পেপটাইড হরমোন প্রক্রিয়াকরণের সাথে জড়িত। সিস্টিন ক্যাথেপসিন ক্যান্সার এবং টিউমারের অগ্রগতি, কার্ডিওভাসকুলার রোগ, অটোইমিউন রোগ এবং অন্যান্য মানব স্বাস্থ্য অবস্থার সাথে যুক্ত। হাড়ের পুনরুদ্ধারে ক্যাথেপসিন কে-এর ভূমিকা রয়েছে এবং এটি অস্টিওপোরোসিসের ওষুধের লক্ষ্য হিসাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। পরজীবী হেলমিন্থস (পরজীবী কৃমি) সহ বেশ কয়েকটি পরজীবী তাদের পোষকদের আক্রমণের প্রক্রিয়া হিসাবে প্যাপাইনের মতো প্রোটিয়াস ব্যবহার করে। উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে টক্সোপ্লাজমা গন্ডি এবং জিয়ার্ডিয়া ল্যাম্বিলিয়া। অনেক ফ্ল্যাটওয়ার্মে, সিস্টিন ক্যাথেপসিনের খুব উচ্চ মাত্রার অভিব্যক্তি রয়েছে; লিভার ফ্লুক ফ্যাসিওলা হেপাটিকা-তে, জিন ডুপ্লিকেশনগুলি ক্যাথেপসিন এল-এর মতো এনজাইমের 20 টিরও বেশি প্যারালগ তৈরি করেছে। সিস্টিন ক্যাথেপসিন এককোষী পরজীবী লেইশম্যানিয়ার স্বাভাবিক জীবনচক্রের অংশ, যেখানে তারা ভাইরাসজনিত কারণ হিসাবে কাজ করে। এনজাইম এবং সম্ভাব্য ড্রাগ টার্গেট ক্রুজিপাইন পরজীবী ট্রাইপানোসোমা ক্রুজির জীবনচক্রের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, যা চাগাস রোগের কারণ হয়। পাপাইনের মতো প্রোটিয়াস পরিবারের সদস্যরা উদ্ভিদের বিকাশে বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যার মধ্যে রয়েছে বীজের অঙ্কুরোদগম, পাতার বার্ধক্য এবং অজৈব চাপের প্রতিক্রিয়া। পাপেইনের মতো প্রোটিয়াসগুলি উদ্ভিদের প্রোগ্রাম করা কোষের মৃত্যু নিয়ন্ত্রণে জড়িত, উদাহরণস্বরূপ পরাগের বিকাশের সময় টেপেটামে। কীটপতঙ্গ এবং প্যাথোজেনগুলির বিরুদ্ধে প্রতিরক্ষা প্রদানকারী উদ্ভিদের অনাক্রম্যতাতেও এগুলি গুরুত্বপূর্ণ। উদ্ভিদ প্যাপাইনের মতো প্রোটিয়াস এবং প্যাথোজেন প্রতিক্রিয়াগুলির মধ্যে সম্পর্ক-যেমন সিস্ট্যাটিন ইনহিবিটার-একটি বিবর্তনীয় অস্ত্র প্রতিযোগিতা হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে। উদ্ভিদের কিছু পিএলপি পরিবারের সদস্যদের রান্নার এবং বাণিজ্যিক প্রয়োগ রয়েছে। পরিবারের নামকরা সদস্য, পাপাইন, পেঁপে থেকে উদ্ভূত একটি প্রোটিয়াস, যা মাংসের কোমলকারী হিসাবে ব্যবহৃত হয়। অনুরূপ কিন্তু কম ব্যবহৃত উদ্ভিদ পণ্যগুলির মধ্যে রয়েছে আনারস থেকে ব্রোমেলাইন এবং ডুমুর থেকে ফিসিন। যদিও পাপেইনের মতো প্রোটিয়াস জীবনের সমস্ত ক্ষেত্রে পাওয়া যায়, তবে এগুলি ইউক্যারিওটের তুলনায় প্রোক্যারিওটগুলিতে কম ভালভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। শুধুমাত্র কয়েকটি প্রোক্যারিওটিক পিএলপি এনজাইম এক্স-রে ক্রিস্টালোগ্রাফি বা এনজাইম্যাটিক স্টাডি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছে, বেশিরভাগ প্যাথোজেনিক ব্যাকটেরিয়া থেকে, যার মধ্যে রয়েছে স্ট্রেপ্টোকোকাস পাইওজিনেস থেকে স্ট্রেপ্টোপাইন; উদ্ভিদ প্যাথোজেন জাইলেলা ফাস্টিডিওসা থেকে জাইলেলেন; ক্লস্ট্রিডিয়াম ডিফিসাইল থেকে সিডব্লিউপি84; এবং লেজিওনেলা নিউমোফিলা থেকে এলপিজি2622। ভাইরাস পাপাইনের মতো প্রোটিয়াস পরিবারে বেশ কয়েকটি প্রোটিন ক্ষেত্র রয়েছে যা আর. এন. এ ভাইরাস দ্বারা প্রকাশিত বড় পলিপ্রোটিনে পাওয়া যায়। সর্বোত্তমভাবে অধ্যয়ন করা ভাইরাল পিএলপিগুলির মধ্যে রয়েছে নিডোভাইরাস থেকে নিডোভাইরাল প্যাপাইনের মতো প্রোটিজ ডোমেন, বিশেষত করোনভাইরাস থেকে। এই পিএলপিগুলি বেশ কয়েকটি ক্লিভেজ ইভেন্টের জন্য দায়ী যা একটি বড় পলিপ্রোটিনকে ভাইরাল অ-কাঠামোগত প্রোটিনে প্রক্রিয়া করে, যদিও তারা 3সি-এর মতো প্রোটিজের (প্রধান প্রোটিজ নামেও পরিচিত) তুলনায় কম ক্লিভেজ সম্পাদন করে। করোনভাইরাস পিএলপিগুলি বহুবিধ কার্যকরী এনজাইম যা ইউবিকুইটিনেস (ইউবিকুইটিনের সাথে আইসোপেপটাইড বন্ধনকে বিভক্ত করে) এবং ইউবিকুইটিনের মতো প্রোটিন আইএসজি15-এর বিরুদ্ধে অনুরূপ ক্রিয়াকলাপ সহ "ডিআইএসজিলেটিং এনজাইম" হিসাবেও কাজ করতে পারে। SARS-CoV, MERS-CoV, এবং SARS-CoV-2 সহ মানব প্যাথোজেনগুলিতে, পিএলপি ডোমেন ভাইরাল প্রতিলিপির জন্য প্রয়োজনীয় এবং তাই অ্যান্টিভাইরাল ওষুধের বিকাশের জন্য একটি ড্রাগ লক্ষ্য হিসাবে বিবেচিত হয়। তথ্যসূত্র সুরক্ষা