Nucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase
নিউক্লিওটাইড পাইরোফসফেটেজ/ফসফোডাইস্টেরেজ (এনপিপি) হল ডাইমেরিক এনজাইমের একটি শ্রেণী যা ফসফেট ডাইস্টার বন্ডের হাইড্রোলাইসিসকে অনুঘটক করে। এনপিপি উৎসেচকের ক্ষারীয় ফসফেটেজ (এপি) সুপারফ্যামিলির অন্তর্গত। মানুষ সাতটি পরিচিত এনপিপি আইসোফর্ম প্রকাশ করে, যার মধ্যে কিছু নিউক্লিওটাইড সাবস্ট্রেট পছন্দ করে, যার মধ্যে কিছু ফসফোলিপিড সাবস্ট্রেট পছন্দ করে এবং অন্যরা এমন সাবস্ট্রেট পছন্দ করে যা এখনও নির্ধারিত হয়নি। ইউক্যারিওটসে, বেশিরভাগ এনপিপি কোষের ঝিল্লিতে অবস্থিত এবং বিভিন্ন ধরনের জৈবিক প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করার জন্য এক্সট্রাসেলুলার ফসফেট ডাইস্টারকে হাইড্রোলাইজ করে। ব্যাকটেরিয়াল এনপিপি পেরিপ্লাজমের সাথে স্থানীয়করণ বলে মনে করা হয়। কাঠামো এনপিপি-র অনুঘটক স্থানটি একটি দ্বি-ধাতব-আয়ন (দ্বি-ধাতব) Zn2 + অনুঘটক কেন্দ্র নিয়ে গঠিত। এই Zn2 + অনুঘটক উপাদানগুলি এনপিপি ফসফরিল স্থানান্তর বিক্রিয়ার রূপান্তর অবস্থাকে স্থিতিশীল করে বলে মনে করা হয়। এনপিপি একটি ফসফডিয়েস্টার স্তরের উপর একটি এস্টার বন্ধনের নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপনকে অনুঘটক করে। এটিতে একটি নিউক্লিওসাইড বাঁধাই পকেট রয়েছে যা সক্রিয় স্থান থেকে ফসফোলিপিড স্তরগুলি বাদ দেয়। সাইট-নির্দেশিত মিউটেজেনেসিসের মাধ্যমে একটি থ্রেওনিন নিউক্লিওফাইল চিহ্নিত করা হয়েছে এবং প্রতিক্রিয়াটি ফসফরাস কেন্দ্রের স্টেরিওকেমিস্ট্রিকে উল্টে দেয়। বন্ধন ভাঙ্গা এবং গঠনের ক্রম এখনও সমাধান করা যায়নি। চলমান তদন্ত এনপিপি-অনুঘটকযুক্ত ফসফরিল স্থানান্তর ব্যবস্থার জন্য তিনটি চরম সম্ভাবনার প্রস্তাব দেওয়া হয়েছে। ফসফরাসের সাথে বন্ধন তৈরি এবং ভেঙে যাওয়ার ক্রম দ্বারা এগুলি আলাদা করা হয়। যদিও এই ঘটনাটি সূক্ষ্ম, এটি এপি সুপারফ্যামিলি এনজাইমের শারীরবৃত্তীয় ভূমিকা বোঝার জন্য এবং আণবিক গতিশীল মডেলিংয়ের জন্যও গুরুত্বপূর্ণ। চরম যান্ত্রিক পরিস্থিতিঃ 1) একটি দুই-ধাপের "বিচ্ছিন্ন" (নির্মূল-সংযোজন বা ডিএন + এএন) প্রক্রিয়া যা একটি ত্রিকোণাকার মেটাফসফেট মধ্যবর্তী মাধ্যমে অগ্রসর হয়। এই প্রক্রিয়াটি ডানদিকে চিত্রের লাল দাগযুক্ত রেখা দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। 2) একটি দুই-ধাপের "সহযোগী" (সংযোজন-নির্মূল বা এএন + ডিএন) প্রক্রিয়া যা একটি পেন্টাভ্যালেন্ট ফসফোরেন মধ্যবর্তী মাধ্যমে অগ্রসর হয়। এটি ডানদিকে চিত্রের নীল ড্যাশযুক্ত রেখা দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। 3) এস. এন. 2 প্রতিস্থাপনের অনুরূপ একটি এক ধাপের সম্পূর্ণ সিঙ্ক্রোনাস প্রক্রিয়া। বন্ধন গঠন এবং ভাঙ্গন একই সময়ে এবং একই হারে ঘটে। এটি ডানদিকে চিত্রের কালো ড্যাশযুক্ত রেখা দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। উপরের তিনটি ক্ষেত্রে প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়াটির জন্য প্রত্নতাত্ত্বিক প্রতিনিধিত্ব করে এবং প্রকৃত প্রক্রিয়াটি সম্ভবত তাদের মধ্যে কোথাও পড়ে। চিত্রে লাল এবং নীল বিন্দুযুক্ত রেখা। 2এ আরও বাস্তবসম্মত "সমন্বিত" প্রক্রিয়াগুলির প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে সংযোজন এবং নির্মূল ওভারল্যাপ হয়, তবে সম্পূর্ণরূপে সিঙ্ক্রোনাস নয়। দুটি ধাপের প্রাথমিক হারের পার্থক্য ট্রানজিশন অবস্থায় (টিএস) বিভিন্ন চার্জ বন্টনকে বোঝায়। যখন সংযোজন ধাপটি নির্মূলের (একটি এ. এন. ডি. এন প্রক্রিয়া) চেয়ে দ্রুত ঘটে, তখন নিউক্লিওফাইলের উপর আরও ধনাত্মক চার্জ বিকশিত হয় এবং রূপান্তর অবস্থাকে "টাইট" বলা হয়। বিপরীতভাবে, যদি সংযোজন (ডি. এন. এ. এন)-এর চেয়ে দ্রুত অপসারণ ঘটে, তবে রূপান্তর অবস্থাটিকে "আলগা" হিসাবে বিবেচনা করা হয়। লোপেজ-কানুট এবং অন্যান্য। একটি সংকর কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান/আণবিক বলবিজ্ঞান মডেল ব্যবহার করে একটি ফসফডিয়েস্টার স্তরের প্রতিস্থাপনের মডেল। উল্লেখযোগ্যভাবে, মডেলটি জলীয় দ্রবণে একটি এ. এন. ডি. এন সমন্বিত পদ্ধতির পূর্বাভাস দিয়েছিল, তবে এক্স. এ. সি এন. পি. পি-র সক্রিয় স্থানে একটি ডি. এন. এ. এন প্রক্রিয়া। যদিও এনপিপি প্রাথমিকভাবে ফসফডিয়েস্টার হাইড্রোলাইসিসকে অনুঘটক করে, তবে এনজাইমটি ফসফেট মনোয়েস্টারগুলির হাইড্রোলাইসিসকেও অনুঘটক করবে, যদিও অনেক কম পরিমাণে। এনপিপি ডাইস্টার সাবস্ট্রেটের পরিচয়ের উপর নির্ভর করে 102-106-এর উপাদান দ্বারা মনোয়েস্টারগুলির উপর ফসফেট ডাইস্টারগুলিকে হাইড্রোলাইজ করে। গৌণ স্তরের সাথে বিক্রিয়াকে অনুঘটক করার এই ক্ষমতা এনজাইম প্রমিসিকুইটি নামে পরিচিত, এবং এনপিপি-র বিবর্তনীয় ইতিহাসে একটি ভূমিকা পালন করতে পারে। এনপিপি-র স্বচ্ছলতা উৎসেচককে ক্ষারীয় ফসফেট সুপারফ্যামিলির আরেকটি সদস্য ক্ষারীয় ফসফেটেজ (এপি)-এর সাথে স্তর ভাগ করে নিতে সক্ষম করে। ক্ষারীয় ফসফেটেজ প্রাথমিকভাবে ফসফেট মনোয়েস্টার বন্ধনকে হাইড্রোলাইজ করে, তবে এটি হাইড্রোলাইজিং ফসফেট ডাইস্টার বন্ডের প্রতি কিছুটা স্বচ্ছলতা দেখায়, যা এটিকে এনপিপি-র এক ধরণের বিপরীত করে তোলে। এই দুটি উৎসেচকের সক্রিয় স্থানগুলি উল্লেখযোগ্য সাদৃশ্য দেখায়, যথা প্রায় সুপারইম্পোসেবল Zn2 + বাইমেটালো অনুঘটক কেন্দ্রের উপস্থিতিতে। বাইমেটালো কোর ছাড়াও, এপি-র সক্রিয় স্থানে একটি এমজি2 + আয়নও রয়েছে। জৈব ফাংশন এনপিপিগুলি হাড়ের খনিজীকরণ, পিউরিন নিউক্লিওটাইড এবং ইনসুলিন সিগন্যালিং এবং কোষের পার্থক্য এবং গতিশীলতা সহ বেশ কয়েকটি জৈবিক প্রক্রিয়াতে জড়িত হয়েছে। এগুলি সাধারণত প্রতিলিপি স্তরে নিয়ন্ত্রিত হয়। স্তন্যপায়ী আইসোফর্ম নিউক্লিওটাইড পাইরোফসফেটেজ/ফসফোডাইস্টেরেস 1 এনপিপি 1 কোষ বিভাজনের উচ্চ পিউরিন এবং পাইরিমিডিনের প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য এক্সট্রাসেলুলার নিউক্লিওটাইডগুলিকে স্ক্যাভেঞ্জ করতে সহায়তা করে। টি-কোষে, এটি অ্যাডেনোসিনের উৎস হিসাবে নিকটবর্তী মৃত কোষগুলি থেকে এন. এ. ডি +-কে অপসারণ করতে পারে। হাড়ের কোষে এনপিপি1 দ্বারা উৎপাদিত পাইরোফসফেট ক্যালসিয়াম ফসফেট জমা করার জন্য ফসফেটের উৎস এবং ক্যালসিফিকেশন প্রতিরোধকারী মড্যুলেটর হিসাবে কাজ করে বলে মনে করা হয়। পাইরোফসফেট/ফসফেটের ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য এনপিপি1 গুরুত্বপূর্ণ বলে মনে হয়। এনজাইমের অতিরিক্ত সক্রিয়তা কনড্রোক্যালসিনোসিসের সাথে যুক্ত, অন্যদিকে ঘাটতি প্যাথোলজিকাল ক্যাল্সিফিকেশনের সাথে সম্পর্কিত। এনপিপি1 ইন ভিট্রোতে ইনসুলিন রিসেপ্টরকে বাধা দেয়। 2005 সালে, আইসোফর্মের অতিরিক্ত অভিব্যক্তি ইঁদুরের ইনসুলিন প্রতিরোধে জড়িত ছিল। এটি মানুষের মধ্যে ইনসুলিন প্রতিরোধ এবং টাইপ 2 ডায়াবেটিসের সাথে যুক্ত। এনপিপি2, যা মানুষের মধ্যে অটোট্যাক্সিন নামে পরিচিত, প্রাথমিকভাবে কোষের গতিশীলতার পথে কাজ করে। সক্রিয় সাইট কার্যকারিতার সাথে, এনপিপি 2 পিকোমোলার ঘনত্বে সেলুলার মাইগ্রেশনকে উৎসাহিত করে। এনপিপি2-এর দ্রবণীয় স্প্লাইস রূপগুলি ক্যান্সার মেটাস্ট্যাসিসের জন্য গুরুত্বপূর্ণ বলে মনে করা হয় এবং টিউমারে অ্যাঞ্জিওজেনিক বৈশিষ্ট্যও দেখায়। এনপিপি3 এনপিপি3 সম্ভবত অন্ত্র এবং যকৃতে নিউক্লিওটাইড বিপাকের একটি প্রধান অবদানকারী। অন্ত্রের এনপিপি3 খাদ্য-উদ্ভূত নিউক্লিওটাইডগুলিকে হাইড্রোলাইজ করার সাথে জড়িত থাকবে। পিত্তের নিঃসরণ নিয়ন্ত্রণ করতে যকৃত পিত্তে এ. টি. পি এবং এ. ডি. পি মুক্ত করে। এটি পরবর্তীকালে একটি পথের মাধ্যমে অ্যাডেনোসিন পুনরুদ্ধার করে যা সম্ভবত এনপিপি 3 ধারণ করে। বিবর্তন এনপিপি ক্ষারীয় ফসফেটেজ সুপারফ্যামিলির অন্তর্গত, যা বিবর্তনমূলকভাবে সম্পর্কিত এনজাইমগুলির একটি গ্রুপ যা ফসফোরিল এবং সালফিউরীল স্থানান্তর প্রতিক্রিয়াগুলিকে অনুঘটক করে। এই গোষ্ঠীর মধ্যে রয়েছে ফসফোমোনোএস্টেরেস, ফসফোডাইস্টেরেস, ফসফোগ্লিসেরেট মিউটেস, ফসফোফেনোমিউটেস এবং সালফাটাস। তথ্যসূত্র প্রোটিন কাঠামো জ্ঞাত কাঠামোর জৈব রসায়ন উৎসেচক