Cyclotide
জৈব রসায়নে, সাইক্লোটাইডগুলি উদ্ভিদ থেকে বিচ্ছিন্ন ছোট, ডাইসালফাইড সমৃদ্ধ পেপটাইড। সাধারণত 28-37 অ্যামিনো অ্যাসিড ধারণকারী, এগুলি তাদের মাথা থেকে লেজের সাইক্লাইজড পেপটাইড মেরুদণ্ড এবং তাদের তিনটি ডাইসালফাইড বন্ধনের আন্তঃসংযোগ ব্যবস্থা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এই সম্মিলিত বৈশিষ্ট্যগুলিকে সাইক্লিক সিস্টাইন নট (সিসিকে) মোটিফ বলা হয়। আজ অবধি, রুবিয়াসি, ভায়োলাসি এবং কিউকার্বিটাসি পরিবারের প্রজাতি থেকে 100 টিরও বেশি সাইক্লোটাইড পৃথক এবং চিহ্নিত করা হয়েছে। কৃষি ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ পরিবার যেমন ফ্যাবাসেই এবং পোয়েসিতেও সাইক্লোটাইড চিহ্নিত করা হয়েছে। আন্তঃসংযুক্ত ডাইসালফাইড বন্ধন এবং চক্রীয় পেপটাইড মেরুদণ্ডের কারণে কাঠামো সাইক্লোটাইডগুলির একটি সুনির্দিষ্ট ত্রিমাত্রিক কাঠামো রয়েছে। ব্যাকবোন লুপ এবং নির্বাচিত অবশিষ্টাংশগুলি অভিযোজনে সহায়তা করার জন্য কাঠামোর উপর লেবেল করা হয়। এই পেপটাইডের জন্য অ্যামিনো অ্যাসিড সিকোয়েন্স (একক-অক্ষর অ্যামিনো অ্যাসিড উপস্থাপনা) ডানদিকে সিকোয়েন্স ডায়াগ্রামে নির্দেশিত হয়। চক্রাকার পেপটাইডের একটি আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য হল যে পেপটাইড ক্রম সম্পর্কে জ্ঞান পূর্বপুরুষের মাথা এবং লেজ প্রকাশ করে না; এর জন্য জিন ক্রম সম্পর্কে জ্ঞান প্রয়োজন। কালাটা বি1-এর ক্ষেত্রে নির্দেশিত গ্লাইসিন (জি) এবং অ্যাস্পারাজিন (এন) অ্যামিনো অ্যাসিড হল প্রান্তিক অবশিষ্টাংশ যা পেপটাইড বন্ধনে যুক্ত হয়ে পেপটাইডকে সাইক্লাইজ করে। বায়োলজিক্যাল ফাংশন সাইক্লোটাইডের জৈব ক্রিয়াকলাপের বিস্তৃত পরিসর রয়েছে বলে জানা গেছে, যার মধ্যে রয়েছে অ্যান্টি-এইচআইভি, কীটনাশক, অ্যান্টি-টিউমার, অ্যান্টিফাউলিং, অ্যান্টি-মাইক্রোবিয়াল, হেমোলাইটিক, নিউরোটেনসিন অ্যান্টাগোনিজম, ট্রিপসিন প্রতিরোধ এবং জরায়ুর ক্রিয়াকলাপ। জরায়ুর সংকোচনকে প্ররোচিত করার ক্ষমতা ছিল যা কলাটা বি1-এর প্রাথমিক আবিষ্কারকে প্ররোচিত করেছিল। সাইক্লোটাইড কলাটা বি1 এবং কলাটা বি2-এর শক্তিশালী কীটনাশক ক্রিয়াকলাপ এই বিশ্বাসকে প্ররোচিত করেছে যে সাইক্লোটাইড উদ্ভিদ পোষক-প্রতিরক্ষা এজেন্ট হিসাবে কাজ করে। পর্যবেক্ষণগুলি যে একটি উদ্ভিদে কয়েক ডজন বা তার বেশি সাইক্লোটাইড উপস্থিত থাকতে পারে এবং সাইক্লোটাইড স্থাপত্য একটি সংরক্ষিত কোর নিয়ে গঠিত যার উপর হাইপারভ্যারিয়েবল লুপগুলির একটি সিরিজ প্রদর্শিত হয় যা ইঙ্গিত করে যে সাইক্লোটাইডগুলি একই সাথে অনেক কীটপতঙ্গ/প্যাথোজেনকে লক্ষ্য করতে সক্ষম হতে পারে। অ্যামিনো-অ্যাসিড সিকোয়েন্স পরিচিত সাইক্লোটাইডের স্যুট বিশ্লেষণ অনেক ক্রমের মিল প্রকাশ করে যা তাদের অনন্য ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, জৈব ক্রিয়াকলাপ এবং সমরূপতা বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। সাইক্লোটাইডগুলি দুটি প্রধান কাঠামোগত উপপরিবারে পড়ে। মোয়েবিয়াস সাইক্লোটাইড, দুটির মধ্যে কম প্রচলিত, লুপ 5-এ একটি সিস-প্রোলাইন থাকে যা একটি স্থানীয় 180° মেরুদণ্ডের মোচড়কে প্ররোচিত করে (তাই এটিকে মোবিয়াস স্ট্রিপের সাথে তুলনা করে), যেখানে ব্রেসলেট সাইক্লোটাইডগুলি তা করে না। এই উপপরিবারের মধ্যে ক্রমের মধ্যে পার্থক্য তাদের মধ্যে তুলনায় কম। সাইক্লোটাইডের একটি তৃতীয় উপপরিবার হল ট্রিপসিন ইনহিবিটার এবং অন্যান্য সাইক্লোটাইডের তুলনায় নটিন বা ইনহিবিটর সিস্টিন নট নামে পরিচিত স্কোয়াশ গাছ থেকে অ-সাইক্লিক ট্রিপসিন ইনহিবিটারের একটি পরিবারের জন্য বেশি সমজাতীয়। ধারাবাহিক সিস্টিনের অবশিষ্টাংশের মধ্যে মেরুদণ্ডের অংশ বা লুপগুলির পরিপ্রেক্ষিতে ক্রমগুলি নিয়ে আলোচনা করা সুবিধাজনক। ছয়টি সিস্টিনের অবশিষ্টাংশ সাইক্লোটাইড স্যুট জুড়ে একেবারে সংরক্ষিত এবং সম্ভবত সিসিকে মোটিফ সংরক্ষণে অবদান রাখে। যদিও সিস্টিনগুলি সামগ্রিক ভাঁজ বজায় রাখার জন্য অপরিহার্য বলে মনে হয়, তবে সাইক্লোটাইডে অত্যন্ত সংরক্ষিত অন্যান্য বেশ কয়েকটি অবশিষ্টাংশ অতিরিক্ত স্থিতিশীলতা প্রদান করে বলে মনে করা হয়। পরিচিত সাইক্লোটাইড লুপ 1 জুড়ে সবচেয়ে বেশি সংরক্ষিত। ছয়টি সিস্টিনের অবশিষ্টাংশ ছাড়াও, লুপ 1-এর গ্লুটামিক অ্যাসিড এবং সেরিন/থ্রেওনাইনের অবশিষ্টাংশগুলি হল একমাত্র অবশিষ্টাংশ যা ব্রেসলেট এবং মোবিয়াস উপপরিবার জুড়ে 100% পরিচিতি রাখে। উপরন্তু, এই লুপের অবশিষ্ট অবশিষ্টাংশ শুধুমাত্র একটি রক্ষণশীল পরিবর্তন প্রদর্শন করে। গ্লাইসিন/অ্যালানিন। এই লুপটি লুপ 3 এবং 5 থেকে অবশিষ্টাংশের সাথে হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে সাইক্লোটাইড কাঠামোকে স্থিতিশীল করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে বলে মনে করা হয়। লুপ 2-6-এর অত্যন্ত সংরক্ষিত বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যার মধ্যে লুপ 4-এ শুধুমাত্র একটি অ্যামিনো অ্যাসিডের সর্বব্যাপী উপস্থিতি রয়েছে যা সম্ভবত সাইডচেইন-সাইডচেইন হাইড্রোজেন বন্ধনে জড়িত। অন্যান্য সংরক্ষিত অবশিষ্টাংশের মধ্যে রয়েছে লুপ 3-এ একটি হাইড্রক্সিলযুক্ত অবশিষ্টাংশ, লুপ 3-এর চূড়ান্ত অবস্থানে একটি গ্লাইসিন অবশিষ্টাংশ, ব্রেসলেট এবং মোবিয়াস সাইক্লোটাইডের লুপ 5-এ যথাক্রমে একটি ক্ষারীয় এবং একটি প্রোলিন অবশিষ্টাংশ এবং লুপ 6-এ অনুমানমূলক সাইক্লাইজেশন পয়েন্টে একটি অ্যাস্পারাজিন (বা মাঝে মাঝে অ্যাস্পার্টিক অ্যাসিড) অবশিষ্টাংশ। এটি লক্ষণীয় আগ্রহের বিষয় যে কেবলমাত্র কিছু অবশিষ্টাংশই অত্যন্ত সংরক্ষিত নয়, মেরুদণ্ড এবং পার্শ্ব শৃঙ্খল কোণগুলিও রয়েছে। সাম্প্রতিক স্ক্রিনিং প্রোগ্রামগুলি পরামর্শ দেয় যে সাইক্লোটাইড ক্রমের সংখ্যা শীঘ্রই হাজার হাজার পর্যন্ত পৌঁছতে পারে, একটি ডাটাবেস, সাইবেস তৈরি করা হয়েছে যা সাইক্লোটাইডের জন্য ক্রম এবং ক্রিয়াকলাপের তথ্যের তুলনা করার সুযোগ দেয়। বৃত্তাকার প্রোটিনের আরও বেশ কয়েকটি পরিবার ব্যাকটেরিয়া, উদ্ভিদ এবং প্রাণীদের মধ্যে পরিচিত এবং সাইবেসের অন্তর্ভুক্ত। জৈবসংশ্লেষণ উদ্ভিদ রাইবোসোমালি-সিন্থেসাইজড এবং পোস্ট-ট্রান্সলেশনালি পরিবর্তিত সাইক্লিক পেপটাইডের একটি সমৃদ্ধ উৎস। এর মধ্যে, সাইক্লোটাইডগুলি হল জিন-কোডেড পণ্য যা একটি বৃহত্তর অগ্রদূত প্রোটিনের প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে উৎপন্ন হয়। এই ধরনের প্রথম অগ্রদূতের জিন হল ওক1 (ওল্ডেনল্যান্ডিয়া অ্যাফিনিস কালাটা ক্লোন নম্বর 1), যা কালাটা বি1 সংশ্লেষণের জন্য দায়ী বলে দেখানো হয়েছিল। অগ্রদূত প্রোটিনের সাধারণ বিন্যাসে একটি এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলাম সংকেত ক্রম, একটি অ-সংরক্ষিত প্রো-অঞ্চল, এন-টার্মিনাল রিপিট (এনটিআর) নামে পরিচিত একটি অত্যন্ত সংরক্ষিত অঞ্চল, পরিপক্ক সাইক্লোটাইড ডোমেন এবং অবশেষে একটি ছোট হাইড্রোফোবিক সি-টার্মিনাল লেজ রয়েছে। সাইক্লোটাইড ডোমেনে ওক1-এর মতো একটি সাইক্লোটাইড ক্রম থাকতে পারে, অথবা ওক2 এবং ওক4-এর মতো অতিরিক্ত এনটিআর ক্রম দ্বারা পৃথক একাধিক অনুলিপি থাকতে পারে। একাধিক সাইক্লোটাইড ডোমেইন ধারণকারী অগ্রদূত প্রোটিনে এগুলি হয় ওক 4-এর মতো সমস্ত অভিন্ন ক্রম হতে পারে, অথবা ওক 2-এর মতো বিভিন্ন সাইক্লোটাইড হতে পারে যা কলাটা বি 3 এবং বি 6-এর সাথে সম্পর্কিত ক্রম ধারণ করে। সম্প্রতি, সাইক্লোটাইডের মেরুদণ্ডের সাইক্লাইজেশনের জন্য দায়ী এনজাইমটি ঔষধি উদ্ভিদ ক্লিটোরিয়া টেরনেটিয়া থেকে পৃথক করা হয়েছে। উদ্ভিদের স্থানীয় নাম (বুঙ্গা তেলাং লিগাজ) অনুসারে এই উৎসেচকটির নামকরণ করা হয়েছিল বিউটেলেজ 1। বিউটেলেজ 1-কে কালাতা বি1-এর রৈখিক অগ্রদূতকে 95 শতাংশের বেশি ফলন সহ 5.42 × 105 এম-1এস-1-এর উল্লেখযোগ্য হারে সাইক্লাইজ করতে দেখা গেছে। লাইগেজ প্রাণীজ উৎপত্তির বিভিন্ন জৈব সক্রিয় পেপটাইডগুলিকেও সাইক্লাইজ করে, যেমন মানব অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল পেপটাইড হিস্ট্যাটিন, শঙ্কু শামুক থেকে কনোটক্সিন এবং কীট অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল পেপটাইড থানাটিন। প্রয়োগ সাইক্লোটাইডের উল্লেখযোগ্য স্থিতিশীলতার অর্থ হল যে তাদের অভ্যন্তরীণ জৈবিক ক্রিয়াকলাপ বা জৈবিকভাবে সক্রিয় এপিটোপগুলিকে স্থিতিশীল করার জন্য স্ক্যাফোল্ড হিসাবে সিসিকে মোটিফ ব্যবহার করার সম্ভাবনাকে কেন্দ্র করে সম্ভাব্য প্রয়োগগুলির একটি উত্তেজনাপূর্ণ পরিসীমা রয়েছে। উচ্চ ফলন সহ কৃত্রিমভাবে সাইক্লোটাইড উত্পাদন করতে সক্ষম একটি রাসায়নিক পদ্ধতির প্রকাশনা এবং অ্যামিনো-অ্যাসিড প্রতিস্থাপনের জন্য সিসিকে কাঠামোর সুবিধার সাথে সম্প্রতি এগুলির প্রতি আগ্রহ তীব্র হয়েছে। কিন্তু একটি থেরাপিউটিক পরিবেশে অণুগুলি কার্যকর হওয়ার জন্য তাদের প্রোটিওলাইসিস এবং ঝিল্লি ব্যাপ্তিযোগ্যতার প্রতিরোধের মতো দরকারী বায়োফার্মাস্যুটিকাল বৈশিষ্ট্য প্রয়োজন। ঝিল্লির আন্তঃক্রিয়াশীল পৃষ্ঠ এলাকা এবং সাইক্লোটাইডের মুহূর্ত তাদের জৈবিক ক্রিয়াকলাপের পূর্বাভাস নির্ধারক। ওষুধ প্রার্থী হিসাবে সম্পর্কিত সিস্টিন গিঁট প্রোটিন সম্পর্কিত একটি সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে সিস্টিন গিঁটগুলি ইনসুলিন এবং ব্যাসিট্রাসিনের মতো অ-সিস্টিন গিঁট পেপটাইড ওষুধের তুলনায় ইঁদুরের ছোট অন্ত্রের শ্লেষ্মার মাধ্যমে ভালভাবে প্রবেশ করে। উপরন্তু, সিস্টিন নট পেপটাইড ওষুধের এনজাইম্যাটিক পরিপাক শুধুমাত্র কয়েকটি প্রোটিয়াসের সাথে যুক্ত ছিল এবং এটি পরামর্শ দেওয়া হয়েছিল যে নির্দিষ্ট ক্লিভেজ সাইটগুলি পরিবর্তন করে এই সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে ওঠা যেতে পারে। এইভাবে, কিছু সিস্টিন গিঁট প্রোটিন ওষুধ সরবরাহের মৌলিক মানদণ্ড পূরণ করে এবং পেপটাইড ওষুধ সরবরাহের জন্য স্ক্যাফোল্ড হিসাবে উত্তেজনাপূর্ণ নতুন প্রার্থীদের প্রতিনিধিত্ব করে। সাইক্লোটাইডের অভ্যন্তরীণ ক্রিয়াকলাপের বৈচিত্র্য কৃষিক্ষেত্রে পোকামাকড় এবং নেমাটোডের বিরুদ্ধে, বিশেষত ক্লিটোরিয়া টেরনেটিয়ার বিরুদ্ধে বিস্তৃত প্রয়োগের প্রতিশ্রুতি ধরে রেখেছে। ইতিহাস 1960-এর দশকে গণতান্ত্রিক কঙ্গো প্রজাতন্ত্রে রেড ক্রসের একটি ত্রাণ মিশনের সময়, একজন নরওয়েজিয়ান ডাক্তার, লরেন্টস গ্রান উল্লেখ করেছিলেন যে শ্রমের সময় আফ্রিকান মহিলারা ওল্ডেনল্যান্ডিয়া অ্যাফিনিস গাছের পাতা থেকে তৈরি একটি ঔষধি চা ব্যবহার করেছিলেন যাতে শ্রম প্ররোচিত হয় এবং প্রসবের সুবিধার্থে। সক্রিয় উপাদানটি পরে স্থানীয় ওষুধের ঐতিহ্যবাহী নাম কলাটা-কলাটার নামানুসারে কলাটা বি1 নামে একটি পেপটাইড হিসাবে নির্ধারণ করা হয়েছিল। যদিও ইঁদুরের উপর ভিভো গবেষণায় বিশুদ্ধ পেপটাইডের জরায়ুমুখের ক্রিয়াকলাপ নিশ্চিত করা হয়েছিল, তবে শুদ্ধ পেপটাইডের চক্রাকার সিস্টাইন গিঁটের মোটিফ এবং কাঠামো স্পষ্ট হওয়ার আরও 20 বছর আগে এটি ছিল। আরও দেখুন অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল পেপটাইড সাইক্লিক পেপটাইড রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক সাইবেস পেরিফেরাল মেমব্রেন প্রোটিন সাইক্লিক পেপটাইড