Long-chain-fatty-acid—CoA ligase
দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ লাইগেজ (বা সিন্থেটেজ) হল লাইগেজ পরিবারের একটি উৎসেচক () যা জটিল ফ্যাটি অ্যাসিডের জারণকে সক্রিয় করে। দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ সিন্থেটেজ একটি অ্যাডেনাইলেটেড মধ্যবর্তী প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ গঠনের অনুঘটক। এই উৎসেচকটি নিম্নলিখিত বিক্রিয়াকে অনুঘটক করে, ফ্যাটি অ্যাসিড + সিওএ + এটিপি-অ্যাসাইল-সিওএ + এএমপি + পিপিআই এটি ব্যাকটেরিয়া থেকে শুরু করে মানুষ পর্যন্ত সমস্ত জীবের মধ্যে উপস্থিত থাকে। এটি ফ্যাটি অ্যাসিডের β-জারণের জন্য প্রাক-পদক্ষেপ প্রতিক্রিয়াকে অনুঘটক করে বা ফসফোলিপিডগুলিতে অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে। ফাংশন লং চেইন ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ সিন্থেটেজ, এলসি-এফএসিএস, লং চেইন ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ এস্টার উৎপাদনের মাধ্যমে বিভিন্ন সেলুলার ফাংশনের শারীরবৃত্তীয় নিয়ন্ত্রণে ভূমিকা পালন করে, যা প্রোটিন পরিবহন, এনজাইম অ্যাক্টিভেশন, প্রোটিন অ্যাসিলেশন, সেল সিগন্যালিং এবং প্রতিলিপিগত নিয়ন্ত্রণকে প্রভাবিত করেছে বলে জানা গেছে। ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ-র গঠন দুটি ধাপে অনুঘটকিত হয়ঃ ফ্যাটি অ্যাসাইল-এএমপি অণুর একটি স্থিতিশীল মধ্যবর্তী এবং তারপর পণ্যটি গঠিত হয়-ফ্যাটি অ্যাসিড অ্যাসাইল-কোএ অণু। ফ্যাটি অ্যাসাইল সিওএ সিন্থেটেজ একটি ফ্যাটি অ্যাসাইল সিওএ-তে একটি দীর্ঘ ফ্যাটি অ্যাসিড চেইনের সক্রিয়করণকে অনুঘটক করে, যার জন্য এএমপি এবং পাইরোফসফেটের জন্য 1 এটিপি শক্তির প্রয়োজন হয়। এই ধাপে 2টি "এটিপি সমতুল্য" ব্যবহার করা হয় কারণ পাইরোফসফেট একটি উচ্চ-শক্তির ফসফেট বন্ধন ভেঙে অজৈব ফসফেটের 2টি অণুতে বিভক্ত হয়। প্রক্রিয়া এবং সক্রিয় স্থান লং চেইন ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ সিন্থেটেজের প্রক্রিয়াটি একটি "বাই ইউনি ইউনি বাই পিং-পং" প্রক্রিয়া। ইউনি এবং বাই উপসর্গগুলি এনজাইম প্রবেশকারী সাবস্ট্রেটের সংখ্যা এবং এনজাইম ছেড়ে যাওয়া পণ্যের সংখ্যা বোঝায়; বাই এমন একটি পরিস্থিতি বর্ণনা করে যেখানে দুটি সাবস্ট্রেট একই সময়ে এনজাইম প্রবেশ করে। পিং-পং বোঝায় যে একটি পণ্য অন্য স্তরের এনজাইমের সাথে আবদ্ধ হওয়ার আগে মুক্তি পায়। প্রথম ধাপে, এটিপি এবং একটি দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসিড উৎসেচকের সক্রিয় স্থানে প্রবেশ করে। সক্রিয় স্থানের মধ্যে ফ্যাটি অ্যাসিডের উপর নেতিবাচকভাবে চার্জ করা অক্সিজেন এটিপি-তে আলফা ফসফেটকে আক্রমণ করে, একটি এটিপি-দীর্ঘ চেইন ফ্যাটি অ্যাসিড মধ্যবর্তী গঠন করে। (ধাপ 1, চিত্র 2) দ্বিতীয় ধাপে, পাইরোফসফেট (পিপিআই) বেরিয়ে যায়, যার ফলে এনজাইমের সক্রিয় স্থানের মধ্যে একটি এএমপি-দীর্ঘ চেইন ফ্যাটি অ্যাসিড অণু তৈরি হয়। (ধাপ 2, চিত্র 2) কোএনজাইম এ এখন এনজাইমের মধ্যে প্রবেশ করে এবং আরেকটি মধ্যবর্তী গঠিত হয় যা এএমপি-দীর্ঘ চেইন ফ্যাটি অ্যাসিড-কোয়েনজাইম এ নিয়ে গঠিত। (ধাপ 3, চিত্র 2) এই প্রক্রিয়াটির শেষে দুটি পণ্য মুক্তি পায়, এএমপি এবং এসাইল কোয়া পণ্য। (ধাপ 4, চিত্র 2) অ্যাসাইল প্রতিস্থাপনের মাধ্যমে দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসিড থেকে অ্যাসাইল সিওএ গঠিত হয়। এটিপি নির্ভর বিক্রিয়ায়, ফ্যাটি অ্যাসিড কার্বক্সিলেট একটি থাইয়েস্টারে রূপান্তরিত হয়। এই বিক্রিয়ার চূড়ান্ত পণ্যগুলি হল অ্যাসাইল-কোএ, পাইরোফসফেট (পিপিআই) এবং এএমপি। এই সুপারফ্যামিলির সদস্যদের মধ্যে বেশ কয়েকটি অত্যন্ত সংরক্ষিত এলাকা এবং একটি 20-30% অ্যামিনো অ্যাসিড সিকোয়েন্সের মিল রয়েছে। পরিবারের এনজাইমগুলি একটি বড় এন-টার্মিনাল এবং একটি ছোট সি-টার্মিনাল ডোমেন নিয়ে গঠিত, যার অনুঘটক সাইট দুটি ডোমেনের মধ্যে অবস্থিত। সাবস্ট্রেট বাইন্ডিং সি-এবং এন-টার্মিনাল ডোমেনের আপেক্ষিক অবস্থানকে প্রভাবিত করতে পারে। এলসি-এফ. এ. সি. এস-এর সি-টার্মিনাল ক্ষেত্রটি যখন একটি স্তর অনুপস্থিত থাকে তখন একটি উন্মুক্ত বিন্যাসে এবং যখন একটি স্তর আবদ্ধ থাকে তখন একটি বদ্ধ বিন্যাসে থাকে বলে ধরে নেওয়া হয়। সি-এবং এন-টার্মিনাল ডোমেনগুলি একে অপরের কাছে গেলে সক্রিয় সাইটের দ্রাবকের অ্যাক্সেসযোগ্যতা হ্রাস পায়। এলসি-এফএসিএস এবং এসাইল-এএমপি মধ্যবর্তী গঠন ও প্রক্রিয়াকরণের মধ্যে কাঠামো-ক্রিয়াকলাপের সম্পর্ক এখনও অস্পষ্ট ছিল। এলসি-এফএসিএস দ্বারা একটি ডোমেন অদলবদল করা ডাইমার গঠিত হয়, যেখানে মনোমার এন-টার্মিনাল ডোমেনে মিথস্ক্রিয়া করে। হোমোডিমারের কেন্দ্রীয় উপত্যকায় কাঠামোর পিছনে একটি বড় ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্যালি পজিটিভ অবতল অবস্থিত। অ্যাস্প15 ডাইমার মিথস্ক্রিয়ায় আর্গ176-এর সঙ্গে একটি আন্তঃআণবিক লবণ সেতু গঠন করে। গ্লু16-এর প্রধান চেইন কার্বনিল গ্রুপ এবং আর্গ199-এর পার্শ্ব চেইনের মধ্যে একটি আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হয়। ইন্টারফেসে, গ্লু175 আর্গ199-এর সাথে একটি আন্তঃআণবিক লবণ সেতু গঠন করে। এল মোটিফ, একটি ছয়-অ্যামিনো অ্যাসিড পেপটাইড লিঙ্কার, প্রতিটি এলসি-এফএসিএস মনোমারের বড় এন-টার্মিনাল ডোমেন এবং একটি ছোট সি-টার্মিনাল ডোমেনকে সংযুক্ত করে। এন-টার্মিনাল ডোমেন দুটি সাবডোমেন নিয়ে গঠিতঃ একটি বিকৃত অ্যান্টিপারেলাল β-ব্যারেল এবং দুটি β-শীট α-হেলিস দ্বারা বেষ্টিত একটি αββα স্যান্ডউইচ গঠন করে। ছোট সি-টার্মিনাল গ্লোবুলার ডোমেনে দুটি স্ট্র্যান্ডেড β-শীট এবং তিনটি α-হেলিসেস দ্বারা পার্শ্বযুক্ত একটি তিন-স্ট্র্যান্ডেড অ্যান্টিপারেলেল β-শীট রয়েছে। ডাইমার মিথস্ক্রিয়া এলসি-এফএসিএস-এর ডাইমারাইজেশন একটি লবণ সেতুর মাধ্যমে স্থির করা হয় যা ক্রম এ-এর অ্যাস্প15 এবং ক্রম বি-এর আর্গ176-এর মধ্যে অবস্থিত। চিত্র 3 এই দুটি অ্যামিনো অ্যাসিডের মধ্যে এই লবণ সেতুটি দেখায়। অ্যাস্প15 এবং আর্গ176-এর মধ্যে হলুদ রেখাটি লবণ সেতুর উপস্থিতিকে দেখায়। সি-টার্মিনাল ডোমেনের সাথে এটিপি বন্ধন এলসি-এফএসিএস কাঠামোর সি-টার্মিনাল ডোমেনের গঠন একটি লিগ্যান্ডের উপস্থিতির উপর নির্ভরশীল। এএমপি-পিএনপি, একটি ননহাইড্রোলাইজেবল এটিপি অ্যানালগ, যা এলসি-এফএসিএস-এর সাথে আবদ্ধ, সি-এবং এন-টার্মিনাল ডোমেনের সাথে সরাসরি মিথস্ক্রিয়া ঘটায়। স্ফটিক কাঠামোতে, এএমপি-পিএনপি এন-এবং সি-টার্মিনাল ডোমেনের মধ্যে ইন্টারফেসে প্রতিটি মনোমারের একটি ফাটলের মধ্যে আবদ্ধ থাকে। সি-টার্মিনাল ডোমেনের বদ্ধ গঠন মাইরিস্ট্রয়েল-এ. এম. পি-এর সাথে ধরে রাখা হয়। সি-টার্মিনাল ডোমেনের তিনটি অবশিষ্টাংশ, গ্লু 443, গ্লু 475 এবং লাইস 527, বদ্ধ গঠনকে স্থিতিশীল করতে এল মোটিফ অবশিষ্টাংশ এবং এন-টার্মিনাল ডোমেনের সাথে অ-সমযোজীভাবে মিথস্ক্রিয়া করে। জটিল কাঠামোর সি-টার্মিনাল ডোমেনে দুই ধরনের উন্মুক্ত গঠন রয়েছে। সি-এবং এন-টার্মিনাল ডোমেনগুলি ডাইমারের উভয় মনোমারের জন্য সরাসরি যোগাযোগ করে না। সি-এবং এন-টার্মিনাল ডোমেনগুলিকে একসাথে ধরে রাখতে আবদ্ধ এটিপি অণুর এএমপি অংশ দ্বারা একটি বিস্তৃত হাইড্রোজেন বন্ড নেটওয়ার্ক ব্যবহার করা হয়। ফ্যাটি অ্যাসিড-বাইন্ডিং টানেল বাল্কিয়ার লং চেইন ফ্যাটি অ্যাসিড একটি ফ্যাটি অ্যাসিড-বাইন্ডিং টানেল দ্বারা আবদ্ধ যা প্রতিটি মনোমারের এন-টার্মিনাল ডোমেনে অবস্থিত। একটি বড় β-শীট এবং একটি α-হেলিক্স গুচ্ছ সুড়ঙ্গটিকে ঘিরে রেখেছে যা কেন্দ্রীয় উপত্যকার অবতল গহ্বর থেকে এটিপি-বাঁধাইয়ের স্থান পর্যন্ত বিস্তৃত। জটিল কাঠামোতে সুড়ঙ্গের বড় কেন্দ্রীয় পথে দুটি স্বতন্ত্র পথ রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে "এটিপি পথ" এবং "কেন্দ্র পথ", যা জি মোটিফের টিআরপি234-এর ইন্ডোল বলয় দ্বারা পৃথক করা হয়েছে। কেন্দ্রীয় পথের আরেকটি শাখা রয়েছে যা "মৃত এবং শাখা" নামে পরিচিত। টিআরপি234-এর ইন্ডোল বলয়টি জটিল কাঠামোর মধ্যে ফ্যাটি অ্যাসিড-বাঁধাই সুড়ঙ্গটি বন্ধ করে দেয়। টিআরপি234-এর বলয়ে β-ফসফেট এবং নাইট্রোজেনের মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের মাধ্যমে এএমপি-পিএনপি আবদ্ধ হলে এটি খুলে যায়। এই সময়ে, বন্ধ গঠনটি মোবাইল সি-টার্মিনাল ডোমেন দ্বারা গৃহীত হয়। এলসি-এফএসিএস-এর বদ্ধ কাঠামোতে জি মোটিফের নমনীয় লুপে একটি পরিবর্তন রয়েছে, যার ফলে জটিল নয় এমন রূপগুলির তুলনায় একটি বিস্তৃত ডেড এন্ড শাখা তৈরি হয়। এটিপি বাঁধাই সাইটটি একটি এটিপি পথের সাথে সংযুক্ত যা ফ্যাটি অ্যাসিড-বাঁধাই সুড়ঙ্গের একটি হাইড্রোফোবিক চ্যানেল। ফ্যাটি অ্যাসিড β-স্ট্র্যান্ড 13 বরাবর ডাইমারের ইন্টারফেস থেকে এটিপি পথ পর্যন্ত প্রসারিত কেন্দ্রের পথ দিয়ে প্রবেশ করে। দুটি পথের মধ্যে সংযোগটি এটিপি-র অনুপস্থিতিতে টিআরপি234-এর ইন্ডোল বলয় দ্বারা অবরুদ্ধ। জলের অণুগুলি এএমপি-পিএনপি এবং মাইরিস্টয়েল-এএমপি জটিল কাঠামোতে কেন্দ্রের পথটি পূরণ করে এবং কেন্দ্রের পথের প্রবেশদ্বারের মাধ্যমে তারা বাল্ক দ্রাবক অঞ্চলের সাথে সংযুক্ত হয়। প্রতিটি মনোমারের মৌলিক অবশিষ্টাংশ, Lys219, Arg296, Arg297, Arg321, Lys350, এবং Lys 354, কেন্দ্রের পথের প্রবেশপথকে একটি ধনাত্মক স্থিতিশীল সম্ভাব্যতা তৈরি করে। ডেড এন্ড শাখায় অবশিষ্টাংশ থাকে 235-243 এবং ফ্যাটি অ্যাসিড-বাইন্ডিং সুড়ঙ্গ থেকে α-হেলিক্স এইচ পর্যন্ত বিস্তৃত। ডেড এন্ড শাখার নীচে জলের অণু এবং মেরু পার্শ্ব শৃঙ্খল থেকে একটি হাইড্রোফিলিক পরিবেশ থাকে। ক্ষেত্র লং চেইন ফ্যাটি অ্যাসাইল সিওএ সিন্থেটেসে পাওয়া ক্ষেত্রগুলি এনজাইম ভিউ (চিত্র 5) এবং সিকোয়েন্স ভিউ (চিত্র 6) উভয় ক্ষেত্রেই দেখানো হয়েছে। এলসি-এফএসিএস-এর পাঁচটি ক্ষেত্র রয়েছে। এন্ট্রেজে 1v26 অনুসন্ধান করার পরে, 5টি ডোমেনের অবস্থান দেখানো হয়েছিল এবং চিত্র 5 এবং 6 তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। চিত্র 5-এর ফিতার রঙগুলি চিত্র 6-এর রঙের সাথে মিলে যায়। দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ দ্বারা প্রতিরোধ একটি দীর্ঘমেয়াদী এবং স্বল্পমেয়াদী নিয়ন্ত্রণ ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণ নিয়ন্ত্রণ করে। দীর্ঘমেয়াদী ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণ নিয়ন্ত্রণ অ্যাসিটিল-কোএ কার্বক্সিলেস (এসিসি) সংশ্লেষণের হার, হার-সীমাবদ্ধ এনজাইম এবং ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণের প্রথম এনজাইম এবং ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণের দ্বিতীয় এবং প্রধান এনজাইম ফ্যাটি অ্যাসিড সিনথেস (এফএএস)-এর উপর নির্ভরশীল। সেলুলার ফ্যাটি অ্যাসাইল-সিওএ স্বল্পমেয়াদী নিয়ন্ত্রণের সাথে জড়িত, তবে প্রক্রিয়া সম্পর্কে সম্পূর্ণ ধারণা নেই। মুক্ত ফ্যাটি অ্যাসিড ডি নোভো ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণকে বাধা দেয় এবং দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ গঠনের উপর নির্ভরশীল বলে মনে হয়। গবেষণায় দেখা গেছে যে দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএএস প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধের মাধ্যমে এসিসি এবং এফএএসকে বাধা দেয়। ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণের উপর লং চেইন ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ-এর প্রতিরোধমূলক প্রভাব জিন ট্রান্সক্রিপশন দমনের মাধ্যমে প্রতিক্রিয়া পদ্ধতিতে লিপোজেনিক এনজাইমগুলির নিয়ন্ত্রণের ফল হতে পারে। কোষে লং-চেইন ফ্যাটি-অ্যাসিড-কোএ লাইগেজ অনুঘটকভাবে লং চেইন ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ সংশ্লেষিত করে। লং-চেইন ফ্যাটি-অ্যাসিড-কোএ লাইগেজ ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণ দমনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে এবং জানা গেছে যে এটি ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণ প্রতিরোধে ভূমিকা পালন করে। সম্প্রতি দেখা গেছে যে ভিটামিন ডি 3 এফ. এ. সি. এল 3-কে নিয়ন্ত্রণ করে, যা মাইরিস্টিক অ্যাসিড, আইকোসাপেন্টেনোইক অ্যাসিড (ই. পি. এ) এবং সাবস্ট্রেট হিসাবে আরাকিডোনিক অ্যাসিড ব্যবহারের মাধ্যমে দীর্ঘ-শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণ গঠন করে, অভিব্যক্তি এবং ক্রিয়াকলাপের স্তরে। এফ. এ. সি. এল 3 মানব প্রস্টেট ক্যান্সার এল. এন. সি. এ. পি কোষে ভিটামিন ডি 3 বৃদ্ধি প্রতিরোধমূলক প্রভাব অবদান রাখে। একটি বর্তমান গবেষণায় বলা হয়েছে যে দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসাইল-কোএ দ্বারা এফএএস অভিব্যক্তির প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধ ভিটামিন ডি 3 দ্বারা এফএএস এমআরএনএ-র নিয়ন্ত্রণ হ্রাস করে। ক্লিনিকাল তাৎপর্য অ্যাড্রেনোলুকোডিস্ট্রোফি (এএলডি) হল মস্তিষ্ক এবং অ্যাড্রিনাল কর্টেক্সের দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসিড তৈরি করা, কারণ দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসাইল কোয়া সিন্থেটেজের ক্রিয়াকলাপ হ্রাস পায়। দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসিডের জারণ সাধারণত পারক্সিসোমে ঘটে যেখানে দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসাইল কোয়া সিন্থেটেজ পাওয়া যায়। লং চেইন ফ্যাটি অ্যাসিড একটি পরিবাহক প্রোটিন, এএলডিপির মাধ্যমে পারক্সিসোমে প্রবেশ করে, যা পারক্সিসোমের ঝিল্লিতে একটি গেট তৈরি করে। এ. এল. ডি-তে এই পারঅক্সিমাল মেমব্রেন ট্রান্সপোর্টার, এ. এল. ডি. পি-র জিনটি ত্রুটিপূর্ণ, যা দীর্ঘ শৃঙ্খল ফ্যাটি অ্যাসিডকে পারঅক্সিসোমে প্রবেশ করতে বাধা দেয়। উদাহরণস্বরূপ মানব জিন এনকোডিং লং-চেইন-ফ্যাটি-অ্যাসিড-সিওএ লিগাজ এনজাইম (এসাইল-সিওএ সিন্থেটেজ লং-চেইন বা এসিএসএল নামেও পরিচিত) এর মধ্যে রয়েছেঃ এসিএসএল1 এসিএসএল3 এসিএসএল4 এসিএসএল5 এসিএসএল6 এসএলসি27এ2 আরও দেখুন ফ্যাটি এসাইল-সিওএ সিন্থেজ ট্রাইআক্সিন সি-ফ্যাটি এসাইল সিওএ সিন্থেটেজের একটি প্রতিরোধক