Cyanase
সায়ানেজ উৎসেচক (, সায়ানেট হাইড্রেটেজ বা সায়ানেট লাইয়েজ নামেও পরিচিত) সায়ানেটের বাইকার্বোনেট নির্ভরশীল বিপাককে অনুঘটক করে অ্যামোনিয়া এবং কার্বন ডাই অক্সাইড তৈরি করে। এই উৎসেচকের নিয়মতান্ত্রিক নাম হল কার্বামেট হাইড্রোলাইজ। ই. কোলাই-তে, সায়ানেজ একটি ইন্ডুসিবল এনজাইম এবং সিএনএস জিন দ্বারা এনকোড করা হয়। সায়ানেট একটি বিষাক্ত অ্যানায়ন, এবং সায়ানেজ কার্বন ডাই অক্সাইড এবং অ্যামোনিয়ার সৌম্য পণ্যগুলিতে বিপাককে অনুঘটক করে। এনজাইম প্রতিক্রিয়া সায়ানেজ বিষাক্ত সায়ানেটকে কার্বামেটে (এইচ2এনসিওও−) বিপাকীয় রূপান্তরকে অনুঘটক করে। এনজাইমটি প্রথমে সায়ানেটের কার্বামেটে রূপান্তরকে অনুঘটক করে এটি করে, যা পরে স্বতঃস্ফূর্তভাবে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং অ্যামোনিয়ায় বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়ঃ সায়ানেট (ওসিএন-) + এইচসিও3-+ এইচ + কার্বামেট (এইচ2এনসিওও-) + সিও2 কার্বামেট (এইচ2এনসিওও-) + এইচ + এনএইচ3 + সিও2 (স্বতঃস্ফূর্ত) ফলস্বরূপ মোট প্রতিক্রিয়া হলঃ সায়ানেট (ওসিএন-) + এইচসিও3-+ 2এইচ + এনএইচ3 + 2সিও2 গতি প্রক্রিয়াটি একটি দ্রুত ভারসাম্য যেখানে বাইকার্বনেট এবং সায়ানেট উভয়ই স্তর হিসাবে কাজ করে। বাইকার্বোনেট উৎপাদন কার্বামেটে সায়ানেজের জন্য একটি পুনর্ব্যবহারযোগ্য স্তর হিসাবে কাজ করে যা হাইড্রোলাইসিস প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে বিপাকের পরিবর্তে বিপাক সম্পূর্ণ করার জন্য বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যেমনটি পূর্বে বিশ্বাস করা হয়েছিল। একটি ধনাত্মক আধানযুক্ত সক্রিয় স্থান আয়নিক মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে আবদ্ধ দুটি অ্যানায়ন বাঁধাই স্থান সহ একটি পকেট গঠন করে। ইতিবাচকভাবে চার্জ করা অ্যামিনো অ্যাসিড যা প্রোটিন তৈরি করে তা উপ-ইউনিটগুলির মধ্যে এই স্থানটি তৈরি করতে সহায়তা করে। এই সংলগ্ন অ্যানায়ন বাঁধাই সাইট কাঠামোটি সায়ানেট এবং বাইকার্বনেটের একটি জটিলকে স্থান দেয়, যা কার্বামেট উৎপাদনকারী বিক্রিয়াকে এগিয়ে যেতে দেয়। এনজাইম কাঠামো কিছু ব্যাকটেরিয়া এই এনজাইমের মাধ্যমে পরিবেশগত সায়ানেটের বিষাক্ততা হ্রাস করে তা কাটিয়ে উঠতে পারে। সায়ানেট হাইড্রেটেজ ব্যাকটেরিয়া এবং উদ্ভিদে পাওয়া যায়। সায়ানেজ একটি হোমোডেক্যামার হিসাবে কার্যকরীভাবে সক্রিয়, যা ডাইমারের 5টি কমপ্লেক্স নিয়ে গঠিত। এই মনোমার সাবইউনিটগুলির প্রত্যেকটির মান 17 কেডিএ এবং সাবস্ট্রেটগুলির অর্ধ-সাইট বন্ধনকে সমর্থন করে। সায়ানেজ মনোমার দুটি ক্ষেত্র নিয়ে গঠিত। এন-টার্মিনাল ডোমেনটি ডিএনএ-বাইন্ডিং আলফা-হেলিক্স বান্ডিল মোটিফের সাথে কাঠামোগত মিল দেখায়। সি-টার্মিনাল ডোমেনের একটি 'খোলা ভাঁজ' রয়েছে যা অন্যান্য প্রোটিনের কোনও কাঠামোগত সমরূপতা নেই। ডাইমার কাঠামোটি প্রকাশ করে যে সি-টার্মিনাল ডোমেনগুলি একে অপরের সাথে জড়িত এবং এই ডাইমারগুলির একটি পেন্টামার দ্বারা একটি ডিক্যামার গঠিত হয়। এনজাইমের সক্রিয় স্থানটি ডাইমারের মধ্যে অবস্থিত এবং হোমোডেকামারের চারটি সংলগ্ন সাবইউনিট থেকে অবশিষ্টাংশ নিয়ে গঠিত। মনোমারে এই দুটি ক্ষেত্রকে সংযুক্ত করা হল একক সিস্টাইন অবশিষ্টাংশ। ডাইসালফাইড বন্ধন 156টি অ্যামিনো অ্যাসিড ইউনিটকে সংযুক্ত করে। পেন্টামার এবং ডিক্যামারের বৃহত্তর কমপ্লেক্সগুলি গঠনের জন্য সায়ানেট বা অ্যাজাইডের মতো একটি স্তর অ্যানালগের উপস্থিতি প্রয়োজন। চূড়ান্ত স্থানীয় উৎসেচক জটিল হল 5 ডাইমারের একটি জটিল। সায়ানেজের স্ফটিকীকরণ দেখায় যে সায়ানেজ স্ফটিকগুলি অ্যাসিমেট্রিক ইউনিটে একটি হোমোডেকামারের সাথে ট্রাইক্লিনিক। সায়ানেজের সক্রিয় স্থানে দুটি অ্যানায়ন, বাইকার্বোনেট এবং সায়ানেট থাকে। তিনটি অনুঘটক অবশিষ্টাংশ, আর্গ96, গ্লু99 এবং সের122, এই পকেট গঠন করে যা আয়নিক মিথস্ক্রিয়ার সাথে অ্যানায়নগুলিকে স্থিতিশীল করে। ধনাত্মক আধানযুক্ত এবং মেরু অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ সক্রিয় স্থানটিকে অ্যানায়নগুলিকে বাঁধতে দেয়। সক্রিয় স্থানটি ডাইমারের মধ্যে অবস্থিত, প্রতিটি মনোমারে আর্গ96 দ্বারা কাছাকাছি থাকার জন্য উল্লেখ করা হয়েছে। সায়ানেজের কাঠামো তার প্রোক্যারিওটিক এবং ইউক্যারিওটিক আকারে একই রকম দেখা গেছে। এনজাইম ক্রিয়াকলাপ সায়ানেজ প্রতিলিপি এবং তার এনজাইম ক্রিয়াকলাপ উভয় ক্ষেত্রেই নিয়ন্ত্রিত হয়। সায়ানেজের প্রতিলিপি একটি বিষাক্ত আয়ন, এক্সট্রাসেলুলার সায়ানেটের উপস্থিতির সাথে উন্নত হয়, তবে অনুঘটক অ্যামিনো অ্যাসিড, অতিরিক্ত আর্জিনাইনের উপস্থিতি দ্বারাও নিয়ন্ত্রিত হয়। সায়ানেজ-এর জন্য সায়ানেট পারমিজ দ্বারা অনুঘটকিত বিক্রিয়ার পণ্য প্রয়োজন। সায়ানেজের ক্রিয়াকলাপ তার স্তর, সায়ানেট এবং বাইকার্বনেটের ঘনত্বের উপরও নির্ভরশীল। যেহেতু বাইকার্বোনেট নিজেই একটি পুনর্ব্যবহারযোগ্য স্তর এবং সায়ানেজের গতিবিদ্যার মধ্যে একটি দ্রুত এবং এলোমেলো ভারসাম্য রয়েছে, তাই বাইকার্বোনেট একটি উৎসেচক প্রতিরোধক হিসাবেও কাজ করতে পারে। কম ঘনত্বে, বাইকার্বোনেট অপ্রতিস্পর্ধী প্রতিরোধ দেখায়, যেখানে এটি এনজাইমের অ্যানায়োনিক বাঁধাই সাইটগুলির মধ্যে একটির সাথে আবদ্ধ হয় এবং সায়ানেট বাঁধাইকে বাধা দেয়, বা বাইকার্বোনেট আরও একবার আবদ্ধ হতে পারে যাতে এনজাইম কমপ্লেক্সটি তার ডাবল অ্যানায়ন সক্রিয় সাইটে দুটি বাইকার্বনেটের সাথে আবদ্ধ থাকে। উচ্চ ঘনত্বে, প্রবণতাটি অ-প্রতিযোগিতামূলক প্রতিরোধের দিকে চলে যায়, যেখানে ভুল, ডেড-এন্ড কমপ্লেক্সটি আবার বাঁধাই ক্রিয়া শুরু করার আগে প্রাথমিক পৃথক ইউনিটে ভেঙে যেতে হবে। স্তর প্রতিরোধকারী উৎসেচকের সাথে সায়ানেট এবং বাইকার্বনেট জটিলতার এই এলোমেলো ভারসাম্যকে পিং পং প্রতিরোধ হিসাবে উল্লেখ করা হয়। কার্যকরী প্রাসঙ্গিকতা সায়ানেজ উদ্ভিদ এবং মাইক্রোব্যাকটেরিয়ার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ উৎসেচক কারণ সায়ানেট একটি বিষাক্ত পদার্থ যা অনেক পরিবেশে প্রচলিত। আরও সায়ানেজ ক্রিয়াকলাপ সিএনএইচ-এ এনকোড করা হয়েছে, যা শুধুমাত্র সামুদ্রিক সায়ানোব্যাকটেরিয়ায় পাওয়া যায়। সায়ানেটের এন-টার্মিনাসের কাছে একটি আংশিক অঞ্চল রয়েছে, যা সিএল 14-25 দ্বারা পরিচিত একটি অভিনব ক্যাটিয়ানিক α-হেলিকাল অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল পেপটাইড। নাইট্রিফায়ারে নাইট্রোজেন ঠিক করার জন্য একটি শক্তি বিপাককারী হিসাবেও সায়ানেজ গুরুত্বপূর্ণ। সায়ানেট জলজ এবং স্থলজ বাস্তুতন্ত্রে নাইট্রোজেনের হ্রাসের একটি গুরুত্বপূর্ণ উৎস, এবং যদিও এটি একটি বিষাক্ত আয়ন, এটি একটি সায়ানেজ এনজাইম দ্বারা অ্যামোনিয়াম এবং কার্বন ডাই অক্সাইডে রূপান্তরিত হতে পারে, যা জীবকে শক্তিশালী নাইট্রোজেন যৌগ সরবরাহ করে। সায়ানেজের ক্রিয়াকলাপ বাইকার্বনেটের উপস্থিতির উপর ব্যাপকভাবে নির্ভরশীল এবং এই বাধা কাটিয়ে উঠতে একটি গবেষণায় সায়ানেজ এবং কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজের সম্মিলিত প্রয়োগ ব্যবহার করা হয়েছে। তথ্যসূত্র প্রোটিন ক্ষেত্র ইসি 4.2.1