Phosphopentose epimerase
আরপিই জিন দ্বারা এনকোড করা ফসফপেন্টোজ এপিমেরেজ (রাইবুলোজ-ফসফেট 3-এপিমেরেজ এবং রাইবুলোজ 5-ফসফেট 3-এপিমেরেজ নামেও পরিচিত) একটি মেটালোপ্রোটিন যা ডি-রাইবুলোজ 5-ফসফেট এবং ডি-জাইল্যুলোজ 5-ফসফেটের মধ্যে আন্তঃপরিবর্তনকে অনুঘটক করে। ডি-রাইবুলোজ 5-ফসফেট ডি-জাইল্যুলোজ 5-ফসফেট এই বিপরীতমুখী রূপান্তরটি উদ্ভিদে কার্বন স্থিরকরণের জন্য-ক্যালভিন চক্রের মাধ্যমে-এবং পেন্টোজ ফসফেট পথের অ-অক্সিডেটিভ পর্যায়ের জন্য প্রয়োজন। এই উৎসেচকটি অতিরিক্ত পেন্টোজ এবং গ্লুকুরোনেট আন্তঃপরিবর্তনেও জড়িত। কাপ্রিয়াভিডাস মেটালিডুরানস-এ পি. পি. ই-এর জন্য জিন কোডিংয়ের দুটি অনুলিপি জানা যায়, একটি ক্রোমোসোমালি এনকোড করা হয়, অন্যটি প্লাজমিডে থাকে। ব্যাকটেরিয়া, আর্কিব্যাকটেরিয়া, ছত্রাক এবং উদ্ভিদের বিস্তৃত পরিসরে পি. পি. ই পাওয়া গেছে। সমস্ত প্রোটিনে 209 থেকে 241টি অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ থাকে। এই উৎসেচকের একটি টিআইএম ব্যারেল কাঠামো রয়েছে। নামকরণ এই উৎসেচক শ্রেণীর নিয়মতান্ত্রিক নাম হল ডি-রাইবুলোজ-5-ফসফেট 3-এপিমেরেজ। সাধারণ ব্যবহারের অন্যান্য নামগুলির মধ্যে রয়েছে ফসফোরিবুলোজ এপিমেরেজ, এরিথ্রোজ-4-ফসফেট আইসোমেরেজ, ফসফোকেটোপেন্টোজ 3-এপিমেরেজ, জাইল্যুলোজ ফসফেট 3-এপিমেরেজ, ফসফোকেটোপেন্টোজ এপিমেরেজ, রাইব্যুলোজ 5-ফসফেট 3-এপিমেরেজ, ডি-রাইব্যুলোজ ফসফেট 3-এপিমেরেজ, ডি-রাইব্যুলোজ 5-ফসফেট এপিমেরেজ, ডি-রাইব্যুলোজ 5-পি 3-এপিমেরেজ, ডি-জাইল্যুলোজ-5-ফসফেট 3-এপিমেরেজ এবং পেন্টোজ-5-ফসফেট 3-এপিমেরেজ। এই উৎসেচকটি তিনটি বিপাকীয় পথে অংশগ্রহণ করেঃ পেন্টোজ ফসফেট পথ, পেন্টোজ এবং গ্লুকুরোনেট আন্তঃপরিবর্তন এবং কার্বন স্থিরকরণ। এই ডোমেন ধারণকারী মানব প্রোটিন হল আর. পি. ই (জিন)। ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ পরিবার ক্রমবর্ধমান শ্রেণিবিন্যাসের দুটি প্রোটিন পরিবারের অন্তর্গত। এই উৎসেচকটি আইসোমেরেজ পরিবারের অন্তর্গত, বিশেষত সেই রেসমেস এবং এপিমেরেসগুলি যা কার্বোহাইড্রেট এবং তাদের ডেরিভেটিভের উপর কাজ করে। উপরন্তু, প্রোটিন ডাটাবেসের কাঠামোগত শ্রেণিবিন্যাস "রাইবুলোজ ফসফেট বাইন্ডিং" সুপারফ্যামিলিকে সংজ্ঞায়িত করেছে যার জন্য এই এপিমেরেজ একটি সদস্য। এই সুপারফ্যামিলির অন্তর্ভুক্ত অন্যান্য প্রোটিনগুলি হল 5 '-মনোফসফেট ডিকার্বক্সিলেস (ওএমপিডিসি) এবং 3-কেটো-এল-গুলোনেট 6-ফসফেট ডিকার্বক্সিলেস (কেজিপিডিসি)। কাঠামো 2007 সালের শেষের দিকে, পি. ডি. বি অ্যাক্সেশন কোড সহ এই শ্রেণীর এনজাইমের জন্য 4টি কাঠামো সমাধান করা হয়েছে, এবং। সামগ্রিকভাবে ক্রিস্টালোগ্রাফিক গবেষণা ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজের অ্যাপোএনজাইম কাঠামো ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করেছে। এই গবেষণার ফলাফলে দেখা গেছে যে, এই উৎসেচকটি দ্রবণে হোমোডিমার হিসাবে বিদ্যমান। উপরন্তু, ফসফপেন্টোজ এপিমেরেজ একটি (β/α) 8 ট্রাইওসেফসফেট আইসোমেরেজ (টি. আই. এম) ব্যারেলে ভাঁজ হয়ে যায় যার মধ্যে লুপ রয়েছে। মূল ব্যারেলটি 8টি সমান্তরাল স্ট্র্যান্ড নিয়ে গঠিত যা কেন্দ্রীয় বিটা শীট তৈরি করে, হেলিসগুলি পরপর স্ট্র্যান্ডের মধ্যে অবস্থিত। এই কাঠামোর লুপগুলি স্তরের নির্দিষ্টতা নিয়ন্ত্রণ করার জন্য পরিচিত। বিশেষত, যে লুপটি হেলিক্স α6-কে স্ট্র্যান্ড β6-এর সাথে সংযুক্ত করে তা সাবস্ট্রেটের বাঁধনের উপর সক্রিয় সাইটটিকে ক্যাপ করে। পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে, ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ একটি মেটালোএনজাইম। এর কার্যকারিতার জন্য একটি কোফ্যাক্টর প্রয়োজন এবং প্রতি সাবইউনিটে একটি ডাইভ্যালেন্ট ধাতব ক্যাটায়নকে আবদ্ধ করে। এই উৎসেচকটি মূলত অনুঘটকের জন্য কো2 + এবং এমএন2 + সহ জেডএন2 + ব্যবহার করতে দেখা গেছে। যাইহোক, হিউম্যান ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ-যা আরপিই জিন দ্বারা এনকোড করা হয়-এটি মূলত অনুঘটকের ক্ষেত্রে ফে 2 + কে আবদ্ধ করে। ফে2 + অষ্টতলকীয়ভাবে সমন্বিত এবং চিত্রে পর্যবেক্ষণ করা 2,3-এনডিওলেট বিক্রিয়ার মধ্যবর্তীকে স্থিতিশীল করে। সক্রিয় সাইট β6/α6 লুপ অঞ্চলটি স্তরটির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং সক্রিয় সাইটে প্রবেশাধিকার নিয়ন্ত্রণ করে। এই অঞ্চলের Phe147, Gly148, এবং Ala149 একবার বাঁধাই হওয়ার পরে সক্রিয় সাইটটি ক্যাপ করে। উপরন্তু, ফে2 + আয়নটি স্তরটির হিজ35, হিজ70, অ্যাস্প37, অ্যাস্প175, এবং অক্সিজেন ও2 এবং ও3-এর সাথে সমন্বিত হয়। লোহার ক্যাটায়নের সাথে স্তর পরমাণুর বন্ধন অনুঘটকের সময় জটিলকে স্থিতিশীল করতে সহায়তা করে। মিউটেজেনেসিস গবেষণায় আরও ইঙ্গিত দেওয়া হয়েছে যে দুটি অ্যাস্পার্টিক অ্যাসিড সক্রিয় স্থানের মধ্যে অবস্থিত এবং 1,1-প্রোটন স্থানান্তর প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে অনুঘটককে মধ্যস্থতা করতে সহায়তা করে। অ্যাস্পার্টিক অ্যাসিড হল অ্যাসিড/ক্ষার অনুঘটক। সবশেষে, একবার লিগ্যান্ডটি সক্রিয় স্থানে সংযুক্ত হয়ে গেলে, মেথিওনিনের একটি সিরিজ (মেট39, মেট72 এবং মেট141) সংকোচনের মাধ্যমে আরও চলাচলকে সীমাবদ্ধ করে। প্রক্রিয়া ফসফপেন্টোজ একটি অ্যাসিড/ক্ষার ধরনের অনুঘটক প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। বিক্রিয়াটি এমনভাবে অগ্রসর হয় যে ট্রান্স-2,3-এনডিওল ফসফেট হল মধ্যবর্তী। উপরে উল্লিখিত দুটি অ্যাস্পার্টিক অ্যাসিড প্রোটন দাতা এবং গ্রহণকারী হিসাবে কাজ করে। অ্যাস্প37 এবং অ্যাস্প175 উভয়ই সক্রিয় স্থানে লোহার ক্যাটায়নের সাথে হাইড্রোজেন বন্ধনে আবদ্ধ। যখন অ্যাস্প37-কে ডিপ্রোটোনেট করা হয়, তখন এটি ডি-রাইবুলোজ 5-ফসফেটের তৃতীয় কার্বনের উপর একটি প্রোটনকে আক্রমণ করে, যা মধ্যবর্তী গঠন করে। একটি সমন্বিত ধাপে, অ্যাস্প 37 একটি প্রোটন ধরার সাথে সাথে, স্তরের কার্বনিল বন্ধন অ্যাস্প175 থেকে একটি দ্বিতীয় প্রোটন ধরে একটি হাইড্রক্সিল গ্রুপ গঠন করে। লোহার কমপ্লেক্স যে কোনও অতিরিক্ত চার্জ স্থিতিশীল করতে সহায়তা করে। এটি ডি-রাইবুলোজ 5-ফসফেটের সি3 যা এই এপিমেরাইজেশনের মধ্য দিয়ে যায়, ডি-জাইল্যুলোজ 5-ফসফেট গঠন করে। চিত্রটিতে প্রক্রিয়াটি স্পষ্টভাবে প্রদর্শিত হয়েছে। উদ্ভিদগুলিতে ক্যালভিন চক্র ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ফসফপেন্টোজ এপিমেরেজ ক্লোরোপ্লাস্টের থাইলাকয়েড ঝিল্লিতে স্থানীয়করণ করে। এই এপিমেরেজ ক্যালভিন চক্রের তৃতীয় পর্যায়ে অংশগ্রহণ করে, যার মধ্যে রাইবুলোজ 1,5-বিসফসফেটের পুনর্জন্ম জড়িত। রু. বি. পি হল পথের প্রথম ধাপে কার্বন ডাই অক্সাইড (সি. ও. 2) গ্রহণকারী, যা ইঙ্গিত করে যে ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ ক্যালভিন চক্রের মধ্য দিয়ে প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। রাইবুলোজ 1,5-বিসফসফেটের পুনর্জন্ম ছাড়া চক্রটি চলতে পারবে না। অতএব, এই এপিমেরেজ দ্বারা জাইল্যুলোজ 5-ফসফেট বিপরীতভাবে রাইব্যুলোজ 5-ফসফেটে রূপান্তরিত হয়। পরবর্তীকালে, ফসফোরিবুলোজ কাইনেজ রাইবুলোজ 5-ফসফেটকে রাইবুলোজ 1,5-বিসফসফেটে রূপান্তরিত করে। পেন্টোজ ফসফেট পথ পেন্টোজ ফসফেট পথের (পিপিপি) প্রতিক্রিয়া সাইটোপ্লাজমে ঘটে। ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ বিশেষভাবে পথের অ-অক্সিডেটিভ অংশকে প্রভাবিত করে, যার মধ্যে বিভিন্ন শর্করা এবং অগ্রদূতের উৎপাদন জড়িত। এই উৎসেচকটি রাইবুলোজ 5-ফসফেটকে ট্রান্সকেটোলেস বিক্রিয়া, জাইল্যুলোজ 5-ফসফেটের জন্য উপযুক্ত এপিমারে রূপান্তরিত করে। অতএব, পেন্টোজ ফসফেট পথে যে প্রতিক্রিয়া ঘটে তা ক্যালভিন চক্রে ঘটে যাওয়া প্রতিক্রিয়ার ঠিক বিপরীত। প্রক্রিয়াটি একই থাকে এবং একটি এনডিওলেট মধ্যবর্তী গঠনের সাথে জড়িত। এই পথে জড়িত থাকার কারণে, ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ অক্সিডেটিভ স্ট্রেসের প্রতি কোষীয় প্রতিক্রিয়ার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ উৎসেচক। পেন্টোজ ফসফেট পথ দ্বারা এনএডিপিএইচ-এর উৎপাদন কোষগুলিকে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির বিরুদ্ধে রক্ষা করতে সহায়তা করে। এনএডিপিএইচ গ্লুটাথিয়ন কমাতে সক্ষম, যা হাইড্রোজেন পারক্সাইড (এইচ2ও2) থেকে জল উৎপাদন করে শরীরকে ডিটক্সিফাই করে। অতএব, ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ কেবল পিপিপির মাধ্যমে প্রবাহকে পরিবর্তন করে না, এটি পারক্সাইডের গঠনকেও বাধা দেয়। বিবর্তন স্ফটিকবিজ্ঞান অধ্যয়নের মাধ্যমে অনেক ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ অ্যানালগের কাঠামো আবিষ্কৃত হয়েছে। ক্যালভিন চক্র এবং পেন্টোজ ফসফেট পথে এর ভূমিকার কারণে, সামগ্রিক কাঠামো সংরক্ষণ করা হয়। যখন বিবর্তনীয়-দূরবর্তী জীবের ক্রমের তুলনা করা হয়, তখন 50 শতাংশেরও বেশি মিল লক্ষ্য করা যায়। যাইহোক, ডাইমার ইন্টারফেসে অবস্থিত অ্যামিনো অ্যাসিড-যা অনেক আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়ায় জড়িত-অগত্যা সংরক্ষিত হয় না। এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে "রাইবুলোজ ফসফেট বাইন্ডিং" সুপারফ্যামিলির সদস্যরা একটি (β/α) 8-ব্যারেল পূর্বপুরুষ থেকে বিচ্ছিন্ন বিবর্তনের ফলে ঘটেছিল। ড্রাগ টার্গেটিং এবং ম্যালেরিয়া প্রোটোজোয়া জীব প্লাজমোডিয়াম ফ্যালসিপেরাম ম্যালেরিয়ার একটি প্রধান কারণকারী এজেন্ট। ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজকে ম্যালেরিয়া বিস্তারের জন্য একটি অপরিহার্য পথ, শিকিমেট পথের সাথে যুক্ত করা হয়েছে। এনজাইমটি রাইবুলোজ 5-ফসফেটকে জাইল্যুলোজ 5-ফসফেটে রূপান্তরিত করে, পরেরটি আরও মেটাবোলাইজ হয়ে এরিথ্রোজ 4-ফসফেটে পরিণত হয়। শিকিমেট পথটি তারপর এরিথ্রোজ 4-ফসফেটকে কোরিসমেটে রূপান্তরিত করে। এটি ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ যা প্লাজমোডিয়াম ফ্যালসিপেরামকে সাবস্ট্রেট হিসাবে এরিথর্স 4-ফসফেট ব্যবহার করতে দেয়। শিকিমেট পথে এই উৎসেচকের জড়িত থাকার কারণে, ফসফোপেনটোজ এপিমেরেজ অ্যান্টিম্যালারিয়াল বিকাশের জন্য একটি সম্ভাব্য ওষুধের লক্ষ্য। আরও দেখুন ফসফোপেনটোজ আইসোমেরেজ ফসফোরিবুলোজ কিনেজ পেন্টোজ ফসফেট পাথওয়ে টি. আই. এম ব্যারেল আর. পি. ই (হিউম্যান জিন এনকোডিং রিবুলোজ-ফসফেট 3-এপিমেরেজ) রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক ডায়াগ্রাম <আই. ডি1> ডায়াগ্রামে <আই. ডি2> ই. সি. 5.1.3 পরিচিত কাঠামোর এনজাইম