Serine hydroxymethyltransferase
সেরিন হাইড্রোক্সিমিথাইলট্রান্সফেরেজ (এস. এইচ. এম. টি) একটি পাইরিডক্সাল ফসফেট (পি. এল. পি) (ভিটামিন বি6) নির্ভর এনজাইম () যা এল-সেরিনকে গ্লাইসিনে এবং টেট্রাহাইড্রোফোলেট (টি. এইচ. এফ) থেকে 5,10-মিথাইলনেট্রাহাইড্রোফোলেট (5,10-সি. এইচ2-টি. এইচ. এফ)-এ বিপরীতমুখী, একযোগে রূপান্তরকে অনুঘটক করে সেলুলার এক-কার্বন পথে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই বিক্রিয়াটি কোষে উপলব্ধ এক-কার্বন এককগুলির বৃহত্তম অংশ সরবরাহ করে। এস. এইচ. এম. টি মনোমারের কাঠামো প্রোক্যারিওট এবং ইউক্যারিওট জুড়ে একই রকম, তবে সক্রিয় এনজাইমটি প্রোক্যারিওটগুলিতে একটি ডাইমার হলেও, এনজাইমটি ইউক্যারিওটিক কোষে টেট্রামার হিসাবে বিদ্যমান, যদিও কাঠামোর এই পার্থক্যের বিবর্তনীয় ভিত্তি অজানা। যাইহোক, এস. এইচ. এম. টি দ্বারা প্রোক্যারিওটিক ডাইমেরিক ফর্ম থেকে ইউক্যারিওটিক টেট্রামেরিক ফর্মে যাওয়ার বিবর্তনীয় পথটি সহজেই দ্বিগুণ হওয়ার ঘটনা হিসাবে দেখা যেতে পারে। অন্য কথায়, ইউক্যারিওটিক এস. এইচ. এম. টি টেট্রামার দুটি প্রোক্যারিওটিক ডাইমারের অনুরূপ যা একসাথে প্যাক করা হয়েছে, যা "ডাইমারের ডাইমার" হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে। একটি ডাইমার সাবইউনিটের মধ্যে দুটি মনোমারের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া একটি বৃহত্তর যোগাযোগ এলাকায় ঘটতে দেখা গেছে এবং এইভাবে দুই ডাইমারের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার তুলনায় অনেক বেশি শক্ত। হিউম্যান সেরিন হাইড্রোক্সিমিথাইল ট্রান্সফারেজ 2 (এস. এইচ. এম. টি 2) অ্যামিনো অ্যাসিড এবং নিউক্লিওটাইড বিপাকের জন্য প্রয়োজনীয় এক-কার্বন স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে এবং এস. এইচ. এম. টি 2-এর ডাইমেরিক এবং টেট্রামেরিক রূপগুলির মধ্যে নিয়ন্ত্রিত পরিবর্তন, যা পাইরিডক্সাল ফসফেট দ্বারা প্ররোচিত হয়, সম্প্রতি বি. আর. আই. এস. সি ডিউবিকুটাইলেজ কমপ্লেক্সের নিয়ন্ত্রণে জড়িত বলে দেখানো হয়েছে, যা বিপাককে প্রদাহের সাথে সংযুক্ত করে। এস. এইচ. এম. টি2 ডাইমার, কিন্তু পি. এল. পি-আবদ্ধ টেট্রামার নয়, মাল্টিমেরিক বি. আর. আই. এস. সি কমপ্লেক্সের একটি শক্তিশালী প্রতিরোধক, যা প্রদাহের এস. এইচ. এম. টি2 নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি সম্ভাব্য প্রক্রিয়া প্রকাশ করে একটি একক এস. এইচ. এম. টি মনোমারকে তিনটি ডোমেনে বিভক্ত করা যেতে পারেঃ একটি এন-টার্মিনাস "আর্ম", একটি "বড়" ডোমেন এবং একটি "ছোট" ডোমেন। এন-টার্মিনাস বাহু দুটি মনোমারের মধ্যে নিবিড় মিথস্ক্রিয়া বজায় রাখে বলে মনে হয়। দুটি আলফা হেলিস এবং একটি বিটা শীট নিয়ে গঠিত বাহুটি অলিগোমেরিক আকারে অন্য মনোমারের চারপাশে আবৃত থাকে। "বড়" ডোমেনে পিএলপি বাঁধাই সাইট রয়েছে, যেমনটি অন্যান্য পিএলপি-নির্ভর প্রোটিনে দেখা যায়, যেমন অ্যাস্পার্টেট অ্যামিনোট্রান্সফেরেজ। ইউক্যারিওটিক আকারে বড় ডোমেনে একটি হিস্টিডাইনও থাকে যা টেট্রামার স্থায়িত্বের জন্য প্রয়োজনীয়। এই অবশিষ্টাংশগুলির চারটি হিস্টিডাইন, প্রতিটি মনোমার থেকে একটি করে, টেট্রামেরিক কমপ্লেক্সের কেন্দ্রে বসে, যেখানে একটি ডাইমেরিক সাবইউনিট থেকে দুটি হিস্টিডাইন অন্য সাবইউনিটের হিস্টিডাইনগুলির সাথে স্ট্যাকিং মিথস্ক্রিয়ায় জড়িত থাকে। প্রোক্যারিওটিক এস. এইচ. এম. টি-র সমতুল্য অবস্থানে হিস্টিডিনের পরিবর্তে একটি প্রোলিন অবশিষ্টাংশ রয়েছে, যা আংশিকভাবে ব্যাখ্যা করবে যে কেন প্রোক্যারিওটিক এস. এইচ. এম. টি টেট্রামার গঠন করে না। সক্রিয় সাইট কাঠামো ইউক্যারিওটিক এবং প্রোক্যারিওটিক ফর্ম জুড়ে অত্যন্ত সংরক্ষিত। পিএলপি একটি লাইসিনের মাধ্যমে নোঙ্গর করা হয়, যা পিএলপি অ্যালডিহাইডের সাথে একটি অ্যালডিমাইন শিফ বেস সংযোগ গঠন করে। এটি অনুমান করা হয়েছে যে নিকটবর্তী টাইরোসিন ট্রান্সঅ্যাডিমিনেশন ধাপের পাশাপাশি ফর্মাইল স্থানান্তর ধাপের সময় প্রোটন দাতা এবং গ্রহণকারী হিসাবে কাজ করে এবং একটি আর্জিনাইনের অবশিষ্টাংশ একটি ক্যাটায়ন-π মিথস্ক্রিয়ায় টাইরোসিনের পার্শ্ব শৃঙ্খলকে জড়িত করে, যা টাইরোসিনের পিকে কমাতে সাহায্য করে, প্রোটন স্থানান্তরের জন্য বাধা হ্রাস করে। প্রক্রিয়া সাধারণত এস. এইচ. এম. টি এনজাইম্যাটিক ক্রিয়াকলাপের জন্য দায়ী প্রক্রিয়াটি একটি ট্রান্সঅ্যামিডেশন যার পরে মেরুদণ্ড থেকে অ্যামিনো অ্যাসিড সাইড চেইনের বিভাজন হয়। সেরাইনের এন-টার্মিনাল অ্যামাইন এস. এইচ. এম. টি লাইসিন (অভ্যন্তরীণ অ্যালডিমাইন) এবং পি. এল. পি অ্যালডিহাইডের মধ্যে অ্যালডিমিনের উপর একটি নিউক্লিওফিলিক আক্রমণ করে একটি রত্ন-ডায়ামিন গঠন করে এবং তারপর এন-টার্মিনাল অ্যামাইন একাকী জোড়া লাইসিনকে স্থানচ্যুত করতে নেমে আসে, একটি নতুন অ্যালডিমাইন গঠন করে, এবার সেরিন (বাহ্যিক অ্যালডিমাইন) দিয়ে। এটি বিশ্বাস করা হয় যে নিকটবর্তী টাইরোসিন ট্রান্সঅ্যালডিমিনেশন চলাকালীন বেশিরভাগ প্রোটন স্থানান্তরের জন্য দায়ী। একবার সেরিন পিএলপির সাথে আবদ্ধ হয়ে গেলে, পিএলপি সাবস্ট্রেটের (সেরিন) হাইড্রোক্সিমিথাইল গ্রুপের α-নির্মূলকে ট্রিগার করে। এই গ্রুপটি একটি ফর্মালডিহাইড অণু হিসাবে মুক্তি পায় কারণ একটি নিকটবর্তী গ্লুটামেট হাইড্রক্সিল গ্রুপ থেকে প্রোটনকে বিমূর্ত করে। পরে, টি. এইচ. এফ-এর উপর নিউক্লিওফিলিক অ্যামাইন মুক্ত ফর্মালডিহাইড মধ্যবর্তীকে আক্রমণ করে কার্বিনোলামাইনকে মধ্যবর্তী করে তোলে। দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, টি. এইচ. এফ-এর নিউক্লিওফিলিক অ্যামাইনগুলি সেরিন পার্শ্ব শৃঙ্খল কার্বনকে আক্রমণ করে, একই সাথে টি. এইচ. এফ-এর উপর একটি কার্বিনোলামাইন মধ্যবর্তী এবং পি. এল. পি-র সাথে একটি কুইনোইড মধ্যবর্তী গঠন করে। যাইহোক, টি. এইচ. এফ এস. এইচ. এম. টি-র জন্য একটি বাধ্যতামূলক স্তর নয়, যার অর্থ সেরিন এবং অন্যান্য β-হাইড্রক্সি অ্যামিনো অ্যাসিডের (যেমন থ্রেওনিন) বিভাজন টি. এইচ. এফ-এর উপস্থিতি ছাড়াই ঘটতে পারে এবং এই ক্ষেত্রে, প্রক্রিয়াটি একটি রেট্রো-অ্যালডল বিভাজন। এছাড়াও, মনে করা হয় যে মিথাইলিন সেতু গঠন এবং 5,10-সিএইচ2-টি. এইচ. এফ-এ সম্পূর্ণরূপে সাইক্লাইজ করার জন্য কার্বিনোলামাইন মধ্যবর্তীটির পরবর্তী ডিহাইড্রেশন এনজাইম দ্বারা অনুঘটক হয় না এবং এই প্রতিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটতে পারে। প্রকৃতপক্ষে, এই রূপান্তরটি উৎসেচকের বাইরে ঘটতে পারে, তবে একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে এই প্রতিক্রিয়াটি দ্রুত এবং তাপগতিবিদ্যার দিক থেকে অনুকূল যখন এস. এইচ. এম. টি-র ভিতরে ঘটে যা গ্লু57 অবশিষ্টাংশ দ্বারা সহায়তা পায়। উপরন্তু, 5,10-সিএইচ2-টি. এইচ. এফ গঠনের জন্য কার্বিনোলামাইন মধ্যবর্তীটির সাইক্লাইজেশন গ্লু57-এর প্রোটন পুনরুদ্ধারের জন্য অপরিহার্য যা কুইননয়েড মধ্যবর্তীকে প্রোটোনেট করতে এবং অনুঘটক চক্র সম্পূর্ণ করতে ব্যবহৃত হয়। ক্লিনিকাল তাৎপর্য ফোলেট বিপাক ইতিমধ্যে কেমোথেরাপিউটিক কৌশলগুলির বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে, তবে এসএইচএমটি প্রতিরোধ, গবেষণা করার সময়, বাণিজ্যিক অ্যান্টিক্যান্সার ওষুধগুলিতে প্রকৃতপক্ষে সুবিধা নেওয়া হয়নি। যাইহোক, যেহেতু ফোলেট বিপাকীয় এবং ফোলেট নির্ভর এনজাইম দ্বারা ব্যবহৃত ফোলেটগুলি কাঠামোতে খুব অনুরূপ এবং ফোলেট অনুকরণ ইতিমধ্যে চিকিৎসা ব্যবহারে সাধারণ, তাই সম্ভাব্য আণবিক কাঠামো খুঁজে পাওয়া কঠিন হয়নি যা এস. এইচ. এম. টি-কে বাধা দিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, পেমেট্রেক্সেড ইতিমধ্যে মেসোথেলিওমার চিকিত্সার জন্য একটি অ্যান্টিফোলেট হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং এটি এস. এইচ. এম. টি-র একটি কার্যকর প্রতিরোধক হিসাবে পাওয়া গেছে এবং অন্যান্য অ্যান্টিফোলেটগুলির স্ক্রিনিং এস. এইচ. এম. টি-র আরেকটি কার্যকর প্রতিরোধক হিসাবে লোমেট্রেক্সল প্রকাশ করেছে। এস. এইচ. এম. টি অ্যান্টিম্যালেরিয়াল ওষুধের সম্ভাব্য লক্ষ্য হিসাবেও তদন্ত করেছে। গবেষণা ইঙ্গিত দেয় যে প্লাজমোডিয়াম এস. এইচ. এম. টি-র (পি. এস. এইচ. এম. টি) সক্রিয় স্থান পরিবেশ মানুষের সাইটোসোলিক এস. এইচ. এম. টি-র থেকে কিছুটা আলাদা, যা পি. এস. এইচ. এম. টি-র নির্বাচিত প্রতিরোধের সম্ভাবনা এবং এইভাবে ম্যালেরিয়া সংক্রমণের চিকিৎসার অনুমতি দেয়। বিশেষ করে, কিছু পাইরাজোলোপিরান অণু পি. এস. এইচ. এম. টি-র বিরুদ্ধে একটি নির্বাচিত ন্যানোমলার কার্যকারিতা দেখিয়েছে। দুর্বল ফার্মাকোকাইনেটিক্স অবশ্য এই পাইরাজোলোপিরানগুলিকে জীবিত মডেলগুলিতে কার্যকর হতে বাধা দিয়েছে। আইসোফর্ম এসচেরিচিয়া কোলাই এবং ব্যাসিলাস স্টিয়ারোথার্মোফিলাসের মতো ব্যাকটেরিয়ার এই এনজাইমের সংস্করণ রয়েছে এবং স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মধ্যে এসএইচএমটি-র দুটি আইসোফর্ম রয়েছে বলে মনে হয়, একটি সাইটোপ্লাজমে (সিএসএইচএমটি) এবং অন্যটি মাইটোকন্ড্রিয়ায় (এমএসএইচএমটি)। উদ্ভিদের ক্লোরোপ্লাস্টের মধ্যে একটি অতিরিক্ত এস. এইচ. এম. টি আইসোফর্ম থাকতে পারে। স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মধ্যে, এনজাইমটি প্রায় 50,000 ডাল্টনের চারটি অভিন্ন সাবইউনিটের একটি টেট্রামার। অক্ষত হোলোএনজাইমের আণবিক ওজন প্রায় 200,000 ডাল্টন এবং পিএলপি-র চারটি অণু সহ-উৎসেচক হিসাবে অন্তর্ভুক্ত করে। অন্যান্য প্রতিক্রিয়াগুলির পাশাপাশি ফোলেট বিপাকের ক্ষেত্রে এর প্রাথমিক ভূমিকা, এস. এইচ. এম. টি অন্যান্য প্রতিক্রিয়াগুলিকে অনুঘটক করে যা জৈবিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে 5,10-মিথিনিলটেট্রাহাইড্রোফোলেটকে 10-ফর্মিলটেট্রাহাইড্রোফোলেটে রূপান্তর করা। যখন সি1-টেট্রাহাইড্রোফোলেট সিন্থেস এবং টেট্রাহাইড্রোপটেরোয়েটের সাথে মিলিত হয়, তখন সি. এস. এইচ. এম. টি ফরমেটকে সেরাইনে রূপান্তর করতে অনুঘটক করে। স্মিথ-ম্যাগেনিস সিন্ড্রোমে (এস. এম. এস) ভূমিকা হল একটি বিরল ব্যাধি যা মুখের অস্বাভাবিকতা, অস্বাভাবিক আচরণ এবং বিকাশের বিলম্ব সহ বৈশিষ্ট্যগুলির একটি জটিল সেট হিসাবে প্রকাশ পায়। এটি সি. এস. এইচ. এম. টি জিন সহ ক্রোমোজোম <আই. ডি1>-এর মধ্যে একটি অন্তর্বর্তী মুছে ফেলার ফলস্বরূপ এবং একটি ছোট গবেষণায় দেখা গেছে যে এস. এম. এস রোগীদের মধ্যে এস. এইচ. এম. টি কার্যকলাপ স্বাভাবিকের <আই. ডি2> ছিল। এস. এইচ. এম. টি হ্রাসের ফলে গ্লাইসিন পুল হ্রাস পাবে, যা এন. এম. ডি. এ রিসেপ্টরগুলির কার্যকারিতা হ্রাস করে স্নায়ুতন্ত্রকে প্রভাবিত করতে পারে। এটি এস. এম. এস-এর ব্যাখ্যার জন্য একটি সম্ভাব্য প্রক্রিয়া হতে পারে। পরিসংখ্যান তথ্যসূত্র আরও পড়ার জন্য বাহ্যিক লিঙ্ক ইসি 2.1.2