Lysin
লাইসিন, যা এন্ডোলাইসিন বা মুরেইন হাইড্রোলেস নামেও পরিচিত, হল হাইড্রোলাইটিক এনজাইম যা লাইটিক চক্রের চূড়ান্ত পর্যায়ে পোষকের কোষ প্রাচীরকে বিভক্ত করার জন্য ব্যাকটেরিওফেজ দ্বারা উত্পাদিত হয়। লাইসিন হল অত্যন্ত বিবর্তিত এনজাইম যা পেপটিডোগ্লাইকান (মুরেইন)-এর পাঁচটি বন্ধনের মধ্যে একটিকে লক্ষ্য করতে সক্ষম, যা ব্যাকটেরিয়া কোষ প্রাচীরের প্রধান উপাদান, যা লাইসেড কোষ থেকে প্রজেনি ভিরিয়ন মুক্ত করার অনুমতি দেয়। কোষ-প্রাচীর-ধারণকারী আর্কিয়া বিশেষায়িত সিউডোমিউরিন-ক্লিভিং লাইসিন দ্বারাও আক্রান্ত হয়, যেখানে বেশিরভাগ আর্কিয়াল ভাইরাস বিকল্প প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। একইভাবে, সমস্ত ব্যাকটেরিওফেজ লাইসিন সংশ্লেষিত করে নাঃ কিছু ছোট একক-আটকে থাকা ডিএনএ এবং আরএনএ ফেজ ঝিল্লি প্রোটিন তৈরি করে যা পোষকের অটোলাইসিনের মতো অটোলাইটিক প্রক্রিয়াকে সক্রিয় করে। 2001 সালে ফিশেটি ল্যাব দ্বারা লাইসিন প্রথম চিকিৎসাগতভাবে ব্যবহার করা হয়েছিল (নীচে দেখুন) এবং এখন অ্যান্টিবায়োটিকের তুলনায় তাদের উচ্চ কার্যকারিতা এবং নির্দিষ্টতার কারণে অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা হচ্ছে, যা ব্যাকটেরিয়া প্রতিরোধের জন্য সংবেদনশীল। যেহেতু ব্যাকটেরিওফেজ বেঁচে থাকার জন্য লাইসিন অপরিহার্য, তাই লাইসিনের প্রতিরোধ একটি অত্যন্ত বিরল ঘটনা। থেরাপিউটিক্স হিসাবে লাইসিনের বিকাশের 20 বছরেরও বেশি সময় ধরে, প্রতিরোধ লক্ষ্য করা যায়নি, এমনকি যখন প্রতিরোধটি মিউটেজেনেসিস পরীক্ষার দ্বারা বাধ্য করা হয়। কাঠামো ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ ফেজ লাইসিনগুলি আকারের দিক থেকে 25 থেকে 40 কেডিএ পরিসরের মধ্যে থাকে। একটি উল্লেখযোগ্য ব্যতিক্রম হল স্ট্রেপ্টোকোকাল প্লাইসি এন্ডোলাইসিন, যা 114 কেডিএ। পি. এল. আই. সি শুধুমাত্র বৃহত্তম এবং সবচেয়ে শক্তিশালী লাইসিনই নয়, এটি কাঠামোগতভাবে অনন্য কারণ এটি দুটি ভিন্ন জিন পণ্য, পি. এল. আই. সি. এ এবং পি. এল. আই. সি. বি দ্বারা গঠিত, যার সক্রিয় গঠনে প্রতিটি পি. এল. আই. সি. এ-র জন্য আটটি পি. এল. আই. সি. বি সাবইউনিটের অনুপাত রয়েছে। অন্যান্য সমস্ত লাইসিনগুলি মনোমেরিক এবং একটি সংক্ষিপ্ত সংযোগকারী অঞ্চল দ্বারা পৃথক দুটি ডোমেন নিয়ে গঠিত। গ্রাম পজিটিভ ব্যাকটেরিয়া লাইসিনের জন্য, এন-টার্মিনাল ডোমেন পেপটিডোগ্লাইকানের হাইড্রোলাইসিসকে অনুঘটক করে যেখানে সি-টার্মিনাল ডোমেন কোষ প্রাচীরের স্তরের সাথে আবদ্ধ হয়। অনুঘটক ক্ষেত্র অনুঘটক ক্ষেত্রটি পেপটিডোগ্লাইকান বন্ধনের বিভাজনের জন্য দায়ী। কার্যকরীভাবে, পাঁচ ধরনের লাইসিন অনুঘটক ক্ষেত্রকে আলাদা করা যেতে পারেঃ এন্ডো-বিটা-এন-অ্যাসিটাইলগ্লুকোসামিনিডেস (এন্ডোগ্লাইকোসিডেস এইচ,) এন-অ্যাসিটাইলমুরামিডেস (লাইসোজাইম-সদৃশ) এন্ডোপেপ্টিডেস এন-অ্যাসিটাইলমুরাময়েল-এল-অ্যালানাইন এমিডেস (টি7-সদৃশ) γ-ডি-গ্লুটামিনিল-এল-লাইসিন এন্ডোপেপ্টিডেস () পেপ্টিডোগ্লাইকান ক্রস-লিঙ্কযুক্ত অ্যামিনো অ্যাসিড এবং শর্করা নিয়ে গঠিত যা পর্যায়ক্রমে অ্যামিনো শর্করা গঠন করেঃ এন-অ্যাসিটাইলগ্লুকোসামাইন (এনএজি) এবং এন-অ্যাসিটাইলমুরামিক এন্ডো-বিটা-এন-অ্যাসিটাইলগ্লুকোসামিনিডেস লাইসিন এনএজিগুলিকে বিভক্ত করে যখন এন-অ্যাসিটাইলমুরামিডেস লাইসিন (লাইসোজাইমের মতো লাইসিন) এনএএমগুলিকে বিভক্ত করে। এন্ডোপেপ্টিডেজ লাইসিন অ্যামিনো অ্যাসিডের মধ্যে যে কোনও পেপটাইড বন্ধনকে বিভক্ত করে, যেখানে এন-অ্যাসিটাইলমুরাময়েল-এল-অ্যালানাইন অ্যামিডেজ লাইসিন (বা কেবল অ্যামাইডেজ লাইসিন) চিনি এবং অ্যামিনো অ্যাসিড মোয়েটিসের মধ্যে অ্যামাইড বন্ধনকে হাইড্রোলাইজ করে। অবশেষে, সম্প্রতি আবিষ্কৃত γ-d-গ্লুটামিনিল-l-লাইসিন এন্ডোপেপ্টিডেজ লাইসিন ডি-গ্লুটামিন এবং এল-লাইসিনের অবশিষ্টাংশের মধ্যে গামা বন্ধনকে বিভক্ত করে। অটোলাইসিনের ক্ষেত্রে যেমন হয়, এই পৃথক এনজাইমগুলির বিভাজন নির্দিষ্টতা সম্পর্কে প্রাথমিক বিভ্রান্তি এই ক্রিয়াকলাপ ছাড়াই প্রোটিনে "লাইসোজাইম" নামের কিছু ভুল অবদানের দিকে পরিচালিত করেছে। সাধারণত, দুই বা ততোধিক ভিন্ন অনুঘটক ক্ষেত্র একটি একক কোষ-বন্ধন ক্ষেত্রের সঙ্গে যুক্ত থাকে। এটি অনেক স্ট্যাফাইলোকোকাল লাইসিনের পাশাপাশি স্ট্রেপ্টোকোকাল প্লাইসি হোলোএনজাইমের ক্ষেত্রেও সাধারণ, যার মধ্যে দুটি অনুঘটক ক্ষেত্র রয়েছে। অনুঘটক ক্ষেত্রগুলি একই শ্রেণীর ফেজ লাইসিনে অত্যন্ত সংরক্ষিত থাকে। সেল-বাইন্ডিং ডোমেন (সিবিডি) হোস্ট ব্যাকটেরিয়ার কোষ প্রাচীরে পাওয়া একটি নির্দিষ্ট স্তরের সাথে আবদ্ধ হয়, সাধারণত একটি কার্বোহাইড্রেট। অনুঘটক ক্ষেত্রের বিপরীতে, কোষ-বন্ধন ক্ষেত্রটি পরিবর্তনশীল, যা একটি দুর্দান্ত নির্দিষ্টতার অনুমতি দেয় এবং ব্যাকটেরিয়ার প্রতিরোধকে হ্রাস করে। কোষ প্রাচীরের স্তরের সাথে বন্ধন সম্পর্ক বেশি থাকে, সম্ভবত যাতে কোষ প্রাচীরের টুকরোগুলিতে যে কোনও মুক্ত উৎসেচককে পৃথক করা যায়, যা পার্শ্ববর্তী পোষক ব্যাকটেরিয়াকে সংক্রামিত করে ফেজ বংশধরের সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করতে পারে। বিবর্তন এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে ফেজ লাইসিনের বিবর্তনের প্রধান প্রক্রিয়া হল মডুলার ইউনিটগুলির বিনিময়, এমন একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে বিভিন্ন অনুঘটক এবং কোষ-বন্ধন ক্ষেত্রগুলি লাইসিনের মধ্যে অদলবদল করা হয়েছে, যার ফলে ব্যাকটেরিয়া বন্ধন এবং অনুঘটক নির্দিষ্টতা উভয়েরই নতুন সংমিশ্রণ হতে পারে। কার্যপদ্ধতি লাইসিন অনুঘটক ক্ষেত্র স্থানীয়ভাবে পেপটিডোগ্লাইকানকে উচ্চ হারে হজম করে, যা কোষ প্রাচীরে ছিদ্র সৃষ্টি করে। যেহেতু ক্রস-লিঙ্কযুক্ত পেপটিডোগ্লাইকান কোষ প্রাচীর একমাত্র প্রক্রিয়া যা উচ্চ অভ্যন্তরীণ চাপের (3 থেকে 5 বায়ুমণ্ডল) কারণে ব্যাকটেরিয়া কোষের স্বতঃস্ফূর্ত বিস্ফোরণ রোধ করে, তাই লাইসিন দ্বারা এনজাইম্যাটিক পরিপাক অপরিবর্তনীয়ভাবে হাইপোটোনিক লাইসিসের কারণ হয়। তাত্ত্বিকভাবে, ফেজ লাইসিনের অনুঘটক বৈশিষ্ট্যের কারণে, একটি একক উৎসেচক প্রয়োজনীয় সংখ্যক বন্ধন ছিন্ন করে পোষক ব্যাকটেরিয়াকে মেরে ফেলার জন্য যথেষ্ট হবে, যদিও এটি এখনও প্রমাণিত হয়নি। লোসনার এবং অন্যান্যদের কাজ থেকে জানা যায় যে, সাধারণত পোষকের কোষ প্রাচীরের একটি স্থানীয় অঞ্চলে একাধিক লাইসিন অণুর যৌথ ক্রিয়ার মাধ্যমে বিভাজন অর্জন করা হয়। প্রতিটি লাইসিনের কোষ প্রাচীর স্তরের (তার স্তরের জন্য আই. জি. জি-র কাছাকাছি) সাথে উচ্চ বন্ধন সম্বন্ধ একাধিক অণু প্রয়োজন হওয়ার কারণ বলে মনে হয়, কারণ প্রতিটি লাইসিন কোষ প্রাচীরের সাথে এত শক্তভাবে আবদ্ধ হয় যে এটি নিজেই লাইসিস সৃষ্টি করার জন্য পর্যাপ্ত বন্ধন ভেঙে ফেলতে পারে না। কোষ প্রাচীরে পৌঁছানোর জন্য ফেজ লাইসিনকে কোষের ঝিল্লি অতিক্রম করতে হয়। যাইহোক, তাদের সাধারণত একটি সংকেত পেপটাইডের অভাব থাকে যা তাদের তা করার অনুমতি দেবে। এই ধরনের সমস্যা সমাধানের জন্য, ফেজ ভাইরাসগুলি হোলিন নামে আরেকটি প্রোটিন সংশ্লেষিত করে যা কোষের ঝিল্লির সাথে আবদ্ধ হয় এবং এতে ছিদ্র তৈরি করে (তাই এর নাম), যা লাইসিনকে পেপটিডোগ্লাইকান ম্যাট্রিক্সে পৌঁছানোর অনুমতি দেয়। প্রোটোটাইপিক্যাল হোলিন হল ল্যাম্বডা ফেজ এস প্রোটিন, যা ল্যাম্বডা ফেজ আর প্রোটিনকে (লাইসিন) সহায়তা করে। সমস্ত হোলিন কোষের ঝিল্লিতে নিজেদের এম্বেড করে এবং কমপক্ষে দুটি ট্রান্সমেম্ব্রেন হেলিকাল ডোমেন ধারণ করে। গর্ত তৈরির প্রক্রিয়াটি একটি নির্দিষ্ট মুহুর্তে হোলিন অলিগোমেরাইজেশন দ্বারা অর্জন করা হয় বলে মনে করা হয় যখন প্রজেনি ভিরিওনগুলি মুক্তি পাওয়ার জন্য সেট করা হয়। কার্যকারিতা ফেজ লাইসিন সাধারণত প্রজাতি বা উপ-প্রজাতি নির্দিষ্ট, যার অর্থ তারা শুধুমাত্র ব্যাকটেরিয়ার বিরুদ্ধে কার্যকর যা থেকে তারা উত্পাদিত হয়েছিল। যদিও কিছু লাইসিন শুধুমাত্র বেশ কয়েকটি ব্যাকটেরিয়াল ফাইলোটাইপের কোষ প্রাচীরের উপর কাজ করে, কিছু ব্রড-স্পেকট্রাম লাইসিন পাওয়া গেছে। একইভাবে, কিছু তাপস্থায়ী লাইসিন জানা যায়, যা তাদের জৈবপ্রযুক্তিতে ব্যবহার করা সহজ করে তোলে। অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল এজেন্ট হিসাবে তাদের ব্যবহার সম্পর্কে, লাইসিনগুলি প্রধানত গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়ার বিরুদ্ধে কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে, যেহেতু গ্রাম-নেগেটিভ ব্যাকটেরিয়ার একটি বাইরের ঝিল্লি রয়েছে যা পেপটিডোগ্লাইকানকে পরিপাক করা থেকে এক্সট্রাসেলুলার লাইসিন অণুগুলিকে বাধা দেয়। যাইহোক, ও. বি. পি. জি. পি. 279-এর মতো গ্রাম-নেগেটিভ ব্যাকটেরিয়ার বিরুদ্ধে সক্রিয়তা সহ লাইসিনগুলি সম্ভাব্য চিকিৎসা হিসাবে আগ্রহ অর্জন করেছে। ইমিউন প্রতিক্রিয়া অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল এজেন্ট হিসাবে ফেজ লাইসিনের ব্যবহারের সবচেয়ে সমস্যাযুক্ত দিকগুলির মধ্যে একটি হল এই এনজাইমগুলির সম্ভাব্য ইমিউনোজেনেসিটি। বেশিরভাগ অ্যান্টিবায়োটিকের বিপরীতে, প্রোটিনগুলি অ্যান্টিবডি স্বীকৃতি এবং বাঁধাইয়ের প্রবণ, যার অর্থ হল যে ব্যাকটেরিয়া সংক্রমণের চিকিত্সা করার সময় লাইসিন অকার্যকর হতে পারে বা এমনকি বিপজ্জনক হতে পারে, যা সম্ভাব্যভাবে একটি সিস্টেমিক ইমিউন প্রতিক্রিয়া বা সাইটোকিন ঝড়ের দিকে পরিচালিত করে। যাইহোক, ইমিউনোলজিক্যালি সমৃদ্ধ খরগোশের সিরাম থেকে পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে হাইপারইমিউন সিরাম ধীর হয়ে যায় তবে নিউমোকোকাল লাইসিন সি. পি. এল-1-এর ক্রিয়াকলাপকে বাধা দেয় না। শ্লৈষ্মিক ঝিল্লি এবং রক্তে পাওয়া প্যাথোজেনিক অ্যান্টিবায়োটিক-প্রতিরোধী ব্যাকটেরিয়া নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রাণী মডেলগুলিতে অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল ব্যবহার ফেজ লাইসিন সফলভাবে পরীক্ষা করা হয়েছে। অ্যান্টিবায়োটিকের তুলনায় লাইসিনের প্রধান সুবিধা হল শুধুমাত্র কম ব্যাকটেরিয়া প্রতিরোধ নয়, লক্ষ্য প্যাথোজেনের প্রতি উচ্চ নির্দিষ্টতা এবং পোষকের স্বাভাবিক ব্যাকটেরিয়া উদ্ভিদের প্রতি কম ক্রিয়াকলাপ। লাইসিন প্রথম 2001 সালে প্রাণীদের মধ্যে থেরাপিউটিকভাবে ব্যবহার করা হয়েছিল, একটি প্রকাশনায় যেখানে স্ট্রেপ্টোকোকাস পাইওজিনের সাথে মৌখিকভাবে উপনিবেশ স্থাপন করা ইঁদুরগুলিকে মৌখিকভাবে বিতরণ করা পি. এল. আই. সি লাইসিনের একক ডোজ দিয়ে ডিকোলোনাইজ করা হয়েছিল। আরও দেখুন ফেজ থেরাপি এনজাইবায়োটিকস লাইসোজাইম ও. বি. পি. জি. পি. 279 লাইসিবডি রেফারেন্স ভাইরাল এনজাইম ইসি 3.2.1