DNA-binding protein from starved cells
ભૂખ્યા કોષો (ડી. પી. એસ.) માંથી ડીએનએ-બંધનકર્તા પ્રોટીન એ બેક્ટેરિયલ પ્રોટીન છે જે ફેરિટિન સુપરફેમિલી સાથે સંબંધિત છે અને મજબૂત સમાનતાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે પણ "કેનોનિકલ" ફેરિટિનના સંદર્ભમાં વિશિષ્ટ તફાવતો પણ છે. ડી. પી. એસ. પ્રોટીન એક જટિલ બેક્ટેરિયલ સંરક્ષણ પ્રણાલીનો ભાગ છે જે ડીએનએને ઓક્સિડેટીવ નુકસાન સામે રક્ષણ આપે છે અને બેક્ટેરિયલ સામ્રાજ્યમાં વ્યાપકપણે વહેંચાય છે. વર્ણન ડી. પી. એસ. 20 કે. ડી. એ. ના અત્યંત સમપ્રમાણતાવાળા ડોડેકામેરિક પ્રોટીન છે, જે 2ઃ3 ટેટ્રાહેડ્રલ સમપ્રમાણતાના શેલ જેવા માળખાથી લાક્ષણિકતા ધરાવે છે, જે ~ 9 એન. એમ. ના બાહ્ય વ્યાસ અને ~ 4.5 એન. એમ. વ્યાસના કેન્દ્રિય પોલાણ સાથે સમાન પેટા એકમોમાંથી એસેમ્બલ થાય છે. ડી. પી. એસ. પ્રોટીન ફેરિટિન સુપરફેમિલી સાથે સંબંધિત છે અને ડી. એન. એ. નું રક્ષણ બેવડી પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છેઃ સૌપ્રથમ 1992માં એસ્ચેરીચીયા કોલી ડી. પી. એસ. માં શોધાયું હતું અને પ્રોટીન પરિવારને નામ આપ્યું છે; સ્થિર તબક્કા દરમિયાન, ડી. પી. એસ. બિન-વિશિષ્ટ રીતે રંગસૂત્રને જોડે છે, અત્યંત ક્રમબદ્ધ અને સ્થિર ડી. પી. એસ.-ડી. એન. એ. સહ-સ્ફટિક બનાવે છે, જેમાં રંગસૂત્રોના ડી. એન. એ. ને ઘનીકરણ કરવામાં આવે છે અને વિવિધ નુકસાનથી સુરક્ષિત કરવામાં આવે છે. લિસિનથી સમૃદ્ધ એન-ટર્મિનસ સ્વ-એકત્રીકરણ તેમજ ડી. પી. એસ. સંચાલિત ડીએનએ ઘનીકરણ માટે જરૂરી છે. રક્ષણની બીજી રીત ડી. પી. એસ. પ્રોટીનની લાક્ષણિકતા, અત્યંત સંરક્ષિત ઇન્ટરસબુનિટ ફેર્રોક્સિડેઝ કેન્દ્ર પર ફે (II) ને બાંધવાની અને ઓક્સિડાઇઝ કરવાની ક્ષમતાને કારણે છે. ડાયન્યુક્લિયર ફેર્રોક્સિડેઝ કેન્દ્રો 2-ગણો સમપ્રમાણતા અક્ષો દ્વારા સંબંધિત પેટા એકમો વચ્ચેના આંતરછેદો પર સ્થિત છે. ફે (II) ને અલગ કરીને ફે (III) ઓક્સિહાઇડ્રોક્સાઇડ ખનિજના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે, જે ઘટાડા પછી મુક્ત થઈ શકે છે. ખનિજ આયર્ન કોરમાં 500 ફે (III) સુધી જમા કરી શકાય છે. એક હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ બે ફે2 + આયનોને ઓક્સિડાઇઝ કરે છે, જે ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા દ્વારા હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ ઉત્પાદનને અટકાવે છે (પ્રતિક્રિયા I): 2 ફે2 + + H2O2 + 2H + = 2 ફે3 + + 2 H2O Dps પણ કોષને યુવી અને ગામા કિરણોત્સર્ગ, આયર્ન અને તાંબાની ઝેરી અસર, થર્મલ સ્ટ્રેસ અને એસિડ અને બેઝ આંચકાઓથી રક્ષણ આપે છે. તે નબળી કેટાલેઝ પ્રવૃત્તિ પણ દર્શાવે છે. ડીએનએ ઘનીકરણ ડી. પી. એસ. ડોડેકેમર્સ સહકારી બંધનકર્તા પદ્ધતિ દ્વારા ડીએનએ ઇન વિટ્રોને ઘનીકરણ કરી શકે છે. એન-ટર્મિનસના ભાગોને કાઢી નાખવા અથવા એન-ટર્મિનસમાં કી લાઇસિન અવશેષોનું પરિવર્તન ડી. પી. એસ. ની ઘનીકરણ પ્રવૃત્તિને નબળી પાડી શકે છે અથવા દૂર કરી શકે છે. સિંગલ મોલેક્યુલ અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ડી. પી. એસ.-ડી. એન. એ. સંકુલ લાંબા સમય સુધી મેટાસ્ટેબલ સ્થિતિમાં ફસાઈ શકે છે જે હિસ્ટ્રેસીસ દર્શાવે છે. આને કારણે, ડી. પી. એસ. દ્વારા ડીએનએ ઘનીકરણની હદ માત્ર વર્તમાન બફર પરિસ્થિતિઓ પર જ નહીં પરંતુ ભૂતકાળની પરિસ્થિતિઓ પર પણ આધાર રાખે છે. આ બંધનકર્તા વર્તણૂકને સમજાવવા માટે સુધારેલા આઇસિંગ મોડેલનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. એસ્ચેરીચીયા કોલીમાં અભિવ્યક્તિ ડી. પી. એસ. પ્રોટીન પ્રારંભિક સ્થિર તબક્કામાં આર. પી. ઓ. એસ. અને આઈ. એચ. એફ. દ્વારા પ્રેરિત થાય છે. ઘાતાંકીય તબક્કા દરમિયાન ઓક્સિડેટીવ તણાવના જવાબમાં ડી. પી. એસ. ઓ. સી. આર. દ્વારા પણ પ્રેરિત થાય છે. સી. એલ. પી. એક્સ. પી. સંભવતઃ ઘાતાંકીય તબક્કા દરમિયાન ડી. પી. એસ. ના પ્રોટીઓલિસિસનું સીધું નિયમન કરે છે. સી. એલ. પી. એ. પી. સ્થિર તબક્કા દરમિયાન ચાલુ ડી. પી. એસ. સંશ્લેષણ જાળવવામાં પરોક્ષ ભૂમિકા ભજવે છે. અરજીઓ નેનોપાર્ટિકલ સંશ્લેષણ માટે ડી. પી. એસ. અને ફેરિટિન પ્રોટીન દ્વારા રચાયેલી પોલાણનો ધાતુના નેનોપાર્ટિકલ્સ (એન. પી.) ના બનાવટ માટે પ્રતિક્રિયા ચેમ્બર તરીકે સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. પ્રોટીનના શેલો કણોની વૃદ્ધિને રોકવા માટે નમૂના તરીકે અને એન. પી. વચ્ચે કોગ્યુલેશન/એકત્રીકરણને રોકવા માટે કોટિંગ તરીકે કામ કરે છે. વિવિધ કદના પ્રોટીન શેલનો ઉપયોગ કરીને, રાસાયણિક, ભૌતિક અને જૈવ-તબીબી કાર્યક્રમો માટે વિવિધ કદના એન. પી. નું સરળતાથી સંશ્લેષણ કરી શકાય છે. એન્ઝાઇમ એન્કેપ્સ્યુલેશન માટે કુદરત તેના આંતરિક પોલાણમાં ઉત્સેચકોને રાખવા માટે પ્રોટીન આધારિત આર્કિટેક્ચરનો ઉપયોગ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકેઃ એન્કેપ્સ્યુલિન અને કાર્બોક્સાઇસોમ. પ્રકૃતિમાંથી પ્રેરણા લઈને, ડી. પી. એસ. અને ફેરિટિન પાંજરાના ખોખલા આંતરિક પોલાણનો ઉપયોગ ઉત્સેચકોને આવરી લેવા માટે પણ કરવામાં આવ્યો છે. સાયટોક્રોમ સી, પેરોક્સિડેઝ જેવી પ્રવૃત્તિ સાથેનું હિમોપ્રોટીન જ્યારે ડી. પી. એસ. પાંજરાની અંદર આવરિત હોય ત્યારે જથ્થાબંધ દ્રાવણમાં મુક્ત ઉત્સેચકની તુલનામાં વ્યાપક પી. એચ. શ્રેણી પર વધુ સારી ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે. આ વર્તણૂકનું કારણ ડી. પી. એસ. ની અંદર એન્ઝાઇમની ઉચ્ચ સ્થાનિક સાંદ્રતા અને ડી. પી. એસ. આંતરિક પોલાણ દ્વારા પ્રદાન કરાયેલ અનન્ય માઇક્રોએન્વાયરમેન્ટ હતું. લક્ષિત દવા વિતરણ માટે જૈવિક અવરોધોની હાજરી અને ઉન્નત અભેદ્યતા અને જાળવણી (ઇ. પી. આર.) અસરોને કારણે લક્ષિત દવા વિતરણ માટે લક્ષિત લક્ષ્ય સ્થળ પર માલસામાનની ડિલિવરી મુખ્ય ચિંતાનો વિષય છે. વધુમાં, ઇન્જેક્ટેડ નેનોપાર્ટિકલ્સની આસપાસ પ્રોટીન કોરોનાની રચના પણ લક્ષિત વિતરણ ક્ષેત્રમાં રસનો વિષય છે. સંશોધકોએ કાર્ગો ડિલિવરી માટે પ્રોટીન કેજ નેનોપાર્ટિકલ્સના કુદરતી જૈવ-વિતરણનો ઉપયોગ કરીને આ ચિંતાઓને દૂર કરવાનો પ્રયાસ કર્યો. ઉદાહરણ તરીકે, પોષક તત્ત્વોની અછત ધરાવતા કોષો (ડી. પી. એસ.) પાંજરામાંથી ડીએનએ બંધનકર્તા પ્રોટીન ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ અવરોધને પાર કરે છે અને રેનલ પ્રોક્સિમલ ટ્યુબ્યુલ્સને લક્ષ્ય બનાવે છે. બેક્ટેરિયોફેરિટિન ટ્રાન્સફરિન ફેરિટિન સંદર્ભો આયર્ન ચયાપચય ડીએનએ-બંધનકર્તા પ્રોટીન પણ જુઓ.