Hexosaminidase
હેક્સોસામિનિડેઝ (β-એસિટિલામિનોડિયોક્સિહેક્સોસિડેઝ, N-એસિટિલ-β-D-હેક્સોસામિનિડેઝ, N-એસિટિલ-β-હેક્સોસામિનિડેઝ, N-એસિટિલ હેક્સોસામિનિડેઝ, β-હેક્સોસામિનિડેઝ, β-એસિટિલહેક્સોસામિનિડેઝ, β-D-N-એસિટિલહેક્સોસામિનિડેઝ, β-N-એસિટિલ-D-હેક્સોસામિનિડેઝ, β-N-એસિટિલગ્લૂકોસામિનિડેઝ, હેક્સોસામિનિડેઝ A, N-એસિટિલહેક્સામિનિડેઝ લોહી અને/અથવા પેશાબમાં હેક્સોસામિનિડેઝના ઊંચા સ્તરને મદ્યપાનની સારવારમાં પુનરાવર્તનના બાયોમાર્કર તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે. કાર્યાત્મક હેક્સોસામિનિડેઝ ઉત્સેચકો રચવામાં વંશપરંપરાગત અસમર્થતા એ લિપિડ સંગ્રહ વિકૃતિઓ ટે-સૅક્સ રોગ અને સેન્ડહોફ રોગનું કારણ છે. આઇસોએન્ઝાઇમ્સ અને જનીનો લાઇસોસોમલ એ, બી અને એસ આઇસોએન્ઝાઇમ્સ કાર્યાત્મક લાઇસોસોમલ β-હેક્સોસામિનિડેઝ ઉત્સેચકો માળખામાં ડાયમેરિક છે. ત્રણ સક્રિય ડાયમરમાંથી કોઈપણ એક બનાવવા માટે α અને β પેટા એકમોના સંયોજન દ્વારા ત્રણ આઇસોએન્ઝાઇમ્સ ઉત્પન્ન થાય છેઃ α અને β પેટા એકમો અનુક્રમે અલગ જનીનો, HEXA અને HEXB દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે. β-હેક્સોસેમિનિડેઝ અને કોફેક્ટર GM2 એક્ટિવેટર પ્રોટીન GM2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સ અને ટર્મિનલ N-એસિટિલ હેક્સોસેમાઇન્સ ધરાવતા અન્ય અણુઓના અધઃપતનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. HEXB માં જનીન પરિવર્તન ઘણીવાર સેન્ડહોફ રોગમાં પરિણમે છે; જ્યારે, HEXA માં પરિવર્તન GM2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સનું હાઇડ્રોલિસિસ ઘટાડે છે, જે ટે-સૅક્સ રોગનું મુખ્ય કારણ છે. કાર્ય લાઇસોસોમલ હેક્સોસામિનિડેઝના α અને β પેટા એકમો બંને ગેલએનએસી અવશેષોને વિભાજીત કરી શકે છે, તેમ છતાં માત્ર α પેટા એકમ મુખ્ય અવશેષ, આર્ગ-424, અને લૂપ માળખાને કારણે GM2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સને હાઇડ્રોલાઇઝ કરી શકે છે જે આલ્ફા પેટા એકમમાં એમિનો એસિડ ક્રમમાંથી રચાય છે. α સબ્યુનિટમાં લૂપ, જેમાં Gly-280, Ser-281, Glu-282 અને Pro-283નો સમાવેશ થાય છે, જે β સબ્યુનિટમાં ગેરહાજર હોય છે, તે GM2 એક્ટિવેટર પ્રોટીન (GM2AP) ના બંધન માટે આદર્શ માળખા તરીકે કામ કરે છે, અને GM2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સના N-એસિટિલ-ન્યુરામિનિક એસિડ અવશેષોને બાંધવા માટે આર્જિનિન જરૂરી છે. જી. એમ. 2 એક્ટિવેટર પ્રોટીન જી. એમ. 2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સનું પરિવહન કરે છે અને લિપિડ્સને હેક્સોસામિનિડેઝમાં રજૂ કરે છે, તેથી કાર્યાત્મક હેક્સોસામિનિડેઝ એન્ઝાઇમ જી. એમ. 2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સમાંથી એન-એસિટિલગ્યાલાક્ટોસેમિન (ગેલએનએસી) અવશેષોને દૂર કરીને જી. એમ. 2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સને જી. એમ. 3 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સમાં હાઇડ્રોલાઇઝ કરવામાં સક્ષમ છે. ક્રિયાની પદ્ધતિ એ માઈકલિસ સંકુલ જેમાં ગ્લુટામેટ અવશેષો, GM2 ગેંગ્લિઓસાઇડ પર ગેલએનએસી અવશેષો અને એસ્પાર્ટેટ અવશેષો હોય છે, તે ઓક્સાઝોલિનિયમ આયન મધ્યવર્તીની રચના તરફ દોરી જાય છે. ગ્લુટામેટ અવશેષ (α Glu-323/β Glu-355) ગેલએનએસી અવશેષો પર ગ્લાયકોસિડિક ઓક્સિજન અણુને તેના હાઇડ્રોજનનું દાન કરીને એસિડ તરીકે કામ કરે છે. એક અસ્પાર્ટેટ અવશેષ (αASP-322/βASP-354) C2-એસિટામિન્ડો જૂથને સ્થાન આપે છે જેથી તે ન્યુક્લિયોફાઇલ (સબસ્ટ્રેટના કાર્બન 1 પર N-એસિટામિડો ઓક્સિજન અણુ) દ્વારા હુમલો કરી શકાય. એસ્પાર્ટેટ અવશેષો ઓક્સાઝોલિનિયમ આયન મધ્યવર્તીમાં નાઇટ્રોજન અણુ પર સકારાત્મક ચાર્જને સ્થિર કરે છે. ઓક્સાઝોલિનિયમ આયન મધ્યવર્તીની રચના પછી, પાણી ઇલેક્ટ્રોફિલિક એસિટલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે. ગ્લુટામેટ ઉત્પાદન સંકુલ અને GM3ગેંગ્લિઓસાઇડની રચના તરફ દોરી જતા પાણીને ડીપ્રોટોનેટ કરીને આધાર તરીકે કામ કરે છે. ટે-સૅક્સ રોગમાં પરિણમતા જનીન પરિવર્તનો એવા અસંખ્ય પરિવર્તનો છે જે હેક્સોસામિનિડેઝની ઉણપ તરફ દોરી જાય છે જેમાં જનીન કાઢી નાખવા, નોનસેન્સ પરિવર્તન અને મિસસેન્સ પરિવર્તનોનો સમાવેશ થાય છે. ટે-સૅક્સ રોગ ત્યારે થાય છે જ્યારે હેક્સોસામિનિડેઝ એ તેની કાર્ય કરવાની ક્ષમતા ગુમાવે છે. ટે-સૅક્સ રોગ ધરાવતા લોકો જી. એમ. 2 ગેંગ્લિઓસાઇડમાંથી ગેલએનએસી અવશેષો દૂર કરવામાં અસમર્થ હોય છે, અને પરિણામે, તેઓ અસરગ્રસ્ત વ્યક્તિ કરતાં મગજમાં 100 થી 1000 ગણા વધુ જી. એમ. 2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સનો સંગ્રહ કરે છે. માત્ર તાઈ-સૅક્સ રોગના શિશુ કિસ્સાઓમાં 100 થી વધુ વિવિધ પરિવર્તનો મળી આવ્યા છે. સૌથી સામાન્ય પરિવર્તન, જે ટે-સૅક્સના 80 ટકાથી વધુ દર્દીઓમાં જોવા મળે છે, તે હેક્સ એ જનીનના એક્સોન 11માં ફોર બેઝ પેઅર એડિશન (ટી. એ. ટી. સી.) નું પરિણામ છે. આ નિવેશ પ્રારંભિક સ્ટોપ કોડન તરફ દોરી જાય છે, જે હેક્સ એ ની ઉણપનું કારણ બને છે. ટે-સૅક્સ સાથે જન્મેલા બાળકો સામાન્ય રીતે બેથી ચાર વર્ષની વય વચ્ચે એસ્પિરેશન અને ન્યુમોનિયાથી મૃત્યુ પામે છે. ટે-સૅક્સ મગજનો અધોગતિ અને અંધત્વનું કારણ બને છે. દર્દીઓ શિથિલ હાથપગ અને હુમલાઓનો પણ અનુભવ કરે છે. હાલમાં તાઈ-સાક્સ રોગનો કોઈ ઇલાજ અથવા અસરકારક સારવાર નથી. એન. એ. જી.-થિયાઝોલિન, એન. જી. ટી., હેક્સોસેમિનિડેઝ એ ના મિકેનિઝમ આધારિત અવરોધક તરીકે કામ કરે છે. ટે-સૅક્સ રોગ (ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલ હેક્સોસામિનિડેઝ એ) ધરાવતા દર્દીઓમાં, એનજીટી હેક્સોસામિનિડેઝ એની સક્રિય સાઇટમાં બંધન કરીને મોલેક્યુલર ચેપરોન તરીકે કામ કરે છે જે યોગ્ય રીતે ફોલ્ડ કરેલ હેક્સોસામિનિડેઝ એ બનાવવામાં મદદ કરે છે. હેક્સોસામિનિડેઝ A ની સ્થિર ડાયમર રચનામાં એન્ડોપ્લાઝ્મિક રેટિક્યુલમ છોડવાની ક્ષમતા હોય છે અને તે લાઇસોસોમ તરફ નિર્દેશિત થાય છે જ્યાં તે GM2 ગેંગ્લિઓસાઇડ્સનું અધઃપતન કરી શકે છે. હેક્સોસેમિનિડેઝ એ ના બે પેટા એકમો નીચે દર્શાવવામાં આવ્યા છેઃ સાયટોસોલિક સી અને ડી આઇસોઝાઇમ્સ દ્વિ-કાર્યાત્મક પ્રોટીન એન. સી. ઓ. એ. ટી. (ન્યુક્લિયર સાયટોપ્લાઝમિક ઓ-જી. એલ. સી. એન. કેસ અને એસિટિલટ્રાન્સફેરેઝ) જે એમ. જી. ઇ. એ. 5 જનીન દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે તે હેક્સોસેમિનિડેઝ અને હિસ્ટોન એસિટિલટ્રાન્સફેરેઝ બંને પ્રવૃત્તિઓ ધરાવે છે. એન. સી. ઓ. એ. ટી. ને હેક્સોસામિનિડેઝ સી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે અને તે લાયસોસોમલ હેક્સોસામિનિડેઝ એની સરખામણીમાં અલગ સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટતાઓ ધરાવે છે. માનવ ઓ-જીએલસીએનએકેસ જનીનમાં સિંગલ-ન્યુક્લિયોટાઇડ પોલીમોર્ફિઝમ ડાયાબિટીસ મેલિટસ પ્રકાર 2 સાથે સંકળાયેલું છે. ચોથા સસ્તન પ્રાણી હેક્સોસામિનિડેઝ પોલિપેપ્ટાઇડની તાજેતરમાં ઓળખ કરવામાં આવી છે જેને હેક્સોસામિનિડેઝ ડી (HEXDC) નામ આપવામાં આવ્યું છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ હેક્સોસામિનિડેઝ A ની ઉણપ, ટે-સૅક્સ રોગ પર જીનરિવ્યૂઝ/NCBI/NIH/UW એન્ટ્રી