FepA
ઘણા બેક્ટેરિયા સાઇડરોફોર્સ તરીકે ઓળખાતા નાના આયર્ન-બંધનકર્તા અણુઓનું સ્ત્રાવ કરે છે, જે ફેરિક આયનો સાથે મજબૂત રીતે જોડાય છે. એફઇપીએ એ એક અભિન્ન બેક્ટેરિયલ બાહ્ય પટલ પોરિન પ્રોટીન છે જે બાહ્ય પટલ રીસેપ્ટર પરિવાર સાથે સંબંધિત છે અને બાહ્યકોષીય અવકાશમાંથી ગ્રામ-નકારાત્મક બેક્ટેરિયાના પેરિપ્લાઝમમાં સાઇડરોફોર એન્ટરોબેક્ટિન દ્વારા બંધાયેલા આયર્નનું સક્રિય પરિવહન પૂરું પાડે છે. એફ. ઇ. પી. એ. વિટામિન બી12 અને કોલિસિન બી અને ડીનું પરિવહન પણ કરે છે. આ પ્રોટીન લિગાન્ડ-ગેટેડ પ્રોટીન ચેનલોના પરિવાર સાથે સંબંધિત છે. બાહ્ય પટલમાં કોઈ ઊર્જા સીધી ઉપલબ્ધ ન હોવાથી, એફઇપીએ દ્વારા ફેરિક-એન્ટરોબેક્ટિનના પરિવહનને ચલાવવા માટેની ઊર્જા આંતરિક પટલ સંકુલ ટોનબી-એક્સબીબી-એક્સબીડી દ્વારા પેદા થતા પ્રોટોન પ્રેરક બળ (ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગ્રેડિયન્ટ) માંથી ઉદ્ભવે છે. આ બળ FEPA અને TonB વચ્ચે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા FEPA ને ભૌતિક રીતે રિલે કરવામાં આવે છે. એક્સ-રે સ્ફટિકશાસ્ત્રનો ઉપયોગ કરીને FepAનું માળખું 724 અવશેષો ધરાવતું 22 પટ્ટાવાળું β-બેરલ હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. બેરલની બાહ્યકોષીય બાજુ લૂપ્સ ધરાવે છે જે ફેરિક-એન્ટરોબેક્ટિન માટે ઉચ્ચ-આકર્ષણ અને ઉચ્ચ-વિશિષ્ટતા લિગાન્ડ-બંધનકર્તા સ્થળો તરીકે કાર્ય કરે છે. એન-ટર્મિનસ હાઇડ્રોફિલિક બેરલની અંદર એક નાનું પ્લગ ડોમેન બનાવે છે, જે છિદ્રને અસરકારક રીતે બંધ કરે છે. સમાન ટનબી-આધારિત બાહ્ય પટલ પરિવહનકાર, એફ. એચ. યુ. એ. ના અભ્યાસો દર્શાવે છે કે છિદ્રની આંતરિક દિવાલો સાથે એન-ટર્મિનસ ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નવ મીઠાના પુલો અને 60 થી વધુ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા મજબૂત થાય છે. એન-ટર્મિનસમાં છિદ્રમાં બે બાહ્યકોષીય લૂપ્સ પણ હોય છે, જે લિગાન્ડ-બંધન અને ટોનબી-મધ્યસ્થ પરિવહન વચ્ચે સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શનમાં મદદ કરે છે તેવું માનવામાં આવે છે, જોકે ચોક્કસ પદ્ધતિ સ્પષ્ટ નથી. એફઇપીએના એન-ટર્મિનસ ડોમેનના અવશેષો 12 થી 18 માં ટોનબી બોક્સ તરીકે ઓળખાતા પ્રદેશનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં ઓછામાં ઓછા એક પ્રોલાઇન અને ગ્લાયસીન અવશેષનો સમાવેશ થાય છે. એન્ટરોબેક્ટિન એ 2,3-ડાયહાઇડ્રોક્સિબેન્ઝોયલસેરિનનું ચક્રીય ટ્રાઇ-એસ્ટર છે, જેનું પરમાણુ દ્રવ્યમાન 719 ડી. એ. છે. તે ત્રણ કેટેકોલ જૂથોમાંથી છ ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરીને ફેરિક આયનોને જોડે છે, જે −3 નો એકંદર ચાર્જ આપે છે. બંધનકર્તા કેટેકોલની જેમ, એન્ટરોબેક્ટિનમાં પણ ધાતુના કેન્દ્રને વિચ્છેદિત કરતી ત્રણ ગણી સમપ્રમાણતા હોવાનું માનવામાં આવે છે. ફંક્શન આયર્ન સામાન્ય રીતે પર્યાવરણમાં સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ નથી જેમાં બેક્ટેરિયાના આ જૂથ પોતાને શોધે છે. જો કે, શ્વસન અને ડીએનએ સંશ્લેષણના સહ-ઉત્સેચકોમાં તેની ભૂમિકાને કારણે જીવન ટકાવી રાખવા માટે આયર્ન આવશ્યક છે, તેથી બેક્ટેરિયાએ આયર્નના સેવન માટેની પદ્ધતિ માટે અનુકૂલન કરવું આવશ્યક છે. કારણ કે ફે 3 + ખૂબ ઓછી દ્રાવ્યતા ધરાવે છે, બેક્ટેરિયાના આસપાસના વાતાવરણમાં મોટાભાગના ફે 3 + આયનો (દા. ત. માટી) આયર્ન ઓક્સાઇડ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને તેથી મુક્ત ફે 3 + ની સંખ્યા ઓછી છે. તેથી, સૂક્ષ્મજીવાણુઓ આસપાસના વિસ્તારોમાં ગુપ્ત સાઇડરોફોર્સ, ફે3 +-બંધનકર્તા પેપ્ટાઇડ્સમાં વિકસિત થયા છે અને પછી સક્રિય પરિવહન દ્વારા સક્રિય રીતે ફે3 +-સંકુલને કોષમાં પાછા પરિવહન કરે છે. આ તેના યજમાનની અંદર રોગકારક બેક્ટેરિયા સાથે પણ જોઈ શકાય છે, જ્યાં આયર્ન હિમોગ્લોબિન, ટ્રાન્સફરિન, લેક્ટોફેરિન અને ફેરિટિન દ્વારા ચુસ્ત રીતે બંધાયેલું હોય છે, અને આમ સાંદ્રતામાં ઓછું હોય છે (10−24 મોલ એલ−1). અહીં તે યજમાનના આયર્ન-બંધનકર્તા પ્રોટીન કરતાં વધુ આકર્ષણ (1049ના રચના અચળાંક અથવા ([એમએલ])/([એમ] [એલ]) સાથે) ધરાવતા સાઇડરોફોર્સને ફે3 + સાથે છૂપાવે છે, અને તેથી આયર્નને દૂર કરશે અને પછી કોષની અંદર પરિવહન કરશે. બેસિલસ એન્થ્રાસિસ, એક ગ્રામ-પોઝિટિવ બેક્ટેરિયા જે એન્થ્રેક્સનું કારણ બને છે, તે બે સાઇડરોફોર્સને સ્ત્રાવ કરે છેઃ બેસિલીબેક્ટિન અને પેટ્રોબેક્ટિન. એસ્ચેરીચીયા કોલી ઘણા આયર્ન-સાઇડરોફોર પરિવહનને ગુપ્ત રાખે છે, પરંતુ માત્ર એક જ સાઇડરોફોર-એન્ટરોબેક્ટિનનું ઉત્પાદન કરે છે. ફેરિક એન્ટરોબેક્ટિન રીસેપ્ટર (એફ. ઇ. પી. એ.) ફેરિક એન્ટરોબેક્ટિન (એફ. ઇ. ઇ. એન. ટી.) ના કેટેકોલેટ ભાગને ઓળખે છે અને તેને બાહ્યકોષીય અવકાશમાંથી બાહ્ય પટલમાં પેરિપ્લાઝમમાં પરિવહન કરે છે. બંધન બે તબક્કામાં હોવાનું માનવામાં આવે છે, એક ઝડપી પગલું જે ફીન્ટને ઓળખે છે, અને એક ધીમું પગલું જે સ્થાનાંતરણનું પ્રથમ પગલું હોઈ શકે છે-સ્થળાંતર માટે સંકુલ તૈયાર કરવું. બંને પગલાં ટોનબી-એક્સબીબી-એક્સબીડી સંકુલ અને તે પ્રદાન કરે છે તે પ્રોટોન પ્રેરક બળથી સ્વતંત્ર રીતે થાય છે. પેરીપ્લાઝમમાં, ફીઈન્ટ એફઈપીબી દ્વારા બંધાયેલ છે અને સાયટોપ્લાઝ્મિક એફઈપીસી દ્વારા ઉત્પ્રેરિત એટીપી હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી ઊર્જા સાથે સક્રિય પરિવહન દ્વારા અભિન્ન આંતરિક પટલ પ્રોટીન એફઈપીજી અને એફઈપીડીમાં પસાર થાય છે. કોષરસમાં, ફેસ એન્ટરોબેક્ટિન એસ્ટેરેઝ હાઇડ્રોલાઇઝ થાય છે અને આ એન્ટરોબેક્ટિનને વિભાજીત કરે છે, જે ફે 3 + મુક્ત કરે છે, જે પછીથી તે જ પ્રોટીન, ફેસ દ્વારા ઘટાડીને ફે 2 + કરવામાં આવશે. સંભવિત પદ્ધતિઓ જ્યારે એન્ટરોબેક્ટિન ફેરિક આયર્નને જોડે છે, ત્યારે આ બંને પરમાણુના ત્રિ-પરિમાણીય બંધારણને બદલે છે અને ચાર્જને તટસ્થથી નકારાત્મક 3 માં બદલે છે. બાહ્યકોષીય લૂપ્સ દ્વારા રચાયેલ FEPA બંધનકર્તા સ્થળ, હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ એમિનો એસિડથી બનેલું છે. ચાર્જ-વિશિષ્ટતા અને બેરલના કદના પ્રતિબંધનું સંયોજન ફેરિક-એન્ટરોબેક્ટિન માટે એફઇપીએ આયાતને અત્યંત વિશિષ્ટ બનાવે છે. પરિવહનની પદ્ધતિને એર લોક જેવી જ વર્ણવવામાં આવી છે. જ્યારે લિગાન્ડ બંધાયેલ હોય છે, ત્યારે બાહ્યકોષીય બાજુએ છિદ્રને બંધ કરવાની ધારણા કરવામાં આવે છે, આમ છિદ્રમાંથી બહાર નીકળતી કોઈપણ વસ્તુને અટકાવવામાં આવે છે. એફઇપીએ પછી 5 એમિનો એસિડ સર્વસંમતિ ક્રમ દ્વારા ટોનબી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જે પેરિપ્લાઝમિક બાજુએ ચેનલ ખોલતા એન-ટર્મિનલમાં ફેરફારને પ્રેરિત કરે છે. આ એફ. ઇ. પી. એ. ને આયનો અને નાના અણુઓને બંને દિશામાં પસાર થવા દીધા વિના ફેરિક-એન્ટરોબેક્ટિનનું પરિવહન કરવાની મંજૂરી આપશે. જ્યારે લિગાન્ડ એફ. ઇ. પી. એ. દ્વારા બંધાયેલ હોય, ત્યારે એન-ટર્મિનલ ડોમેનની રચના બદલવામાં આવે છે જેથી છિદ્ર ખોલી શકાય. લિગાન્ડને પસાર થવા દેવા માટે બેરલની અંદર જગ્યા કેવી રીતે ખોલવામાં આવે છે તે અંગે વિવાદ છે. કાં તો એન-ટર્મિનલ પ્લગ ડોમેન બેરલની અંદર રહે છે અને છિદ્ર બનાવવા માટે રચનાત્મક ફેરફારોમાંથી પસાર થાય છે અથવા તે અસ્થાયી રૂપે બેરલમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. એવી ધારણા કરવામાં આવી છે કે ટ્રાન્સલોકેશન માટે સમગ્ર એન-ટર્મિનલ ડોમેનને દૂર કરવું ઊર્જાસભર રીતે નિરર્થક છે, કારણ કે આ માટે મીઠાના પુલો અને અસંખ્ય હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સના ભંગાણની જરૂર પડે છે, જો કે, બેરલ પાણીથી ભરેલું હોવાથી, જરૂરી ઊર્જા અગાઉ વિચાર્યા કરતાં ઘણી ઓછી હશે. એન-ટર્મિનલની ભૂમિકા એન-ટર્મિનલ પ્લગના વિલોપન પરિવર્તનનો ઉપયોગ કરીને જાહેર થાય છે; પ્રોટીન હજી પણ પટલમાં દાખલ કરવામાં સક્ષમ હતું, પરંતુ મોટા અણુઓ માટે બિન-પસંદગીયુક્ત છિદ્ર તરીકે કાર્ય કરે છે, જે કોષની માલ્ટોટેટ્રાઝ, માલ્ટોપેન્ટાઝ, ફેરિક્રોમ, તેમજ એલ્બોમાઇસિન, વેન્કોમાઇસિન અને બેસીટ્રેસિન સહિત અનેક એન્ટિબાયોટિક્સમાં વધેલી અભેદ્યતા દ્વારા પ્રદર્શિત થાય છે. જો કે, આને સાવધાની સાથે વ્યવહાર કરવો પડશે, કારણ કે એન-ટર્મિનલ પ્લગની ગેરહાજરીમાં બેરલની રચના બદલાઈ શકે છે. સંદર્ભો બાહ્ય પટલ પ્રોટીન