Aldolase B
એલ્ડોલેઝ બી, જેને ફ્રુક્ટોઝ-બિસ્ફોસ્ફેટ એલ્ડોલેઝ બી અથવા લીવર-ટાઇપ એલ્ડોલેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે વર્ગ I ફ્રુક્ટોઝ 1,6-બિસ્ફોસ્ફેટ એલ્ડોલેઝ એન્ઝાઇમ (ઇસી 4.1.2.13) ના ત્રણ આઇસોએન્ઝાઇમ્સ (એ, બી અને સી) માંથી એક છે, અને ગ્લાયકોલિસિસ અને ગ્લુકોનિયોજેનેસિસ બંનેમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. સામાન્ય ફ્રુક્ટોઝ 1,6-બિસ્ફોસ્ફેટ એલ્ડોલેઝ એન્ઝાઇમ ફ્રુક્ટોઝ 1,6-બિસ્ફોસ્ફેટ (એફ. બી. પી.) ના રિવર્સિબલ ક્લેવેજને ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ 3-ફોસ્ફેટ અને ડાયહાઇડ્રોક્સીએસેટોન ફોસ્ફેટ (ડી. એચ. એ. પી.) માં ઉત્પ્રેરિત કરે છે તેમજ ફ્રુક્ટોઝ 1-ફોસ્ફેટ (એફ1પી) ના રિવર્સિબલ ક્લેવેજને ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ અને ડાયહાઇડ્રોક્સીએસેટોન ફોસ્ફેટમાં પરિવર્તિત કરે છે. સસ્તન પ્રાણીઓમાં, એલ્ડોલેઝ બી પ્રાધાન્યમાં યકૃતમાં વ્યક્ત થાય છે, જ્યારે એલ્ડોલેઝ એ સ્નાયુ અને એરિથ્રોસાઇટ્સમાં વ્યક્ત થાય છે અને એલ્ડોલેઝ સી મગજમાં વ્યક્ત થાય છે. આઇસોઝાઇમ માળખામાં થોડો તફાવત બે સબસ્ટ્રેટ પરમાણુઓ માટે વિવિધ પ્રવૃત્તિઓમાં પરિણમે છેઃ એફ. બી. પી. અને ફ્રુક્ટોઝ 1-ફોસ્ફેટ. એલ્ડોલેઝ બી કોઈ પસંદગી દર્શાવતો નથી અને આમ બંને પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જ્યારે એલ્ડોલેઝ એ અને સી એફ. બી. પી. પસંદ કરે છે. મનુષ્યોમાં, એલ્ડોલેઝ બી રંગસૂત્ર 9 પર સ્થિત એએલડીઓબી જનીન દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે. જનીન 14,500 આધાર જોડીઓ લાંબી છે અને તેમાં 9 એક્સોન છે. આ જનીનમાં ખામીઓને વારસાગત ફળદ્રુપ અસહિષ્ણુતા (એચ. એફ. આઈ.) ના કારણ તરીકે ઓળખવામાં આવી છે. પદ્ધતિ સામાન્ય ફ્રુક્ટોઝ બિસ્ફોસ્ફેટ એલ્ડોલેઝ એન્ઝાઇમ રિવર્સ એલ્ડોલ પ્રતિક્રિયામાં 6-કાર્બન ફ્રુક્ટોઝ ખાંડને બે 3-કાર્બન ઉત્પાદનોમાં વિભાજિત કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા ઉત્સેચકના સક્રિય સ્થળે લાઇસિન અવશેષ (લાઇસિન 229) સાથે શિફ બેઝ મધ્યવર્તીની રચના દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે; શિફ બેઝની રચના એ વર્ગ I (પ્રાણીઓ દ્વારા ઉત્પાદિત) અને વર્ગ II (ફૂગ અને બેક્ટેરિયા દ્વારા ઉત્પાદિત) એલ્ડોલેઝ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત છે. શિફ આધારની રચના પછી, ફળદ્રુપ કરોડરજ્જુ પરના ચોથા હાઇડ્રોક્સિલ જૂથને એસ્પાર્ટેટ અવશેષો (એસ્પાર્ટેટ 33) દ્વારા ડિપ્રોટોનેટ કરવામાં આવે છે, જે એલ્ડોલ ક્લેવેજમાં પરિણમે છે. શિફ બેઝ હાઇડ્રોલિસિસ બે 3-કાર્બન ઉત્પાદનો પેદા કરે છે. પ્રતિક્રિયાશીલ, એફ1પી અથવા એફબીપી પર આધાર રાખીને, ઉત્પાદનો અનુક્રમે ડીએચએપી અને ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ અથવા ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ 3-ફોસ્ફેટ છે. આ પ્રતિક્રિયાનો ΔG° '+ 23.9 kJ/mol છે. જો કે પ્રતિક્રિયા થવી ખૂબ જ મુશ્કેલ લાગે છે, તે નોંધવું યોગ્ય છે કે શારીરિક પરિસ્થિતિઓમાં, પ્રતિક્રિયાનું δG શૂન્યની નજીક અથવા નીચે આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એરિથ્રોસાઇટ્સમાં શારીરિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ આ પ્રતિક્રિયાનું δG-0.23 kJ/mol છે. સ્ટ્રક્ચર એલ્ડોલેઝ બી એ એક હોમોટેટ્રામેરિક એન્ઝાઇમ છે, જે સ્થાનિક 222 સમપ્રમાણતા સાથે 36 કેડીએના પરમાણુ વજનવાળા ચાર પેટા એકમોથી બનેલું છે. દરેક પેટા એકમનું પરમાણુ વજન 36 kDa હોય છે અને તેમાં આઠ-ફસાયેલા α/β બેરલ હોય છે, જે લાઇસિન 229 (શિફ-બેઝ બનાવતા એમિનો એસિડ કે જે ઉત્પ્રેરણાની ચાવી છે) ને ઘેરી લે છે. જો કે એલ્ડોલેઝ ઉત્સેચકની એકંદર રચનાનો મોટાભાગનો હિસ્સો ત્રણ આઇસોઝાઇમ્સમાં સંરક્ષિત છે, તેમ છતાં સામાન્ય એલ્ડોલેઝ ઉત્સેચકના ચાર પ્રદેશોને આઇસોઝાઇમ્સમાં અત્યંત પરિવર્તનશીલ હોવાનું ઓળખવામાં આવ્યું છે. આવા પ્રદેશોને આઇસોઝાઇમ-વિશિષ્ટ પ્રદેશો (ISR1-4) તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યા છે. આ પ્રદેશો આઇસોઝાઇમ્સને તેમની વિશિષ્ટતાઓ અને માળખાકીય તફાવતો આપે છે તેવું માનવામાં આવે છે. આઈ. એસ. આર. 1-3 બધા એ. એલ. ડી. ઓ. બી. જનીનનાં એક્સોન 3માં જોવા મળે છે. ISR 4 એ ચારમાંથી સૌથી વધુ પરિવર્તનશીલ છે અને તે પ્રોટીનના સી-ટર્મિનલ છેડે જોવા મળે છે. ISR-1-3 મુખ્યત્વે એન્ઝાઇમની સપાટી પરના પેચોમાં જોવા મળે છે. આ પેચો સક્રિય સાઇટ સાથે ઓવરલેપ થતા નથી, જે સૂચવે છે કે ISR દૂરથી ચોક્કસ આઇસોઝાઇમ સબસ્ટ્રેટની વિશિષ્ટતામાં ફેરફાર કરી શકે છે અથવા સક્રિય સાઇટ સાથે C-ટર્મિનસ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બની શકે છે. તાજેતરનો એક સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે આઇએસઆર એલ્ડોલેઝ એન્ઝાઇમમાં વિવિધ રચનાત્મક ગતિશીલતાને મંજૂરી આપી શકે છે જે તેની વિશિષ્ટતા માટે જવાબદાર છે. શરીરવિજ્ઞાન એલ્ડોલેઝ બી કાર્બોહાઇડ્રેટ ચયાપચયમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે કારણ કે તે ગ્લાયકોલિટિક-ગ્લુકોનોજેનિક માર્ગના મુખ્ય પગલાઓમાંથી એકને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. જો કે તે ગ્લુકોઝના ભંગાણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, તે ફ્રુક્ટોઝ ચયાપચયમાં ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જે મોટે ભાગે યકૃત, રેનલ કોર્ટેક્સ અને નાના આંતરડાના શ્વૈષ્મકળામાં થાય છે. જ્યારે ફ્રુક્ટોઝ શોષાય છે, ત્યારે તે ફ્રુક્ટોઝ 1-ફોસ્ફેટ બનાવવા માટે ફ્રુક્ટોકિનાઝ દ્વારા ફોસ્ફોરિલેટેડ થાય છે. એલ્ડોલેઝ બી પછી એફ1પીના વિઘટનને ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ અને ડી. એચ. એ. પી. માં ઉત્પ્રેરિત કરે છે. G3P રચવા માટે ટ્રાયોઝ કિનેઝ દ્વારા ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડને ફોસ્ફોરિલેટેડ કર્યા પછી, બંને ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ ગ્લાયકોલિટિક-ગ્લુકોનોજેનિક માર્ગમાં થઈ શકે છે, એટલે કે, તેમને ગ્લુકોઝ અથવા પાયરુવેટ બનવા માટે સુધારી શકાય છે. મિકેનિઝમ એલ્ડોલેઝ બી રેગ્યુલેશન અજ્ઞાત હોવા છતાં, આહાર કાર્બોહાઈડ્રેટ્સમાં વધારો અને ગ્લુકોગન સાંદ્રતામાં ઘટાડો સાથે પ્રાણીઓના યકૃતમાં એએલડીઓબી જનીન ટ્રાન્સક્રિપ્શનમાં વધારો જોવા મળ્યો છે. ઇન્ટરેક્ટિવ પાથવે મેપ પેથોલોજી આનુવંશિક પરિવર્તન એલ્ડોલેઝ બીમાં ખામી તરફ દોરી જાય છે જે વારસાગત ફ્રુક્ટોઝ અસહિષ્ણુતા તરીકે ઓળખાતી સ્થિતિમાં પરિણમે છે. કાર્યાત્મક એલ્ડોલેઝ બીના અભાવને કારણે, એચ. એફ. આઈ. ધરાવતા સજીવો એફ1પી પર યોગ્ય રીતે પ્રક્રિયા કરી શકતા નથી, જે શારીરિક પેશીઓમાં એફ1પીના સંચય તરફ દોરી જાય છે. સેલ્યુલર પેશીઓ માટે ઝેરી હોવા ઉપરાંત, F1Pનું ઉચ્ચ સ્તર ફોસ્ફેટને બિનઉપયોગી સ્વરૂપમાં જાળવે છે જે સામાન્ય ફોસ્ફેટ પૂલમાં પાછું આવતું નથી, પરિણામે ફોસ્ફેટ અને ATP સ્ટોર્સ બંનેમાં ઘટાડો થાય છે. સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ ફોસ્ફેટનો અભાવ યકૃતમાં ગ્લાયકોજેનોલિસિસ બંધ થવાનું કારણ બને છે, જે હાઈપોગ્લાયસીમિયામાં પરિણમે છે. આ સંચય ગ્લુકોનિયોજેનેસિસને પણ અટકાવે છે, જે સરળતાથી ઉપલબ્ધ ગ્લુકોઝની માત્રાને વધુ ઘટાડે છે. એટીપીની ખોટ પ્રોટીન સંશ્લેષણના અવરોધ અને યકૃત અને મૂત્રપિંડની નિષ્ક્રિયતા સહિત ઘણી સમસ્યાઓ તરફ દોરી જાય છે. જોકે, વારસાગત ફળદ્રુપતા અસહિષ્ણુતાના કિસ્સાઓમાં દર્દીનું પૂર્વસૂચન સારું છે. ફ્રુક્ટોઝ, સુક્રોઝ અને સોર્બિટોલ ધરાવતા ખોરાકને ટાળીને, દર્દીઓ લક્ષણ મુક્ત જીવન જીવી શકે છે. એચ. એફ. આઈ. એ વારસાગત ઓટોસોમલ ડિસઓર્ડર છે. એચ. એફ. આઈ. નું કારણ બને છે તેવા અંદાજે 30 પરિવર્તનોની ઓળખ કરવામાં આવી છે, અને આ સંયુક્ત પરિવર્તનો દર 20,000 જન્મોમાં 1ની એચ. એફ. આઈ. આવર્તનમાં પરિણમે છે. મ્યુટન્ટ એલીલ્સ એ બેઝ પેઅર અવેજી અને નાના કાઢી નાખવા સહિત સંખ્યાબંધ વિવિધ પ્રકારના પરિવર્તનોનું પરિણામ છે. સૌથી સામાન્ય પરિવર્તન એ A149P છે, જે એક્સોન 5માં ગુઆનાઇનથી સાયટોસિન રૂપાંતરણ છે, જેના પરિણામે પ્રોલિન સાથે સ્થિતિ 149 પર એલેનાઇનની બદલી થાય છે. આ ચોક્કસ મ્યુટન્ટ એલીલ 53 ટકા એચ. એફ. આઈ. એલીલ માટે જવાબદાર હોવાનો અંદાજ છે. એચ. એફ. આઈ. માં પરિણમતા અન્ય પરિવર્તનો ઓછા વારંવાર થાય છે અને ઘણીવાર પૂર્વજોની ઉત્પત્તિ સાથે સંકળાયેલા હોય છે. સંદર્ભો વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ ઉત્સેચકો ગ્લાયકોલિસિસ