D-amino acid dehydrogenase
ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજિનેઝ (ઇસી 1.4.99.1) એક બેક્ટેરિયલ એન્ઝાઇમ છે જે ડી-એમિનો એસિડના ઓક્સિડેશનને તેમના અનુરૂપ ઓક્સોએસિડ્સમાં ઉત્પ્રેરિત કરે છે. તેમાં ફ્લેવિન અને નોનહિમ આયર્ન બંને સહ-પરિબળો તરીકે હોય છે. આ ઉત્સેચક ખૂબ જ વ્યાપક વિશિષ્ટતા ધરાવે છે અને મોટાભાગના ડી-એમિનો એસિડ પર કાર્ય કરી શકે છે. ડી-એમિનો એસિડ + એચ2ઓ + સ્વીકારનાર <=> એ 2-ઓક્સો એસિડ + એનએચ3 + ઘટાડો સ્વીકારનાર આ પ્રતિક્રિયા ડી-એમિનો એસિડ ઓક્સિડેઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાથી અલગ છે જે બીજા સબસ્ટ્રેટ તરીકે ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરે છે, કારણ કે ડિહાઇડ્રોજનેઝ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારા તરીકે ઘણા વિવિધ સંયોજનોનો ઉપયોગ કરી શકે છે, જેમાં શારીરિક સબસ્ટ્રેટ સહઉત્સેચક ક્યૂ. ડી.-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજનેઝ એ એન્ઝાઇમ છે જે એનએડીપીએચને એનએડીપી + અને ડી-ગ્લુકોઝમાંથી ડી-એમિનો એસિડ અને ગ્લુકોઝ ડિહાઇડ્રોજનેઝ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉત્પ્રેરિત કરે છે. કેટલાક પરંતુ આ એમિનો એસિડ સુધી મર્યાદિત નથી તેવા ડી-લ્યુસીન, ડી-આઇસોલેયુસીન અને ડી-વેલિન છે, જે આવશ્યક એમિનો એસિડ છે જેને મનુષ્ય તેમના આહારમાં સામેલ ન હોવાને કારણે સંશ્લેષણ કરી શકતા નથી. વધુમાં, ડી-એમિનો એસિડ ડી. સી. આઈ. પી. ની હાજરીમાં ડી-એમિનો એસિડનું ઉત્પાદન કરવા માટે 2-ઓક્સો એસિડની રચનાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે જે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર છે. ડી-એમિનો એસિડનો ઉપયોગ ફાર્માસ્યુટિકલ ઉત્પાદનોના ઘટકો તરીકે થાય છે, જેમ કે એન્ટિબાયોટિક્સ, એન્ટીકોએગ્યુલેન્ટ્સ અને જંતુનાશકો, કારણ કે તેઓ માત્ર તેમના એલ ઇનેન્શિયોમર્સ કરતાં વધુ શક્તિશાળી હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, પરંતુ એન્ઝાઇમના અધઃપતન માટે વધુ પ્રતિરોધક પણ છે. ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજિનેઝ ઉત્સેચકો સીધા, શાખાઓવાળા, ચક્રીય એલિફેટિક અને સુગંધિત ડી-એમિનો એસિડ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા સાથે મ્યુટેજેનેસિસ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા છે. દ્રાવ્ય ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજિનેઝ ડી-એલનાઇન, ડી-એસ્પેરાજિન અને ડી-એમિનો-એન-બ્યુટેરેટ માટે તેની આત્મીયતામાં વધારો કરે છે. ઇ. કોલીમાં કે12ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજનેઝ તેના સબસ્ટ્રેટ તરીકે ડી-એલનાઇન સાથે સૌથી વધુ સક્રિય છે, કારણ કે આ એમિનો એસિડ કાર્બન, નાઇટ્રોજન અને ઉર્જાનો એકમાત્ર સ્રોત છે. આ ઉત્સેચક પીએચ 8.9 પર શ્રેષ્ઠ રીતે કામ કરે છે અને 30 એમ. એમ. ની બરાબર ડી-એલનાઇન માટે માઈકલિસ અચળાંક ધરાવે છે. ગ્રામ-નેગેટિવ ઇ. કોલી બી પટલમાં શોધાયેલ ડી. એ. ડી. એલ-એમિનો એસિડને ડી-એમિનો એસિડમાં પણ રૂપાંતરિત કરી શકે છે. વધુમાં, ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજિનેઝનો ઉપયોગ ડાય-લિંક્ડ ડિહાઇડ્રોજિનેઝ (ડાય-ડીએચ) માં થાય છે, જે તેમના કુદરતી ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારાઓનો ઉપયોગ કરવાને બદલે તેમના ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે 2,6-ડિક્લોરોઇન્ડોફેનોલ (ડીસીઆઇપી) જેવા કૃત્રિમ રંગોનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરિત થઈ રહ્યા હોય ત્યારે આ એન્ઝાઇમ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાને વેગ આપી શકે છે. સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓમાં ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજિનેઝનો ઉપયોગ ડી-લ્યુસીન, ડી-ઇસોલ્યુસીન અને ડી-વેલિન જેવા શાખા-સાંકળ એમિનો એસિડના સંશ્લેષણમાં અસરકારક હોવાનું દર્શાવ્યું છે. આપેલ અભ્યાસમાં, સંશોધકો એમોનિયાની હાજરીમાં 2-ઓક્સો એસિડની પ્રારંભિક સામગ્રીમાંથી આ ઉત્પાદનોની ઊંચી માત્રા બનાવવા માટે ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજનેઝનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરી શક્યા હતા. આ માટેની પરિસ્થિતિઓ પરિવર્તનશીલ હતી, જોકે શ્રેષ્ઠ પરિણામો લગભગ 65 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર જોવા મળ્યા હતા. આ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા મેળવેલા એમિનો એસિડ્સ 99 ટકાથી વધુની ઉચ્ચ એનાન્સીયોસેલેક્ટિવિટી અને 99 ટકાથી વધુની ઉચ્ચ ઉપજમાં પરિણમ્યા હતા. આ ઉત્સેચકની પ્રકૃતિને ધ્યાનમાં રાખીને, તેનો ઉપયોગ શાખા વિનાના ડી-એમિનો એસિડ તેમજ સુધારેલા ડી-એમિનો એસિડ બનાવવા માટે શક્ય બની શકે છે. ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજિનેઝ મેળવવું એક અભ્યાસમાં, સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓમાં ડી-એમિનો ડિહાઇડ્રોજિનેઝનો ઉપયોગ કરવાની સદ્ધરતા ચકાસવા માટે, સંશોધકોએ ઉત્સેચકના વિવિધ પ્રકારો મેળવવા અને બનાવવા માટે મ્યુટન્ટ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ કર્યો હતો. આ સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું હતું કે પસંદગીયુક્ત ડી-એમિનો ડિહાઇડ્રોજનેઝને અન્ય ડી-એમિનો એસિડ સાથે કામ કરવા માટે તેમાં ફેરફાર કરવા માટે માત્ર પાંચ પરિવર્તનની જરૂર હતી. તેમને એ પણ જાણવા મળ્યું કે તેણે તેની અત્યંત પસંદગીયુક્ત પ્રકૃતિ જાળવી રાખી છે, જે 95 ટકાથી વધુ ઉપજ સાથે પરિવર્તન પછી મોટે ભાગે ડી-એનેન્શિયોમર્સ પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ છે. ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજનેઝનો ગરમી-સ્થિર પ્રકાર રોડોથર્મસ મેરિનસ જે. સી. એમ. 9785 બેક્ટેરિયમમાં જોવા મળ્યો હતો. આ પ્રકાર ટ્રાન્સ-4-હાઈડ્રોક્સી-એલ-પ્રોલીનના અપચયમાં સામેલ છે. આપેલ અભ્યાસોમાંથી, ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજિનેઝ મેળવવા માટે વ્યક્તિએ પહેલા તેને આપેલ બેક્ટેરિયાની પ્રજાતિઓમાં રજૂ કરવી અને વ્યક્ત કરવી આવશ્યક છે, જેમાંથી કેટલીક અગાઉ સંદર્ભિત કરવામાં આવી છે. પછી તેને અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓમાં શુદ્ધ કરવું જોઈએ. આ ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજનેઝની ચોક્કસ પ્રજાતિઓ પર આધારિત છે જેનો ઉપયોગ આપેલ સંશોધન પ્રયોગમાં થાય છે. ખોટી પરિસ્થિતિઓમાં, પ્રોટીન વિકૃત થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે ઇ. કોલી અને પી. એરુગિનોસામાંથી ખાસ કરીને ડી-એલનાઇન ડિહાઇડ્રોજેનેસિસ 37-42 ડિગ્રી સેલ્સિયસની સ્થિતિને આધિન હોય ત્યારે તેમની મોટાભાગની પ્રવૃત્તિ ગુમાવશે. આ પછી, હાલની પદ્ધતિઓ દ્વારા અલગ અને શુદ્ધ કરવું શક્ય છે. કૃત્રિમ ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજનેઝ વર્તમાન પદ્ધતિઓની ખામીઓને કારણે, સંશોધકોએ કુદરતી રીતે બનતા સ્રોતોમાંથી ઉત્સેચકો જેવા જ ડી-એમિનો એસિડ ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ કૃત્રિમ ઉત્સેચક બનાવવા પર કામ શરૂ કર્યું છે. યુ. થર્મોસ્ફેરિકસમાંથી અલગ કરવામાં આવેલા નમૂનામાં પાંચ એમિનો એસિડ ઉમેરીને, તેઓ સફળ થયા. એમિનો એસિડ ક્રમમાં ફેરફાર કરીને, સંશોધકો ચોક્કસ પ્રતિક્રિયાઓ અને ઉત્પાદનો તરફ અણુની વિશિષ્ટતામાં ફેરફાર કરવામાં સક્ષમ હતા, જે દર્શાવે છે કે ચોક્કસ ડી-એમિનો એસિડ ઉત્પાદનોની તપાસ માટે કૃત્રિમ ડી-એમિનો એસિડ ડિહાઇડ્રોજનેઝનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે. ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સાંકળ માઇક્રોબાયલ મેટાબોલિઝમ સંદર્ભો બાહ્ય લિંક્સ ઇસિ પર બ્રેન્ડા એન્ટ્રી 1.4.99.1 ENZYME એન્ટ્રી પર ઇસી 1.4.99.1 સેલ્યુલર રેસ્પિરેશન મેટાબોલિઝમ ઇસી 1.4