Glutaminase
ગ્લુટામિનેઝ (, ગ્લુટામિનેઝ I, એલ-ગ્લુટામિનેઝ, ગ્લુટામાઇન એમિનોહાઇડ્રોલેઝ) એક એમિડોહાઇડ્રોલેઝ એન્ઝાઇમ છે જે ગ્લુટામાઇનમાંથી ગ્લુટામેટ ઉત્પન્ન કરે છે. ગ્લુટામિનેઝમાં પેશી-વિશિષ્ટ આઇસોએન્ઝાઇમ્સ હોય છે. ગ્લાયલ કોષોમાં ગ્લુટામિનેઝની મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા છે. ગ્લુટામિનેઝ નીચેની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છેઃ ગ્લુટામાઇન + H2O → ગ્લુટામેટ + પેશી વિતરણ ગ્લુટામિનેઝ પેરીપોર્ટલ હેપેટોસાઇટ્સમાં વ્યક્ત અને સક્રિય છે, જ્યાં તે યુરિયા સંશ્લેષણ માટે NH4 + (એમોનિયમ) ઉત્પન્ન કરે છે, જેમ કે ગ્લુટામેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝ કરે છે. ગ્લુટામિનેઝ મૂત્રપિંડની નળીઓના ઉપકલા કોષોમાં પણ વ્યક્ત થાય છે, જ્યાં ઉત્પાદિત એમોનિયાને એમોનિયમ આયન તરીકે વિસર્જન કરવામાં આવે છે. એમોનિયમ આયનોનું આ વિસર્જન એ રેનલ એસિડ-બેઝ નિયમનની એક મહત્વપૂર્ણ પદ્ધતિ છે. ક્રોનિક એસિડોસિસ દરમિયાન, કિડનીમાં ગ્લુટામિનેઝ પ્રેરિત થાય છે, જે ઉત્સર્જિત એમોનિયમ આયનોની માત્રામાં વધારો કરે છે. ગ્લુટામિનેઝ આંતરડામાં પણ મળી શકે છે, જેમાં યકૃત પોર્ટલ એમોનિયા 0.26 એમ. એમ. (0.02 એમ. એમ. ના ધમનીય રક્ત એમોનિયાની સરખામણીમાં) જેટલું ઊંચું પહોંચી શકે છે. ગ્લુટામિનેઝની સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાઓમાંની એક કેન્દ્રીય ચેતાતંત્રમાં ચેતાકોષોના અક્ષતંતુ ટર્મિનલ્સમાં જોવા મળે છે. ગ્લુટામેટ એ સી. એન. એસ. માં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું ઉત્તેજક ચેતાપ્રેષક દ્રવ્ય છે. ન્યુરોટ્રાન્સમિશન માટે સિનેપ્સમાં મુક્ત થયા પછી, ગ્લુટામેટ નજીકના એસ્ટ્રોસાઇટ્સ દ્વારા ઝડપથી લેવામાં આવે છે, જે તેને ગ્લુટામાઇનમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ ગ્લુટામાઇન પછી ચેતાકોષોના પ્રીસિનેપ્ટિક ટર્મિનલ્સમાં પૂરું પાડવામાં આવે છે, જ્યાં ગ્લુટામિનેઝ તેને સિનેપ્ટિક વેસિકલ્સમાં લોડ કરવા માટે ફરીથી ગ્લુટામેટમાં રૂપાંતરિત કરે છે. જો કે બંને "કિડની-પ્રકાર" (જી. એલ. એસ. 1) અને "લીવર-પ્રકાર" (જી. એલ. એસ. 2) ગ્લુટામિનેઝ મગજમાં વ્યક્ત થાય છે, જી. એલ. એસ. 2 માત્ર સી. એન. એસ. ચેતાકોષોમાં સેલ્યુલર ન્યુક્લિયસમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. રેગ્યુલેશન એડીપી એ ગ્લુટામિનેઝનું સૌથી મજબૂત એડેનિન ન્યુક્લિયોટાઇડ એક્ટિવેટર છે. અભ્યાસોએ એવું પણ સૂચવ્યું છે કે ADP એ ગ્લુટામાઇન માટે કિમી ઘટાડ્યું અને Vmax માં વધારો કર્યો. તેમને જાણવા મળ્યું કે જ્યારે એટીપી હાજર હતું ત્યારે આ અસરો વધુ વધી હતી. ગ્લુટામિનેઝ પ્રતિક્રિયાનું અંતિમ ઉત્પાદન, ગ્લુટામેટ, પ્રતિક્રિયાનું મજબૂત અવરોધક છે. ગ્લુટામેટ ડિહાઇડ્રોજિનેઝમાં ફેરફારો, જે ગ્લુટામેટને 2-ઓક્સોગ્લુટેરેટમાં રૂપાંતરિત કરે છે અને તેથી ઇન્ટ્રામિટોકોન્ડ્રીયલ ગ્લુટામેટનું સ્તર ઘટાડે છે, તે ગ્લુટામિનેઝ પ્રવૃત્તિની એક મહત્વપૂર્ણ નિયમનકારી પદ્ધતિ છે. ફોસ્ફેટ-એક્ટિવેટેડ મિટોકોન્ડ્રીયલ ગ્લુટામિનેઝ (જી. એલ. એસ. 1) ને એલિવેટેડ મેટાબોલિઝમ, ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર રિએક્ટિવ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (આર. ઓ. એસ.) ના સ્તરમાં ઘટાડો અને સામાન્ય અને તણાવગ્રસ્ત બંને કોષોમાં એકંદરે ડીએનએ ઓક્સિડેશનમાં ઘટાડો સાથે જોડવામાં આવે તેવું સૂચવવામાં આવે છે. એવું સૂચવવામાં આવે છે કે જી. એલ. એસ. 2નું આરઓએસ સ્તરનું નિયંત્રણ "કોષોને જીનોમિક નુકસાનના સંચયથી બચાવવા માટે પી53ની ક્ષમતાને સરળ બનાવે છે અને કોષોને હળવા અને સમારકામ કરી શકાય તેવા જીનોટોક્સિક તણાવ પછી ટકી રહેવા દે છે". માળખું ગ્લુટામિનેઝનું માળખું એક્સ-રે વિવર્તનનો ઉપયોગ કરીને 1.73 Å સુધીના રીઝોલ્યુશન સુધી નક્કી કરવામાં આવ્યું છે. 305 અવશેષો ધરાવતી 2 સાંકળો છે જે આ ડાયમેરિક પ્રોટીનની લંબાઈ બનાવે છે. દરેક સ્ટ્રાન્ડ પર, એમિનો એસિડ સામગ્રીના 23 ટકા અથવા 71 અવશેષો, 8 હેલિસીસમાં જોવા મળે છે. એકવીસ ટકા, અથવા 95 અવશેષો, 23 બીટા શીટ સ્ટ્રાન્ડ્સ બનાવે છે. આઇસોઝાઇમ્સ મનુષ્ય ગ્લુટામિનેઝના 4 આઇસોફોર્મ્સને વ્યક્ત કરે છે. જી. એલ. એસ. ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ અને નીચા કિલોમીટર સાથે 2 પ્રકારના કિડની-પ્રકારનાં ગ્લુટામિનેઝને એન્કોડ કરે છે. જી. એલ. એસ. 2 ઓછી પ્રવૃત્તિ અને એલોસ્ટેરિક નિયમન સાથે યકૃત-પ્રકારના ગ્લુટામિનેઝના 2 સ્વરૂપોને એન્કોડ કરે છે. સંબંધિત પ્રોટીન ગ્લુટામિનેઝ મોટા પરિવાર સાથે સંબંધિત છે જેમાં સેરીન-આધારિત બીટા-લેક્ટામેઝ અને પેનિસિલિન-બંધનકર્તા પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે. ઘણા બેક્ટેરિયામાં બે આઇસોઝાઇમ્સ હોય છે. આ મોડેલ પસંદ કરેલા જાણીતા ગ્લુટામિનેઝ અને પ્રોકેરીયોટ્સમાં તેમના હોમોલોગ્સ પર આધારિત છે, જેમાં અત્યંત વ્યુત્પન્ન (લાંબી શાખા) અને સ્થાપત્યની રીતે વૈવિધ્યસભર હોમોલોગ્સને બાકાત રાખવામાં આવ્યા છે, જેથી રૂઢિચુસ્ત સોંપણીઓ પ્રાપ્ત કરી શકાય. સ્કોરમાં તીવ્ર ઘટાડો 250થી નીચે થાય છે, અને તે મુજબ કટઓફ નક્કી કરવામાં આવે છે. આ ઉત્સેચક એમોનિયાના પ્રકાશન સાથે ગ્લુટામાઇનને ગ્લુટામેટમાં રૂપાંતરિત કરે છે. સભ્યોને ગ્લુટામિનેઝ એ (જીએલએસએ) તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે, જ્યાં બી (જીએલએસબી) અજ્ઞાત છે અને સમરૂપ ન પણ હોઈ શકે (રાઇઝોબિયમ એટલીની જેમ; કેટલીક પ્રજાતિઓમાં બે આઇસોઝાઇમ્સ હોય છે જેને બંનેને એ (જીએલએસએ1 અને જીએલએસએ2) તરીકે નિયુક્ત કરી શકાય છે. તબીબી મહત્વ ઘણા કેન્સર ગ્લુટામિનેઝ પર આધાર રાખે છે આમ ગ્લુટામિનેઝ અવરોધકોને કેન્સરની સારવાર તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે. જે. એચ. યુ.-083 જેવા કેટલાક ગ્લુટામિનેઝ ઇન્હિબિટર્સ ક્લિનિકલ ટ્રાયલમાં છે. 2021 માં, એવું નોંધવામાં આવ્યું હતું કે જી. એલ. એસ. 1 અવરોધક વૃદ્ધ ઉંદરમાં વિવિધ અવયવો અને પેશીઓમાંથી સેનેસન્ટ કોષોને દૂર કરે છે, જે વય-સંબંધિત પેશીઓની નિષ્ક્રિયતામાં સુધારો કરે છે. પરિણામો સૂચવે છે કે સેનેસેન્ટ કોષો ગ્લુટામિનોલિસિસ પર આધાર રાખે છે, અને ગ્લુટામિનેઝ 1 નું અવરોધ વિવોમાં સેનોલિસિસને પ્રેરિત કરવા માટે આશાસ્પદ વ્યૂહરચના પ્રદાન કરી શકે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ગ્લુટામિનેઝ (વિકિજેન્સ) પર સંશોધન માહિતી ઇસી 3.5.1 ગ્લુટામેટ (ન્યુરોટ્રાન્સમીટર)