Galactokinase
ગેલેક્ટોકિનાઝ એ એક ઉત્સેચક (ફોસ્ફોટ્રાન્સફેરેઝ) છે જે ATPના એક અણુના ભોગે α-D-ગેલેક્ટોઝના ફોસ્ફોરાયલેશનને ગેલેક્ટોઝ 1-ફોસ્ફેટમાં સરળ બનાવે છે. ગેલેક્ટોકિનાઝ લેલોઇર માર્ગના બીજા પગલાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જે α-D-ગેલેક્ટોઝના ગ્લુકોઝ 1-ફોસ્ફેટના અપચય માટે મોટાભાગના સજીવોમાં જોવા મળતો ચયાપચય માર્ગ છે. સસ્તન પ્રાણીઓના યકૃતમાંથી સૌપ્રથમ અલગ કરાયેલ ગેલેક્ટોકિનાઝનો યીસ્ટ, આર્કિયા, છોડ અને મનુષ્યમાં વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. માળખું ગેલેક્ટોકિનાઝ બે ક્ષેત્રોથી બનેલું છે જે મોટા ફાટ દ્વારા અલગ પડે છે. બે પ્રદેશો એન-અને સી-ટર્મિનલ ડોમેન્સ તરીકે ઓળખાય છે, અને એટીપીની એડેનિન રિંગ તેમના ઇન્ટરફેસ પર સ્થિત હાઇડ્રોફોબિક પોકેટમાં જોડાય છે. એન-ટર્મિનલ ડોમેન મિશ્ર બીટા-શીટની પાંચ સેર અને પાંચ આલ્ફા-હેલિસીસ દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ છે, અને સી-ટર્મિનલ ડોમેન વિરોધી સમાંતર બીટા-શીટ્સના બે સ્તરો અને છ આલ્ફા-હેલિસીસ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ગેલેક્ટોકિનાઝ સુગર કિનેઝ પરિવાર સાથે સંબંધિત નથી, પરંતુ જી. એચ. એમ. પી. સુપરફેમિલી તરીકે ઓળખાતા એટીપી-આધારિત ઉત્સેચકોના વર્ગ સાથે સંબંધિત છે. જી. એચ. એમ. પી. એ તેના મૂળ સભ્યોનો ઉલ્લેખ કરતું સંક્ષિપ્ત નામ છેઃ ગેલેક્ટોકિનાઝ, હોમોસેરિન કિનેઝ, મેવાલોનેટ કિનેઝ અને ફોસ્ફોમેવેલોનેટ કિનેઝ. જી. એચ. એમ. પી. સુપરફેમિલીના સભ્યો માત્ર દસથી 20 ટકા અનુક્રમ ઓળખ હોવા છતાં મહાન ત્રિ-પરિમાણીય સમાનતા ધરાવે છે. આ ઉત્સેચકોમાં ત્રણ સારી રીતે સંરક્ષિત રૂપાંકનો (I, II અને III) હોય છે, જેમાંથી બીજો ન્યુક્લિયોટાઇડ બંધનમાં સામેલ છે અને તેનો ક્રમ પ્રો-X-X-X-Gly-Leu-X-Ser-Ser-Ala છે. વિવિધ પ્રજાતિઓમાં ખાંડની વિશિષ્ટતા ગેલેક્ટોકિનાસ સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટતાઓની વિશાળ વિવિધતા દર્શાવે છે. ઇ. કોલી ગેલેક્ટોકિનેઝ ફોસ્ફોરાયલેટ 2-ડિઓક્સી-ડી-ગેલેક્ટોઝ, 2-એમિનો-ડિઓક્સી-ડી-ગેલેક્ટોઝ, 3-ડિઓક્સી-ડી-ગેલેક્ટોઝ અને ડી-ફ્યુકોઝ પણ કરી શકે છે. આ ઉત્સેચક કોઈપણ સી-4 ફેરફારોને સહન કરી શકતું નથી, પરંતુ ડી-ગેલેક્ટોઝની સી-2 સ્થિતિ પરના ફેરફારો ઉત્સેચક કાર્યમાં દખલ કરતા નથી. માનવ અને ઉંદર બંને ગેલેક્ટોકિનેઝ 2-ડિઓક્સી-ડી-ગેલેક્ટોઝને સફળતાપૂર્વક ફોસ્ફોરાયલેટ કરવામાં પણ સક્ષમ છે. બીજી બાજુ, એસ. સેરેવિસિયામાંથી ગેલેક્ટોકિનેઝ, ડી-ગેલેક્ટોઝ માટે અત્યંત ચોક્કસ છે અને તે ગ્લુકોઝ, મેન્નોઝ, અરેબિનોઝ, ફ્યુકોઝ, લેક્ટોઝ, ગેલેક્ટીટોલ અથવા 2-ડિઓક્સી-ડી-ગેલેક્ટોઝને ફોસ્ફોરાયલેટ કરી શકતું નથી. વધુમાં, ગેલેક્ટોકિનાઝના ગતિશીલ ગુણધર્મો પણ વિવિધ પ્રજાતિઓમાં અલગ અલગ હોય છે. વિવિધ સ્રોતોમાંથી ગેલેક્ટોકિનાઝની ખાંડની વિશિષ્ટતા નિર્દેશિત ઉત્ક્રાંતિ અને માળખા આધારિત પ્રોટીન ઇજનેરી દ્વારા નાટ્યાત્મક રીતે વિસ્તૃત કરવામાં આવી છે. અનુરૂપ વ્યાપક રીતે અનુમતિશીલ સુગર એનોમેરિક કિનેઝ ઇન વિટ્રો અને ઇન વિવો ગ્લાયકોરેન્ડોમાઇઝેશન માટે પાયાના પથ્થર તરીકે કામ કરે છે. મિકેનિઝમ તાજેતરમાં, માનવ ગેલેક્ટોકિનેઝમાં સક્રિય સાઇટ અવશેષોની ભૂમિકાઓ સમજી શકાય છે. એસ. પી.-186 એ α-D-ગેલેક્ટોઝના C1-OHમાંથી પ્રોટોનને બહાર કાઢે છે, અને પરિણામી એલ્કોક્સાઇડ ન્યુક્લિયોફાઇલ ATPના γ-ફોસ્ફરસ પર હુમલો કરે છે. ફોસ્ફેટ જૂથને ખાંડમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, અને એસ. પી.-186 પાણી દ્વારા ડિપ્રોટોનેટ થઈ શકે છે. નજીકના આર્ગ-37 એએસપી-186 ને તેના આયનીય સ્વરૂપમાં સ્થિર કરે છે અને બિંદુ પરિવર્તન પ્રયોગોમાં ગેલેક્ટોકિનાઝ કાર્ય માટે પણ આવશ્યક સાબિત થયું છે. એસ્પાર્ટિક એસિડ અને આર્જિનિન સક્રિય સાઇટ અવશેષો બંને ગેલેક્ટોકિનેસીસમાં ખૂબ જ સંરક્ષિત છે. જૈવિક કાર્ય લેલોઇર માર્ગ ગેલેક્ટોઝના ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતરને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ગેલેક્ટોઝ ડેરી ઉત્પાદનોમાં, તેમજ ફળો અને શાકભાજીમાં જોવા મળે છે, અને ગ્લાયકોપ્રોટીન અને ગ્લાયકોલિપિડ્સના ભંગાણમાં અંતજનિત રીતે ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. લેલોઇર માર્ગમાં ત્રણ ઉત્સેચકો જરૂરી છેઃ ગેલેક્ટોકાઈનેઝ, ગેલેક્ટોઝ-1-ફોસ્ફેટ યુરીડાયલટ્રાન્સફેરેઝ અને યુડીપી-ગેલેક્ટોઝ 4-એપીમેરેઝ. ગેલેક્ટોકાઈનેઝ ગેલેક્ટોઝ કેટાબોલિઝમના પ્રથમ પ્રતિબદ્ધ પગલાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જે ગેલેક્ટોઝ 1-ફોસ્ફેટ બનાવે છે. રોગની સુસંગતતા ગેલેક્ટોસેમિયા, એક દુર્લભ મેટાબોલિક ડિસઓર્ડર જે ગેલેક્ટોઝને ચયાપચય કરવાની ક્ષમતામાં ઘટાડો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, તે લેલોઇર માર્ગમાં ત્રણ ઉત્સેચકોમાંથી કોઈપણમાં પરિવર્તનને કારણે થઈ શકે છે. ગેલેક્ટોકિનાઝની ઉણપ, જેને ગેલેક્ટોસેમિયા પ્રકાર II તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે માનવ ગેલેક્ટોકિનાઝમાં પરિવર્તનને કારણે થતો એક અપ્રભાવી ચયાપચય વિકાર છે. લગભગ 20 પરિવર્તનોની ઓળખ કરવામાં આવી છે જે ગેલેક્ટોસેમિયા પ્રકાર II નું કારણ બને છે, જેનું મુખ્ય લક્ષણ પ્રારંભિક મોતિયા છે. માનવ આંખના લેન્સ કોષોમાં, એલ્ડોઝ રિડક્ટેઝ ગેલેક્ટોઝને ગેલેક્ટીટોલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. ગેલેક્ટોઝ ગેલેક્ટોકિનાઝ પરિવર્તનને કારણે ગ્લુકોઝમાં કેટાબોલાઇઝ થતું નથી, તેથી ગેલેક્ટીટોલ એકઠા થાય છે. લેન્સના કોષ પટલમાં આ ગેલેક્ટીટોલ ઢાળ પાણીના ઓસ્મોટિક ગ્રહણને ચાલુ કરે છે, અને લેન્સના કોષોમાં સોજો આવે છે અને આખરે એપોપ્ટોસિસ થાય છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ઇ. સી. 2.7.1 ચંદ્રપ્રકાશ પ્રોટીન