Cyclase-associated protein family
મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાં, સાયક્લેઝ-એસોસિએટેડ પ્રોટીન ફેમિલી (CAP) એ ખમીર, માખીઓ, છોડ અને સસ્તન પ્રાણીઓ સહિત સજીવોની વિશાળ શ્રેણીમાં હાજર અત્યંત સંરક્ષિત એક્ટિન-બંધનકર્તા પ્રોટીનનું કુટુંબ છે. સી. એ. પી. એ બહુવિધ કાર્યાત્મક પ્રોટીન છે જેમાં અનેક માળખાકીય ક્ષેત્રો હોય છે. સી. એ. પી. પ્રજાતિ-વિશિષ્ટ સંકેત માર્ગોમાં સામેલ છે. ડ્રોસોફિલામાં, CAP હેજહોગ-મધ્યસ્થ આંખના વિકાસમાં અને અંડકોશિકા ધ્રુવીયતા સ્થાપિત કરવામાં કાર્ય કરે છે. ડિક્ટીયોસ્ટેલિયમ ડિસ્કોઇડિયમ (સામાજિક અમીબા) માં, CAP એ PIP2-નિયંત્રિત રીતે પ્લાઝ્મા પટલની નજીક માઇક્રોફિલામેન્ટ પુનર્ગઠનમાં સામેલ છે અને ફળોના શરીરની રચનાને વ્યવસ્થિત કરવા માટે CAMP રિલે સિગ્નલને ટકાવી રાખવા માટે જરૂરી છે. છોડમાં, સી. એ. પી. સંકલિત અંગ વિસ્તરણ માટે જરૂરી પ્લાન્ટ સિગ્નલિંગ માર્ગોમાં સામેલ છે. યીસ્ટમાં, CAP એડેનાઇલેટ સાયક્લેઝ સક્રિયકરણમાં તેમજ વેસિકલ હેરફેર અને એન્ડોસાયટોસિસમાં સામેલ છે. યીસ્ટ અને સસ્તન પ્રાણીઓ બંનેમાં, સી. એ. પી. ફિલામેન્ટ એસેમ્બલીના અનુગામી રાઉન્ડ માટે એ. ડી. એફ./કોફિલિનમાંથી જી-એક્ટિન મોનોમર્સના રિસાયક્લિંગમાં સામેલ હોવાનું જણાય છે. સસ્તન પ્રાણીઓમાં, બે અલગ અલગ CAPs (CAP1 અને CAP2) છે જે 64 ટકા એમિનો એસિડની ઓળખ ધરાવે છે. કાર્ય તમામ સીએપીમાં સી-ટર્મિનલ એક્ટિન-બાઇન્ડિંગ ડોમેન હોય તેવું લાગે છે જે સેલ્યુલર સંકેતોના જવાબમાં એક્ટિન રિમોડેલિંગને નિયંત્રિત કરે છે અને યુકેરીયોટ્સમાં સામાન્ય સેલ્યુલર મોર્ફોલોજી, સેલ ડિવિઝન, વૃદ્ધિ અને હલનચલન માટે જરૂરી છે. સી. એ. પી. સીધા એક્ટિન ફિલામેન્ટ ગતિશીલતાને નિયંત્રિત કરે છે અને એમ. આર. એન. એ. સ્થાનિકીકરણ અને કોષ ધ્રુવીયતાની સ્થાપના સહિત સંખ્યાબંધ જટિલ વિકાસલક્ષી અને મોર્ફોલોજિકલ પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ છે. એક્ટિન ગોળાકાર (જી) (મોનોમેરિક) એક્ટિન પેટા એકમો તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને ફિલામેન્ટસ (એફ) એક્ટિનમાં એસેમ્બલ થાય છે. કોષોમાં, એક્ટિન આ બે સ્વરૂપો વચ્ચે ચક્ર કરે છે. એફ-એક્ટિનને બાંધતા પ્રોટીન ઘણીવાર એફ-એક્ટિન એસેમ્બલી અને અન્ય પ્રોટીન સાથેની તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને નિયંત્રિત કરે છે, જ્યારે જી-એક્ટિન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા પ્રોટીન ઘણીવાર અનપોલિમરાઇઝ્ડ એક્ટિનની ઉપલબ્ધતાને નિયંત્રિત કરે છે. સી. એ. પી. નું સૌથી વધુ સંરક્ષિત ક્ષેત્ર એ. ડી. પી.-જી.-એક્ટિન બંધનકર્તા સી. એ. આર. પી. ક્ષેત્ર હોવાનું જણાય છે જે એ. ડી. પી.-સ્થિતિમાંથી પોલિમરીઝેબલ એ. ટી. પી.-સ્વરૂપમાં એક્ટિન મોનોમર્સના ન્યુક્લિયોટાઇડ વિનિમયને પ્રોત્સાહન આપે છે. તાજેતરમાં, એડીપી-એક્ટિન સાથે બંધાયેલ સીએઆરપી ડોમેનનું સ્ફટિક માળખું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું, જે દર્શાવે છે કે સીએપીમાં એડીપી-જી-એક્ટિન મોનોમર્સની પાછળની બાજુએ એક અનન્ય ડાયમેરિક બંધન મોડ છે. સ્ફટિક માળખા અને બાયોકેમિકલ કાર્યના આધારે, સીએઆરપી ડોમેનનું સી-ટર્મિનસ એડીપી-જી-એક્ટિન મોનોમર્સને સીએપી સાથે જોડવાનું નિયમન કરવામાં મહત્વપૂર્ણ હોવાનું જણાય છે, અને એક્ટિન મોનોમર્સ પર ન્યુક્લિયોટાઇડ વિનિમય માટે સંરક્ષિત ભૂમિકા ધરાવે છે. સેક્રોમાયચેસ સેરાવિસામાં આનુવંશિક કાર્ય દર્શાવે છે કે સીએપી દ્વારા કરવામાં આવેલ ન્યુક્લિયોટાઇડ વિનિમય એક્ટિન સાયટોસ્કેલેટનની સામાન્ય રચના માટે મહત્વપૂર્ણ છે. એક્ટિન ગતિશીલતાને નિયંત્રિત કરવામાં CAPનું બીજું અનન્ય કાર્ય એ છે કે તે ખાસ કરીને કોફિલિન-સુશોભિત એક્ટિન તંતુઓના પોઇન્ટેડ છેડા સાથે જોડાય છે અને ઝડપથી તેમના ડિપોલિમરાઇઝેશનને ચલાવે છે. આ રીતે CAP એ એક્ટિન મોનોમર્સના રિસાયક્લિંગમાં એક વિશિષ્ટ પ્રોટીન છે, જે પહેલા એક્ટિન તંતુઓના પોઇન્ટેડ છેડાથી ADP-એક્ટિન મોનોમર્સને ઝડપથી અલગ કરે છે, પછી સાથે સાથે એક્ટિન મોનોમર્સને એસેમ્બલી-સક્ષમ બનાવવા માટે ADP-થી-ATP ન્યુક્લિયોટાઇડ એક્સચેન્જ ચલાવે છે. એક્ટિન-બંધન ઉપરાંત, સીએપીની વધારાની ભૂમિકાઓ હોઈ શકે છે, અને તે દ્વિ-કાર્યાત્મક પ્રોટીન તરીકે કામ કરી શકે છે. Saccharomyces cerevisiae (બેકરની યીસ્ટ) માં, CAP એ એડેનિલિલ સાયક્લેઝ કોમ્પ્લેક્સ (Cyr1p) નો એક ઘટક છે જે સામાન્ય સેલ સિગ્નલિંગ દરમિયાન રાસના પ્રભાવક તરીકે કામ કરે છે. એસ. સેરેવિસિયા સીએપી રાસને એડેનાઇલેટ સાયક્લેઝ બંધનકર્તા સાઇટ્સને છતી કરવા માટે કાર્ય કરે છે, જેનાથી એડેનાઇલેટ સાયક્લેઝને રાસ નિયમનકારી સંકેતો દ્વારા સક્રિય કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે. સ્કિઝોસેકરોમાઇસીસ પોમ્બે (ફિશન યીસ્ટ) માં, એડેનાઇલેટ સાયક્લેઝ પ્રવૃત્તિ માટે પણ CAP જરૂરી છે, પરંતુ રાસ માર્ગ દ્વારા નહીં. બંને સજીવોમાં, એન-ટર્મિનલ ડોમેન એડેનાઇલેટ સાયક્લેઝ સક્રિયકરણ માટે જવાબદાર છે, પરંતુ એસ. સેરેવિસિયા અને એસ. પોમ્બે એન-ટર્મિનલ એકબીજાના પૂરક ન હોઈ શકે. યીસ્ટ સી. એ. પી. પ્રોટીનના સી. એ. પી. પરિવારમાં અનન્ય છે, કારણ કે તેઓ એડેનાઇલેટ સાયક્લેઝ સાથે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને સક્રિય કરે છે. એસ. સેરેવિસિયા CAP ચાર મુખ્ય ક્ષેત્રો ધરાવે છે. એન-ટર્મિનલ એડેનાઇલેટ સાયક્લેઝ-ઇન્ટરેક્ટિંગ ડોમેન અને સી-ટર્મિનલ એક્ટિન-બાઇન્ડિંગ ડોમેન ઉપરાંત, તે અન્ય બે ડોમેન ધરાવે છેઃ એક પ્રોલાઇન-સમૃદ્ધ ડોમેન જે ચોક્કસ પ્રોટીનના એસઆરસી હોમોલોજી 3 (એસએચ 3) ડોમેન્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને એક ડોમેન જે સીએપી ઓલિગોમેરાઇઝેશન માટે જવાબદાર છે જે મલ્ટીમેરિક કોમ્પ્લેક્સ બનાવે છે (જોકે ઓલિગોમેરાઇઝેશનમાં એન-અને સી-ટર્મિનલ ડોમેન્સ પણ સામેલ હોવાનું જણાય છે). પ્રોલાઇન-સમૃદ્ધ ડોમેન પ્રોફિલિન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, એક પ્રોટીન જે જી-એક્ટિન મોનોમર્સ પર ન્યુક્લિયોટાઇડ વિનિમયને ઉત્પ્રેરિત કરે છે અને ફિલામેન્ટસ એફ-એક્ટિનના કાંટાળા છેડાઓને પ્રોત્સાહન આપે છે. CAP પ્રોલાઇન-સમૃદ્ધ ડોમેન દ્વારા પ્રોફિલિનને અને C-ટર્મિનલ ડોમેન દ્વારા G-એક્ટિનને બાંધી શકે છે, તેથી એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે ત્રિમાસિક G-એક્ટિન/CAP/પ્રોફિલિન સંકુલની રચના થઈ શકે છે. માળખું એન-ટર્મિનલ ડોમેનમાં સંપૂર્ણ આલ્ફા માળખું હોય છે જેમાં ડાબા હાથના વળાંક અને ઉપર-નીચે ટોપોલોજી સાથે બંડલમાં છ હેલિસીસ હોય છે. સી-ટર્મિનલ ડોમેન જી-એક્ટિન-બંધન માટે જવાબદાર છે. આ ડોમેન એક સુપરહેલિકલ માળખું ધરાવે છે, જ્યાં સુપરહેલિક્સ વળાંકો દરેક બે બીટા-સ્ટ્રેન્ડ્સથી બનેલા હોય છે. સંદર્ભો પ્રોટીન પરિવારો