Cupin superfamily
ક્યુપિન સુપરફેમિલી એ પ્રોટીનનું વૈવિધ્યસભર સુપરફેમિલી છે જેનું નામ તેના સંરક્ષિત બેરલ ડોમેન પરથી રાખવામાં આવ્યું છે (ક્યુપા એ નાના બેરલ માટેનો લેટિન શબ્દ છે). સુપરફેમિલીમાં વિવિધ પ્રકારના ઉત્સેચકો તેમજ બિન-ઉત્સેચકીય બીજ સંગ્રહ પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે. સુપરફેમિલીના સભ્યો એલર્જીમાં ભૂમિકા ભજવે છે, ખાસ કરીને 7S અને 11S ગ્લોબ્યુલિન જેવા બીજ સંગ્રહ પ્રોટીન, જેને અનુક્રમે વિસિલિન્સ અને લેગ્યુમિન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. આ પ્રોટીન મોનો-અને ડાયકોટાઇલડોનસ બંને છોડના બીજમાં ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં મળી શકે છે અને સામાન્ય માનવ આહારનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે. 19મી સદીના અંતમાં થોમસ બર ઓસબોર્ન પ્રથમ વ્યક્તિ હતા જેમણે બીજ સંગ્રહિત પ્રોટીનનો તેમની દ્રાવ્યતા લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા વ્યવસ્થિત રીતે અભ્યાસ કર્યો હતો. તેમણે પ્રોટીનના 4 વર્ગો સ્થાપિત કર્યાઃ પાણીમાં દ્રાવ્ય આલ્બ્યુમિન; મીઠામાં દ્રાવ્ય ગ્લોબ્યુલિનઃ વિસિલિન-સામાન્ય રીતે સેડિમેન્ટેશન ગુણાંક ધરાવતું, લગભગ 7 સ્વેડબર્ગ એકમોના એસ મૂલ્યો (સેડિમેન્ટેશન ઇક્વિલિબ્રિયમ અલ્ટ્રાસેન્ટ્રીફ્યુગેશન દ્વારા નિર્ધારિત પ્રોટીન માસનું માપ) (તેથી સામાન્ય નામ 7 એસ ગ્લોબ્યુલિન) અને લેગ્યુમિન (11 એસ); આલ્કોહોલ/પાણીમાં દ્રાવ્ય-અનાજ-પ્રોલેમિન્સ; અને ચોથા વર્ગ, ગ્લુટેલિન્સ, મુશ્કેલ દ્રાવ્ય પ્રોટીનની હવે ઓળખ નથી અને હવે ઓછી દ્રાવ્યતા પ્રોલેમિન અથવા ગ્લોબ્યુલિન સંગ્રહ પ્રોટીન તરીકે ગણવામાં આવે છે. ગ્લુટેનમાં પ્રોલેમિનનું મિશ્રણ હોય છેઃ 'ગ્લુટેનિન' અને 'ગ્લિએડિન'. ઓસ્બોર્ન અને તેમના યેલ સહયોગી લાફાયેટ મેન્ડલને પોષણના આધુનિક વિજ્ઞાનના 'સ્થાપકો' માનવામાં આવે છે. અગાઉ, ફૂગ સ્ક્લેરોટિનિયા સ્ક્લેરોટિયોરમ (લિબ.) ડીબરી એ પ્રથમ ઓક્સાલિક એસિડ (ઓક્સાલેટ) હતું, જે બોટનમાં 1886 ની શરૂઆતમાં વર્ણવવામાં આવ્યું હતું. એ. ડી બેરી દ્વારા ઝેડ. જો કે, ઓક્સાલેટ સ્ત્રાવ કરતી ફૂગ પાકના અનાજ માટે મોટો ખતરો ન હોવાથી લગભગ 100 વર્ષ સુધી આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો કોઈ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો ન હતો. 1980ના દાયકાની શરૂઆતમાં ઘઉંના ગર્ભમાં 'જર્મીન' તરીકે ઓળખાતા પ્રોટીનની ઓળખ કરવામાં આવી હતી; અને 1990ના દાયકાની શરૂઆતમાં (1992) તે ઓક્સાલેટ ઓક્સિડેઝ (OXO) પ્રવૃત્તિ ધરાવતું એન્ઝાઇમ હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું, જે ઓક્સાલેટ સબસ્ટ્રેટને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરે છે. 'જર્મીન' ની આ પછીના દિવસની શોધ પછી ટૂંક સમયમાં પ્રોટીનના 'ક્યુપિન સુપરફેમિલી' ની શોધ થઈ. વર્ગીકરણ લેગુમિન અને વિસિલિન એક સામાન્ય ઉત્ક્રાંતિ પૂર્વજ ધરાવે છે, એટલે કે, ફર્ન-બીજકણમાં વિસિલિન જેવું પ્રોટીન જે લેગુમિનની કેટલીક લાક્ષણિકતાઓ પણ દર્શાવે છે. આ દરેક પ્રોટીનમાં સમાન 'પેટા એકમો' હોય છે જે એક જ જનીન પૂર્વજમાંથી ઉત્ક્રાંતિ સૂચવે છે જે ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન ડુપ્લિકેટ કરવામાં આવી છે. એવું સૂચવવામાં આવ્યું હતું કે "જર્મીન", (સૌપ્રથમ "સાચા અનાજ": જવ, મકાઈ, ઓટ, ચોખા અને ઘઉંમાં જોવા મળે છે અને માત્ર જોવા મળે છે) એક પ્લાન્ટ એન્ઝાઇમ, ઓક્સાલેટ ઓક્સિડેઝ 'એક-ખૂબ-સખત-થોડું-પ્રોટીન' આવા પૂર્વજ હતા. આ પૂર્વધારણાએ બીજ સંગ્રહ ગ્લોબ્યુલિનના ઉત્ક્રાંતિ મૂળની શોધને પ્રોત્સાહન આપ્યું જેમાં 7S અને 11S ગ્લોબ્યુલિન પ્રોટીન, અન્ય કઠોળ, સ્યુડોસીરીઅલ બિયાં સાથેનો દાણો, અને ક્વિનોઆ, કોળાના બીજ, કોકો, કોફી, બદામ અને બે અનાજ ઓટ્સ અને ચોખા જેવી સંતુલિત સામગ્રીને કારણે કઠોળયુક્ત સોયા પ્રોટીન જેવા ખાદ્ય પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે-જે છોડ આધારિત પ્રોટીન માટેનું સુવર્ણ ધોરણ છે. આ શોધથી એક નવું ક્ષેત્ર સામે આવ્યુંઃ બીજ સંગ્રહિત ગ્લોબ્યુલિન પ્રોટીન (7S & 11S), તેમજ અન્ય ઘણા બિન-સંગ્રહિત છોડના પ્રોટીન (ખાસ કરીને જર્મીન (G-OXOs), જર્મીન જેવા પ્રોટીન (GLPs)) અને માઇક્રોબાયલ પ્રોટીન પ્રોટીનના 'ક્યુપિન સુપરફેમિલી' તરીકે ઓળખાતા પ્રોટીનના વિશાળ સુપરફેમિલીના છે, જેનું નામ સંરક્ષિત બીટા-બેરલ ફોલ્ડ (ક્યુપા એ નાના બેરલ માટેનો લેટિન શબ્દ છે) ના આધારે રાખવામાં આવ્યું છે, જે મૂળરૂપે ઉચ્ચ છોડના જર્મીન અને જર્મીન જેવા પ્રોટીનમાં જોવા મળે છે. જર્મિન એક મોનોક્યુપિન છે અને 7S અને 11S દરેક બિકુપિન છે. તે પ્રોટીનનું એક મોટું અને કાર્યાત્મક રીતે અત્યંત વૈવિધ્યસભર 'સુપરફેમિલી' છે, જેની સંખ્યા હજારોમાં છે, જે એક સામાન્ય મૂળ ધરાવે છે અને જેની ઉત્ક્રાંતિ બેક્ટેરિયાથી પ્રાણીઓ અને ઉચ્ચ છોડ સહિત યુકેરીયોટ્સમાં અનુસરી શકાય છે. "ક્યુપીન્સ" એ તમામ શુક્રાણુઓ (બીજ ધરાવતા છોડ) માં જોવા મળતા સૌથી વધુ કાર્યાત્મક રીતે વૈવિધ્યસભર પ્રોટીન સુપરફેમિલી છે. જીએલપી, વધુમાં, હવે સર્વવ્યાપક વનસ્પતિ પ્રોટીન તરીકે ઓળખાય છે, જે હવે માત્ર અનાજના અંકુરણ સાથે જોડાયેલા નથી, પરંતુ જૈવિક અને અજૈવિક તણાવ સામે છોડના પ્રતિભાવોમાં સામેલ છે. "જી-ઓક્સો અને જીએલપી પ્લાન્ટ ડુ-ઓલ પ્રોટીન છે". "સાચા અનાજ" ના જર્મીનને ક્યુપિન સુપરફેમિલીના 'આર્કેટિપલ' સભ્ય તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જો કે, તેને ખાલી કાસ્ક અથવા બેરલ ગણવામાં આવતું નથી, પરંતુ 'જેલીરોલ' જેલી રોલ ફોલ્ડ ગણવામાં આવે છે જેમાં છ મોનોમર પેટા એકમોને ત્રણ પરિમાણોમાં લપેટીને બેરલ આકાર બનાવવામાં આવે છે. આ માળખું વિવિધ 'ડિનેચ્યુરિંગ' એજન્ટો પ્રત્યે તેના આશ્ચર્યજનક 'પ્રત્યાવર્તનશીલ' સ્વભાવ માટે જવાબદાર છેઃ જ્યારે ગરમી, ડિટર્જન્ટ, ભારે પીએચ અને વ્યાપક વિશિષ્ટતા પ્રોટીઓલિટિક (પાચન) ઉત્સેચકોના પ્રતિકારને આધિન હોય ત્યારે તમામ જંતુઓ નોંધપાત્ર સ્થિરતા ધરાવે છે. ઘાસ અને અનાજના બીજ સંગ્રહ પ્રોટીન એપોનિમસ પ્રોલેમિન સુપરફેમિલીના છે જેમાં પ્લાન્ટ આલ્બ્યુમિન (2S) નો પણ સમાવેશ થાય છે. અનાજ અને ઘાસની લાક્ષણિકતા ધરાવતું પ્રોલામિન બીજ સંગ્રહ પ્રોટીન ખૂબ જ પૌષ્ટિક માનવામાં આવતું નથી કારણ કે તેમાં એમિનો એસિડ પ્રોલિનની ઉચ્ચ સામગ્રી હોય છે જે તે જિલેટીન સાથે વહેંચે છે અને તેમાં મહત્વપૂર્ણ એમિનો એસિડ, લાઇસિનની ઓછી સામગ્રી હોય છે. અંકુરની ઓળખ શરૂઆતમાં ઘઉંના બિયારણના અંકુરણના પ્રારંભિક તબક્કામાં થઈ હતી, તેથી તેનું નામ પડ્યું. પાળેલા અનાજ, ખાસ કરીને 'હેક્સાપ્લોઇડ' બ્રેડ ઘઉં ('ડ્યુરમ' ઘઉં, જેનો ઉપયોગ પાસ્તા બનાવવા માટે થાય છે અને સોજી ટેટ્રાપ્લોઇડ છે) ની પસંદગી મનુષ્યો દ્વારા ફંગલ પેથોજેન્સ સામે તેના પ્રતિકાર માટે કરવામાં આવી હતી. ઘણા વર્ષો પછી તે આક્રમક ફૂગ અથવા અન્ય સુક્ષ્મજીવાણુ દ્વારા સ્ત્રાવ થયેલ ડબલ-એસિડ, ઓક્સાલિક એસિડના સબસ્ટ્રેટમાંથી 'એન્ટિમાઇક્રોબાયલ' હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરતી ઓક્સાલેટ ઓક્સિડેઝ પ્રવૃત્તિ હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. ઓક્સાલેટ અને કેલ્શિયમ કેટાયન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા કેલ્શિયમ ઓક્સાલેટ બનાવે છે, જે મનુષ્યમાં 'કિડની સ્ટોન' નો એક પ્રકાર છે. આશ્ચર્યજનક રીતે, ઓક્સાલેટ એ એસ્કોર્બેટ (વિટામિન સી) નું ચયાપચય છે, અને એ વાત પર ભાર મૂકવો યોગ્ય છે કે એસ્કોર્બેટ એ છોડમાં ઓક્સાલેટનો સીધો પુરોગામી છે. સંદર્ભો પ્રોટીન ડોમેન્સ પ્રોટીન સુપરફેમિલીઝ