L-Tryptophan decarboxylase
એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડેકાર્બોક્સિલેઝ (ઇસી 4.1.1.105) એ સબસ્ટ્રેટ એલ-ટ્રિપ્ટોફન દ્વારા અલગ કરાયેલું એન્ઝાઇમ છે. આ ઉત્સેચક એલ-ટ્રિપ્ટોફનની ટ્રિપ્ટામાઇન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ઉત્સેચકીય પ્રતિક્રિયા એટલે કે પ્રજાતિ સિલોસાઇબ ક્યુબેન્સિસમાં થાય છે, જ્યાં સિલોસાઇબિનનું સંશ્લેષણ કરવા માટે ડિકાર્બોક્સિલેઝ, કિનેઝ અને મિથાઈલટ્રાન્સફેરેઝ સાથે મળીને કામ કરે છે. વર્ગીકરણ એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડીકાર્બોક્સિલેઝ માટેનો એન્ઝાઇમ કમિશન નંબર ઇસી 4.1.1.105 છે. અન્ય સામાન્ય નામોમાં સિલોસાઇબિન બાયોસિન્થેસિસ ડીકાર્બોક્સિલેઝ અને પીએસઆઈડીનો સમાવેશ થાય છે. એન્ઝાઇમ નંબરનો પ્રથમ અંક લાઇસેસ તરીકે ઓળખાતા ઉત્સેચકોના વર્ગનો પ્રતિનિધિ છે, જે નાબૂદીની પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. બીજા અને ત્રીજા અંકો કાર્બન-કાર્બન બંધને તોડતા ડીકાર્બોક્સિલેસ તરીકે ઓળખાતા ઉપવર્ગના પ્રતિનિધિ છે. છેલ્લો અંક એન્ઝાઇમના ચોક્કસ સબસ્ટ્રેટ, એલ-ટ્રિપ્ટોફેનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. આ એન્ઝાઇમ પી. એલ. પી.-સ્વતંત્ર ફોસ્ફેટિડિલસેરિન ડેકાર્બોક્સિલેઝ પરિવારનો એક ભાગ છે અને અન્ય બેસિડિઓમાઇસેટ્સ ફૂગના કાલ્પનિક પ્રોટીનની સરખામણીમાં સૌથી વધુ છે. તેમાં 60 ટકા સમાન એમિનો એસિડ સાથે ફાઈબ્યુલોરિઝોક્ટોનીયા એસપી અને 52 ટકા સમાન એમિનો એસિડ સાથે મોનિલિઓફ્થોરા રોરેરીનો સમાવેશ થાય છે. એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડેકાર્બોક્સિલેઝ સાથે સંબંધિત ન હોય તેવા સમાન એન્ઝાઇમને ઈસી 4.1.1.28 એન્ઝાઇમ નંબર સાથે એરોમેટિક-એલ-એમિનો-એસિડ ડેકાર્બોક્સિલેઝ કહેવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયાનો માર્ગ પ્રતિક્રિયામાં પ્રથમ પગલું એ એલ-ટ્રિપ્ટોફનનું સબસ્ટ્રેટ બંધન છે, જે સહઉત્સેચક હાઇડ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ડીકાર્બોક્સિલેઝ એન્ઝાઇમ બીજા તબક્કામાં એલ-ટ્રિપ્ટોફેનને ટ્રિપ્ટામાઇનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે, જેમાં બે ઓક્સિજન અને એક કાર્બનને અલગ કરીને ટ્રિપ્ટામાઇન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને ઉત્પાદનો તરીકે બનાવવામાં આવે છે. ટ્રિપ્ટોફનમાં α-એમિનો જૂથ, α-કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથ અને બાજુની સાંકળ ઇન્ડોલ હોય છે, જે પરમાણુને ધ્રુવીય બનાવે છે, જ્યારે ટ્રિપ્ટામાઇન્સમાં ઇન્ડોલ રિંગ માળખું હોય છે, પાયરોલ રિંગ ધરાવતી ફ્યુઝ્ડ ડબલ રિંગ અને બેન્ઝિન રિંગ હોય છે, જે બે કાર્બન બાજુની સાંકળો દ્વારા એમિનો જૂથ સાથે જોડાય છે. આ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે જે થાય છેઃ H + + C11H12N2O2 = CO2 + C10H13N2 સજીવો જેમાં L-ટ્રિપ્ટોફન ડેકાર્બોક્સિલેઝ જોવા મળે છે L-ટ્રિપ્ટોફન ડેકાર્બોક્સિલેઝ બેક્ટેરિયા, છોડ અને ફૂગમાં લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. સાયલોસાઇબિન અને સાયલોસિન ઉત્પન્ન કરતી ફૂગ અવિશ્વસનીય વિવિધતા વ્યક્ત કરે છે, કારણ કે તે ઓછામાં ઓછી આઠ જાતિઓનો એક ભાગ છે, જેમાં તેમની સેંકડો પ્રજાતિઓ છે. એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડેકાર્બોક્સિલેઝ માટેનો ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા માર્ગ બાર પ્રજાતિઓમાં વર્ણવવામાં આવ્યો છે, જેમાં સિલોસાઇબ ક્યુબેન્સિસનો સમાવેશ થાય છે, જે સામાન્ય રીતે મેજિક મશરૂમ્સ તરીકે ઓળખાય છે. સિલોસાઇબ જાતિના તમામ ફૂગમાં સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત, છત્ર જેવી ટોપી હોય છે, જેની નીચે ગિલ્સ અને સ્ટાઈપ હોય છે. સાયલોસાઇબ પ્રજાતિઓની અન્ય મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓમાં જાંબલી-કથ્થઈ પ્રજનન બીજકણ, એન્યુલસની હાજરી અને સંપર્ક સાથે વાદળી ઉઝરડાનો સમાવેશ થાય છે. તમામ સિલોસાઇબની પ્રજાતિઓ સૂક્ષ્મ જંતુઓ પર ખોરાક લેવા માટે વર્ણવવામાં આવે છે અને તે વિવિધ સપાટીઓ પર જોવા મળે છે, જેમ કે શાકાહારી છાણ, ઘાસ, મૂળ, લાકડું અને માટી. મનુષ્યો પાસે ફૂગ ઉત્પન્ન કરતા આ સિલોસાઇબિનને પીવાનો દસ્તાવેજી ઇતિહાસ છે. મેક્સિકોમાં 57 પ્રજાતિઓ જોવા મળે છે, અને તેમાંથી 35 પ્રજાતિઓ અને નવ પ્રજાતિઓ વંશીય જૂથો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી હોવાના અહેવાલો છે. કાર્ય સાયલોસાઇબ ક્યુબેન્સિસમાં, એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડીકાર્બોક્સિલેઝને એક પોટ પ્રતિક્રિયામાં સાયલોસાઇબિનનું જૈવસંશ્લેષણ કરવા માટે અન્ય બે ઉત્સેચકો સાથે વર્ણવવામાં આવ્યું છે. આ પ્રક્રિયામાં આ અન્ય બે ઉત્સેચકો છે psiK, એક ઉત્સેચક જે ફોસ્ફોટ્રાન્સફર પગલાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, અને psiM, એક ઉત્સેચક જે પુનરાવર્તિત એન-મિથાઈલ ટ્રાન્સફર પગલાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. સિલોસાઇબિનનું જૈવસંશ્લેષણ નીચે મુજબ થાય છેઃ એલ-ટ્રિપ્ટોફનને 4-હાઇડ્રોક્સિટ્રિપ્ટામાઇનમાં ડીકાર્બોક્સિલેટ કરવામાં આવે છે, જે પીએસઆઇડી → પીએસઆઇકે ફોસ્ફોરિલેટ્સ 4-હાઇડ્રોક્સિટ્રિપ્ટામાઇન દ્વારા નોરબેયોસિસ્ટિન → પીએસઆઇએમ બનાવવા માટે થાય છે, પછી પ્રક્રિયાપૂર્વક એન, એન-ડાઇમિથાઇલ સંયોજનને સિલોસાઇબિન ઉત્પન્ન કરવા માટે બનાવે છે. સક્રિય મેટાબોલાઇટ, સિલોસિન દ્વારા સેરોટોનિન 2એ રીસેપ્ટર્સ (5-HT2ARs) ઉત્તેજના, સેરોટોનર્જિક ન્યુરોટ્રાન્સમિશનને વિક્ષેપિત કરે છે અને ફૂગની આ પ્રજાતિની લાક્ષણિક સાયકેડેલિક અસરો ઉત્પન્ન કરે છે. એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડેકાર્બોક્સિલેઝ, ટ્રિપ્ટામાઇન દ્વારા રચાયેલ ઉત્પાદન મનુષ્યો માટે સુસંગત છે કારણ કે સસ્તન પ્રાણીઓના મગજમાં ટ્રિપ્ટામાઇનની ખૂબ ઓછી સાંદ્રતા હોય છે; અને સેરોટોનિન એ એક ટ્રિપ્ટામાઇન કુદરતી વ્યુત્પન્ન છે જે ઊંઘ, સમજશક્તિ, યાદશક્તિ, તાપમાન નિયમન અને વર્તન જેવી કેન્દ્રીય ચેતાતંત્રની પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરવામાં સામેલ છે. તેનાથી વિપરીત, ટ્રિપ્ટામાઇનના કુદરતી રીતે બનતા વ્યુત્પન્ન જાદુઈ મશરૂમ્સ (સિલોસાઇબ ક્યુબેન્સિસ) માં જોવા મળે છે. માળખું એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડીકાર્બોક્સિલેઝ તેના મૂળ સ્વરૂપમાં 439 એમિનો એસિડ અવશેષો લાંબા છે અને ગણતરી કરેલ પી. આઈ. 5.3 છે. એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડીકાર્બોક્સિલેઝનું સ્ફટિક માળખું આલ્ફાફોલ્ડ દ્વારા 91.17% ના સરેરાશ વિશ્વાસ સાથે અને સ્વિઝ-મોડલ દ્વારા ઓલિગો-સ્ટેટ મોનોમર તરીકે 25.37% ના સરેરાશ વિશ્વાસ સાથે મોડેલિંગ અને આગાહી કરવામાં આવી છે, પરંતુ સ્ફટિક માળખું વર્ણવવાનું બાકી છે. સક્રિય સાઇટ્સ 4-હાઇડ્રોક્સિ-એલ-ટ્રિપ્ટોફનને એલ-ટ્રિપ્ટોફન ઉપરાંત એન્ઝાઇમ દ્વારા સબસ્ટ્રેટ તરીકે સ્વીકારવામાં આવે છે. આ અનુગામી માર્ગ ટ્રિપ્ટામાઇનને બદલે 4-હાઇડ્રોક્સિટ્રિપ્ટામાઇન પેદા કરવા માટે સૂચવવામાં આવે છે. આ બંને સંયોજનોનો ઉપયોગ સાયલોસાઇબિનના જૈવસંશ્લેષણમાં થઈ શકે છે. આ ઉત્સેચક અન્ય ફૂગ અને છોડના સુગંધિત એમિનો એસિડ ડિકાર્બોક્સિલેસથી અલગ છે કારણ કે તે એવા વર્ગ સાથે સંબંધિત છે કે જેના માટે એલ-ટ્રિપ્ટોફનને અગાઉ સબસ્ટ્રેટ તરીકે વર્ણવવામાં આવ્યું નથી. હાલમાં, એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડીકાર્બોક્સિલેઝ માટેની સક્રિય સાઇટ્સનું વર્ણન કરવાનું બાકી છે. સાયલોસાઇબિન બાયોસિન્થેસિસની બહુ-તબક્કાની પ્રક્રિયા અને તેના પ્રતિબંધિત ફિલોજેનેટિક વિતરણને કારણે, એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડીકાર્બોક્સિલેઝનો સમાવેશ કરતો માર્ગ આડી જનીન સમૂહ સ્થાનાંતરણ દ્વારા વિકસિત થવાનું સૂચન કરવામાં આવ્યું છે. સિલોસાઇબિન બાયોસિન્થેસિસ (એલ-ટ્રિપ્ટોફન ડિકાર્બોક્સિલેઝ સહિત) માં સામેલ જનીનોની ફિલોજેનીઝ સૂચવે છે કે આ પ્રક્રિયા સૌપ્રથમ લાકડાનો ક્ષય કરતી ફૂગમાં વિકસિત થઈ હતી, અને પછી સહિયારા પર્યાવરણીય દબાણને કારણે ઊભું અને આડી જનીન સ્થાનાંતરણ દ્વારા છાણ-ક્ષય કરતી ફૂગમાં વિકસિત થઈ હતી. લાકડા અને છાણમાં સડો કરતી ફૂગમાં સિલોસાઇબિનની ન્યુરોલોજીકલ અસરો દર્શાવે છે કે સિલોસાઇબિન જંતુના વર્તન પર કામ કરતું ઇકોલોજીકલ મોડ્યુલેટર હોઈ શકે છે. આનાથી લાકડા અને છાણના સંસાધનો માટે ઉધઈ અને ફળોના માખીના લાર્વા જેવા સ્પર્ધકોના વર્તનને વિક્ષેપિત કરીને અને અટકાવીને ફૂગને ફાયદો થશે. અપૃષ્ઠવંશી સ્પર્ધકો કે જેઓ આનાથી ખાસ કરીને પ્રભાવિત થશે તેઓ સામાજિક જંતુઓ છે, જ્યાં ચેતાપ્રેષકોની નકલ સંકલનને વિક્ષેપિત કરશે. સંદર્ભો ઇસી 4.1.1