Ulvan lyase
ઉલ્વન લાઇઝ (ઇ. સી. 4.2.2.-) એ દરિયાઈ જીવતંત્ર ઉલ્વેલ્સ (લીલા શેવાળ) અને કેટલાક દરિયાઈ બેક્ટેરિયાની કોષ-દિવાલમાં જોવા મળતું એન્ઝાઇમ છે. લાઇઝ એ ઉત્સેચકનો એક વર્ગ છે જે અવેજી પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ (હાઇડ્રોલિસિસ અને ઓક્સિડેશન) ને બદલે નાબૂદી પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ દ્વારા રાસાયણિક બંધના ભંગાણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ઉલ્વન લાઇઝ પોલિસેકરાઇડ લાઇઝ પરિવાર સાથે સંબંધિત છે, જે એન્ઝાઇમનો એક પ્રકાર છે જે મુખ્યત્વે પોલિસેકરાઇડ્સમાં ગ્લાયકોસિડિક જોડાણોને તોડવા માટે કાર્ય કરે છે. વર્ગીકરણ ઉત્સેચકોને ઉત્સેચકો કમિશન નંબર (ઇસી નંબર) અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જે જાણીતા ઉત્સેચકો અને તેમના સંબંધિત સબસ્ટ્રેટ્સની સૂચિનું સંકલન કરવા માટે આંકડાકીય સૂચિ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. ઘણા ઉત્સેચકો ઘણીવાર બહુવિધ સજીવોની અંદર પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, પરિણામે ઇસી નંબર બને છે જે વિવિધ પ્રજાતિઓમાં વહેંચાયેલ ઉત્સેચક-ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાને રજૂ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઉલ્વન લાઇઝ અન્ય લાઇઝ-ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયાઓ (જે પોલિસેકરાઇડ્સ પર કાર્ય કરે છે) સાથે ઇસી નંબર વહેંચે છે જે ઉલ્વેલ્સ સાથે અસંબંધિત સજીવોમાં થાય છે. "ઉલ્વન" શબ્દ, એનાયોનિક પોલિસેકરાઇડ સબસ્ટ્રેટનો ઉલ્લેખ કરે છે, જેના પર કોષ-દિવાલની રચનામાં એન્ઝાઇમ લાઇઝ કાર્ય કરે છે. ઉલ્વન લાઈઝમાં આંશિક ઇસી નંબર હોય છે, જે છેલ્લા અંકમાં ડેશ પ્રતીક સાથે રજૂ થાય છે. આંશિક ઇસી સંખ્યાઓ કાં તો એક નવીન ઉત્સેચક સૂચવે છે જેને હજુ સુધી સંપૂર્ણ ઇસી સંખ્યા પ્રાપ્ત થઈ નથી, અથવા વિવિધ ઉત્સેચકો કે જે એક જ વર્ગમાં બહુવિધ પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. એન્ઝાઇમના ઇસી નંબરમાં પ્રથમ ચાર અંકોનો ઉપયોગ એન્ઝાઇમ માટે આંકડાકીય આઈડી બનાવવા માટે થાય છે, જે તેના કાર્ય અને પદ્ધતિનું વર્ણન કરે છે. ઉલ્વન લાઇઝના ઇસી નંબર (4) નો પ્રથમ અંક સૂચવે છે કે તે લાઇઝના મુખ્ય વર્ગ સાથે સંબંધિત છે. બીજો અંક (2), અથવા પેટા વર્ગ, સૂચવે છે કે તે કાર્બન-ઓક્સિજન બંધને વિભાજિત કરે છે. છેવટે, ત્રીજો અંક (2) અથવા પેટા-પેટા વર્ગ સૂચવે છે કે તે પોલિસેકરાઇડ્સ પર કાર્ય કરે છે. ઉલ્વન લાઇઝમાં ચોથો અંક (સીરીયલ નંબર) હોતો નથી, તેથી તેનો આંશિક ઇસી નંબર છે. પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ ઉલ્વન લાઇઝ ગ્લાયકોસાઇડ્સમાં ગ્લાયકોસિડિક જોડાણોના એન્ડોલિટિક ક્લેવેજને ઉત્પ્રેરિત કરીને ઉલ્વનનું અધઃપતન કરે છે. ખાસ કરીને, એન્ઝાઇમ β-એલિમિનેશન (E2) પ્રતિક્રિયા દ્વારા યુરોનિક એસિડ અથવા ઇડ્યુરોનિક એસિડ અને 3-સલ્ફેટેડ રેમ્નોઝ (R3S) વચ્ચેના ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડને વિભાજિત કરે છે. ગ્લાયકોસિડિક ક્લેવેજમાં યુરોનિક એસિડના બે સ્વરૂપો સામેલ છેઃ ડી-ગ્લુકોરોનિક એસિડ (જી. એલ. સી. યુ. એ.) અને તેનું એપીમર એલ-ઇડ્યુરોનિક એસિડ (આઈ. ડી. ઓ. યુ. એ.). ક્લેવેજના સ્થળે, β (1,4) ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ તૂટી જાય છે, જે અલ્વનને ડિપોલિમરાઇઝિંગ કરે છે. કાર્બન 5 (C5) પર સ્થિત પ્રોટોનને કાર્બન 4 (C4) પર હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ સાથે અમૂર્ત કરવામાં આવે છે, જેના પરિણામે ઉત્પાદનમાં એક ટુકડો પર ઘટાડાનો અંત હોય છે, અને અસંતૃપ્ત યુરોનિક એસિડ (Δ, 4-ડિઓક્સી-L-થ્રોહેક્સ-4-એનોપાયરેનોસિડુરોનિક એસિડ) બિન-ઘટાડેલા અંત પર હોય છે. માળખું ઉલ્વન લાઇઝીસ સામાન્ય રીતે 30-60 kDa વચ્ચે પરમાણુ વજન ધરાવે છે. ઉલવનની કરોડરજ્જુમાં ડી-ગ્લુકોરોનિક એસિડ અને 3-સલ્ફેટેડ રેમ્નોઝના પુનરાવર્તિત એકમોનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં લાંબી બાજુની સાંકળો હોય છે. અલ્વન પોલિસેકરાઇડ્સમાં 3-સલ્ફેટેડ રેમ્નોઝ બેકબોન ધરાવતી ડિસેકરાઇડ મોઇટીઝ હોય છે જે ગ્લુક્યુરોનિક અથવા ઇડ્યુરોનિક એસિડ સાથે ગ્લાયકોસિડિક જોડાણ બનાવે છે. માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી સિક્વન્સિંગ પછી પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન એમ્પ્લીફિકેશન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યું છે કે સંપૂર્ણ અલ્વન લાઇઝ જનીનમાં ≈ 1536 બેઝ જોડી અને ≈ 512 એમિનો એસિડ (અનુવાદ પછી) હોય છે. અલ્વાન લાઇઝ જનીન (30 કેડીએ) માંથી અનુક્રમિત પેપ્ટાઇડ્સમાંથી અડધા પેપ્ટાઇડના એન-ટર્મિનસમાં અલગ કરવામાં આવ્યા હતા, જેની સરેરાશ લંબાઈ 25 એમિનો એસિડની હતી. ઉત્સેચકની રચનામાં સાત-બ્લેડેડ β-પ્રોપેલરનો સમાવેશ થાય છે જે ઉત્પ્રેરકને પ્રેરિત કરવા માટે તેના/ટાયર નાબૂદીનો ઉપયોગ કરે છે. એન-ટર્મિનસ ડોમેનમાં ઉત્સેચકના ઉત્પ્રેરક સક્રિય ભાગનો સમાવેશ થાય છે, જ્યારે સી-ટર્મિનસ ડોમેનમાં ઉલ્વન સાથે બંધન માટે વિશિષ્ટતા હોય છે, જે તેને સબસ્ટ્રેટ-બંધનકર્તા ડોમેન બનાવે છે. બંધનકર્તા ક્ષેત્ર પ્રાધાન્યમાં ઉલ્વનને જોડે છે, પરંતુ અન્ય પોલિમર સાથે જોડાતું નથી. એન્ઝાઇમ સબસ્ટ્રેટને મજબૂત રીતે વળગી રહે છે, જે કોષ-દિવાલમાં જડિત હોવા છતાં લાઇઝને અલ્વન પર કાર્ય કરવાની મંજૂરી આપે છે. એન-ટર્મિનસની અંદર, આંતરિક બીટા-શીટની ક્લેફ્ટ અસ્તર સક્રિય સાઇટ ધરાવે છે. આ પ્રદેશમાં જોવા મળતા ચોક્કસ ઉત્પ્રેરક અવશેષો એઆરજી117, જીએલએન160, ટાયર281 અને લાઇસ162 છે. કાર્ય ઉલ્વેલ્સ જીવતંત્રમાં, ઉલ્વન લાઇઝ પોલિસેકરાઇડ ઉલ્વનને ઓલિગોસેકરાઇડ્સમાં ઘટાડવાનું કાર્ય કરે છે. ઉલ્વન એ ઉલ્વેલ્સની કોષ-દિવાલના મુખ્ય ઘટકોમાંનું એક છે, જે માળખાકીય આધાર અને કઠોરતા પ્રદાન કરે છે. ઉત્સેચકીય રીતે, અલ્વન લાઇઝનું મુખ્ય કાર્ય અધોગતિ દ્વારા અલ્વન ઓલિગોસેકરાઇડ્સ બનાવવાની તેની ક્ષમતા છે, જે વધુ પાણીમાં દ્રાવ્ય અને પરમાણુ વજનમાં નાના હોય છે, જે શારીરિક ક્ષમતાઓમાં વધારો કરવા માટે પરવાનગી આપે છે. ઓલિગોસેકરાઇડ્સ પછી મોનોસેકરાઇડ્સમાં વિભાજિત થાય છે. આ નાના એકમો ઉલ્વેલ્સની અંદર સેલ-સિગ્નલિંગને નિયંત્રિત કરવામાં સક્ષમ છે, જે મેક્રો-એલ્ગે ચયાપચયને સીધી અસર કરે છે, એક એવી પ્રણાલી જે ઊર્જા સ્ત્રોત તરીકે કાર્બનિક સંયોજનોના અધઃપતન પર આધાર રાખે છે. અલ્વન લાઇઝ વિના, ઉલ્વેલ્સ જેવા દરિયાઈ શેવાળ અલ્વનના મોનોસેકરાઇડ્સમાં ભંગાણને ઉત્પ્રેરિત કરી શકશે નહીં, જે કેન્દ્રીય ખાંડ ચયાપચય દ્વારા કાર્બોહાઈડ્રેટ્સને ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટેની પૂર્વશરત છે. ફિઝિયોલોજીકલ કાર્ય ઉલવન એ દરિયાઈ શેવાળની કોષ-દિવાલમાં જોવા મળતા સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં રહેલા પોલિસેકરાઇડ્સમાંનું એક છે. સલ્ફેટેડ પોલિસેકરાઇડ તરીકે, દરિયાઈ શેવાળમાં અલ્વાનની વિપુલતાને સમુદ્ર જેવા આયનીય વાતાવરણમાં જીવતંત્રના અનુકૂલનનું પરિણામ માનવામાં આવે છે. ઉલ્વન કોષ-દિવાલની અંદર આયનીય સંતુલનને નિયંત્રિત કરવામાં સક્ષમ છે, જે ઓસ્મોટિક કાર્યનું પ્રદર્શન કરે છે જે શેવાળના શુષ્કતાને અટકાવે છે, જે એક હાનિકારક પ્રક્રિયા છે જે શેવાળ તેના હાઇગ્રોસ્કોપિક માળખાને કારણે અત્યંત સંવેદનશીલ છે. ડી-ગ્લુકોરોનિક અને એલ-આઇડ્યુરોનિક એસિડ ધરાવતું અલ્વાનનું એસિડિક બેકબોન સૂચવે છે કે આ પોલિસેકરાઇડ કોષ-દિવાલની એકતામાં ફાળો આપે છે. ઉલ્વન સેલ્યુલાઝ પ્રવૃત્તિના અવરોધને સરળ બનાવીને રક્ષણાત્મક કાર્ય પણ દર્શાવે છે, જે સેલ્યુલોઝને સેલ દિવાલમાં દરિયાઈ બેક્ટેરિયાના હુમલા સામે રક્ષણ આપે છે. સંદર્ભો વિકિપીડિયા વિદ્યાર્થી કાર્યક્રમ ઇસી 4.2.2