Melanocortin 1 receptor
મેલાનોકોર્ટિન 1 રીસેપ્ટર (એમસી1આર), જેને મેલાનોસાઇટ-ઉત્તેજક હોર્મોન રીસેપ્ટર (એમએસએચઆર), મેલાનિન-સક્રિય પેપ્ટાઇડ રીસેપ્ટર અથવા મેલાનોટ્રોપિન રીસેપ્ટર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે જી પ્રોટીન-જોડીદાર રીસેપ્ટર છે જે મેલાનોકોર્ટિન તરીકે ઓળખાતા કફોત્પાદક પેપ્ટાઇડ હોર્મોનના વર્ગ સાથે જોડાય છે, જેમાં એડ્રેનોકોર્ટિકોટ્રોપિક હોર્મોન (એસીટીએચ) અને મેલાનોસાઇટ-ઉત્તેજક હોર્મોન (એમએસએચ) ના વિવિધ સ્વરૂપોનો સમાવેશ થાય છે. તે જીએએસ સાથે જોડાયેલું છે અને આ રીસેપ્ટરને વ્યક્ત કરતા કોષોમાં એડેનિલિલ સાયક્લેઝને સક્રિય કરીને સીએએમપીના સ્તરને નિયમન કરે છે. તે સામાન્ય રીતે ત્વચા અને મેલાનોસાઇટ્સમાં અને ઓછા પ્રમાણમાં પેરીએક્યુડક્ટલ ગ્રે મેટર, એસ્ટ્રોસાઇટ્સ અને લ્યુકોસાઇટ્સમાં વ્યક્ત થાય છે. ચામડીના કેન્સરમાં, એમસી1આર મેલાનોમામાં ખૂબ જ વ્યક્ત થાય છે પરંતુ કાર્સિનોમામાં નહીં. એમસી1આર એ સસ્તન પ્રાણીઓની ત્વચાના રંગ અને વાળના રંગને નિયંત્રિત કરવામાં સામેલ મુખ્ય પ્રોટીનમાંથી એક છે. તે મેલાનોસાઇટ્સ તરીકે ઓળખાતા વિશિષ્ટ કોષોના પ્લાઝ્મા પટલ પર સ્થિત છે, જે મેલાનોજેનેસિસની પ્રક્રિયા દ્વારા રંગદ્રવ્ય મેલાનિન ઉત્પન્ન કરે છે. તે ઉત્પાદિત થતા મેલાનિનના પ્રકારને નિયંત્રિત કરે છે, અને તેના સક્રિયકરણને કારણે મેલાનોસાઇટ મૂળભૂત રીતે પીળા-લાલ ફેઓમેલાનિન ઉત્પન્ન કરવાથી બદામીમાં બદામી-કાળા યુમેલાનિનમાં ફેરવાય છે. મનુષ્યોમાં, એમ. સી. 1. આર. ના સંખ્યાબંધ લોસ-ઓફ-ફંક્શન પરિવર્તનોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે, જેમાં રેડહેડ્સમાં ઘણીવાર બહુવિધ વ્યક્તિગત લોસ-ઓફ-ફંક્શન પરિવર્તન હોય છે, પરંતુ 2001 સુધીમાં, યુમેલેનિન સંશ્લેષણમાં વધારો કરતા સક્રિય પરિવર્તનોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું નથી. એમસી1આર કેન્સર (ત્વચાના રંગથી સ્વતંત્ર), વિકાસલક્ષી પ્રક્રિયાઓ અને ચેપ અને પીડાની સંભાવનામાં પણ સામેલ હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે. કાર્યો સસ્તન પ્રાણીઓમાં રંગ એમસી1આર પ્રોટીન કોષ પટલની અંદર આવેલું છે, અને કફોત્પાદક ગ્રંથિ દ્વારા મુક્ત મેલાનોસાઇટ-ઉત્તેજક હોર્મોન (એમએસએચ) દ્વારા સંકેત આપવામાં આવે છે. જ્યારે એમ. એસ. એચ. ના એક પ્રકાર દ્વારા સક્રિય થાય છે, સામાન્ય રીતે α-એમ. એસ. એચ., એમ. સી. 1. આર. એક જટિલ સિગ્નલિંગ કાસ્કેડ શરૂ કરે છે જે યુમેલેનિનના ઉત્પાદન તરફ દોરી જાય છે. તેનાથી વિપરીત, એગૌટી સિગ્નલિંગ પેપ્ટાઇડ (એએસઆઇપી) દ્વારા પણ રીસેપ્ટરનો વિરોધ કરી શકાય છે, જે કોષને પીળા અથવા લાલ ફેઓમેલનિનના ઉત્પાદનમાં પાછું ફેરવે છે. મોટાભાગના સસ્તન પ્રાણીઓના વાળ પર જોવા મળતી પીળી અને કાળી એગૌતી બેન્ડિંગ પેટર્ન એમસી1આર દ્વારા એએસઆઇપી સિગ્નલિંગની સ્પંદનીય પ્રકૃતિને કારણે થાય છે. અપવાદોમાં પાર્ટિકલર્ડ બે હોર્સનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં લાલ શરીર હોય છે, અને કાળા પગ, મેની અને પૂંછડી હોય છે, જ્યાં એએસઆઈપી સિગ્નલિંગ ધબકારાને બદલે પ્રદેશો સુધી મર્યાદિત હોય છે. માનવ વાળ, જે ન તો બેન્ડેડ હોય છે અને ન તો પાર્ટિકલર્ડ હોય છે, તે ફક્ત એમસી1આર દ્વારા α-એમ. એસ. એચ. સિગ્નલિંગ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. મનુષ્યોમાં લાલ વાળનો વ્યાપ વિશ્વભરમાં નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, માનવ વસ્તીના લગભગ 25 ટકા લોકો પરિવર્તિત મેલાનોકોર્ટિન 1 રીસેપ્ટર ધરાવે છે જે લાલ વાળનું કારણ બને છે. ચારમાંથી એક વ્યક્તિ વાહક હોવાથી, બે લોકોમાં લાલ વાળવાળું બાળક થવાની શક્યતા લગભગ 2 ટકા (64માંથી એક) છે. ફર્ક્લ્સ અને લાલ વાળ ન હોય તેવા લોકોમાં એમસી1આર જનીન વહન કરવાની 85 ટકા તક હોય છે જે લાલ વાળ સાથે જોડાયેલ હોય છે. જે લોકોમાં કરચલીઓ હોતી નથી અને લાલ વાળ હોતા નથી, તેમને લાલ વાળ સાથે જોડાયેલા એમસી1આર જનીન વહન કરવાની 18 ટકા તક હોય છે. મનુષ્યોમાં આઠ જનીનોની ઓળખ કરવામાં આવી છે જે એમસી1આર જનીન ચાલુ છે કે નહીં અને વ્યક્તિના લાલ વાળ છે કે કેમ તે નિયંત્રિત કરે છે. પક્ષીઓમાં રંગ એમસી1આર ઓછામાં ઓછી ત્રણ અસંબંધિત પ્રજાતિઓમાં મેલેનિક બહુરૂપતા માટે જવાબદાર છેઃ બનાનાક્વિટ, સ્નો હંસ અને આર્ક્ટિક સ્કુઆ. સસ્તન પ્રાણીઓમાં દુખાવો મ્યુટન્ટ પીળા-નારંગી ઉંદર અને માનવ રેડહેડ્સમાં, બંને બિનકાર્યક્ષમ એમસી1આર સાથે, બંને જીનોટાઇપ હાનિકારક ઉત્તેજના પ્રત્યે ઓછી સંવેદનશીલતા દર્શાવે છે અને મોર્ફિન-મેટાબોલાઇટ એનાલ્જેસિક્સ માટે પીડાશામક પ્રતિભાવમાં વધારો કરે છે. આ અવલોકનો રંગદ્રવ્ય કોષની બહાર સસ્તન એમસી1આરની ભૂમિકા સૂચવે છે, જોકે ચોક્કસ પદ્ધતિ કે જેના દ્વારા પ્રોટીન પીડાની સંવેદનાને નિયંત્રિત કરી શકે છે તે જાણી શકાયું નથી. ઉંદરમાં ચોક્કસ આનુવંશિક પૃષ્ઠભૂમિમાં એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે એમસી1આરનો અભાવ ધરાવતા પ્રાણીઓએ ટીઆરપીવી1 રીસેપ્ટર દ્વારા કામ કરતા કેપ્સિસીન પ્રત્યે સહનશીલતામાં વધારો કર્યો હતો અને રાસાયણિક પ્રેરિત બળતરા પીડાના પ્રતિભાવમાં ઘટાડો કર્યો હતો. એમસી1આર પરિવર્તન ધરાવતા મનુષ્યોને નિયંત્રણ કરતાં આશરે 20 ટકા વધુ ઇન્હેલેશનલ એનેસ્થેટિકની જરૂર હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે. એમસી1આર ઉત્પરિવર્તન ધરાવતા મનુષ્યોના અન્ય અભ્યાસમાં પીડા ઘટાડવામાં લિડોકેઇન ઘણી ઓછી અસરકારક હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું હતું. વિકાસમાં કેટલીક ભૂમિકાઓ જી પ્રોટીન-કપલ્ડ રીસેપ્ટર્સ કોષોમાં સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શનને સક્રિય કરવા માટે જાણીતા હોવાથી, વિકાસમાં સામેલ એમસી1આરને શોધવું આશ્ચર્યજનક ન હોવું જોઈએ. સેલ્યુલર સ્તરે એક ઉદાહરણ તરીકે, એમસી1આર દ્વારા સિગ્નલિંગ અટકાવવાથી એરિથ્રોપોઇઝિસને પોલિક્રોમેટિક સેલ સ્ટેજ (આકૃતિમાં પોલી-ઇ) થી ઓર્થોક્રોમેટિક સેલ સ્ટેજ (આકૃતિમાં ઓર્થો-ઇ) સુધી આગળ વધવાથી અટકાવવામાં આવ્યું. એ જ અહેવાલ દર્શાવે છે કે એમસી1આરને તટસ્થ કરતી એન્ટિબોડીઝે એરિથ્રોપોઇટીન દ્વારા એસટીએટી5ના ફોસ્ફોરાયલેશનને અટકાવ્યું હતું અને એમસી2આર અને એમસી5આર પણ સામેલ હતા, જેમ કે તેમના મોડેલમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. પેશી સ્તર પરનું એક ઉદાહરણ માઉસ ઘૂંટણમાં સાંધાના કોમલાસ્થિના સામાન્ય અને રોગવિજ્ઞાન વિકાસમાં એમસી1આરની સંડોવણી દર્શાવે છે. આ અભ્યાસમાં લેખકોએ સામાન્ય ઉંદરની સરખામણી એમસી1આરનો સંપૂર્ણપણે અભાવ ધરાવતા ઉંદર સાથે કરી હતી. અસ્થિવાઓના પ્રાયોગિક ઇન્ડક્શન વિના પણ, એમસી1આર વિનાના ઉંદરમાં આર્ટિક્યુલર કોમલાસ્થિ ઓછી હતી (છબીમાં લાલ રંગ દ્વારા બતાવ્યા પ્રમાણે). અસ્થિવાઓના પ્રાયોગિક ઇન્ડક્શન પછી, એમસી1આર દ્વારા થતી ખામી વધુ સ્પષ્ટ હતી. એમસી1આર અને ચેપ/બળતરા કેન્ડિડા એલ્બિકન યોનિમાર્ગના ઉંદરના નમૂનામાં એમસી1આરની સંડોવણીની તપાસ કરવામાં આવી હતી. આ લેખકો સૂચવે છે કે એમસી1આર એન્ટી-ફંગલ અને એન્ટી-ઇન્ફ્લેમેટરી પ્રક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે અંશતઃ એમસી1આરનું એસઆઈઆરએનએ નોકડાઉન પ્રતિક્રિયાઓને લગભગ સંપૂર્ણપણે અટકાવે છે. નોસોકોમિયલ ચેપનું પરિવર્તનશીલ મહત્વ છે. સૌથી મહત્વપૂર્ણ પૈકીનું એક જટિલ સેપ્સિસ છે, જેને અંગ નિષ્ક્રિયતા સાથે સેપ્સિસ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યું હતું. એમસી1આરનો એક પ્રકાર (એમસી1આરઆર163ક્યૂ, આરએસ885479) આઘાત પછી હોસ્પિટલમાં દાખલ થવા દરમિયાન જટિલ સેપ્સિસ વિકસાવવાના ઓછા જોખમ સાથે સંકળાયેલો હોવાનું નોંધાયું હતું. આમ, જો જોડાણની પુષ્ટિ થાય છે, તો ગંભીર સેપ્સિસને રોકવા માટે એમસી1આર લક્ષ્યીકરણ એક ઉપચારાત્મક વિકલ્પ બની શકે છે. ત્વચાના રંગથી સ્વતંત્ર કેન્સરમાં ભૂમિકા એમસી1આર સિગ્નલિંગ એન્ટીઑકિસડન્ટ અને ડીએનએ રિપેર માર્ગોને ઉત્તેજિત કરે છે, જેમ કે સમીક્ષા કરવામાં આવી છે. એમસી1આરમાં સિંગલ ન્યુક્લિયોટાઇડ પોલીમોર્ફિઝમ્સ છે જે નોન-મેલાનોમા ત્વચાના કેન્સરની પૂર્વધારણા સાથે સંકળાયેલા છે. એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે એમસી1આરના પ્રકારો, હેટરોઝાયગોટ્સમાં પણ અને પિગમેન્ટેશન પર તેમની અસરોથી સ્વતંત્ર, બેઝલ સેલ કાર્સિનોમા અને સ્ક્વામસ સેલ કાર્સિનોમા માટે જોખમી પરિબળો છે. એક સમીક્ષામાં મેલાનોમા અને બેઝલ અને સ્ક્વામસ સેલ કાર્સિનોમામાં રંગદ્રવ્યના ઉત્પાદનથી સ્વતંત્ર કેટલાક એમસી1આર સ્વરૂપોની ભૂમિકાની ચર્ચા કરવામાં આવી છે. કિડની પેથોલોજીમાં ભૂમિકા મેમ્બ્રેનસ ગ્લોમેરુલોનેફ્રાટીસ એ એક ગંભીર માનવ રોગ છે જેની સારવાર ACTH સાથે કરી શકાય છે, જે એમસી1આરના જાણીતા ઍગોનિસ્ટ છે. નેફ્રાઈટિસના ઉંદરના નમૂનામાં એવું જાણવા મળ્યું હતું કે એમસી1આરના અલગ એગોનિસ્ટ સાથેની સારવારથી કિડની મોર્ફોલોજીના પાસાઓમાં સુધારો થયો છે અને પ્રોટીન્યુરિયા ઘટ્યો છે, જે મનુષ્યમાં એસીટીએચના લાભને સમજાવવામાં મદદ કરી શકે છે. અન્ય સજીવોમાં એમસી1આર માછલી, ઉભયજીવી અને સરીસૃપ જેવા ઠંડા લોહીવાળા પ્રાણીઓમાં થોડું અલગ કાર્ય કરે છે. અહીં, એમસી1આરના α-એમ. એસ. એચ. સક્રિયકરણના પરિણામે રંગદ્રવ્ય કોષોના આંતરિક ભાગમાં (જેને મેલાનોફોર્સ કહેવાય છે) યુમેલેનિનથી ભરેલા મેલાનોસોમ્સ ફેલાય છે. આ પ્રાણીની ત્વચાને ઘાટા રંગ આપે છે અને ઘણીવાર મૂડ અથવા પર્યાવરણમાં ફેરફારોના પ્રતિભાવમાં થાય છે. આવા શારીરિક રંગ પરિવર્તન એમસી1આરને અનુકૂલનશીલ ગુપ્ત રંગના મુખ્ય મધ્યસ્થી તરીકે સૂચિત કરે છે. આ અનુકૂલનને નિયંત્રિત કરવામાં એમસી1આર સાથે એએસઆઇપીના બંધનની ભૂમિકા અસ્પષ્ટ છે; જો કે, ટેલિયોસ્ટ માછલીમાં ઓછામાં ઓછું, કાર્યાત્મક દુશ્મનાવટ મેલાનિન-કેન્દ્રિત હોર્મોન દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. આ તેના રીસેપ્ટર દ્વારા મેલાનોસોમ્સને મેલાનોફોરના કેન્દ્રમાં એક નાના વિસ્તાર તરફ એકત્રિત કરવા માટે સંકેત આપે છે, પરિણામે પ્રાણીનો એકંદર દેખાવ હળવો થાય છે. સેફાલોપોડ્સ સ્નાયુઓનો ઉપયોગ કરીને તેમના રંગદ્રવ્યવાળા ક્રોમેટોફોર્સને ઝડપથી ખેંચવા અને આરામ આપવા માટે સમાન, જોકે વધુ નાટકીય, રંગદ્રવ્ય અસર પેદા કરે છે. આ અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં જોવા મળતા ઝડપી અને અદભૂત રંગ ફેરફારોમાં એમસી1આર કોઈ ભૂમિકા ભજવતો હોય તેવું લાગતું નથી. લિગાન્ડ્સ એગોનિસ્ટ્સ α-MSH-નોનસેલેક્ટિવ પેપ્ટાઇડ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ β-MSH-નોનસેલેક્ટિવ પેપ્ટાઇડ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ γ-MSH-નોનસેલેક્ટિવ પેપ્ટાઇડ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ ACTH-નોનસેલેક્ટિવ પેપ્ટાઇડ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ અફામેલાનોટાઇડ-નોનસેલેક્ટિવ પેપ્ટાઇડ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ BMS-470,539-સિલેક્ટિવ સ્મોલ-મોલેક્યુલ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ બ્રેમેલાનોટાઇડ-નોનસેલેક્ટિવ પેપ્ટાઇડ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ મેલાનોટન II-નોનસેલેક્ટિવ પેપ્ટાઇડ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ મોડિમેલાનોટાઇડ-નોનસેલેક્ટિવ પેપ્ટાઇડ ફુલ એગોનિસ્ટ્સ એમસી1આર જનીનનું પરિવર્તન કાં તો રીસેપ્ટર બનાવી શકે છે જે સતત સંકેત આપે છે, ભલે તે ઉત્તેજિત ન હોય, અથવા રીસેપ્ટરની પ્રવૃત્તિને ઘટાડી શકે છે. બંધારણીય રીતે સક્રિય એમસી1આર માટે એલીલ્સ મુખ્યત્વે વારસામાં મળે છે અને કાળા રંગના કોટ રંગમાં પરિણમે છે, જ્યારે નિષ્ક્રિય એમસી1આર માટે એલીલ્સ અપ્રભાવી હોય છે અને હળવા કોટ રંગમાં પરિણમે છે. અસંખ્ય પ્રાણીઓની પ્રજાતિઓમાં કાળા, લાલ/પીળા અને સફેદ/ક્રીમ કોટના રંગો સાથે સંકળાયેલા એમસી1આરના પ્રકારો નોંધવામાં આવ્યા છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ પ્રયોગશાળાના ઉંદર કૂતરા મોટી બિલાડીઓ ઘોડા કેટલ ચિકન બનાનાક્વિટ ગિર્ફાલ્કોન કેર્મોડ રીંછ રોક પોકેટ ઉંદર ઘરેલું સસલા એન્ટાર્કટિક ફર સીલ મેમથ અસંબંધિત બ્રિટિશ અને આઇરિશ વ્યક્તિઓ પરના એક અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે લાલ વાળ અને/અથવા ગોરી ત્વચા ધરાવતા 80 ટકાથી વધુ લોકોમાં એમસી1આર જનીનનો નિષ્ક્રિય પ્રકાર છે. આની સરખામણી ભુરા અથવા કાળા વાળવાળા લોકોમાં 20 ટકાથી ઓછા અને સારા ટેનિંગ પ્રતિસાદ દર્શાવતા લોકોમાં 4 ટકાથી ઓછા સાથે કરવામાં આવે છે. એએસપી294હિસ (આરએસ1805009) એ એમસી1આર જનીનમાં સિંગલ ન્યુક્લિયોટાઇડ પોલીમોર્ફિઝમ (એસએનપી) છે અને તે લાલ વાળ અને હળવા ત્વચાના પ્રકાર સાથે સંકળાયેલ છે. જનીનમાં અન્ય SNPs, Arg151Cys અને Arg160Trp પણ લાલ વાળ સાથે સંકળાયેલા છે. આફ્રિકાની બહારનું મોડેલ સૂચવે છે કે આધુનિક મનુષ્યો આફ્રિકામાં ઉદ્ભવ્યા હતા અને યુરોપ અને એશિયામાં વસવાટ કરવા માટે ઉત્તરમાં સ્થળાંતર કર્યું હતું. આ સ્થળાંતર કરનારાઓમાં સંભવતઃ એક કાર્યાત્મક એમસી1આર પ્રકાર હતો અને તે મુજબ, કાળા વાળ અને ચામડી આજે સ્વદેશી આફ્રિકનો દ્વારા પ્રદર્શિત થાય છે. જેમ જેમ મનુષ્યોએ ઉત્તરમાં સ્થળાંતર કર્યું, ઉત્તર યુરોપ અને એશિયામાં ઉચ્ચ સ્તરના સૌર કિરણોત્સર્ગની ગેરહાજરીએ સક્રિય એમસી1આર પર પસંદગીયુક્ત દબાણને હળવું કર્યું, જેનાથી જનીન પ્રજનન દંડ વિના નિષ્ક્રિય સ્વરૂપોમાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે, પછી આનુવંશિક પ્રવાહ દ્વારા ફેલાય છે. અભ્યાસો દર્શાવે છે કે પૂર્વ એશિયામાં એમસી1આર આર્ગ163જીએલએન એલીલની આવૃત્તિ વધારે છે અને તે પૂર્વ એશિયાની વસ્તીમાં હળવા ત્વચાના ઉત્ક્રાંતિનો ભાગ હોઈ શકે છે. યુરોપમાં એમસી1આર એલીલ્સની સકારાત્મક પસંદગી માટે કોઈ પુરાવા જાણીતા નથી અને એમસી1આરના નિષ્ક્રિય સ્વરૂપોના ઉદભવ અને યુરોપિયન વસ્તીમાં હળવા ત્વચાના ઉત્ક્રાંતિ વચ્ચે કોઈ સંબંધ હોવાના કોઈ પુરાવા નથી. યુરોપિયનો અને પૂર્વ એશિયનોમાં ત્વચાના રંગનું વીજળી પડવું એ એકરૂપ ઉત્ક્રાંતિનું ઉદાહરણ છે. આ પણ જુઓ ક્રોમેટોફોર મેલાનોસાઇટ SLC24A5 મેલાનિન રંગદ્રવ્ય માનવ ત્વચાનો રંગ ફ્રેકલ્સ મેલાનોટ્રોપિન રીસેપ્ટર સંદર્ભો વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ G પ્રોટીન-કપલ્ડ રીસેપ્ટર માનવ પ્રોટીન વાળનો રંગ માનવ ત્વચાનો રંગ માનવ રંગસૂત્ર પર ઉત્પરિવર્તિત જનીનો જનીનો 16