Granzyme B
ગ્રેન્ઝાઇમ બી (જીઆરબી) એ સેરીન પ્રોટીઝ ગ્રેન્ઝાઇમ્સમાંથી એક છે જે સામાન્ય રીતે કુદરતી કિલર કોષો (એનકે કોષો) અને સાયટોટોક્સિક ટી કોષોના ગ્રાન્યુલ્સમાં જોવા મળે છે. તે લક્ષિત કોષોમાં એપોપ્ટોસિસમાં મધ્યસ્થી કરવા માટે પ્રોટીન પરફોરિન બનાવતા છિદ્રો સાથે આ કોષો દ્વારા સ્ત્રાવ થાય છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી પણ બેસોફિલ્સ અને માસ્ટ કોશિકાઓથી માંડીને સ્નાયુ કોશિકાઓને સરળ બનાવવા સુધીના બિન-સાયટોટોક્સિક કોશિકાઓની વિશાળ શ્રેણી દ્વારા ઉત્પન્ન થતું હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બીના ગૌણ કાર્યો પણ અસંખ્ય છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી સાયટોકીનના પ્રકાશનને ઉત્તેજીત કરીને બળતરા પ્રેરિત કરવામાં સામેલ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે અને તે બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સ રિમોડેલિંગમાં પણ સામેલ છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બીનું ઊંચું સ્તર સંખ્યાબંધ સ્વયંપ્રતિરક્ષા રોગો, ત્વચાના ઘણા રોગો અને પ્રકાર 1 ડાયાબિટીસમાં પણ સંકળાયેલું છે. માળખું મનુષ્યોમાં, ગ્રેન્ઝાઇમ બી રંગસૂત્ર 14q.11.2 પર GZMB દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે, જે 3.2kb લાંબુ હોય છે અને તેમાં 5 એક્સોન હોય છે. તે સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં રહેલા ગ્રેન્ઝાઇમ્સમાંથી એક છે, જેમાંથી મનુષ્યમાં 5 અને ઉંદરમાં 10 છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી એ ગ્રેન્ઝાઇમ એચ સંબંધિત અગ્રદૂતમાંથી વિકસિત થયું હોવાનું માનવામાં આવે છે અને તે અન્ય ગ્રેન્ઝાઇમ્સની તુલનામાં ઓછી સાંદ્રતામાં વધુ અસરકારક છે. આ ઉત્સેચક શરૂઆતમાં નિષ્ક્રિય પૂર્વવર્તી ઝાયમોજન સ્વરૂપમાં હોય છે, જેમાં વધારાના એમિનો ટર્મિનલ પેપ્ટાઇડ ક્રમ હોય છે. આ ક્રમને 2 એમિનો એસિડને દૂર કરીને કેથેપ્સિન સી દ્વારા વિભાજીત કરી શકાય છે. કેથેપ્સિન એચ ગ્રેન્ઝાઇમ બી ને સક્રિય કરે છે તેવું પણ નોંધવામાં આવ્યું છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી ની રચનામાં 3 ટ્રાન્સ ડોમેન સેગમેન્ટ્સ સાથે બે 6 સ્ટ્રેન્ડેડ β શીટ્સ હોય છે. સાયટોટોક્સિક લિમ્ફોસાઇટ્સના ગ્રાન્યુલ્સમાં એન્ઝાઇમ બે ગ્લાયકોસિલેટેડ સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ઉચ્ચ મેન્નોઝ સ્વરૂપનું વજન 32kDa અને જટિલ સ્વરૂપ, 35kDa છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી તેના સક્રિય સ્થળે ઉત્પ્રેરક ત્રિપુટી હિસ્ટિડીન-એસ્પાર્ટિક એસિડ-સેરીન ધરાવે છે અને પી1 સ્થિતિમાં સ્થિત એસ્પાર્ટિક એસિડ અવશેષ પછી પ્રાધાન્યમાં વિભાજીત થાય છે. વિભાજીત કરવાના એસ્પાર્ટિક એસિડ અવશેષો એન્ઝાઇમના બંધનકર્તા ખિસ્સામાં આર્જિનિન અવશેષ સાથે સંકળાયેલા છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી તટસ્થ પીએચ પર સક્રિય છે અને તેથી તે એસિડિક સીટીએલ ગ્રાન્યુલ્સમાં નિષ્ક્રિય છે. જ્યારે ગ્રાન્યુલ્સમાં સેરગ્લાયસીન દ્વારા બંધાયેલ હોય ત્યારે એન્ઝાઇમ પણ નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે જેથી સાયટોટોક્સિક ટી કોષોની અંદર એપોપ્ટોસિસને ટ્રિગર થતું ટાળી શકાય. ડિલિવરી ગ્રેન્ઝાઇમ બી પર્ફોરિન સાથે મુક્ત થાય છે જે લક્ષ્ય કોષના પ્લાઝ્મા પટલમાં છિદ્રો બનાવે છે. પર્ફોરિનની ત્રિજ્યા 5.5 એનએમ હોય છે અને ગ્રેન્ઝાઇમ બીની સ્ટોક્સ ત્રિજ્યા 2.5 એનએમ હોય છે અને તેથી તે નાશ પામેલા લક્ષ્યમાં પર્ફોરિન છિદ્રમાંથી પસાર થઈ શકે છે. વૈકલ્પિક રીતે, એકવાર મુક્ત થયા પછી, ગ્રેન્ઝાઇમ બી લક્ષ્ય કોષ પર નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ હેપરાન સલ્ફેટ ધરાવતા રીસેપ્ટર્સ સાથે જોડાઈ શકે છે અને એન્ડોસાયટોઝ થઈ શકે છે. એન્ઝાઇમને અંદર લઈ જતા ફોલ્લાઓ પછી ફૂટે છે, જે ગ્રેન્ઝાઇમ બીને કોષરસ અને તેના સબસ્ટ્રેટ્સમાં ખુલ્લા પાડે છે. એચ. એસ. પી.-70 ને ગ્રેન્ઝાઇમ બી ના પ્રવેશમાં મદદ કરવા સાથે પણ જોડવામાં આવ્યું છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી પણ લક્ષ્યના પ્લાઝ્મા પટલમાં નકારાત્મક ફોસ્ફોલિપિડ્સ માટે તેના બાઉન્ડ સેરગ્લાઇસિનનું પ્રથમ વિનિમય કરીને લક્ષ્યમાં પ્રવેશવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. પ્રવેશ પછી શોષક પિનોસાઇટોસિસની ઓછી પસંદગીયુક્ત પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે. એકવાર લક્ષ્ય કોષની અંદર, ગ્રેન્ઝાઇમ બી આરંભકર્તા કેસ્પેઝ 8 અને 10 ને તોડી અને સક્રિય કરી શકે છે, અને એક્ઝેક્યુટર કેસ્પેઝ 3 અને 7 જે એપોપ્ટોસિસને ટ્રિગર કરે છે. કેસ્પેઝ 7 એ ગ્રેન્ઝાઇમ બી માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ છે અને કેસ્પેઝ 3,8 અને 10 માત્ર મધ્યવર્તી ટુકડાઓમાં વિભાજીત થાય છે અને સંપૂર્ણ સક્રિયકરણ માટે વધુ વિભાજનની જરૂર પડે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી બી. આઈ. ડી. ને પણ તોડી શકે છે જે બી. એ. એક્સ./બી. એ. કે. ઓલિગોમેરાઇઝેશન તરફ દોરી જાય છે અને મિટોકોન્ડ્રિયામાંથી સાયટોક્રોમ સી મુક્ત કરે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી આઈસીએડીને વિભાજીત કરી શકે છે જે ડીએનએના વિભાજન અને એપોપ્ટોસિસ સાથે સંકળાયેલ નિસરણીની પેટર્ન તરફ દોરી જાય છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી 300 થી વધુ સબસ્ટ્રેટ્સની ક્ષમતા ધરાવે છે અને બાહ્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલમાં એમ. સી. એલ.-1 ને વિભાજીત કરી શકે છે, જે તેના બિમના અવરોધને દૂર કરે છે. બિમ બી. એ. એક્સ./બી. એ. કે. ઓલિગોમેરાઇઝેશન, મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલ અભેદ્યતા અને એપોપ્ટોસિસને ઉત્તેજિત કરે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી મિટોકોન્ડ્રિયા ધ્રુવીકરણને સરળ બનાવવા માટે એચએએક્સ 1 (એચએસ-1 સંકળાયેલ પ્રોટીન એક્સ-1) ને પણ તોડી શકે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી કોષના મૃત્યુમાં મધ્યસ્થી કરવા માટે મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (આરઓએસ) નું સાયટોટોક્સિક સ્તર પણ પેદા કરી શકે છે. કોષના મૃત્યુના કેસ્પેઝ સ્વતંત્ર માર્ગો એવા વાયરસને દૂર કરવા માટે ઉદ્ભવ્યા હોવાનું માનવામાં આવે છે જે કેસ્પેઝને અટકાવી શકે છે અને એપોપ્ટોસિસને અટકાવી શકે છે. લક્ષ્યાંકો ન્યુક્લિયસ ગ્રેન્ઝાઇમ બીમાં ન્યુક્લિયસમાં સ્થિત ઘણા સબસ્ટ્રેટ્સ છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી ડીએનએ રિપેર અને રેટ્રોવાયરલ ડીએનએ એકીકરણને વિક્ષેપિત કરવા માટે પી. એ. આર. પી. (પોલી એડીપી રાઇબોઝ પોલિમરેઝ) અને ડીએનએ પીકે (ડીએનએ પ્રોટીન કિનેઝ) ને વિભાજીત કરી શકે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી વાયરલ પ્રતિકૃતિને રોકવા માટે ન્યુક્લિયોફોસ્મિન, ટોપોઆઇસોમરેઝ 1 અને ન્યુક્લિયોલિનને પણ તોડી શકે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી એચએસવી 1 વાયરસમાંથી આઇસીપી 4 ને તોડી શકે છે જે જનીન ટ્રાન્સએક્ટિવેશન માટે ઉપયોગમાં લેવાતું આવશ્યક પ્રોટીન છે અને ન્યુમા (ન્યુક્લિયર માઇટોટિક એપરેટસ પ્રોટીન) ને માઇટોસિસને રોકવા માટે તોડી શકાય છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી ડી. બી. પી. (ડી. એન. એ. બંધનકર્તા પ્રોટીન) ને 50 કે. ડી. એ. ના ટુકડામાં અને પછી તે સક્રિય કરેલા કેસપેસીસ દ્વારા પરોક્ષ રીતે વધારાના 60 કે. ડી. એ. માં વિભાજિત કરી શકે છે. એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર મેટ્રિક્સ ગ્રેન્ઝાઇમ બી એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર મેટ્રિક્સ (ઇસીએમ) માં ફાઇબ્રોનેક્ટિન, વિટ્રોનેક્ટિન અને એગ્રેકન સહિત ઘણા પ્રોટીનને ઘટાડી શકે છે. ક્લેવેજ એનોઇકિસ દ્વારા કોષના મૃત્યુનું કારણ બની શકે છે અને બળતરા પ્રેરિત ઈસીએમમાંથી એલાર્મિન્સ મુક્ત કરી શકે છે. ફાઇબ્રોનેક્ટિનના ટુકડા ન્યુટ્રોફિલ્સને આકર્ષિત કરી શકે છે અને કોન્ડ્રોસાઇટ્સમાંથી એમએમપી અભિવ્યક્તિને ઉત્તેજીત કરી શકે છે. બેસોફિલ્સ એન્ડોથેલિયલ સેલ-સેલ સંપર્કોને ઘટાડવા માટે ગ્રેન્ઝાઇમ બી સ્ત્રાવ કરે છે, જે બળતરાના સ્થળો પર વધારાને મંજૂરી આપે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી સાયટોકીન્સ આઈએલ-1α અને આઈએલ 18 પર પ્રક્રિયા કરીને પણ બળતરા પેદા કરી શકે છે. તે પી. એ. આર. 1 (પ્રોટીઝ એક્ટિવેટેડ રીસેપ્ટર 1) ના સક્રિયકરણ દ્વારા આઇ. એલ. 6 અને આઇ. એલ. 8 ના પ્રકાશનને પણ ટ્રિગર કરી શકે છે. વિટ્રોનેક્ટિનનું વિભાજન આરજીડી ઇન્ટિગ્રિન બંધન સ્થળ પર થાય છે જે કોષ વૃદ્ધિ સંકેત માર્ગોને અટકાવે છે. લેમિનિન અને ફાઇબ્રોનેક્ટિનનું વિભાજન ત્વચીય-બાહ્ય જોડાણ જોડાણ અને ક્રોસ ટોકને વિક્ષેપિત કરે છે જ્યારે ગ્રેન્ઝાઇમ બી દ્વારા ડેકોરિનનો નાશ કોલેજનની અવ્યવસ્થા, ત્વચાને પાતળી કરવા અને વૃદ્ધત્વનું કારણ બને છે. કેરાટિનોસાઇટ્સ યુવીએ અને યુવીબીના સંપર્કમાં આવ્યા પછી ગ્રેન્ઝાઇમ બી વ્યક્ત કરી શકે છે જે ત્વચાના ફોટોએજિંગ સાથે જોડાયેલ છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી પણ ઘાના ઉપચારને બગાડી શકે છે. વોન વિલેબ્રાન્ડ પરિબળનું વિભાજન પ્લેટલેટ એકત્રીકરણને અટકાવે છે અને પ્લાઝ્મિનોજેન એન્જીયોજેનેસિસને અટકાવતો એન્જીયોસ્ટેટિન ટુકડો ઉત્પન્ન કરે છે. ફાઇબ્રોનેક્ટિન અને વિટ્રોનેક્ટિનનું કાપવાથી કામચલાઉ મેટ્રિક્સની રચનામાં વિલંબ થાય છે જે ઘાના ઉપચારને વધુ નુકસાન પહોંચાડે છે. ટી કોષ નિયમન ગ્રેન્ઝાઇમ બી નિયમનકારી ટી કોષો (ટ્રેગ્સ) દ્વારા સી. ડી. 4 + ટી કોષોને મારવા માટે સ્ત્રાવ થાય છે જે યજમાન કોષોના સંપર્કમાં આવ્યા નથી જે પેરિફેરલ પેશીઓ સુધી મર્યાદિત છે અને થાઇમસ સુધી પહોંચી શકતા નથી. આ સક્રિયકરણ-પ્રેરિત કોષ મૃત્યુ (એ. આઈ. સી. ડી.) એફ. એ. એસ. મૃત્યુ માર્ગ વિના પ્રાપ્ત કરી શકાય છે અને સ્વ એન્ટિજેન્સ માટે સ્વયંપ્રતિરક્ષા પ્રતિક્રિયાને અટકાવે છે. અવરોધક ગ્રેન્ઝાઇમ બીનું સૌથી સામાન્ય અવરોધક SERPINB9 છે, જેને પ્રોટીનેઝ અવરોધક નવ (PI-9) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, જે 376 એમિનો એસિડ લાંબા હોય છે અને ન્યુક્લિયસ અને કોષરસમાં જોવા મળે છે. તે આકસ્મિક ગ્રેન્ઝાઇમ બી મધ્યસ્થ કોષના મૃત્યુથી પોતાને બચાવવા માટે ઘણા પ્રકારના કોષો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. પીઆઇ-9 મેટાસ્ટેબલ છે અને જ્યારે ગ્રેન્ઝાઇમ બી સાથે બંધાયેલ હોય ત્યારે ઊર્જાસભર અનુકૂળ રચના બનાવે છે. પીઆઇ-9 મોલેક્યુલનું રિએક્ટિવ લૂપ સેન્ટર (આરસીએલ) સ્યુડોસબસ્ટ્રેટ તરીકે કામ કરે છે અને શરૂઆતમાં રિવર્સિબલ માઈકલિસ કોમ્પ્લેક્સ બનાવે છે. એકવાર આર. સી. એલ. ના પેપ્ટાઇડ બોન્ડને પી1 અને પી1 'ની સ્થિતિ વચ્ચે વિભાજીત કરવામાં આવે, ત્યારે ગ્રેન્ઝાઇમ બી કાયમી ધોરણે અવરોધિત થાય છે. જો કે, જો આર. સી. એલ. ને અસરકારક રીતે વિભાજીત કરવામાં આવે, તો પી. આઈ.-9 એ 1:1 આત્મઘાતી સબસ્ટ્રેટ તરીકે કામ કરતું નથી અને ગ્રેન્ઝાઇમ બીને અનિયંત્રિત છોડી દેવામાં આવે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ એમ અવરોધના ગ્રેન્ઝાઇમ બીને રાહત આપવા માટે ન્યુક્લિયસ અને કોષરસમાં પી. આઈ.-9 ને પણ તોડી શકે છે. એડેનોવાયરસમાંથી પ્રોટીન L 4-100 K પણ એક્સોસાઇટ્સ અને ચોક્કસ બંધનકર્તા ખિસ્સા પર બંધન કરીને ગ્રેન્ઝાઇમ B ને અટકાવી શકે છે. L 4-100 K એ એસેમ્બલી પ્રોટીન છે જે હેક્સન કેપ્સોમર્સને એડેનોવાયરસના ન્યુક્લિયસમાં પરિવહન કરી શકે છે. આ અવરોધને દૂર કરવા માટે ગ્રેન્ઝાઇમ એચ દ્વારા 100k ને 90kDa ટુકડામાં વિભાજીત કરી શકાય છે જે એડિનોવાયરસ 5 ચેપગ્રસ્ત કોષોમાં મહત્વપૂર્ણ છે. રોગમાં ભૂમિકા ગ્રેન્ઝાઇમ બી રક્ત પ્લાઝ્મામાં 20-40 pg/ml ની સામાન્ય સાંદ્રતા ધરાવે છે જ્યારે 70 ટકા પ્રવૃત્તિ જાળવી રાખે છે અને ગ્રેન્ઝાઇમ બીની ઊંચી સાંદ્રતા સંખ્યાબંધ રોગની સ્થિતિમાં જોવા મળે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી અવ્યવસ્થિત પ્રદેશો અને એન્ટિજેન્સના લિંકર પ્રદેશોમાં નવા એપિટોપ્સને ખુલ્લા પાડીને ઓટોએન્ટિજેન્સ પેદા કરી શકે છે અને આ ઓટોઇમ્યુન રોગોના વિકાસનું કારણ બની શકે છે. સીડી8 + ટી કોષોમાંથી પર્ફોરિન સાથે ગ્રેન્ઝાઇમ બી પ્રકાશન એલોજેનિક એન્ડોથેલિયલ કોષોને મારીને હૃદય અને કિડની ટ્રાન્સપ્લાન્ટ અસ્વીકારનું કારણ બની શકે છે. સ્વાદુપિંડના ટાપુઓમાં β કોષો ઉત્પન્ન કરતા ઇન્સ્યુલિનનો નાશ ટી કોષો અને ગ્રેન્ઝાઇમ બી દ્વારા થાય છે જે પ્રકાર 1 ડાયાબિટીસમાં ફાળો આપે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી કરોડરજ્જુની ઈજા પછી કોષોના મૃત્યુમાં પણ મધ્યસ્થી કરી શકે છે અને રુમેટોઇડ સંધિવામાં ઊંચા સ્તરે જોવા મળે છે. ક્રોનિક ઓબ્સ્ટ્રક્ટિવ પલ્મોનરી ડિસીઝ (સી. ઓ. પી. ડી.) નું કારણ એનકે અને ટી કોષોમાંથી સ્ત્રાવ થતા ગ્રેન્ઝાઇમ બી છે, જે શ્વાસનળીના ઉપકલા કોષોના એપોપ્ટોસિસનું કારણ બને છે. મેટ્રિક્સ અસ્થિરકરણ અને ગ્રેન્ઝાઇમ બી દ્વારા રિમોડેલિંગ પણ અસ્થમાના પેથોજેનેસિસ સાથે જોડાયેલું છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી મેલાનોસાઇટ્સને મારી શકે છે જે ત્વચાની સ્થિતિનું કારણ બને છે, કફ અને ગ્રેન્ઝાઇમ બી ઓવરએક્સપ્રેશન સંપર્ક ત્વચાકોપ, લાઇકેન સ્ક્લેરોસસ અને લાઇકેન પ્લેનસના કિસ્સાઓમાં જોવા મળે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બી વ્યક્ત કરતા સાયટોટોક્સિક કોષોને વાળના ઠાંસીઠાંવાઓની નજીક ઓળખવામાં આવ્યા છે જે વાળ ખરવામાં સંભવિત ભૂમિકાને જોડે છે. ગ્રેન્ઝાઇમ બીના ઇસીએમ રિમોડેલિંગ ગુણધર્મોએ ડાબા ક્ષેપક રિમોડેલિંગમાં તેની સંડોવણીને પણ સામેલ કરી છે, જે મ્યોકાર્ડિયલ ઇન્ફાર્ક્શનની અનુગામી શક્યતાઓને વધારે છે. સરળ સ્નાયુ કોશિકાઓના એપોપ્ટોસિસ દ્વારા એથેરોમેટસ તકતીઓના તંતુમય આવરણના નબળા પડવાને પણ ગ્રેન્ઝાઇમ બી સાથે જોડવામાં આવ્યું છે.