Galactokinase
गैलेक्टोकिनेज एक एंजाइम (फॉस्फोट्रांसफेरेज) है जो ए. टी. पी. के एक अणु की कीमत पर गैलेक्टोज 1-फॉस्फेट में α-D-गैलेक्टोज के फॉस्फोराइलेशन की सुविधा प्रदान करता है। गैलेक्टोकिनेज लेलोइर मार्ग के दूसरे चरण को उत्प्रेरित करता है, जो अधिकांश जीवों में पाया जाने वाला एक चयापचय मार्ग है जो α-D-गैलेक्टोज से ग्लूकोज 1-फॉस्फेट के अपचय के लिए है। सबसे पहले स्तनधारी यकृत से अलग किए गए गैलेक्टोकिनेज का खमीर, आर्किया, पौधों और मनुष्यों में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। संरचना गैलेक्टोकिनेज एक बड़े दरार द्वारा अलग किए गए दो क्षेत्रों से बना है। इन दोनों क्षेत्रों को एन-और सी-टर्मिनल डोमेन के रूप में जाना जाता है, और ए. टी. पी. का एडेनिन रिंग उनके इंटरफेस पर स्थित एक हाइड्रोफोबिक पॉकेट में बांधता है। एन-टर्मिनल डोमेन को मिश्रित बीटा-शीट के पांच तारों और पांच अल्फा-हेलिक्स द्वारा चिह्नित किया जाता है, और सी-टर्मिनल डोमेन को एंटी-पैरेलल बीटा-शीट की दो परतों और छह अल्फा-हेलिक्स द्वारा चिह्नित किया जाता है। गैलेक्टोकिनेज चीनी काइनेज परिवार से संबंधित नहीं है, बल्कि ए. टी. पी.-निर्भर एंजाइमों के एक वर्ग से संबंधित है जिसे जी. एच. एम. पी. सुपरफ़ैमिली के रूप में जाना जाता है। जी. एच. एम. पी. एक संक्षिप्त नाम है जो इसके मूल सदस्यों का उल्लेख करता हैः गैलेक्टोकाइनेज़, होमोसेरिन किनेज़, मेवालोनेट किनेज़ और फॉस्फोमेवेलोनेट किनेज़। जी. एच. एम. पी. सुपरफ़ैमिली के सदस्यों में केवल दस से 20 प्रतिशत अनुक्रम पहचान के बावजूद बड़ी त्रि-आयामी समानता है। इन एंजाइमों में तीन अच्छी तरह से संरक्षित रूपांकनों (I, II और III) होते हैं, जिनमें से दूसरा न्यूक्लियोटाइड बाइंडिंग में शामिल होता है और इसका अनुक्रम प्रो-X-X-X-Gly-Leu-X-Ser-Ser-Ala होता है। विभिन्न प्रजातियों में चीनी विशिष्टता गैलेक्टोकिनेस सब्सट्रेट विशिष्टताओं की एक बड़ी विविधता प्रदर्शित करते हैं। ई. कोलाई गैलेक्टोकिनेज फॉस्फोरिलेट 2-डीऑक्सी-डी-गैलेक्टोज, 2-एमिनो-डीऑक्सी-डी-गैलेक्टोज, 3-डीऑक्सी-डी-गैलेक्टोज और डी-फ्यूकोज भी कर सकता है। एन्जाइम किसी भी सी-4 संशोधन को सहन नहीं कर सकता है, लेकिन डी-गैलेक्टोज की सी-2 स्थिति में परिवर्तन एंजाइम के कार्य में हस्तक्षेप नहीं करते हैं। मानव और चूहा गैलेक्टोकिनेस दोनों ही 2-डीऑक्सी-डी-गैलेक्टोज को सफलतापूर्वक फॉस्फोरिलेट करने में सक्षम हैं। दूसरी ओर, एस. सेरेविसिया से गैलेक्टोकिनेज, डी-गैलेक्टोज के लिए अत्यधिक विशिष्ट है और फॉस्फोरिलेट ग्लूकोज, मैननोज़, अरबीनोज़, फ्यूकोज़, लैक्टोज़, गैलेक्टाइटोल, या 2-डीऑक्सी-डी-गैलेक्टोज़ नहीं कर सकता है। इसके अलावा, गैलेक्टोकाइनेज़ के गतिज गुण भी विभिन्न प्रजातियों में भिन्न होते हैं। निर्देशित विकास और संरचना-आधारित प्रोटीन इंजीनियरिंग के माध्यम से विभिन्न स्रोतों से गैलेक्टोकिनेस की चीनी विशिष्टता का नाटकीय रूप से विस्तार किया गया है। संबंधित व्यापक रूप से अनुमेय चीनी एनोमेरिक काइनेस इन विट्रो और इन विवो ग्लाइकोरैंडोमाइजेशन के लिए एक आधारशिला के रूप में काम करते हैं। तंत्र हाल ही में, मानव गैलेक्टोकिनेज में सक्रिय साइट अवशेषों की भूमिकाओं को समझा गया है। एस. पी.-186, α-D-गैलेक्टोज के C1-OH से एक प्रोटॉन को अवशोषित करता है, और परिणामी एल्कॉक्साइड न्यूक्लियोफाइल ATP के γ-फॉस्फोरस पर हमला करता है। एक फॉस्फेट समूह को चीनी में स्थानांतरित किया जाता है, और ए. एस. पी.-186 को पानी द्वारा डीप्रोटोनेट किया जा सकता है। निकटवर्ती आर्ग-37 अपने आयनिक रूप में एस. पी.-186 को स्थिर करता है और बिंदु उत्परिवर्तन प्रयोगों में गैलेक्टोकिनेज कार्य के लिए भी आवश्यक साबित हुआ है। एस्पार्टिक एसिड और आर्जिनिन दोनों सक्रिय साइट अवशेष गैलेक्टोकिनेस के बीच अत्यधिक संरक्षित हैं। जैविक कार्य लेलोइर मार्ग गैलेक्टोज के ग्लूकोज में परिवर्तन को उत्प्रेरित करता है। गैलेक्टोज डेयरी उत्पादों के साथ-साथ फलों और सब्जियों में पाया जाता है, और ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड्स के टूटने में अंतर्जात रूप से उत्पादित किया जा सकता है। लेलॉयर मार्ग में तीन एंजाइमों की आवश्यकता होती हैः गैलेक्टोकिनाज़, गैलेक्टोज़-1-फॉस्फेट यूरिडाइलिलट्रांसफ़ेरेज़ और यूडीपी-गैलेक्टोज़ 4-एपिमेरेज़। गैलेक्टोकिनेज गैलेक्टोज अपचय के पहले प्रतिबद्ध चरण को उत्प्रेरित करता है, जिससे गैलेक्टोज 1-फॉस्फेट बनता है। रोग की प्रासंगिकता गैलेक्टोसेमिया, एक दुर्लभ चयापचय विकार है जिसकी विशेषता गैलेक्टोज को चयापचय करने की क्षमता में कमी है, जो लेलोइर मार्ग में तीन एंजाइमों में से किसी में भी उत्परिवर्तन के कारण हो सकता है। गैलेक्टोकिनेज की कमी, जिसे गैलेक्टोसेमिया टाइप II के रूप में भी जाना जाता है, मानव गैलेक्टोकिनेज में उत्परिवर्तन के कारण होने वाला एक अप्रभावी चयापचय विकार है। लगभग 20 उत्परिवर्तनों की पहचान की गई है जो गैलेक्टोसेमिया प्रकार II का कारण बनते हैं, जिसका मुख्य लक्षण जल्दी शुरू होने वाला मोतियाबिंद है। मानव नेत्र की लेंस कोशिकाओं में, एल्डोज रिडक्टेज गैलेक्टोज को गैलेक्टाइटोल में परिवर्तित करता है। चूंकि गैलेक्टोज को गैलेक्टोकिनेस उत्परिवर्तन के कारण ग्लूकोज में कैटाबोलाइज़ नहीं किया जा रहा है, गैलेक्टाइटोल जमा हो जाता है। लेंस कोशिका झिल्ली के पार यह गैलेक्टाइटोल ढाल पानी के परासरण ग्रहण को ट्रिगर करता है, और लेंस कोशिकाओं की सूजन और अंततः एपोप्टोसिस होती है। संदर्भ बाहरी लिंक ईसी 2.7.1 मूनलाइटिंग प्रोटीन