Ulvan lyase
उलवन लाइज़ (ईसी 4.2.2-) एक एंजाइम है जो समुद्री जीव उल्वेल्स (हरा शैवाल) और कुछ समुद्री जीवाणु की कोशिका-दीवार के भीतर पाया जाता है। लाइज़ एन्जाइम का एक वर्ग है जो प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया तंत्र (हाइड्रोलिसिस और ऑक्सीकरण) के बजाय एक उन्मूलन प्रतिक्रिया तंत्र के माध्यम से रासायनिक बंधनों के टूटने को उत्प्रेरित करता है। उलवन लाइज़ पॉलीसेकेराइड लाइज़ परिवार से संबंधित है, एक प्रकार का एंजाइम जो मुख्य रूप से पॉलीसेकेराइड्स में ग्लाइकोसिडिक लिंकेज को तोड़ने के लिए कार्य करता है। वर्गीकरण एंजाइमों को एंजाइम कमीशन संख्या (ईसी संख्या) के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, जो ज्ञात एंजाइमों और उनके सापेक्ष सब्सट्रेट की सूची संकलित करने के लिए एक संख्यात्मक सूची प्रणाली का उपयोग करता है। कई एंजाइम अक्सर कई जीवों के भीतर प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक ईसी संख्या होती है जो विभिन्न प्रजातियों के भीतर साझा एंजाइम-उत्प्रेरित प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करती है। उदाहरण के लिए, उल्वन लाइज़ अन्य लाइज़-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं (जो पॉलीसेकेराइड्स पर कार्य करते हैं) के साथ एक ईसी संख्या साझा करता है जो उल्वेल्स से असंबंधित जीवों में होते हैं। "उलवन" शब्द, आयनिक पॉलीसेकेराइड सब्सट्रेट को संदर्भित करता है जिस पर एंजाइम लाइज़ कोशिका-दीवार संरचना के भीतर कार्य करता है। उलवन लाइज़ में एक आंशिक ईसी संख्या होती है, जिसे अंतिम अंक में एक डैश प्रतीक के साथ दर्शाया जाता है। आंशिक ईसी संख्या या तो एक नए एंजाइम को इंगित करती है जिसे अभी तक एक पूर्ण ईसी संख्या प्राप्त नहीं हुई है, या विभिन्न एंजाइम जो एक ही वर्ग के भीतर कई प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। एन्जाइम के ईसी संख्या में पहले चार अंकों का उपयोग एंजाइम के लिए एक संख्यात्मक आईडी बनाने के लिए किया जाता है, जो इसके कार्य और तंत्र का वर्णन करता है। उलवन लाइज़ की ईसी संख्या (4) का पहला अंक इंगित करता है कि यह लाइज़ के मुख्य वर्ग से संबंधित है। दूसरा अंक (2), या उपवर्ग, इंगित करता है कि यह कार्बन-ऑक्सीजन बंधनों को तोड़ता है। अंत में, तीसरा अंक (2), या उप-उपवर्ग, इंगित करता है कि यह पॉलीसेकेराइड पर कार्य करता है। उलवन लाइज़ में चौथा अंक (क्रम संख्या) नहीं होता है, इसलिए इसकी आंशिक ईसी संख्या होती है। प्रतिक्रिया तंत्र उलवन लाइज़ ग्लाइकोसाइड्स में ग्लाइकोसिडिक लिंकेज के एंडोलाइटिक दरार को उत्प्रेरित करके उलवन का क्षरण करता है। विशेष रूप से, एंजाइम एक β-उन्मूलन (E2) प्रतिक्रिया के माध्यम से यूरोनिक एसिड या इड्यूरोनिक एसिड और 3-सल्फेटेड रैमनोज़ (R3S) के बीच ग्लाइकोसिडिक बंधन को तोड़ता है। ग्लाइकोसिडिक दरार में शामिल यूरोनिक एसिड के दो रूप होते हैंः डी-ग्लूकुरोनिक एसिड (जी. एल. सी. यू. ए.) और इसका एपिमर एल-इड्यूरोनिक एसिड (आई. डी. ओ. यू. ए.)। दरार की जगह पर, एक β (1,4) ग्लाइकोसिडिक बंधन टूट जाता है, जो अल्वन को डिपॉलिमराइज़ करता है। कार्बन 5 (सी5) पर स्थित प्रोटॉन को कार्बन 4 (सी4) पर एक हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ अमूर्त किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक उत्पाद होता है जिसमें एक टुकड़े पर एक कम करने वाला छोर होता है, और एक असंतृप्त यूरोनिक एसिड (4-डीऑक्सी-एल-थ्रोहेक्स-4-एनोपायरेनोसिडुरोनिक एसिड) गैर-कम करने वाले छोर पर होता है। संरचना उलवन लाइसेस में आमतौर पर 30-60 kDa के बीच एक आणविक भार होता है। उलवन की रीढ़ की हड्डी में डी-ग्लूकुरोनिक एसिड और 3-सल्फेटेड रैमनोज़ की दोहराए जाने वाली इकाइयाँ होती हैं, जिसमें लंबी साइड चेन होती हैं। उलवन पॉलीसेकेराइड्स में 3-सल्फेटेड रैम्नोज़ रीढ़ वाली डिसैकराइड मोएटीज होती हैं जो ग्लूकुरोनिक या इड्यूरोनिक एसिड के साथ ग्लाइकोसिडिक संबंध बनाती हैं। पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन एम्पलीफिकेशन के बाद मास स्पेक्ट्रोमेट्री सीक्वेंसिंग ने निर्धारित किया कि एक पूर्ण उलवन लाइज़ जीन में ≈ 1536 आधार जोड़े और ≈ 512 एमिनो एसिड (अनुवाद के बाद) होते हैं। एक उलवन लाइज़ जीन (30 केडीए) से अनुक्रमित पेप्टाइड्स के आधे हिस्से को पेप्टाइड के एन-टर्मिनस में अलग किया गया था, जिसकी औसत लंबाई 25 एमिनो एसिड थी। एन्जाइम की संरचना में सात-ब्लेड वाला β-प्रोपेलर होता है जो उत्प्रेरण को प्रेरित करने के लिए उसके/टायर उन्मूलन को नियोजित करता है। एन-टर्मिनस डोमेन में एंजाइम का उत्प्रेरक रूप से सक्रिय भाग शामिल होता है, जबकि सी-टर्मिनस डोमेन में उलवन को बांधने के लिए एक विशिष्टता होती है, जिससे यह सब्सट्रेट-बाइंडिंग डोमेन बन जाता है। बाइंडिंग डोमेन अधिमानतः उलवन को बांधता है, लेकिन अन्य पॉलिमर से बांधता नहीं है। एंजाइम दृढ़ता से सब्सट्रेट का पालन करता है, जिससे लाइज़ को कोशिका-दीवार में एम्बेडेड रहते हुए अल्वन पर कार्य करने की अनुमति मिलती है। एन-टर्मिनस के भीतर, आंतरिक β-शीट में एक दरार अस्तर सक्रिय साइट को रखता है। इस क्षेत्र में पाए जाने वाले विशिष्ट उत्प्रेरक अवशेष आर्ग117, जीएलएन160, टायर281 और लाइस162 हैं। कार्य जीव उल्वेल्स में, उलवन लाइज़ पॉलीसेकेराइड उलवन को ऑलिगोसेकेराइड्स में विघटित करने के लिए कार्य करता है। उलवन उल्वेल्स की कोशिका-दीवार के मुख्य घटकों में से एक है, जो संरचनात्मक समर्थन और कठोरता प्रदान करता है। एंजाइमेटिक रूप से, अल्वन लाइज़ का प्रमुख कार्य क्षरण के माध्यम से अल्वन ऑलिगोसेकेराइड्स बनाने की इसकी क्षमता है, जो पानी में अधिक घुलनशील और आणविक वजन में छोटे होते हैं, जिससे शारीरिक क्षमताओं में वृद्धि होती है। ओलिगोसेकेराइड्स को आगे मोनोसेकेराइड्स में विभाजित किया जाता है। ये छोटी इकाइयाँ उल्वेल्स के भीतर कोशिका-संकेत को नियंत्रित करने में सक्षम हैं, जो सीधे मैक्रो-एल्गे चयापचय को प्रभावित करती हैं, एक ऐसी प्रणाली जो ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्बनिक यौगिकों के क्षरण पर निर्भर करती है। उलवन लाइज़ के बिना, उलवेल्स जैसे समुद्री शैवाल, केंद्रीय चीनी चयापचय के माध्यम से कार्बोहाइड्रेट को ऊर्जा में बदलने के लिए एक पूर्व शर्त, मोनोसेकेराइड्स में उलवन के टूटने को उत्प्रेरित करने में सक्षम नहीं होंगे। फिजियोलॉजिकल फंक्शन उलवन समुद्री शैवाल की कोशिका-दीवार में पाए जाने वाले सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले पॉलीसेकेराइड्स में से एक है। एक सल्फेटेड पॉलीसेकेराइड के रूप में, समुद्री शैवाल में अल्वन की प्रचुरता को महासागर जैसे आयनिक वातावरण के लिए जैविक अनुकूलन का परिणाम माना जाता है। उलवन कोशिका-दीवार के भीतर आयनिक संतुलन को नियंत्रित करने में सक्षम है, जो एक परासरण कार्य को प्रदर्शित करता है जो शैवाल के निर्जलीकरण को रोकता है, एक हानिकारक प्रक्रिया जिसे शैवाल अपनी हाइग्रोस्कोपिक संरचना के कारण अत्यधिक अतिसंवेदनशील है। डी-ग्लूकुरोनिक और एल-इड्यूरोनिक एसिड से युक्त अल्वन की अम्लीय रीढ़ से पता चलता है कि यह पॉलीसेकेराइड कोशिका-दीवार के सामंजस्य में योगदान देता है। उलवन सेल्यूलेज गतिविधि के अवरोध को सुविधाजनक बनाकर एक सुरक्षात्मक कार्य भी प्रदर्शित करता है, जो सेल्यूलोज को कोशिका भित्ति में समुद्री बैक्टीरिया के हमले से बचाता है। संदर्भ विकिपीडिया छात्र कार्यक्रम ईसी 4.2.2