Papain-like protease
பாபைன் போன்ற புரோட்டீஸ்கள் (அல்லது பாபைன் போன்ற (சிஸ்டைன்) பெப்டிடேஸ்கள்; சுருக்கமாக பி. எல். பி அல்லது பி. எல். சி. பி) என்பது சிஸ்டைன் புரோட்டீஸ் என்சைம்களின் ஒரு பெரிய புரதக் குடும்பமாகும், அவை குழுவின் பெயர் உறுப்பினரான பாபைனுடன் கட்டமைப்பு மற்றும் நொதி பண்புகளைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன. அவை வாழ்க்கையின் அனைத்துத் துறைகளிலும் காணப்படுகின்றன. விலங்குகளில், இந்த குழு பெரும்பாலும் சிஸ்டைன் வடிகுழாய்கள் அல்லது பழைய இலக்கியங்களில், லைசோசோமல் பெப்டிடேஸ்கள் என்று அழைக்கப்படுகிறது. மெரோப்ஸ் புரோட்டீஸ் என்சைம் வகைப்பாட்டு அமைப்பில், பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ்கள் கிளான் சிஏவை உருவாக்குகின்றன. பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் ஒரு நியூக்ளியோஃபைலாக செயல்படும் ஒரு சிஸ்டைன் அமினோ அமில எச்சத்தைக் கொண்ட ஒரு பொதுவான வினையூக்கி டயாட் செயலில் உள்ள தளத்தைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன. மனித மரபணு பதினொரு சிஸ்டைன் வடிகுழாய்களை குறியாக்கம் செய்கிறது, அவை பரந்த அளவிலான உடலியல் செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. சில ஒட்டுண்ணிகளில் பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் புரவலன் படையெடுப்பில் பங்கு வகிக்கின்றன, எடுத்துக்காட்டாக டிரிபனோசோமா க்ரூஸியின் சிலுவையில். தாவரங்களில், அவை புரவலன் பாதுகாப்பு மற்றும் வளர்ச்சியில் ஈடுபட்டுள்ளன. புரோக்கரியோட்டுகளிலிருந்து வரும் பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் பற்றிய ஆய்வுகள் அவற்றின் யூகாரியோடிக் சகாக்களை பின்தங்கியுள்ளன. செல்லுலார் உயிரினங்களில் அவை முதிர்ச்சியடையும் வரை என்சைம் செயலில் இல்லாத ப்ரீப்ரோஎன்சைம்களாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவற்றின் செயல்பாடுகள் இறுக்கமாக கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன, பெரும்பாலும் சிஸ்டாடின்கள் போன்ற எண்டோஜெனஸ் புரோட்டீஸ் தடுப்பான்கள் இருப்பதால். பல ஆர்என்ஏ வைரஸ்களில், SARS-CoV மற்றும் SARS-CoV-2 போன்ற குறிப்பிடத்தக்க மனித நோய்க்கிருமிகள் உட்பட, பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ் புரத களங்கள் பெரும்பாலும் பாலிப்ரோடைன்களை முதிர்ந்த வைரஸ் அல்லாத கட்டமைப்பு புரதங்களாக செயலாக்குவதில் பங்கு வகிக்கின்றன. பல பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் சாத்தியமான மருந்து இலக்குகளாகக் கருதப்படுகின்றன. வகைப்பாடு புரோட்டீஸ் நொதி வகைப்பாட்டின் மெரோப்ஸ் அமைப்பு கிளன் சிஏவை பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ்களைக் கொண்டிருப்பதாக வரையறுக்கிறது. அவை ஒரு பகிரப்பட்ட பரிணாம தோற்றத்தைக் கொண்டிருப்பதாக கருதப்படுகிறது. 2021 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, இந்த குலத்தில் 45 குடும்பங்கள் இருந்தன. எக்ஸ்-ரே படிகவியல் மூலம் சோதனை ரீதியாக தீர்மானிக்கப்பட்ட ஆரம்பகால புரத கட்டமைப்புகளில் பாப்பெய்னின் அமைப்பு ஒன்றாகும். பல பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ் என்சைம்கள் மோனோமர்களாக செயல்படுகின்றன, இருப்பினும் கேத்தப்சின் சி (டிபெப்டிடைல்-பெப்டிடேஸ் I) போன்ற சில, ஹோமோடெட்ராமர்கள் ஆகும். முதிர்ந்த மோனோமர் அமைப்பு எல்-டொமைன் (என்-டெர்மினல்) மற்றும் ஆர்-டொமைன் (சி-டெர்மினல்) என்று அழைக்கப்படும் இரண்டு லோப்கள் அல்லது துணை டொமைன்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, அங்கு செயலில் உள்ள தளம் அவற்றுக்கிடையே அமைந்துள்ளது. எல்-டொமைன் முதன்மையாக ஹெலிக் ஆகும், அதே நேரத்தில் ஆர்-டொமைன் பீட்டா-பீப்பாய் போன்ற வடிவத்தில் பீட்டா தாள்களைக் கொண்டுள்ளது, இது ஒரு ஹெலிக்ஸால் சூழப்பட்டுள்ளது. என்சைம் அடி மூலக்கூறு ஒரு நீட்டிக்கப்பட்ட இணக்கத்தில் இரு களங்களுடனும் தொடர்பு கொள்கிறது. பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் பெரும்பாலும் ப்ரீப்ரோஎன்சைம்களாக அல்லது என்சைம் செயலற்ற முன்னோடிகளாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன. N-முனையத்தில் உள்ள ஒரு சமிக்ஞை பெப்டைடு, இது ஒரு துணை செல்லுலார் உள்ளூர்மயமாக்கல் சமிக்ஞையாக செயல்படுகிறது, சமிக்ஞை பெப்டிடேஸால் பிளவுபட்டு ஒரு ஜைமோஜெனை உருவாக்குகிறது. N-இணைக்கப்பட்ட கிளைகோசைலேஷன் வடிவத்தில் மொழிபெயர்ப்புக்குப் பிந்தைய மாற்றமும் இணையாக நிகழ்கிறது. செயலில் உள்ள தளத்திற்கான அணுகலைத் தடுக்கும் ஒரு தடுப்பானாக செயல்படும் ஒரு ப்ரோபெப்டைட் இருப்பதால் ஜைமோஜென் இன்னும் செயலற்ற நிலையில் உள்ளது. புரோபெப்டைடு புரோட்டியோலிசிஸ் மூலம் அகற்றப்பட்டு முதிர்ந்த நொதியை உருவாக்குகிறது. வினையூக்கி பொறிமுறை பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ்கள் ஒரு சிஸ்டைன் மற்றும் ஒரு ஹிஸ்டிடின் எச்சத்தைக் கொண்ட ஒரு வினையூக்கி சாயத்தைக் கொண்டுள்ளன, அவை அவற்றின் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட தியோலேட் மற்றும் இமிடாசோலியம் பக்க சங்கிலிகள் மூலம் ஒரு அயனி ஜோடியை உருவாக்குகின்றன. எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சிஸ்டைன் தியோலேட் ஒரு நியூக்ளியோஃபைலாக செயல்படுகிறது. கூடுதல் அண்டை எச்சங்கள்-அஸ்பார்டேட், அஸ்பாரஜின் அல்லது குளுட்டமைன்-வினையூக்கி எச்சங்களை நிலைநிறுத்துகின்றன; பாப்பெய்னில், தேவையான வினையூக்கி எச்சங்கள் சிஸ்டைன், ஹிஸ்டிடின் மற்றும் அஸ்பார்டேட் சில நேரங்களில் வினையூக்கி முக்கோணம் என்று அழைக்கப்படுகின்றன (செரின் புரோட்டீஸ்களைப் போலவே). பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் பொதுவாக எண்டோபெப்டிடேஸ்கள், ஆனால் குழுவின் சில உறுப்பினர்கள் கூட, அல்லது பிரத்தியேகமாக, எக்ஸோபெப்டிடேஸ்கள். கரோனாவைரஸ்கள் உட்பட சில வைரஸ் பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் ஐசோபெப்டைட் பிணைப்புகளை பிளவுபடுத்தலாம் மற்றும் டியூபிக்விடினேஸ்களாக செயல்படலாம். செயல்பாடு யூகாரியோட்ஸ் பாலூட்டிகள் விலங்குகளில், குறிப்பாக பாலூட்டி உயிரியலில், பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ் குடும்பத்தின் உறுப்பினர்கள் பொதுவாக சிஸ்டைன் கேத்தப்சின்கள் என்று குறிப்பிடப்படுகிறார்கள்-அதாவது, கேத்தப்சின்கள் எனப்படும் புரோட்டீஸ்களின் குழுவின் சிஸ்டைன் புரோட்டீஸ் உறுப்பினர்கள் (இதில் சிஸ்டைன், செரின் மற்றும் அஸ்பார்டிக் புரோட்டீஸ்கள் அடங்கும்). மனிதர்களில், 11 சிஸ்டைன் கதீப்சின்கள் உள்ளனஃ பி, சி, எஃப், எச், கே, எல், ஓ, எஸ், வி, எக்ஸ் மற்றும் டபிள்யூ. பெரும்பாலான கதீப்சின்கள் உடல் முழுவதும் வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் சில குறுகிய திசு விநியோகத்தைக் கொண்டுள்ளன. வரலாற்று ரீதியாக லைசோசோமல் புரோட்டியேஸ்கள் என்று அறியப்பட்டாலும், புரத கேடபாலிஸத்தில் அவற்றின் பங்கிற்காக முக்கியமாக ஆய்வு செய்யப்பட்டாலும், சிஸ்டைன் கேத்தப்சின்கள் பல உடலியல் செயல்முறைகள் மற்றும் நோய் நிலைகளில் முக்கிய பங்கு வகிப்பதாக அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன. இயல்பான உடலியல் செயல்முறைகளின் ஒரு பகுதியாக, அவை தகவமைப்பு நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தின் ஒரு பகுதியாக ஆன்டிஜென் வழங்கலின் முக்கிய படிகளில் ஈடுபட்டுள்ளன, செல்களுக்கு வெளியே உள்ள மேட்ரிக்ஸின் மறுவடிவமைப்பு, கெராடினோசைட்டுகளின் வேறுபாடு மற்றும் பெப்டைட் ஹார்மோன்களின் செயலாக்கம். சிஸ்டைன் கதீப்சின்கள் புற்றுநோய் மற்றும் கட்டி முன்னேற்றம், இருதய நோய், தன்னுடல் தாக்க நோய் மற்றும் பிற மனித சுகாதார நிலைமைகளுடன் தொடர்புடையவை. எலும்பு உறிஞ்சுதலில் கேத்தப்சின் கே ஒரு பங்கைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஆஸ்டியோபோரோசிஸுக்கான மருந்து இலக்காக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. ஒட்டுண்ணிகள் ஹெல்மிந்த்ஸ் (ஒட்டுண்ணி புழுக்கள்) உட்பட பல ஒட்டுண்ணிகள், அவற்றின் புரவலன்களின் படையெடுப்புக்கான வழிமுறைகளாக பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. எடுத்துக்காட்டுகளில் டாக்ஸோபிளாஸ்மா கோண்டி மற்றும் ஜியார்டியா லாம்ப்லியா ஆகியவை அடங்கும். பல தட்டையான புழுக்களில், சிஸ்டைன் வடிகுழாய்களின் வெளிப்பாடு மிக அதிக அளவில் உள்ளது; கல்லீரல் புளூக் ஃபாஸ்சியோலா ஹெபாட்டிக்காவில், மரபணு நகல்கள் ஒரு வடிகுழாய் எல் போன்ற நொதியின் 20 க்கும் மேற்பட்ட இணைப்புகளை உருவாக்கியுள்ளன. சிஸ்டைன் கதீப்சின்கள் ஒரு செல்லுலார் ஒட்டுண்ணி லீஷ்மேனியாவின் இயல்பான வாழ்க்கைச் சுழற்சியின் ஒரு பகுதியாகும், அங்கு அவை வைரஸ் காரணிகளாக செயல்படுகின்றன. சாகஸ் நோயை ஏற்படுத்தும் டிரிபனோசோமா க்ரூஸி என்ற ஒட்டுண்ணியின் வாழ்க்கைச் சுழற்சிக்கு நொதி மற்றும் சாத்தியமான மருந்து இலக்கு க்ரூஸிபைன் முக்கியமானது. பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ் குடும்பத்தைச் சேர்ந்த தாவரங்கள் தாவர வளர்ச்சியில் பல முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, இதில் விதை முளைத்தல், இலை முதுமை மற்றும் உயிரற்ற மன அழுத்தத்திற்கு பதிலளிப்பது ஆகியவை அடங்கும். பாப்பைன் போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் தாவரங்களில் திட்டமிடப்பட்ட உயிரணு இறப்பை ஒழுங்குபடுத்துவதில் ஈடுபட்டுள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக மகரந்தத்தின் வளர்ச்சியின் போது நாற்றத்தில். பூச்சிகள் மற்றும் நோய்க்கிருமிகளுக்கு எதிராக பாதுகாப்பை வழங்கும் தாவர நோய் எதிர்ப்பு சக்தியிலும் அவை முக்கியமானவை. தாவர பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ்கள் மற்றும் சிஸ்டாடின் தடுப்பான்கள் போன்ற நோய்க்கிருமி பதில்களுக்கு இடையிலான உறவு ஒரு பரிணாம ஆயுத இனம் என்று விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. தாவரங்களில் உள்ள சில பிஎல்பி குடும்ப உறுப்பினர்கள் சமையல் மற்றும் வணிக பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளனர். குடும்பத்தின் பெயர் உறுப்பினர், பாப்பைன், பப்பாயில் இருந்து பெறப்பட்ட ஒரு புரோட்டீஸ் ஆகும், இது இறைச்சி டெண்டரைசராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதே போன்ற ஆனால் குறைவாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் தாவரப் பொருட்களில் அன்னாசிப்பழத்திலிருந்து புரோமெலைன் மற்றும் அத்திப்பழங்களிலிருந்து ஃபிசின் ஆகியவை அடங்கும். புரோக்கரியோட்டுகள் பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ்கள் வாழ்க்கையின் அனைத்து களங்களிலும் காணப்பட்டாலும், அவை யூகாரியோட்டுகளை விட புரோக்கரியோட்டுகளில் குறைவாகவே நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. ஒரு சில புரோக்கரியோடிக் பி. எல். பி என்சைம்கள் மட்டுமே எக்ஸ்-ரே படிகவியல் அல்லது நொதி ஆய்வுகளால் வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, பெரும்பாலும் நோய்க்கிருமி பாக்டீரியாவிலிருந்து, ஸ்ட்ரெப்டோகாக்கஸ் பயோஜென்களிலிருந்து ஸ்ட்ரெப்டோபைன் உட்பட; சைலெல்லன், தாவர நோய்க்கிருமி சைலெல்லா ஃபாஸ்டிடியோஸாவிலிருந்து; க்ளோஸ்ட்ரிடியம் டிஃபிசைலில் இருந்து சி. டபிள்யூ. பி. 84; மற்றும் லெஜியோனெல்லா நியூமோஃபிலாவிலிருந்து எல். பி. ஜி. 2622. வைரஸ்கள் பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ் குடும்பம் ஆர்என்ஏ வைரஸ்களால் வெளிப்படுத்தப்படும் பெரிய பாலிப்ரோடைன்களில் காணப்படும் பல புரத களங்களை உள்ளடக்கியது. சிறந்த ஆய்வு செய்யப்பட்ட வைரஸ் பி. எல். பி. களில் நிடோவைரஸ்களிலிருந்து நிடோவைரல் பாப்பைன் போன்ற புரோட்டீஸ் களங்கள் உள்ளன, குறிப்பாக கரோனாவைரஸ்களிலிருந்து. இந்த பி. எல். பி. க்கள் பல பிளவு நிகழ்வுகளுக்கு காரணமாகின்றன, அவை ஒரு பெரிய பாலிப்ரோடைனை வைரஸ் அல்லாத கட்டமைப்பு புரதங்களாக செயலாக்குகின்றன, இருப்பினும் அவை 3 சி போன்ற புரோட்டீஸை (முக்கிய புரோட்டீஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன) விட குறைவான பிளவுகளைச் செய்கின்றன. கரோனாவைரஸ் பி. எல். பி. க்கள் பன்முக செயல்பாட்டு என்சைம்களாகும், அவை டியூபிக்விட்டினேஸ்களாகவும் (ஐசோபெப்டைட் பிணைப்பை யுக்விக்விட்டினுடன் பிளவுபடுத்துகின்றன) மற்றும் "டிஐஎஸ்ஜிலேட்டிங் என்சைம்களாகவும்" செயல்படுகின்றன, அவை யுக்விக்விட்டின் போன்ற புரதமான ஐ. எஸ். ஜி 15 க்கு எதிராக ஒத்த செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன. SARS-CoV, MERS-CoV மற்றும் SARS-CoV-2 உள்ளிட்ட மனித நோய்க்கிருமிகளில், PLP களம் வைரஸ் பிரதிபலிப்புக்கு இன்றியமையாதது, எனவே வைரஸ் தடுப்பு மருந்துகளின் வளர்ச்சிக்கு ஒரு மருந்து இலக்காக கருதப்படுகிறது. குறிப்புகள் பாதுகாப்புகள்