Iron-binding proteins
இரும்பு-பிணைப்பு புரதங்கள் கேரியர் புரதங்கள் மற்றும் மெட்டலோபுரோட்டின்கள் ஆகும், அவை இரும்பு வளர்சிதை மாற்றம் மற்றும் நோயெதிர்ப்பு மறுமொழியில் முக்கியமானவை. உயிர் வாழ்வதற்கு இரும்புச்சத்து தேவை. இரும்பு சார்ந்த என்சைம்கள் பல்வேறு உயிர்வேதியியல் எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்கின்றன, மேலும் அவற்றின் செயலில் உள்ள தளத்தின் கட்டமைப்பைப் பொறுத்து மூன்று பரந்த வகுப்புகளாகப் பிரிக்கலாம்ஃ ஹீம் அல்லாத மோனோ-இரும்பு, ஹீம் அல்லாத டைரான் அல்லது ஹீம் மையங்கள். இரும்பு சார்ந்த நொதிகளின் நன்கு அறியப்பட்ட குடும்பத்தில் ஆக்ஸிஜனேஸ்கள் அடங்கும், அவை O2 இலிருந்து ஒன்று அல்லது இரண்டு அணுக்களையும் ஹைட்ராக்சில் குழுவில் சேர்க்க உதவுகின்றன. டிரிப்டோபான் டை ஆக்சிஜனேஸ், ஃபெரெடாக்ஸின் மற்றும் 2-ஆக்சோகுளுட்டரேட் டை ஆக்சிஜனேஸ் ஆகியவை குறிப்பிடத்தக்க நொதிகளில் அடங்கும். ஹீம் புரதங்கள் ஹீம் புரோஸ்டெடிக் குழுவைக் கொண்ட புரதங்கள் ஆகும். ஹீம் குழு ஒரு இரும்பு அயனியுடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட ஒரு போர்பிரின் வளையத்தைக் கொண்டுள்ளது. போர்பிரின் வளையத்தில் உள்ள நான்கு நைட்ரஜன் அணுக்கள் மையத்தில் உள்ள இரும்புக்கு ஒரு தசைநாராக செயல்படுகின்றன. பல சந்தர்ப்பங்களில், பூமத்திய ரேகை போர்பிரின் ஒன்று அல்லது இரண்டு அச்சு ஈந்தணைவிகளால் பூர்த்தி செய்யப்படுகிறது. இதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஹீமோகுளோபினில் உள்ளது, அங்கு போர்பிரின் ஒரு ஹிஸ்டிடின் பக்க சங்கிலி மற்றும் ஒரு பிணைக்கப்பட்ட O2 மூலக்கூறுடன் இணைந்து செயல்படுகிறது, இது ஒரு எண்முக வளாகத்தை உருவாக்குகிறது. ஹீமோகுளோபின் ஹீமோகுளோபின் என்பது கிட்டத்தட்ட அனைத்து முதுகெலும்புள்ள உயிரினங்களிலும் காணப்படும் ஒரு ஆக்ஸிஜன்-போக்குவரத்து புரதமாகும். மனிதர்களில் காணப்படும் முக்கிய வகை ஹீமோகுளோபின் ஏ ஆகும். இது இரண்டு ஆல்பா மற்றும் இரண்டு பீட்டா துணை அலகுகளைக் கொண்ட ஒரு டெட்ராமர் ஆகும். நான்கு மோனோமெரிக் அலகுகளில் ஒவ்வொன்றும் ஒரு ஹீம் புரோஸ்டெடிக் குழுவைக் கொண்டுள்ளன, இதில் ஒரு ஃபெரிக் கேஷன் ஒரு போர்பிரின் வளையத்தின் நான்கு நைட்ரஜன் அணுக்களுக்கு இடையில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு ஹிஸ்டிடினுடன், அப்போ வடிவம் இரும்பு அணுவைச் சுற்றி ஐந்து ஈந்தணைவிகளைக் கொண்டுள்ளது. ஆக்சிஜன் வெற்று ஆறாவது நிலையில் பிணைக்கப்பட்டு ஹோலோ வடிவத்தில் எண்முக வளாகத்தை உருவாக்குகிறது. ஆக்ஸிஜன் பிணைப்பு ஒவ்வொரு துணை அலகுகளுக்கும் முழுமையாக ஒத்துழைக்கிறது, ஏனெனில் முதல் ஆக்ஸிஜன் நான்கு ஹீம் குழுக்களில் ஒன்றுடன் பிணைக்கப்படுவதால், புரதம் கடுமையான இணக்க மாற்றத்திற்கு உட்படுகிறது, இது மற்ற மூன்று துணை அலகுகளின் ஆக்ஸிஜன் உறவை கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது. ஹீமோகுளோபின் pH, கட்டமைப்பு மற்றும் CO2 பகுதி அழுத்தத்தைப் பொறுத்து பல்வேறு தொடர்புகளைக் கொண்டுள்ளது. கரு ஹீமோகுளோபின் என்பது இரண்டு பீட்டா துணை அலகுகளுக்கு பதிலாக இரண்டு காமா துணை அலகுகளைக் கொண்ட ஒரு மாறுபாடு ஆகும். கரு ஹீமோகுளோபின் என்பது குழந்தைக்கு பல மாதங்கள் ஆகும் வரை முக்கிய வடிவமாக உள்ளது, மேலும் இது கர்ப்ப காலத்தில் வழங்கப்பட்ட தாய்வழி இரத்தத்தின் குறைந்த ஆக்ஸிஜன் பதற்றத்தை ஈடுசெய்ய அதிக ஆக்ஸிஜன் உறவைக் கொண்டுள்ளது. ஹீமோகுளோபின் குறைந்த pH இல் குறைந்த ஆக்ஸிஜன் உறவைக் கொண்டுள்ளது. ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட ஹீமோகுளோபின் உடல் முழுவதும் உள்ள உயிரணுக்களுக்கு கொண்டு செல்லப்படுவதால் இது விரைவான பிரிவினையை அனுமதிக்கிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடு உற்பத்தி மற்றும் சுவாச உயிரணுக்களில் கார்பானிக் அமிலத்தின் நீர் உருவாக்கம் காரணமாக, உயிரணுக்களுக்கு தேவையான ஆக்ஸிஜனை வழங்குவதற்காக ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட ஹீமோகுளோபின் பிரிகிறது. ஹீமோகுளோபின் கார்பன் மோனாக்சைடுடன் பிணைப்பு உறவைக் கொண்டுள்ளது, இது ஆக்ஸிஜனை விட 250 மடங்கு அதிகமாகும். ஹீமோகுளோபின் இனி உயிரணுக்களுக்கு ஆக்ஸிஜனை கொண்டு செல்ல முடியாது என்பதால், கார்பன் மோனாக்சைடு நச்சுத்தன்மைக்கு இது அடிப்படையாகும். சைட்டோக்ரோம்கள் என்பது ஹீம் கொண்ட என்சைம்களாகும், அவை ஒற்றை-எலக்ட்ரான் டிரான்ஸ்போர்ட்டர்களாக செயல்படுகின்றன, குறிப்பாக ஆக்ஸிஜனேற்ற பாஸ்பரிலேஷன் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை ஆகியவற்றில் எலக்ட்ரான் ஷட்டில்களாக செயல்படுகின்றன. நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்ட சைட்டோக்ரோம்களின் வகைகளில் சைட்டோக்ரோம்கள் ஏ-சி, சைட்டோக்ரோம் ஆக்சிடேஸ் மற்றும் சைட்டோக்ரோம் பி 450 ஆகியவை அடங்கும். ஹீம் இரும்பு அணுவின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை ஃபெரஸ் (Fe2 +) மற்றும் ஃபெர்ரிக் (Fe3 +) இடையே மாற்றுவதன் மூலம் இந்த புரதங்கள் எலக்ட்ரான் ஷட்டில்களாக செயல்படுகின்றன. பல்வேறு சைட்டோக்ரோம்கள் மற்ற ரெடாக்ஸ்-ஆக்டிவ் மூலக்கூறுகளுடன் இணைந்து நிலையான குறைப்பு திறன்களின் சாய்வை உருவாக்குகின்றன, இது எலக்ட்ரான்-பரிமாற்ற நிகழ்வுகளின் போது ஆற்றல் இணைப்பின் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது. இரும்பு-கந்தக புரதங்கள் இரும்பு-கந்தக புரதங்கள் கந்தகத்தை உள்ளடக்கிய இரும்பு அமைப்பு கொண்டவை. புரதங்களில் இரும்பு மற்றும் கந்தகம் எடுக்கக்கூடிய பல்வேறு வடிவங்கள் உள்ளன, ஆனால் மிகவும் பொதுவானவை [2Fe 2S] மற்றும் [4Fe 4S] ஆகும். கிளஸ்டர்கள் பெரும்பாலும் புரதச் சங்கிலியில் உள்ள சிஸ்டைன் எச்சங்களுடன் தொடர்புடையவை. ஹீம் அல்லாத புரதங்கள் டிரான்ஸ்பெர்ரின் டிரான்ஸ்பெர்ரின் மனித பிளாஸ்மாவில் காணப்படுகிறது, மேலும் இது ஹீம் அல்லாத இரும்பை கடத்தவும் இறக்குமதி செய்யவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது செல்களுக்கு வெளியே உள்ள இடத்தில் சுதந்திரமாக பயணிக்கிறது. அதன் இரும்பு உயிரணுவிற்குத் தேவைப்படும்போது, அது ஒரு டிரான்ஸ்பெர்ரின் ஏற்பி மூலம் சைட்டோசோலுக்குள் கொண்டு வரப்படுகிறது. டிரான்ஸ்பெர்ரின் இரண்டு Fe (III) அயனிகளை ஒரு எதிர்மின் அயனியுடன் (பொதுவாக கார்பனேட்) பிணைக்க முடியும். இரும்பை வெளியிட, கார்பனேட் எதிர்மின் அயனி புரோட்டோனேற்றப்படுகிறது. இது புரதத்துடனான கார்பனேட்டின் தொடர்புகளை மாற்றுகிறது, இணக்கத்தை மாற்றுகிறது மற்றும் Fe (III) ஐ மாற்ற அனுமதிக்கிறது. டிரான்ஸ்பெர்ரின் சுமார் 80 kDa மூலக்கூறு எடையைக் கொண்டுள்ளது. இது ஒரு கிளைகோபுரோட்டீன், அதாவது அதன் அமினோ அமில சங்கிலியுடன் இணைக்கப்பட்ட சர்க்கரைகளைக் கொண்டுள்ளது. லாக்டோஃபெரின் டிரான்ஸ்பெர்ரின் குடும்பத்தைச் சேர்ந்த ஒரு உறுப்பினர் மற்றும் கண்ணீர், பால் மற்றும் உமிழ்நீர் போன்ற பாலூட்டி எக்ஸோகிரைன் சுரப்புகளில் காணப்படும் முக்கிய புரதமாகும். இது தோராயமாக 700 எச்சங்களால் ஆனது மற்றும் முக்கியமாக ஒரு டெட்ராமராக உள்ளது, மோனோமர்ஃ டெட்ராமர் விகிதம் 10 மைக்ரோமீட்டர் புரத செறிவுகளில் 1:4 ஆக உள்ளது. மூன்றாம் நிலை அமைப்பு N மற்றும் C லோப்கள் என்று அழைக்கப்படும் இரண்டு லோப்களால் ஆனது, ஒவ்வொன்றும் ஒரு இரும்பு-பிணைப்பு பாக்கெட்டைக் கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு பாக்கெட்டும் நான்கு அமினோ அமிலங்களை (இரண்டு டைரோசின்கள், ஒரு ஹிஸ்டிடின் மற்றும் ஒரு அஸ்பார்டேட்) பங்களிக்கிறது, மேலும் இரண்டு கார்பனேட் அல்லது பைகார்பனேட் எதிர்மின் அயனிகளுடன் சேர்ந்து, இரும்பு நேர்மின் அயனியைச் சுற்றி ஆறு உறுப்பு ஒருங்கிணைப்பை உருவாக்குகிறது. இந்த குறிப்பிட்ட கலவையே டிரான்ஸ்பெர்ரினை விட லாக்டோஃபெரின் இரும்பு இணைப்பை 300 மடங்கு அதிகமாக ஆக்குகிறது. லாக்டோஃபெரின் குறிப்பிடத்தக்க நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இது மனித பெருங்குடலில் (கர்ப்பத்தின் இறுதி கட்டங்களில் உற்பத்தி செய்யப்படும் பாலின் வகை) 150 என்ஜி/மில்லி என்ற மிக உயர்ந்த செறிவில் காணப்படுகிறது, இது புதிதாகப் பிறந்த குழந்தைகளுக்கு மிகவும் தேவையான நோயெதிர்ப்பு ஆதரவை வழங்குகிறது. லாக்டோஃபெரின் அதன் அதிக இரும்பு தொடர்பு மற்றும் நோய்க்கிருமி நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து இலவச இரும்பு அணுக்களைப் பிரிக்கும் திறன் காரணமாக ஒரு பாக்டீரியோஸ்டாடிக் முகவர் மட்டுமே என்று பரவலாக நம்பப்பட்டது. இருப்பினும், முக்கிய நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு உந்து சக்தி அதன் இரும்பு-பிணைக்கப்பட்ட பாக்கெட்டின் பாக்டீரிசைடு பண்புகள் மற்றும் என்-லோபில் அமைந்துள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட பெப்டைட் லாக்டோஃபெரிசின் ஆகியவற்றில் உள்ளது என்பது இப்போது அறியப்படுகிறது. லாக்டோஃபெரின் பாக்டீரியாவின் எல்பிஎஸ் (லிபோபோலிசாக்கரைடு) அடுக்குடன் பிணைக்க முடியும், மேலும் அதன் ஹோலோ வடிவத்தில் இரும்பு அணு லிபோபோலிசாக்கரைடுகளை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து வெளிப்புற சவ்வை கசக்கி, அதே நேரத்தில் நச்சு ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடை உற்பத்தி செய்கிறது. கூடுதலாக, டிரிப்சின் மூலம் லாக்டோஃபெரின் பிளவுபடும் போது, பெப்டைட் லாக்டோஃபெரிசின் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, இது H +-ATPase உடன் பிணைக்கப்பட்டு, புரோட்டான் இடமாற்றத்தை சீர்குலைத்து, இறுதியில் உயிரணுவைக் கொல்கிறது. ஃபெரிட்டின் ஃபெரிட்டின் என்பது ஒரு தனிப்பட்ட செல்லுக்கான இரும்பு நீர்த்தேக்கம் ஆகும். இது அனைத்து உயிரணு வகைகளிலும் காணப்படுகிறது மற்றும் சைட்டோசோலில் உள்ளூர்மயமாக்கப்படுகிறது. ஃபெரிட்டின் என்பது இரும்பு அணுக்கள் நிறைந்த ஒரு மையத்தைச் சுற்றியுள்ள 24 துணை அலகுகளால் ஆன ஒரு பெரிய புரதமாகும். இது 0-4500 இரும்பு அணுக்களை வைத்திருக்கும் திறன் கொண்டது, இது செல்லுலார் தேவைகளுக்கு ஒரு நீர்த்தேக்கமாக பயன்படுத்தப்படலாம். இரும்பு அதிகமாக இருக்கும்போது சேமிக்கப்படுகிறது, மேலும் இரும்பு மீண்டும் தேவைப்படும்போது மீட்டெடுக்கப்படுகிறது. துணை அலகுகள் எச் (கனமான அல்லது இதயம்) மற்றும் எல் (ஒளி அல்லது கல்லீரல்) ஆகியவற்றின் கலவையாகும். துணை அலகுகள் ஒரு கிளஸ்டர் 70-80 ஆங்ஸ்ட்ரோம்களின் அகலத்தை உருவாக்குகின்றன, பின்னர் அவை இரும்பு ஃபெர்ரிஹைட்ரைட்டால் நிரப்பப்படுகின்றன. ஃபெரிட்டின் என்பது வாழ்க்கையின் அனைத்து களங்களிலும் மிகவும் பாதுகாக்கப்பட்ட புரதமாகும். இது மிகவும் பாதுகாக்கப்படுவதால், குதிரைகள் மற்றும் மனிதர்களின் துணை அலகுகள் ஒன்றாக ஒரு செயல்பாட்டு புரதமாக ஒருங்கிணைக்க முடியும். ஒவ்வொரு துணைக்குழுவும் ஐந்து ஆல்பா ஹெலிக்ஸ்களால் ஆனது. மனிதர்களில் குறைந்த இரும்பு அளவைக் கண்டறிய ஃபெரிட்டின் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது உயிர் கிடைக்கும் இரும்பின் அளவைக் குறிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம், இது இரத்த சோகையைக் கண்டறிய உதவியாக இருக்கும். ஆண்களுக்கான வழக்கமான வரம்பு 18-270 ng/mL மற்றும் பெண்களுக்கான வரம்பு 18-160 ng/mL ஆகும். மேலும் காண்க இரும்பு வெளிப்புற இணைப்புகள் குறிப்புகள் இரும்பு வளர்சிதை மாற்றம்