Pyocyanin
கிராம் நெகட்டிவ் பாக்டீரியம் சூடோமோனாஸ் எருகினோசாவால் உற்பத்தி செய்யப்பட்டு சுரக்கப்படும் பல நச்சு சேர்மங்களில் பியோசயனின் (பிசிஎன்-) ஒன்றாகும். பியோசயனின் ஒரு நீல இரண்டாம் நிலை வளர்சிதை மாற்றமாகும், இது pH 4.9 க்கு கீழே சிவப்பு நிறமாக மாறுகிறது, மற்ற மூலக்கூறுகளை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து குறைக்கும் திறன் கொண்டது, எனவே பி. எருகினோசா மற்றும் நுரையீரலின் பாலூட்டி உயிரணுக்களுக்கு எதிராக போட்டியிடும் நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்லும். பியோசயனின் என்பது இரத்த pH இல் ஒரு ஸ்விட்டேரியன் என்பதால், இது செல் சவ்வை எளிதில் கடக்க முடியும். பயோசயனின் இருக்கக்கூடிய மூன்று வெவ்வேறு நிலைகள் உள்ளனஃ ஆக்சிஜனேற்றப்பட்ட (நீலம்), மோனோவலன்ட்டாக குறைக்கப்பட்ட (நிறமற்ற) அல்லது டைவலன்ட்டாக குறைக்கப்பட்ட (சிவப்பு). மைட்டோகாண்ட்ரியா அதன் ரெடாக்ஸ் நிலைகளுக்கு இடையில் பியோசயனின் சுழற்சியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. அதன் ரெடாக்ஸ்-ஆக்டிவ் பண்புகள் காரணமாக, பியோசயனின் எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்களை உருவாக்குகிறது. பயோசிந்தஸிஸ் பியோசயனின் பயோசிந்தஸிஸ் ஃபெனாசின்-1-கார்பாக்சிலிக் அமிலம் (பிசிஏ) மையத்தின் தொகுப்புடன் தொடங்குகிறது. இந்த எதிர்வினையில் PhzE நொதி கோரிஸ்மிக் அமிலத்தின் C4 இலிருந்து ஹைட்ராக்சில் குழுவின் இழப்பை ஊக்குவிக்கிறது, அதே போல் குளுட்டமைனில் இருந்து ஒரு அமீன் குழுவை குளுட்டமிக் அமிலம் மற்றும் 2-அமினோ-2-டெசாக்ஸிஐசோகோரிஸ்மிக் அமிலத்தை (ADIC) உருவாக்குகிறது. இதைத் தொடர்ந்து, ADIC இலிருந்து பைருவேட் பகுதியின் நீராற்பகுப்பு அகற்றலை PhzD வினையூக்கி (5S, 6S)-6-அமினோ-5-ஹைட்ராக்ஸி-1,3-சைக்ளோஹெக்ஸாடீவ்-1-கார்பாக்சிலிக் அமிலம் (DHHA) உருவாக்குகிறது. அடுத்த கட்டத்தில், PhzF இரண்டு படிகளை ஊக்குவிக்கிறதுஃ DHHA இன் C3 இலிருந்து ஒரு ஹைட்ரஜனின் சுருக்கம், இரட்டைப் பிணைப்பு அமைப்பின் இடப்பெயர்ச்சி மற்றும் C1 இல் மறுபிறப்பு மற்றும் எனோல் டாட்டோமெரைசேஷன் ஆகியவை மிகவும் நிலையற்ற 6-அமினோ-5-ஆக்சோசைக்ளோஹெக்ஸ்-2-ஐன்-1-கார்பாக்சிலிக் அமிலத்தை (AOCHC) உருவாக்குகின்றன. இங்கிருந்து AOCHC இன் இரண்டு மூலக்கூறுகள் PhzB ஆல் ஒடுக்கப்பட்டு ட்ரைசைக்ளிக் சேர்மமான ஹெக்ஸாஹைட்ரோஃபெனாசின்-1,6-டைகார்பாக்சிலிக் அமிலத்தை (HHPDC) உருவாக்குகின்றன. இந்த எதிர்வினையின் தயாரிப்பு, எச். எச். பி. டி. சி, நிலையற்றது மற்றும் தன்னிச்சையாக ஆக்ஸிஜனேற்ற டீகார்பாக்சிலேஷனுக்கு உட்பட்டு ஒரு வினையூக்கம் செய்யப்படாத எதிர்வினையில் டெட்ராஹைட்ரோஃபெனாசின்-1,6-கார்பாக்சிலிக் அமிலத்தை (டி. எச். பி. சி. ஏ) உருவாக்குகிறது. ஃபெனாசின்-1-கார்பாக்சிலிக் அமிலத் தொகுப்பின் இறுதி கட்டத்தில், டிஹெட்ரோ-ஃபெனாசின்-1-கார்பாக்சிலிக் அமிலமாக டிஹெச்பிசிஏவின் ஆக்சிஜனேற்றத்தை பிஎச்ஜெடி என்சைம் ஊக்குவிக்கிறது. இது பிசிஏ உற்பத்தியில் கடைசி வினையூக்கி படியாகும், கடைசி படி டிஹெச்பிசிஏவை பிசிஏவாக வினையூக்கம் செய்யப்படாத ஆக்சிஜனேற்றம் ஆகும். பிசிஏவை பியோசயனின் ஆக மாற்றுவது இரண்டு நொதி படிநிலைகளில் அடையப்படுகிறதுஃ முதலாவதாக, பிசிஏ என்5 இல் 5-மெத்தில்ஃபீனாசின்-1-கார்பாக்சிலேட் பீடைன் மீது ஃபிட்ஜ்எம் நொதியால் கோஃபாக்டர் எஸ்-அடினோசைல்-எல்-மெத்தியோனைனைப் பயன்படுத்தி மெத்திலேற்றம் செய்யப்படுகிறது, இரண்டாவதாக, ஃபிட்ஜ்எஸ் இந்த அடி மூலக்கூறின் ஹைட்ராக்சிலேட்டிவ் டீகார்பாக்சிலேஷனை ஊக்குவித்து இறுதி தயாரிப்பான பியோசயனை உருவாக்குகிறது. பெரும்பாலான பி. எருகினோசா இனங்களின் குரோமோசோம்கள் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியான இரண்டு ஓபரான்களைக் கொண்டுள்ளன, phzA1B1C1D1E1F1G1 மற்றும் phzA2B2C2D2E2F2G2, இவை பிசிஏவை உற்பத்தி செய்யத் தேவையான என்சைம்களை குறியாக்கம் செய்கின்றன. இந்த ஓபரான்களின் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் கோரம் சென்சிங் மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் குறிப்பாக டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் ரெகுலேட்டர் எம். வி. எஃப். ஆர் (பி. க்யூ. எஸ். ஆர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) சம்பந்தப்பட்ட சூடோமோனாஸ் குயினோலோன் சிக்னல் (பி. க்யூ. எஸ்) அமைப்பால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. பி. சி. ஏ. வை பியோசயனின் ஆக மாற்றுவது பின்னர் குரோமோசோமில் உள்ள தனித்துவமான மரபணுக்களாக இருக்கும் PhzS மற்றும் PhzS இன் தயாரிப்புகளால் அடையப்படுகிறது. ஷிகிமெட்டிலிருந்து கோரிஸ்மிக் அமிலத்தின் தொகுப்புக்குத் தேவையான ஆரோ பாதையை சீர்குலைப்பதன் மூலம் உயிரியக்கவியல் பாதிக்கப்படலாம். ரெடாக்ஸ் வார்ஃபேர் பியோசயனின் அதன் மரபணுவின் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனைக் குறைப்பதன் மூலமும், நொதியை நேரடியாக குறிவைப்பதன் மூலமும் கேடலேஸை செயலிழக்கச் செய்கிறது. குளுட்டாதயோன் என்பது பியோசயனின் மூலம் பண்பேற்றப்பட்ட ஒரு முக்கியமான ஆக்ஸிஜனேற்றியாகும். குறிப்பாக குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தின் குளம் குறைகிறது, அதே நேரத்தில் ஆக்சிஜனேற்றப்பட்ட வடிவம் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடால் ஊக்குவிக்கப்படுகிறது, இது கேடலேஸ் மூலம் வெளியேற்றப்படுவதில்லை. சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் நுரையீரலில், இன்ட்ராசெல்லுலர் பியோசயனின் என். ஏ. டி. பி. எச்-ஐ என். ஏ. டி. பி + ஆக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜனை சூப்பர் ஆக்சைடு ஃப்ரீ ரேடிக்கலாக மாற்றுகிறது. இது நுரையீரலில் இரு மடங்கு எதிர்மறையான விளைவை ஏற்படுத்துகிறது. முதலாவதாக, பியோசயனின் பயன்படுத்தும் என். ஏ. டி. பி. எச், என். ஏ. டி. பி. எச் ஆக்சிடேஸ் நொதியால் ஊக்குவிக்கப்படும் எதிர்வினைக்கு கிடைக்கக்கூடிய அடி மூலக்கூறை குறைக்கிறது. இரண்டாவதாக, உருவாக்கப்பட்ட சூப்பர் ஆக்சைடு ரேடிக்கல்கள் ஐஎல்-4, ஐஎல்-13 மற்றும் ஐ. எஃப். என்-γ போன்ற சைட்டோகைன்களைத் தடுக்கலாம், அவை பொதுவாக என். ஏ. டி. பி. எச் ஆக்சிடேஸை கட்டுப்படுத்துகின்றன. நுரையீரல் பியோசயனைனை எதிர்கொள்ளும்போது, உற்பத்தி செய்யப்படும் ரேடிக்கல்களின் தடுப்பைச் சமாளிக்க கேடலேஸ் மற்றும் சூப்பர் ஆக்சைடு டிஸ்முடேஸின் அதிகரித்த செறிவு காணப்படுகிறது. இலக்குகள் பியோசயனின் பரந்த அளவிலான செல்லுலார் கூறுகள் மற்றும் பாதைகளை குறிவைக்க முடியும். எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலி, வெசிகுலர் போக்குவரத்து மற்றும் செல் வளர்ச்சி ஆகியவை பியோசயனினால் பாதிக்கப்படும் பாதைகளில் அடங்கும். சில பிறழ்ந்த புரதங்கள் அல்லது வளாகங்களைக் கொண்ட உயிரணுக்களில் பியோசயனின் ஒரு மேம்பட்ட எளிதில் பாதிக்கப்படக்கூடிய தன்மை காணப்படுகிறது. வி-ஏடிபேஸ் தொகுப்பு மற்றும் அசெம்பிளி, வெசிக்கிள் போக்குவரத்து இயந்திரங்கள் மற்றும் புரத வரிசைப்படுத்தும் இயந்திரங்களை பாதிக்கும் மரபணுக்களில் ஏற்படும் பிறழ்வுகள் அனைத்தும் பியோசயனின் அதிக உணர்திறனை வழங்குகின்றன, இது நோயாளிக்கு சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் விளைவுகளை மேலும் மேம்படுத்துகிறது. ஈஸ்ட் செல்களில் உள்ள வெற்றிட-ATPase ஒரு குறிப்பாக சக்திவாய்ந்த இலக்காகும், ஏனெனில் இது ATP இன் முக்கிய மைட்டோகாண்ட்ரியல் அல்லாத உற்பத்தியாளராகும், ஆனால் கால்சியம் ஹோமியோஸ்டாடிக் கட்டுப்பாடு, ஏற்பி-மத்தியஸ்த எண்டோசைட்டோசிஸின் வசதி மற்றும் புரதங்களின் சீரழிவு போன்ற பல செயல்பாடுகளையும் கொண்டுள்ளது. எனவே, பியோசயனின் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு மூலம் வெற்றிட-ATPase செயலிழக்கச் செய்வது நுரையீரலுக்கு பெரும் விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. இந்த விளைவுகளுக்கு கூடுதலாக, பியோசயனின் மற்றொரு இலக்கு காஸ்பேஸ் 3 போன்ற புரோட்டியேஸ்கள் ஆகும், அவை பின்னர் அப்போப்டொசிஸ் மற்றும் நெக்ரோசிஸைத் தொடங்கலாம். மைட்டோகாண்ட்ரியல் எலக்ட்ரான் கேரியர்கள் யுக்விக்வினோன் மற்றும் நிகோடினிக் அமிலம் ஆகியவையும் பியோசயனின் நோயால் பாதிக்கப்படுகின்றன. பயோசயனின் செயல்பாட்டால் செல் சுழற்சி தொந்தரவு செய்யப்படலாம், மேலும் இது நிணநீர் செல்களின் பெருக்கத்தைத் தடுக்கலாம். இது ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு மற்றும் சூப்பர் ஆக்சைடு போன்ற எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இடைநிலைகளின் உருவாக்கத்தால் செய்யப்படுகிறது, இது டிஎன்ஏவை நேரடியாக சேதப்படுத்துவதன் மூலம் அல்லது டிஎன்ஏ மறுசீரமைப்பு மற்றும் பழுதுபார்க்கும் இயந்திரங்கள் போன்ற உயிரணு சுழற்சியின் பிற கூறுகளை குறிவைப்பதன் மூலம் ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துகிறது. α1-புரோட்டீஸ் தடுப்பானை முடக்குவதன் மூலம் புரோட்டீஸ் மற்றும் ஆன்டிப்ரோடியேஸ் செயல்பாட்டின் விகிதாசாரத்திற்கு பியோசயனின் பங்களிக்கிறது. சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் பல ஆய்வுகள் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸில் பியோசயனின் ஒரு இழிவான விளைவைக் கொண்டிருப்பதாக முடிவு செய்துள்ளன, இது பி. எருகினோசாவை சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் நுரையீரலில் தக்கவைக்க உதவுகிறது; இது பெரும்பாலும் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் நோயாளிகளின் கசப்பில் கண்டறியப்படுகிறது. பியோசயனின் இன் விட்ரோ சிலியரி துடிப்பு போன்ற செயல்பாடுகளில் தலையிடும் திறனைக் கொண்டுள்ளது, எனவே தொண்டை வரை சளியை துடைக்க சிலியரி தேவைப்படுவதால் எபிடெலியல் செயலிழப்பை ஏற்படுத்துகிறது. கூடுதலாக, நியூட்ரோஃபில் அப்போப்டொசிஸ், பி-லிம்போசைட்டுகளிலிருந்து இம்யூனோகுளோபூலின் வெளியீடு மற்றும் இன்டர்லூகின் வெளியீடு (எ. கா. ஐஎல்-8 மற்றும் சிசிஎல் 5) அனைத்தும் பியோசயனின் நோயால் பாதிக்கப்பட்டு நுரையீரலின் நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தை பலவீனப்படுத்துகின்றன. பயோசயனின் முன்னிலையில் பூஞ்சையின் வளர்ச்சி தடுக்கப்படுகிறது என்று விவோ ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இடைநிலைகளை உற்பத்தி செய்யும் ரெடாக்ஸ்-செயலில் உள்ள அடுக்கைத் தூண்டுவதற்கு NAD (P) H ஐ செயல்படுத்துவது பூஞ்சைக் கொல்லும் பொறிமுறையாகும். சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் நுரையீரலில் உள்ள பிற நுண்ணுயிரிகளை விட பி. எருகினோசா ஆதிக்கம் செலுத்தக்கூடும் என்பதால் இது ஒரு போட்டி நன்மையைக் கொண்டிருக்க அனுமதிக்கிறது. ஏற்கனவே சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸில் பாதிக்கப்பட்டுள்ள சிஎஃப்டிஆர்-க்கு மேலும் சேதத்தை ஏற்படுத்தும் பியோசயனின் மூலம் ஏடிபி-யின் ஊடுருவல் செறிவு குறைகிறது. சிஎஃப்டிஆர் சேனல்கள் இரண்டு முக்கிய நோக்கங்களுக்காக ஏடிபியை நம்பியுள்ளன. முதலாவதாக, ATP இன் பிணைப்பு மற்றும் நீராற்பகுப்பு இரண்டு நியூக்ளியோடைடு பிணைப்பு களங்களில் நிகழ வேண்டும், இதனால் சேனல் அதன் திறந்த மற்றும் மூடிய இணக்கத்திற்கு இடையில் செல்ல முடியும். இரண்டாவதாக, கால்வாய் செயல்படுவதற்கு புரோட்டீன் கைனேஸ் ஏ II மூலம் சி. எஃப். டி. ஆரின் பாஸ்பரிலேஷன் ஏற்பட வேண்டும். ஏ. டி. பி. யில் இருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் சிஏஎம்பி மூலம் பி. கே. ஏ II செயல்படுத்தப்படுகிறது. பியோசயனின் மூலம் ஏடிபி குறைக்கப்படும்போது இந்த இரண்டு செயல்முறைகளும் பாதிக்கப்படுகின்றன. பியோசயனின் கேனோராப்டிடிஸ் எலிகான்ஸுக்கு எதிரான பாதுகாப்பு பி. ஜி. பி-1 மற்றும் பி. ஜி. பி-2 எனப்படும் இரண்டு குறிப்பிட்ட ஏபிசி டிரான்ஸ்போர்ட்டர்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை ஆற்றல் சார்ந்த முறையில் ஊடுருவல் பியோசயனை திறம்பட வெளியேற்ற முடியும். மேலும் காண்க சூடோமோனாஸ் எருகினோசா பியோவெர்டின் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் பியோசயனின் சுயவிவர நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகள் உயிரியல் நிறமிகள் ஃபெனாசிஸ் எனோன்ஸ் பாக்டீரியா நச்சுகள்