Papain-like protease
پیپین نما پروٹیسیس (یا پیپین نما (سسٹین) پیپٹائڈیسیس ؛ مختصر پی ایل پی یا پی ایل سی پی) سسٹین پروٹیز انزائموں کا ایک بڑا پروٹین خاندان ہے جو گروپ کے نیمسیک ممبر، پیپین کے ساتھ ساختی اور انزیمیٹک خصوصیات کا اشتراک کرتا ہے۔ وہ زندگی کے تمام شعبوں میں پائے جاتے ہیں۔ جانوروں میں، اس گروپ کو اکثر سسٹین کیتھیپسن یا پرانے ادب میں، لائسوسومل پیپٹائڈیسس کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ایم ای آر او پی ایس پروٹیز انزائم کی درجہ بندی کے نظام میں، پیپین جیسے پروٹیز کلان سی اے بناتے ہیں۔ پاپائن جیسے پروٹیسیس ایک عام اتپریرک ڈائیڈ فعال سائٹ کا اشتراک کرتے ہیں جس میں سسٹین امینو ایسڈ کے باقیات ہوتے ہیں جو نیوکلیوفائل کے طور پر کام کرتے ہیں۔ انسانی جینوم گیارہ سسٹین کیتھیپسن کو انکوڈ کرتا ہے جن میں جسمانی افعال کی ایک وسیع رینج ہوتی ہے۔ کچھ پرجیویوں میں پاپائن جیسے پروٹیسیس کا میزبان حملے میں کردار ہوتا ہے، جیسے ٹرائیپانوسوما کروزی سے کروزیپین۔ پودوں میں، وہ میزبان دفاع اور نشوونما میں شامل ہوتے ہیں۔ پروکیریوٹس سے پاپائن جیسے پروٹیسیس کے مطالعے نے ان کے یوکیریوٹک ہم منصبوں کو پیچھے چھوڑ دیا ہے۔ سیلولر حیاتیات میں انہیں پریپروینزیموں کے طور پر ترکیب کیا جاتا ہے جو پختہ ہونے تک انزائیمی طور پر فعال نہیں ہوتے ہیں، اور ان کی سرگرمیاں سختی سے منظم ہوتی ہیں، اکثر سسٹٹین جیسے اینڈوجینس پروٹیز انفیکٹرز کی موجودگی سے۔ بہت سے آر این اے وائرسوں میں، بشمول اہم انسانی پیتھوجینز جیسے کہ کورونا وائرس سارس-کوو اور سارس-کوو-2، پیپین جیسے پروٹیز پروٹین ڈومینز اکثر پولی پروٹین کو بالغ وائرل غیر ساختی پروٹین میں پروسیسنگ میں کردار ادا کرتے ہیں۔ بہت سے پیپین جیسے پروٹیسیس کو منشیات کے ممکنہ اہداف سمجھا جاتا ہے۔ درجہ بندی پروٹیز انزائم کی درجہ بندی کا MEROPS نظام کلان CA کی وضاحت کرتا ہے جس میں پیپین جیسے پروٹیز ہوتے ہیں۔ ان کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ ان کی مشترکہ ارتقائی ابتدا ہے۔ 2021 تک، اس قبیلے میں 45 خاندان تھے۔ ساخت پیپین کی ساخت ابتدائی پروٹین ڈھانچوں میں سے ایک تھی جس کا تعین تجرباتی طور پر ایکس رے کرسٹلگرافی کے ذریعے کیا گیا تھا۔ بہت سے پیپین جیسے پروٹیز انزائم مونومرز کے طور پر کام کرتے ہیں، حالانکہ کچھ، جیسے کیتھیپسن سی (ڈپپٹیڈائل-پیپٹیڈیز I)، ہوموٹیٹریمرز ہیں۔ پختہ مونومر ڈھانچہ خاص طور پر دو لوبوں یا ذیلی ڈومینوں میں تقسیم ہوتا ہے، جسے ایل-ڈومین (این-ٹرمینل) اور آر-ڈومین (سی-ٹرمینل) کہا جاتا ہے، جہاں فعال سائٹ ان کے درمیان واقع ہوتی ہے۔ ایل-ڈومین بنیادی طور پر ہیلیکل ہوتا ہے جبکہ آر-ڈومین بیٹا بیرل جیسی شکل میں بیٹا شیٹ پر مشتمل ہوتا ہے، جس کے گرد ہیلکس ہوتا ہے۔ انزائم سبسٹریٹ ایک توسیعی تشکیل میں دونوں ڈومینز کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔ پاپائن جیسے پروٹیسیس اکثر پریپروینزیم، یا انزائیمی طور پر غیر فعال پیشرو کے طور پر ترکیب کیے جاتے ہیں۔ این-ٹرمینس پر ایک سگنل پیپٹائڈ، جو سب سیلولر لوکلائزیشن سگنل کے طور پر کام کرتا ہے، سگنل پیپٹائڈیز کے ذریعے زائیموجن بنانے کے لیے الگ کیا جاتا ہے۔ این سے منسلک گلائکوسیلیشن کی شکل میں ترجمے کے بعد کی ترمیم بھی متوازی طور پر ہوتی ہے۔ زیموجن اب بھی ایک پروپیپٹائڈ کی موجودگی کی وجہ سے غیر فعال ہے جو فعال سائٹ تک رسائی کو روکنے والے رکاوٹ کے طور پر کام کرتا ہے۔ پروپپٹائڈ کو پروٹیولیسس کے ذریعے نکال کر پختہ انزائم بنایا جاتا ہے۔ اتپریرک میکانزم پاپائن جیسے پروٹیسیس میں ایک اتپریرک ڈائیڈ ہوتا ہے جو سسٹین اور ہسٹائڈائن کے باقیات پر مشتمل ہوتا ہے، جو اپنے چارج شدہ تھیولیٹ اور امیڈازولیم سائیڈ چینز کے ذریعے آئن جوڑا بناتے ہیں۔ منفی طور پر چارج شدہ سسٹین تھیولیٹ نیوکلیوفائل کے طور پر کام کرتا ہے۔ اضافی پڑوسی باقیات-ایسپرٹیٹ، اسپرگین، یا گلوٹامین-اتپریرک باقیات کو پوزیشن دیتے ہیں۔ پیپین میں، مطلوبہ اتپریرک باقیات سسٹین، ہسٹائڈائن، اور ایسپرٹیٹ کو بعض اوقات اتپریرک ٹرائیڈ (سیرائن پروٹیسیس کی طرح) کہا جاتا ہے۔ پاپائن جیسے پروٹیسیس عام طور پر اینڈوپیپٹیڈیسیس ہوتے ہیں، لیکن گروپ کے کچھ ممبران بھی، یا یہاں تک کہ خصوصی طور پر، ایکسوپیپٹیڈیسیس ہوتے ہیں۔ کچھ وائرل پیپین جیسے پروٹیسیس، بشمول کورونا وائرس کے، آئسوپیپٹائڈ بانڈز کو بھی توڑ سکتے ہیں اور ڈیوبیکٹینسیس کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ فنکشن یوکرائٹس ممالیہ جانوروں میں، خاص طور پر ممالیہ حیاتیات میں، پیپین نما پروٹیز خاندان کے اراکین کو عام طور پر سسٹین کیتھیپسن کہا جاتا ہے-یعنی، پروٹیز کے گروپ کے سسٹین پروٹیز اراکین کو کیتھیپسن کہا جاتا ہے (جس میں سسٹین، سیرائن اور ایسپرٹک پروٹیز شامل ہیں)۔ انسانوں میں 11 سسٹین کیتھیپسن ہوتے ہیں: بی، سی، ایف، ایچ، کے، ایل، او، ایس، وی، ایکس، اور ڈبلیو۔ زیادہ تر کیتھیپسن پورے جسم میں ظاہر ہوتے ہیں، لیکن کچھ میں ٹشو کی تقسیم تنگ ہوتی ہے۔ اگرچہ تاریخی طور پر لائسوسومل پروٹیسیس کے نام سے جانا جاتا ہے اور بنیادی طور پر پروٹین کیٹابولزم میں ان کے کردار کے لیے مطالعہ کیا جاتا ہے، اس کے بعد سے سسٹین کیتھیپسن کی شناخت کی گئی ہے جو متعدد جسمانی عمل اور بیماری کی حالتوں میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ عام جسمانی عمل کے حصے کے طور پر، وہ انکولی مدافعتی نظام کے حصے کے طور پر اینٹیجن پریزنٹیشن کے کلیدی مراحل، ایکسٹرا سیلولر میٹرکس کی تشکیل نو، کیریٹنوسائٹس کی تفریق، اور پیپٹائڈ ہارمونز کی پروسیسنگ میں شامل ہیں۔ سسٹین کیتھیپسن کینسر اور ٹیومر کی ترقی، قلبی بیماری، آٹومیمون بیماری، اور دیگر انسانی صحت کے حالات سے وابستہ رہے ہیں۔ ہڈیوں کے جذب میں کیتھیپسن کے کا کردار ہے اور اس کا مطالعہ آسٹیوپوروسس کے لیے منشیات کے ہدف کے طور پر کیا گیا ہے۔ پرجیویوں کی ایک بڑی تعداد، بشمول ہیلمنتھس (پرجیوی کیڑے)، اپنے میزبانوں پر حملے کے لیے پیپین جیسے پروٹیسیس کو میکانزم کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ مثالوں میں ٹاکسوپلاسما گونڈی اور جیارڈیا لیمبلیا شامل ہیں۔ بہت سے فلیٹ کیڑوں میں، سسٹین کیتھیپسن کے اظہار کی بہت زیادہ سطح ہوتی ہے۔ جگر کے فلوک فاسیولا ہیپاٹیکا میں، جین کی نقلوں نے کیتھیپسن ایل جیسے انزائم کے 20 سے زیادہ پیرالاگ تیار کیے ہیں۔ سسٹین کیتھیپسن بھی یونی سیلولر پرجیوی لیش مینیا کے عام لائف سائیکل کا حصہ ہیں، جہاں وہ وائرس کے عوامل کے طور پر کام کرتے ہیں۔ انزائم اور ممکنہ دوا کا ہدف کروزیپین پرجیوی ٹرائیپانوسوما کروزی کے لائف سائیکل کے لیے اہم ہے، جو چاگاس کی بیماری کا سبب بنتا ہے۔ پیپین نما پروٹیز خاندان کے پودے پودوں کی نشوونما میں کئی اہم کردار ادا کرتے ہیں، جن میں بیج کا اگنا، پتی کا سنسینس، اور ابیوٹک تناؤ کا جواب دینا شامل ہیں۔ پاپین جیسے پروٹیسیس پودوں میں پروگرام شدہ خلیوں کی موت کے ضابطے میں شامل ہوتے ہیں، مثال کے طور پر جرگ کی نشوونما کے دوران ٹیپٹم میں۔ وہ پودوں کی قوت مدافعت میں بھی اہم ہیں جو کیڑوں اور پیتھوجینز کے خلاف دفاع فراہم کرتے ہیں۔ پلانٹ پیپین جیسے پروٹیسیس اور پیتھوجین کے ردعمل کے درمیان تعلق-جیسے کہ سسٹٹین انفیکٹرز-کو ارتقائی ہتھیاروں کی دوڑ کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ پودوں میں پی ایل پی خاندان کے کچھ افراد کے پکوان اور تجارتی استعمال ہوتے ہیں۔ خاندان کا نیمسیک ممبر، پاپائن، پپیتا سے ماخوذ ایک پروٹیز ہے، جو گوشت ٹینڈرائزر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ اسی طرح کی لیکن کم وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی پودوں کی مصنوعات میں انناس سے برومیلین اور انجیر سے فیسن شامل ہیں۔ اگرچہ پیپین جیسے پروٹیسیس زندگی کے تمام شعبوں میں پائے جاتے ہیں، لیکن ان کا یوکیریوٹس کے مقابلے میں پروکیریوٹس میں کم اچھی طرح سے مطالعہ کیا گیا ہے۔ صرف چند پروکیریوٹک پی ایل پی انزائموں کو ایکس رے کرسٹلگرافی یا انزیمیٹک اسٹڈیز کی طرف سے نمایاں کیا گیا ہے، زیادہ تر پیتھوجینک بیکٹیریا سے، بشمول سٹریپٹوکوکس پائجینز سے سٹریپٹوپین ؛ زائیلین، پلانٹ پیتھوجین زائیلیلا فاسٹیڈیوسا سے ؛ کلوسٹریڈیم ڈفیسائل سے سی ڈبلیو پی 84 ؛ اور لیجیئنلا نیوموفلا سے ایل پی جی 2622۔ وائرس پیپین نما پروٹیز خاندان میں متعدد پروٹین ڈومینز شامل ہیں جو آر این اے وائرس کے ذریعے ظاہر کیے گئے بڑے پولی پروٹین میں پائے جاتے ہیں۔ سب سے بہتر مطالعہ شدہ وائرل پی ایل پیز میں نیڈو وائرس سے تعلق رکھنے والے نیڈو وائرل پیپین جیسے پروٹیز ڈومینز ہیں، خاص طور پر وہ جو کورونا وائرس سے تعلق رکھتے ہیں۔ یہ پی ایل پی کئی کلیویج واقعات کے لیے ذمہ دار ہیں جو ایک بڑے پولی پروٹین کو وائرل غیر ساختی پروٹین میں پروسیس کرتے ہیں، حالانکہ وہ 3 سی جیسے پروٹیز (جسے مین پروٹیز بھی کہا جاتا ہے) سے کم کلیویج انجام دیتے ہیں۔ کورونا وائرس پی ایل پی ملٹی فنکشنل انزائم ہیں جو یوبیکیوٹین جیسے پروٹین آئی ایس جی 15 کے خلاف یکساں سرگرمی کے ساتھ ڈیوبیکیوٹینیسز (آئسوپیپٹائڈ بانڈ کو یوبیکیوٹین سے الگ کرتے ہوئے) اور "ڈی آئی ایس گیلیٹنگ انزائمز" کے طور پر بھی کام کر سکتے ہیں۔ سارس-کوو، ایم ای آر ایس-کوو، اور سارس-کوو-2 سمیت انسانی پیتھوجینز میں، پی ایل پی ڈومین وائرل نقل کے لیے ضروری ہے اور اس لیے اسے اینٹی وائرل ادویات کی ترقی کے لیے منشیات کا ہدف سمجھا جاتا ہے۔ حوالہ جات تحفظات