Cyclin-dependent kinase 2
سائکلین پر منحصر کینیز 2، جسے سیل ڈویژن پروٹین کینیز 2، یا سی ڈی کے 2 کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، ایک انزائم ہے جسے انسانوں میں سی ڈی کے 2 جین کے ذریعے انکوڈ کیا جاتا ہے۔ اس جین کے ذریعے انکوڈ شدہ پروٹین سیر/تھر پروٹین کنیز کے سائکلین پر منحصر کینیز خاندان کا ایک رکن ہے۔ یہ پروٹین کینیز ایس سیریوسیا سی ڈی سی 28، اور ایس پومبے سی ڈی سی 2 کی جین مصنوعات سے بہت زیادہ ملتا جلتا ہے، جسے انسانوں میں سی ڈی کے 1 بھی کہا جاتا ہے۔ یہ سائکلین پر منحصر کینیز کمپلیکس کی ایک اتپریرک ذیلی اکائی ہے، جس کی سرگرمی سیل سائیکل کے جی 1-ایس مرحلے تک محدود ہے، جہاں خلیات مائٹوسس کے لیے ضروری پروٹین بناتے ہیں اور اپنے ڈی این اے کی نقل تیار کرتے ہیں۔ یہ پروٹین کمپلیکس کی ریگولیٹری ذیلی اکائیوں کے ساتھ وابستہ ہوتا ہے اور ان کے ذریعے ریگولیٹ کیا جاتا ہے بشمول سائکلین ای یا اے۔ سائکلین ای جی 1 مرحلے سی ڈی کے 2 کو باندھتا ہے، جو جی 1 سے ایس مرحلے میں منتقلی کے لیے ضروری ہے جبکہ سائکلین اے کے ساتھ پابند ہونا ایس مرحلے سے آگے بڑھنے کے لیے ضروری ہے۔ اس کی سرگرمی کو فاسفوریلیشن کے ذریعے بھی منظم کیا جاتا ہے۔ اس جین کے متعدد متبادل اسپلیسڈ متغیرات اور متعدد نقل و حمل کے آغاز کے مقامات کی اطلاع دی گئی ہے۔ G1-S منتقلی میں اس پروٹین کے کردار پر حال ہی میں سوال اٹھایا گیا ہے کیونکہ Cdk2 کی کمی والے خلیوں کو اس منتقلی کے دوران کوئی مسئلہ نہیں بتایا گیا ہے۔ عام طور پر کام کرنے والے ٹشو میں ڈسپنس ایبلٹی سیل کلچر پر مبنی اصل تجربات نے سی ڈی کے 2 کے حذف ہونے کے نتیجے میں جی 1-ایس منتقلی میں سیل سائیکل گرفتاری کا مظاہرہ کیا۔ بعد کے تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ سی ڈی کے 2 کے حذف ہونے سے ماؤس ایمبریو فائبربلاسٹس میں سیل سائیکل کے جی 1 مرحلے کو لمبا کیا گیا۔ تاہم، وہ اس مدت کے بعد بھی ایس مرحلے میں داخل ہوئے اور سیل سائیکل کے بقیہ مراحل کو مکمل کرنے میں کامیاب رہے۔ جب چوہوں میں سی ڈی کے 2 کو حذف کر دیا گیا تو جسم کے سائز میں کمی کے باوجود جانور قابل عمل رہے۔ تاہم، نر اور مادہ دونوں چوہوں کے مییوٹک فنکشن کو روک دیا گیا۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ سی ڈی کے 2 صحت مند خلیوں کے سیل سائیکل کے لیے غیر ضروری ہے، لیکن مییوسس اور پنروتپادن کے لیے ضروری ہے۔ سی ڈی کے 2 ناک آؤٹ چوہوں میں خلیات ممکنہ طور پر کم تقسیم سے گزرتے ہیں، جس سے جسم کے سائز میں کمی آتی ہے۔ جراثیم کے خلیات مییوسس کے مرحلے پر تقسیم ہونا بھی بند کر دیتے ہیں، جس سے تولیدی بانجھ پن پیدا ہوتا ہے۔ اب خیال کیا جاتا ہے کہ سی ڈی کے 1، مییوٹک فنکشن کے علاوہ، سی ڈی کے 2 کو حذف کرنے کے بہت سے پہلوؤں کی تلافی کرتا ہے۔ ایکٹیویشن کا میکانزم سائکلین پر منحصر کینیز 2 دو لوبوں میں تشکیل دیا گیا ہے۔ این-ٹرمینس (این-لوب) سے شروع ہونے والے لوب میں بہت سی بیٹا شیٹس ہوتی ہیں، جبکہ سی-ٹرمینس لوب (سی-لوب) الفا ہیلیکس سے بھرپور ہوتا ہے۔ سی ڈی کے 2 بہت سے مختلف سائکلینوں کے پابند ہونے کی صلاحیت رکھتا ہے، بشمول سائکلین اے، بی، ای، اور ممکنہ طور پر سی۔ حالیہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ سی ڈی کے 2 سائکلین اے اور ای کے ساتھ ترجیحی طور پر جڑا ہوتا ہے، جبکہ سی ڈی کے 1 سائکلین اے اور بی کو ترجیح دیتا ہے۔ سی ڈی کے 2 اس وقت فعال ہو جاتا ہے جب سائکلین پروٹین (یا تو اے یا ای) کنیز کے این اور سی لوبز کے درمیان واقع فعال سائٹ پر جڑا ہوتا ہے۔ فعال سائٹ کے مقام کی وجہ سے، پارٹنر سائکلین سی ڈی کے 2 کے دونوں لوبوں کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ سی ڈی کے 2 میں ایک اہم الفا ہیلکس ہوتا ہے جو کنیز کے سی لوب میں واقع ہوتا ہے، جسے سی-ہیلکس یا پی ایس ٹی اے آر ای-ہیلکس کہا جاتا ہے۔ ہائیڈروفوبک تعاملات سی ہیلکس کو چالو کرنے والے سائکلین میں ایک اور ہیلکس کے ساتھ منسلک کرنے کا سبب بنتے ہیں۔ فعالیت ایک تشکیلی تبدیلی کو جنم دیتی ہے جہاں ہیلکس گھومتا ہے اور این-لوب کے قریب جاتا ہے۔ یہ سی-ہیلکس پر واقع گلوٹامک ایسڈ کو قریبی لائسین سائیڈ چین کے ساتھ آئن جوڑی بنانے کی اجازت دیتا ہے۔ اس حرکت کی اہمیت یہ ہے کہ یہ گلو 51 کی سائیڈ چین کو اتپریرک سائٹ میں لاتا ہے، جو کہ تمام یوکرائیوٹک کنیز میں محفوظ اتپریرک سائٹ کے باقیات کی تثلیث سے تعلق رکھتا ہے۔ یہ تثلیث (لائس 33، گلو 51 اور اے ایس پی 145) اے ٹی پی فاسفیٹ واقفیت اور میگنیشیم کوآرڈینیشن میں شامل ہے، اور اسے اتپریرک کے لیے اہم سمجھا جاتا ہے۔ یہ تشخیصی تبدیلی ایکٹیویشن لوپ کو سی-لوب میں بھی منتقل کرتی ہے، جس سے اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹ کا انکشاف ہوتا ہے جو اب نئے تعاملات کے لیے دستیاب ہے۔ آخر میں، تھریونین-160 کے باقیات کو بے نقاب کیا جاتا ہے اور فاسفوریلیٹ کیا جاتا ہے کیونکہ سی-لوب ایکٹیویشن طبقہ اتپریرک سائٹ سے بے گھر ہو جاتا ہے اور تھریونین کے باقیات اب مستحکم طور پر رکاوٹ نہیں ہوتے ہیں۔ فاسفوریلیٹڈ تھریونین کے باقیات حتمی انزائم کی تشکیل میں استحکام پیدا کرتے ہیں۔ یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ اس ایکٹیویشن کے پورے عمل میں، سی ڈی کے 2 سے منسلک سائکلین میں کوئی تشخیصی تبدیلی نہیں آتی ہے۔ ڈی این اے کی نقل میں کردار خلیے کی تقسیم کے عمل کی کامیابی کا انحصار خلیے اور بافت دونوں کی سطحوں پر عمل کے عین مطابق ضابطے پر ہوتا ہے۔ خلیے کے اندر پروٹین اور ڈی این اے کے درمیان پیچیدہ تعاملات جینومک ڈی این اے کو بیٹی کے خلیوں میں منتقل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ خلیوں اور ایکسٹرا سیلولر میٹرکس پروٹین کے درمیان تعاملات نئے خلیوں کو موجودہ بافتوں میں شامل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ سیلولر سطح پر، یہ عمل سائکلین پر منحصر کنیز (سی ڈی کے ایس) اور ان کے ساتھی سائکلین کی مختلف سطحوں کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ خلیے مختلف چوکیوں کو خلیوں کے چکر کی ترقی میں تاخیر کے ایک ذریعہ کے طور پر استعمال کرتے ہیں جب تک کہ یہ نقائص کی مرمت نہ کر سکے۔ سی ڈی کے 2 سیل سائیکل کے جی 1 اور ایس مرحلے کے دوران فعال ہے، اور اس لیے جی 1-ایس مرحلے کے چیک پوائنٹ کنٹرول کے طور پر کام کرتا ہے۔ جی 1 مرحلے سے پہلے، سائکلین ڈی کے ساتھ سی ڈی کے 4 اور سی ڈی کے 6 کی سطح میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ آر بی کے جزوی فاسفوریلیشن اور جی 1 مرحلے کے آغاز میں ای 2 ایف کے جزوی ایکٹیویشن کی اجازت دیتا ہے، جو سائکلین ای کی ترکیب کو فروغ دیتا ہے اور سی ڈی کے 2 سرگرمی میں اضافہ کرتا ہے۔ جی 1 مرحلے کے اختتام پر، سی ڈی کے 2/سائکلین ای کمپلیکس زیادہ سے زیادہ سرگرمی تک پہنچ جاتا ہے اور ایس مرحلے کے آغاز میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ دیگر غیر سی ڈی کے پروٹین بھی جی 1-ایس مرحلے کی منتقلی کے دوران فعال ہو جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ریٹینوبلاسٹوما (آر بی) اور پی 27 پروٹین کو سی ڈی کے 2-سائکلین اے/ای کمپلیکس کے ذریعے فاسفوریلیٹ کیا جاتا ہے، جو انہیں مکمل طور پر غیر فعال کر دیتا ہے۔ یہ E2F نقل و حمل کے عوامل کو ان جینوں کا اظہار کرنے کی اجازت دیتا ہے جو S مرحلے میں داخلے کو فروغ دیتے ہیں جہاں تقسیم سے پہلے ڈی این اے کی نقل تیار کی جاتی ہے۔ مزید برآں، این پی اے ٹی، سی ڈی کے 2-سائکلین ای کمپلیکس کا ایک معروف سبسٹریٹ، فاسفوریلیٹ ہونے پر ہسٹون جین ٹرانسکرپشن کو چالو کرنے کے لیے کام کرتا ہے۔ یہ ہسٹون پروٹین (کرومیٹن کا اہم پروٹین جزو) کی ترکیب میں اضافہ کرتا ہے، اور اس کے بعد سیل سائیکل کے ڈی این اے نقل کے مرحلے کی حمایت کرتا ہے۔ آخر میں، ایس مرحلے کے اختتام پر، یوبیکیوٹین پروٹیسوم سائکلین ای کینسر سیل کے پھیلاؤ کو کم کرتا ہے۔ اگرچہ سی ڈی کے 2 عام طور پر کام کرنے والے خلیوں کے سیل سائیکل میں زیادہ تر قابل تقسیم ہوتا ہے، لیکن یہ کینسر کے خلیوں کی غیر معمولی نشوونما کے عمل کے لیے اہم ہے۔ سی سی این ای 1 جین سائکلین ای پیدا کرتا ہے، جو سی ڈی کے 2 کے دو بڑے پروٹین بائنڈنگ شراکت داروں میں سے ایک ہے۔ سی سی این ای 1 کا حد سے زیادہ اظہار بہت سے ٹیومر خلیوں میں ہوتا ہے، جس کی وجہ سے خلیات سی ڈی کے 2 اور سائکلین ای پر منحصر ہو جاتے ہیں۔ غیر معمولی سائکلین ای سرگرمی چھاتی، پھیپھڑوں، کولوریکٹل، گیسٹرک اور ہڈیوں کے کینسر کے ساتھ ساتھ لیوکیمیا اور لیمفوما میں بھی مشاہدہ کی جاتی ہے۔ اسی طرح، سائکلین اے 2 کا غیر معمولی اظہار کروموسومل عدم استحکام اور ٹیومر کے پھیلاؤ سے وابستہ ہے، جبکہ روک تھام ٹیومر کی نشوونما میں کمی کا باعث بنتی ہے۔ لہذا، سی ڈی کے 2 اور اس کے سائکلین بائنڈنگ پارٹنرز کینسر کے نئے علاج کے لیے ممکنہ علاج کے اہداف کی نمائندگی کرتے ہیں۔ پری کلینیکل ماڈلز نے ٹیومر کی نشوونما کو محدود کرنے میں ابتدائی کامیابی دکھائی ہے، اور موجودہ کیموتھراپی ادویات کے مضر اثرات کو کم کرنے کے لیے بھی مشاہدہ کیا گیا ہے۔ منتخب سی ڈی کے 2 انفیکٹرز کی شناخت مشکل ہے کیونکہ سی ڈی کے 2 اور دیگر سی ڈی کے کی فعال سائٹس، خاص طور پر سی ڈی کے 1 کے درمیان انتہائی مماثلت ہے۔ سیل سائیکل میں سی ڈی کے 1 واحد ضروری سائکلین پر منحصر کینیز ہے، اور روک تھام غیر ارادی ضمنی اثرات کا باعث بن سکتی ہے۔ زیادہ تر سی ڈی کے 2 انفیکٹر امیدوار اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹ کو نشانہ بناتے ہیں اور انہیں دو اہم ذیلی کلاسوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: ٹائپ I اور ٹائپ II۔ ٹائپ I انفیکٹرز مسابقتی طور پر اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹ کو اس کی فعال حالت میں نشانہ بناتے ہیں۔ ٹائپ II انفیکٹرز سی ڈی کے 2 کو اس کی غیر پابند حالت میں نشانہ بناتے ہیں، یا تو اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹ پر قابض ہوتے ہیں یا کنیز کے اندر ہائیڈروفوبک جیب پر قابض ہوتے ہیں۔ ٹائپ II انفیکٹرز کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ زیادہ انتخابی ہیں۔ حال ہی میں، نئے سی ڈی کے کرسٹل ڈھانچوں کی دستیابی سی ہیلکس کے قریب ایک ممکنہ ایلوسٹرک بائنڈنگ سائٹ کی شناخت کا باعث بنی۔ اس ایلوسٹرک سائٹ کے انابائٹرز کو ٹائپ III انابائٹرز کے طور پر درجہ بند کیا گیا ہے۔ ایک اور ممکنہ ہدف سی ڈی کے 2 کا ٹی-لوپ ہے۔ جب سائکلین اے سی ڈی کے 2 سے جڑا ہوتا ہے، تو این-ٹرمینل لوب اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹ کو چالو کرنے اور ایکٹیویشن لوپ کی پوزیشن کو تبدیل کرنے کے لیے گھومتا ہے، جسے ٹی-لوپ کہا جاتا ہے۔ متحرک تخروپن اور بائنڈنگ فری انرجی اسٹڈیز کی انابائٹرز انٹرپریٹیشن نے انکشاف کیا کہ لیگینڈ 2 (17 ان ہاؤس سنتھسائزڈ پائرولون فیوزڈ بینزوسوبیرین (پی بی ایس) مرکبات میں سے) میں فلاووپیریڈول، ایس یو 9516، اور سی وی ٹی-313 انابائٹرز کے لیے مستحکم اور مساوی فری انرجی ہے۔ لیگینڈ 2 کو لیگینڈ کی کارکردگی اور بائنڈنگ وابستگی کی بنیاد پر آف ٹارگیٹ بائنڈنگ (سی ڈی کے 1 اور سی ڈی کے 9) کے بغیر سی ڈی کے 2 کے سلیکٹو انفیکٹر کے طور پر جانچ پڑتال کی گئی۔ معروف سی ڈی کے انفیکٹرز پی 21 سی آئی پی 1 (سی ڈی کے این 1 اے) اور پی 27 کے آئی پی 1 (سی ڈی کے این 1 بی) ہیں۔ وہ دوائیں جو سی ڈی کے 2 کو روکتی ہیں اور سیل سائیکل کو روکتی ہیں، جیسے جی ڈبلیو 8510 اور تجرباتی کینسر کی دوائی سیلیسیلب، بہت سے سیل سائیکل فعال اینٹی ٹیومر ایجنٹوں کے لیے اپیتھیلیم کی حساسیت کو کم کر سکتی ہیں اور اس لیے، کیموتھراپی سے پیدا ہونے والی الوپیشیا کی روک تھام کے لیے ایک حکمت عملی کی نمائندگی کرتی ہیں۔ روزمارینک ایسڈ میتھائل ایسٹر ایک پودے سے ماخوذ سی ڈی کے 2 انفیکٹر ہے، جو ویسکولر ہموار پٹھوں کے خلیوں کے پھیلاؤ کو دبانے اور ماؤس ریٹینوسس ماڈل میں نیونٹیما کی تشکیل کو کم کرنے کے لیے دکھایا گیا تھا۔ ذیل میں پی ڈی بی گیلری بھی دیکھیں جس میں بہت سے انابائٹرز کے ساتھ تعاملات دکھائے گئے ہیں (بشمول پروالانول بی) جین ریگولیشن میلانوسیٹک خلیوں کی اقسام میں، سی ڈی کے 2 جین کا اظہار مائکروفتھلمیا سے وابستہ ٹرانسکرپشن عنصر کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے۔ تعاملات سائکلین پر منحصر کینیز 2 کو اس کے ساتھ تعامل کرتے ہوئے دکھایا گیا ہے: بی آر سی اے 1، سی ڈی کے 2 اے پی 1، سی ڈی کے 1 بی سی ڈی کے این 3، سی ای بی پی اے، سائکلین اے 1، سائکلین ای 1، فلیپ ڈھانچہ مخصوص اینڈو نیوکلیز 1، او آر سی 1 ایل، پی 21، پی پی ایم 1 بی، پی پی پی 2 سی اے، ریٹینوبلاسٹوما نما پروٹین 1، ریٹینوبلاسٹوما نما پروٹین 2، اور ایس کے پی 2۔ حوالہ جات مزید پڑھنے بیرونی روابط سیل سائیکل پروٹینز ای سی 2.7.11 سیل سائیکل ریگولیٹرز