Maltose-binding protein
مالٹوز بائنڈنگ پروٹین (ایم بی پی) ایسچریچیا کولی کے مالٹوز/مالٹوڈیکسٹرین سسٹم کا ایک حصہ ہے، جو مالٹوڈیکسٹرینز کے اضافے اور موثر کیٹابولزم کا ذمہ دار ہے۔ یہ ایک پیچیدہ ریگولیٹری اور نقل و حمل کا نظام ہے جس میں بہت سے پروٹین اور پروٹین کمپلیکس شامل ہیں۔ ایم بی پی کی سالماتی کمیت تقریبا 42.5 کلو ڈالٹن ہے۔ ساخت اور فولڈنگ ایم بی پی کو ایسچریچیا کولی کے میل ای جین کے ذریعے انکوڈ کیا جاتا ہے۔ میل ای جین ایک پیش رو پولی پیپٹائڈ (396 امینو ایسڈ کے باقیات) کے لیے کوڈ کرتا ہے جو این ایچ 2-ٹرمینل ایکسٹینشن (26 باقیات) کے پھٹنے پر پختہ ایم بی پی (370 باقیات) پیدا کرتا ہے۔ ایم بی پی کی پیشگی اور پختہ شکلوں میں کوئی سسٹین کے باقیات نہیں ہوتے ہیں۔ ایم بی پی ایک مونومیرک پروٹین ہے۔ کرسٹل ڈھانچوں سے پتہ چلتا ہے کہ ایم بی پی کو دو الگ الگ گلوبولر ڈومینز میں تقسیم کیا گیا ہے جو تین مختصر پولی پیپٹائڈ حصوں سے جڑے ہوئے ہیں۔ دونوں ڈومینز کو ایک گہری نالی سے الگ کیا جاتا ہے جس میں مالٹوز/مالٹوڈیکسٹرین بائنڈنگ سائٹ ہوتی ہے۔ ایم بی پی کی لگینڈڈ اور غیر لگینڈڈ شکلوں کے ڈھانچوں کے موازنہ سے پتہ چلتا ہے کہ مالٹوز کا پابند ہونا ایک بڑی تشکیلی تبدیلی کو جنم دیتا ہے جو منسلک پولی پیپٹائڈ قبضے کے ارد گرد دونوں ڈومینز کی سخت حرکت سے نالی کو بند کر دیتا ہے۔ ایم بی پی کی پیشگی اور پختہ دونوں شکلیں مالٹوز کے بائنڈنگ کے لیے فعال ہیں۔ این ایچ 2-ٹرمینل ایکسٹینشن ایم بی پی کی سابقہ شکل کی فولڈنگ ریٹ کو اس کی پختہ شکل کے مقابلے میں کم از کم 5 گنا کم کر دیتی ہے، لیکن اس کا بے نقاب ہونے کی شرح پر کوئی اثر نہیں پڑتا ہے۔ ایم بی پی کے توازن کو 25 ڈگری سیلسیس، پی ایچ 7.6 پر 9.45 کلو کیلوری مول-1 کے برابر استحکام کے ساتھ دو ریاستی میکانزم کے ذریعے ماڈل کیا جا سکتا ہے۔ لوکلائزیشن اور ایکسپورٹ ایم بی پی کو ای کولی کے پیریپلاسمک اسپیس میں برآمد کیا جاتا ہے۔ ایم بی پی کی این ایچ 2-ٹرمینل ایکسٹینشن، جسے سگنل پیپٹائڈ بھی کہا جاتا ہے، کے دو کردار ہیں: (i) یہ نئے سنتھسائزڈ پولی پیپٹائڈ کے فولڈنگ کو سست کرتا ہے، اور (ii) یہ اس پولی پیپٹائڈ کو جھلی اور سیک وائی ای جی ٹرانسلوکون کی طرف لے جاتا ہے۔ ایک بار جوڑنے کے بعد، پیش خیمہ اب نقل مکانی کے راستے میں داخل نہیں ہو سکتا۔ سگنل پیپٹائڈ کے ہائیڈروفوبک کور کے اندر چارج شدہ امینو ایسڈ کے باقیات یا پرولین کے باقیات کا تعارف برآمد کو روکنے کے لیے کافی ہے۔ اتپریورتن ایم بی پیز کی عیب دار برآمدات ٹرانسلوکون موٹر پروٹین ایس ای سی اے کے ساتھ اس کے تعامل میں سگنل پیپٹائڈ کے الفا ہیلکل تشکیل اور ہائیڈروفوبک تعاملات کے مطابق ہیں۔ اظہار کا کنٹرول میل ای جین، جو ایم بی پی کے لیے کوڈنگ کرتا ہے، ای کولی کے مال ریگولن سے تعلق رکھتا ہے، جو دس جینوں پر مشتمل ہوتا ہے جن کی مصنوعات مالٹوز اور مالٹوڈیکسٹرن کے موثر استعمال کے لیے تیار ہوتی ہیں۔ مالٹوز/مالٹوڈیکسٹرین کی نقل و حمل میں شامل تمام جین، بشمول مال ای، ای کولی کے مال بی خطے میں جمع ہوتے ہیں اور دو مختلف آپریٹرز میں منظم ہوتے ہیں: مال ای-مال ایف-مال جی اور مال کے-لام بی۔ مال ای پی اور مال کے پی پروموٹروں پر ٹرانسکرپشن اسٹارٹ سائٹس 271 بیس جوڑوں سے دور ہیں۔ مال ای پی اور مال کے پی پروموٹر مال ریگولیٹر کے ایکٹیویٹر پروٹین مال ٹی اور سی اے ایم پی ریسیپٹر پروٹین سی آر پی کے ذریعے ہم آہنگی سے متحرک ہوتے ہیں۔ یہ ایکٹیویشن ایک جوڑا ہوا عمل ہے جس میں مال ایپ سے مال کے پی کی طرف جانا شامل ہے: دو مالٹ بائنڈنگ سائٹس ؛ تین سی آر پی بائنڈنگ سائٹ، اور تین مالٹ بائنڈنگ سائٹس کے دو اوور لیپنگ سیٹ، جو تین بیس جوڑوں سے متزلزل ہیں۔ ٹرانسکرپشن ایکٹیویشن کے لیے ایڈینوسین ٹرائی فاسفیٹ (اے ٹی پی) اور مالٹوٹریوز کو مالٹی کے ساتھ باندھنے اور سائیکلک اے ایم پی کو سی آر پی کے ڈائمر کے ساتھ باندھنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ مالٹی کی غیر لیگینڈڈ شکل مونومیرک ہے جبکہ اس کی لیگینڈڈ شکل، اے ٹی پی اور مالٹوٹریوز کی موجودگی میں، اولیگومیرک ہے۔ پروٹین کے طور پر استعمال کریں اور پیپٹائڈ ویکٹر ایم بی پی کا استعمال ای کولی میں ظاہر ہونے والے ریکومبیننٹ پروٹین کی گھلنشیلتا کو بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ ان نظاموں میں، دلچسپی کے پروٹین کو اکثر ایم بی پی فیوژن پروٹین کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے، جو دلچسپی کے پروٹین کو جمع کرنے سے روکتا ہے۔ وہ طریقہ کار جس کے ذریعے ایم بی پی گھلنشیلتا میں اضافہ کرتا ہے اچھی طرح سے سمجھ میں نہیں آتا ہے۔ اس کے علاوہ، ایم بی پی کو خود ریکومبیننٹ پروٹین کی صفائی کے لیے ایک وابستگی ٹیگ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فیوژن پروٹین امیلوز کالموں سے جڑا رہتا ہے جبکہ دیگر تمام پروٹین بہہ جاتے ہیں۔ ایم بی پی-پروٹین فیوژن کو کالم کو مالٹوز کے ساتھ نکال کر صاف کیا جا سکتا ہے۔ ایک بار فیوژن پروٹین کو صاف شدہ شکل میں حاصل کرنے کے بعد، دلچسپی کے پروٹین کو اکثر ایک مخصوص پروٹیز کے ساتھ ایم بی پی سے الگ کیا جاتا ہے اور پھر اسے ایفینیٹی کرومیٹوگرافی کے ذریعے ایم بی پی سے الگ کیا جا سکتا ہے۔ ایم بی پی کی ساخت اور افعال کے درمیان تعلقات کا پہلا مطالعہ میل ای جین میں ایک مختصر ڈی این اے ٹکڑے کے بے ترتیب اندراج، بام ایچ آئی پابندی سائٹ کے لیے کوڈنگ کے ذریعے کیا گیا تھا۔ کچھ اندراجات نے ایم بی پی کے افعال کو متاثر کیا جبکہ دیگر اجازت دینے والے تھے۔ اجازت دینے والے مقامات جو ایم بی پی کے اندرونی تھے، اینٹیجینک پیپٹائڈز داخل کرنے اور چوہوں میں مدافعتی ردعمل کو چیلنج کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے تھے۔ 3 '-OH ٹرمینل اندراجات کا استعمال فیوژن پروٹین بنانے اور ایم بی پی کے استعمال کو غیر ملکی پروٹین اور پیپٹائڈز کی صفائی کے لیے ایک وابستگی ہینڈل کے طور پر کراس لنکڈ امیلوز پر وابستگی کرومیٹوگرافی اور ہلکے فزیکو کیمیائی حالات میں مالٹوز کے ساتھ ایلیوشن کے ذریعے تیار کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ اس طرح کے فیوژن پروٹین کے اظہار اور صفائی کو آسان بنانے کے لیے کئی پلازمیڈ ویکٹر تیار کیے گئے تھے۔ جب ریکومبیننٹ ایم بی پی میں سگنل پیپٹائڈ شامل ہوتا ہے، تو فیوژن پروٹین کو پیریپلاسمک اسپیس میں برآمد کیا جا سکتا ہے، جو اس کی صفائی کو آسان بناتا ہے کیونکہ پیریپلاسمک سیال میں صرف محدود تعداد میں پروٹین ہوتے ہیں اور اسے یا تو اسموٹک شاک کے ذریعے یا پولیمیکسن بی جیسے اینٹی بائیوٹکس کے ساتھ بیکٹیریل بیرونی جھلی کے پارگمیبلائزیشن کے ذریعے بازیافت کیا جا سکتا ہے۔ پیریپلاسمک اسپیس میں فیوژن پروٹین کی اس طرح کی برآمد مسافر پروٹین میں ڈائیسلفائڈ بانڈ کی تشکیل کو قابل بناتی ہے، مثال کے طور پر اینٹی باڈی کے ٹکڑے۔ غیر ملکی پروٹین جو اپنے آبائی جاندار میں برآمد یا خفیہ ہوتے ہیں، عام طور پر ایم بی پی کے ساتھ فیوژن کے ذریعے ای کولی پیریپلازم میں برآمد کیے جا سکتے ہیں۔ سائٹوپلاسمک پروٹین کی مثالیں جنہیں ایم بی پی کے ساتھ فیوژن کے ذریعے برآمد کیا جا سکتا ہے، ان میں مونومیرک کلینو پولیمرس اور فیج ایم 13 کا ڈائمرک جین وی پروٹین شامل ہیں۔ جب ریکومبیننٹ ایم بی پی میں یا تو عیب دار یا کوئی سگنل پیپٹائڈ شامل نہیں ہوتا ہے تو فیوژن پروٹین بیکٹیریل سائٹوپلازم کے اندر رہتا ہے جہاں سے اسے خلیوں کو توڑ کر بازیافت کیا جا سکتا ہے۔ ایم بی پی کے ساتھ پروٹین کا فیوژن عام طور پر ان کی گھلنشیلتا کو بڑھاتا ہے اور ان کی مناسب فولڈنگ کو آسان بناتا ہے تاکہ فیوژن پروٹین اکثر دو فعال ہوں۔ اس کے علاوہ، اس طرح کے فیوژن مشکل پروٹین کی کرسٹلائزیشن کو آسان بنا سکتے ہیں، جیسے۔ جھلی پروٹین۔ کرسٹلائزڈ پروٹین اکثر اپنے ڈھانچے کو ایکس رے کرسٹلگرافی کے ذریعے کسی معروف ایم بی پی ڈھانچے پر مالیکیولر متبادل کا استعمال کرتے ہوئے حل کر سکتے ہیں۔ پروٹین ٹیگ فلوروسینٹ گلوکوز بائیوسینسرز گلوٹاتھیون ایس-ٹرانسفر حوالہ جات بیرونی لنکس این-ٹرمینل فیوژن آف ٹارگٹ پروٹین ٹو مالٹوز بائنڈنگ پروٹین ایٹ مشیگن ٹیکنولوجیکل یونیورسٹی جنیرک پروٹوکول برائے اظہار اور ایسچریچیا کولی میں ریکومبیننٹ پروٹین کی صفائی کے لیے ایک مشترکہ ہس 6-مالٹوز بائنڈنگ پروٹین فیوژن ٹیگ پروٹین کا استعمال کرتے ہوئے