Thymidylate synthase
تھائمیڈیلیٹ سنتھاز (ٹی ایس) () ایک انزائم ہے جو ڈی آکسی یوریڈائن مونوفاسفیٹ (ڈی یو ایم پی) کو ڈی آکسی تھائمیڈائن مونوفاسفیٹ (ڈی ٹی ایم پی) میں تبدیل کرنے کو متحرک کرتا ہے۔ تھائمیڈائن ڈی این اے میں نیوکلیوٹائڈز میں سے ایک ہے۔ ٹی ایس کی روک تھام کے ساتھ، ڈی آکسینوکلیوٹائڈز کا عدم توازن اور ڈی یو ایم پی کی بڑھتی ہوئی سطح پیدا ہوتی ہے۔ دونوں ہی ڈی این اے کو نقصان پہنچاتے ہیں۔ فنکشن مندرجہ ذیل رد عمل کو تھائمیڈیلیٹ سنتھس کے ذریعے اتپریرک کیا جاتا ہے: 5,10-میتھائلینیٹراہائڈروفولیٹ + ڈی یو ایم پی ڈائی ہائیڈروفولیٹ + ڈی ٹی ایم پی تخفیف میتھیلیشن کے ذریعے، ڈی آکسی یوریڈین مونو فاسفیٹ (ڈی یو ایم پی) اور این 5، این 10-میتھائلین ٹیٹرا ہائیڈروفولیٹ کو مل کر ڈی ٹی ایم پی بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جس سے ڈائی ہائیڈروفولیٹ بطور ثانوی پروڈکٹ حاصل ہوتا ہے۔ یہ ڈی ٹی ایم پی کی پیداوار کے لیے واحد ڈی نووو راستہ فراہم کرتا ہے اور فولیٹ میٹابولزم میں واحد انزائم ہے جس میں ایک کاربن کی منتقلی کے دوران 5,10-میتھائلینیٹراہائڈروفولیٹ کو آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ عام ڈی این اے نقل میں 4 ڈی این اے پیشروؤں کی متوازن فراہمی کو منظم کرنے کے لیے انزائم ضروری ہے: انزائم کی سرگرمی میں نقائص جو ریگولیشن کے عمل کو متاثر کرتے ہیں مختلف حیاتیاتی اور جینیاتی اسامانیتاوں کا سبب بنتے ہیں، جیسے تھامین لیس موت۔ انزائم بعض کیموتھراپیٹک ادویات کے لیے ایک اہم ہدف ہے۔ تھائمیڈیلیٹ سنتھاز زیادہ تر پرجاتیوں میں تقریبا 30 سے 35 کے ڈی اے کا ایک انزائم ہے سوائے پروٹوزون اور پودوں کے جہاں یہ ایک بائی فنکشنل انزائم کے طور پر موجود ہے جس میں ڈائی ہائیڈروفولیٹ ریڈکٹیز ڈومین شامل ہے۔ ایک سسٹین کے باقیات اتپریرک طریقہ کار میں شامل ہوتے ہیں (یہ 5,6-ڈائی ہائیڈرو-ڈی یو ایم پی انٹرمیڈیٹ کو باہمی طور پر باندھتا ہے)۔ اس انزائم کی فعال جگہ کے ارد گرد کی ترتیب فیجز سے لے کر ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں تک محفوظ ہے۔ تھائمیڈیلیٹ سنتھس ایک ٹرانسکرپشن عنصر ایل ایس ایف/ٹی ایف سی پی 2 سے متاثر ہوتا ہے اور ایل ایس ایف ہیپاٹو سیلولر کارسنوما میں ایک اونکوجین ہے۔ ایل ایس ایف اور تھائمیڈیلیٹ سنتھاز جگر کے کینسر کے پھیلاؤ اور ترقی اور منشیات کے خلاف مزاحمت میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ طبی اہمیت تھائمیڈیلیٹ سنتھس (ٹی ایس) ڈی این اے بایوسنتھیس کے ابتدائی مراحل میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ ڈی این اے کو نقصان یا حذف کرنا روزانہ کی بنیاد پر اندرونی اور ماحولیاتی دونوں عوامل کے نتیجے میں ہوتا ہے۔ اس طرح کے ماحولیاتی عوامل میں بالائے بنفشی نقصان اور سگریٹ کا دھواں شامل ہے جس میں مختلف قسم کے کارسنوجینز ہوتے ہیں۔ لہذا، جسم کے معمول کے افعال اور کینسر کی سرگرمی سے بچنے کے لیے صحت مند ڈی این اے کی ترکیب اور اندراج بہت ضروری ہے۔ اس کے علاوہ، خلیوں کی نشوونما کے لیے ضروری اہم نیوکلیوٹائڈز کی ترکیب میں روک تھام اہم ہے۔ اس وجہ سے، ٹی ایس کیموتھراپی کے ذریعے کینسر کے علاج کے لیے ایک اہم ہدف بن گیا ہے۔ ٹی ایس انابائٹرز کا شکار ہونے کے لیے ٹی ایس کی حساسیت کولوریکٹل، پینکریٹک، اووریئن، گیسٹرک اور چھاتی کے کینسر کے علاج کے طور پر اس کی کامیابی کا ایک اہم حصہ ہے۔ ٹی ایس کو منشیات کے ہدف کے طور پر استعمال کرنا ٹی ایس انفیکٹرز کا استعمال ٹی ایس کو منشیات کے ہدف کے طور پر استعمال کرنے کا ایک اہم مرکز بن گیا ہے۔ سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا انفیکٹر 5-فلوروراسیل (5-ایف یو) اور اس کی میٹابولائزڈ شکل 5-فلوریوڈیوکسیوریڈائن مونو فاسفیٹ (5-ایف ڈی یو ایم پی) ہے، جو ایک اینٹی میٹابولائٹ کے طور پر کام کرتا ہے جو مسابقتی پابند کے ذریعے ٹی ایس کو ناقابل واپسی طور پر روکتا ہے۔ تاہم، بہت سے مریضوں میں پائے جانے والے 5-ایف یو کی کم سطح کی وجہ سے، یہ دریافت کیا گیا ہے کہ لیوکووورن (ایل وی) کے ساتھ مل کر، 5-ایف یو ٹیومر کی ترقی کے طریقہ کار کو کم کرنے اور مدافعتی نظام کی سرگرمی کو بڑھانے میں زیادہ کامیابی حاصل کرتا ہے۔ تجرباتی طور پر، یہ دکھایا گیا ہے کہ ٹی ایس اظہار کی کم سطح 5-ایف یو اور اعلی کامیابی کی شرح اور بڑی آنت اور جگر کے کینسر کے مریضوں کی بقا کے لیے بہتر ردعمل کا باعث بنتی ہے۔ تاہم، اضافی تجربات نے محض یہ کہا ہے کہ ٹی ایس کی سطح پھیپھڑوں کے اڈینوکارسنوما والے افراد کے لیے بیماری کے مرحلے، خلیوں کے پھیلاؤ اور ٹیومر کی تفریق سے وابستہ ہو سکتی ہے لیکن کم سطح ضروری نہیں کہ اعلی کامیابی کے اشارے ہوں۔ ٹی ایس ایم آر این اے کے اظہار کی سطح بعض کینسر کے خلیوں کی مہلک صلاحیت کی پیش گوئی کرنے میں مددگار ثابت ہوسکتی ہے، اس طرح کینسر کے علاج کے اہداف کو بہتر بنایا جاسکتا ہے اور کینسر کے مریضوں میں بقا کی شرح زیادہ ہوتی ہے۔ [ہاشیموتو] سیل سائیکل سے ٹی ایس کا تعلق بھی کینسر کے علاج میں اس کے استعمال میں معاون ہے۔ سیل سائیکل پر منحصر کئی کنیس اور نقل و حمل کے عوامل سیل سائیکل میں ٹی ایس کی سطح کو متاثر کرتے ہیں جو ایس مرحلے کے دوران اس کی سرگرمی میں اضافہ کرتے ہیں لیکن اس کی سرگرمی کو کم کرتے ہیں جبکہ خلیات اب پھیل نہیں رہے ہیں۔ آٹو ریگولیٹری انداز میں، ٹی ایس نہ صرف اپنے ترجمہ کو کنٹرول کرتا ہے بلکہ دوسرے پروٹین جیسے پی 53 کو بھی کنٹرول کرتا ہے جو تغیر کے ذریعے ٹیومر کی زیادہ نشوونما کی جڑ ہے۔ اس کے ترجمہ کے ذریعے، ٹی ایس کا کینسر کے خلیوں اور ٹیومر میں مختلف اظہار ہوتا ہے، جو خلیوں کی ابتدائی موت کا باعث بنتا ہے۔ انٹرایکٹو راستے کا نقشہ میکانزم کی تفصیل مجوزہ میکانزم میں، ٹی ایس 1,4 اضافے کے ذریعے سبسٹریٹ ڈی یو ایم پی کے ساتھ ایک کوولینٹ بانڈ بناتا ہے جس میں سسٹین نیوکلیوفائل شامل ہوتا ہے۔ سبسٹریٹ ٹیٹرا ہائیڈروفولیٹ الفا کاربن کو ایک میتھائل گروپ کا عطیہ کرتا ہے جبکہ ڈی ٹی ایم پی بنانے کے لیے ڈی یو ایم پی پر نئے میتھائل کو کم کرتا ہے۔ یہ ثابت ہو چکا ہے کہ ٹی ایچ ایف اور ڈی یو ایم پی کے ساتھ تعامل کے ذریعے بننے والی امائن ٹی ایس کی ساخت میں تغیرات کے ذریعے ڈی یو ایم پی کے ساتھ تعامل میں ایک درمیانی ہے جو طریقہ کار کی تکمیل کو روکتی ہے۔ V316Am TS، دونوں ذیلی اکائیوں سے C ٹرمینل ویلائنز کو حذف کرنے والا ایک میوٹینٹ، اوپر بیان کردہ میکانزم سے پہلے بی آر ڈی یو ایم پی کے ڈیہالوجنیشن اور ٹی ایچ ایف اور ڈی یو ایم پی کے ساتھ کوولینٹ بانڈ کے اتپریرک کی اجازت دیتا ہے۔ میوٹینٹ ٹی ایس ڈی ٹی ایم پی بنانے کے لیے کوولینٹ بانڈز کو توڑنے کے لیے درکار سی-ٹرمینل کنفارمیشنل تبدیلی کو پورا کرنے سے قاصر ہے، اس طرح مجوزہ میکانزم کو درست ظاہر کرتا ہے۔ اس ڈھانچے کا اندازہ V316Am TS کی ایکس رے کرسٹلگرافی کے ذریعے لگایا گیا تھا تاکہ مکمل ہوموڈیمر TS ڈھانچے کی وضاحت کی جا سکے (شکل 1)۔ اس کے علاوہ، اس نے ڈائمرز کے درمیان 175Arg اور 174Arg کے ممکنہ تعاملات کو دکھایا۔ خیال کیا جاتا ہے کہ یہ ارجنائنز فاسفیٹ گروپ میں ہائیڈروجن بانڈ بنا کر فعال مقامات کے اندر یو ایم پی ڈھانچے کو مستحکم کرتے ہیں (شکل 2)۔ [اسٹراؤڈ اینڈ فائنر-مور] 5-ایف یو ٹی ایس کا ایک روک تھام ہے۔ خلیے میں داخل ہونے پر، 5-فلوروراسیل (5-ایف یو) مختلف قسم کے فعال میٹابولائٹس میں انٹرا سیلولر طور پر تبدیل ہو جاتا ہے۔ ایسا ہی ایک میٹابولائٹ ایف ڈی یو ایم پی ہے جو الفا کاربن پر ہائیڈروجن کی جگہ فلورائن کے ذریعے ڈی یو ایم پی سے مختلف ہوتا ہے۔ ایف ڈی یو ایم پی ڈی یو ایم پی کے نیوکلیوٹائڈ بائنڈنگ سائٹ پر پابند ہو کر ٹی ایس کو روکنے کے قابل ہے۔ یہ مسابقتی بائنڈنگ ڈی یو ایم پی [لانگلی] سے ڈی ٹی ایم پی کی ترکیب کے معمول کے کام کو روکتی ہے۔ اس طرح ڈی یو ایم پی خاتمے کا رد عمل ظاہر کرنے اور ٹی ایچ ایف سے میتھائل عطیہ مکمل کرنے سے قاصر ہے۔ شکل 1. یہ شکل ہوموڈیمر یعنی ٹی ایس کو ظاہر کرتی ہے۔ جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں کہ نارنجی اور ٹیل کی کمر کی ہڈیاں کبھی آپس میں نہیں جڑتی یا آپس میں جڑی نہیں ہوتیں، لیکن ڈائمرز کے درمیان سائیڈ چین تعاملات ہوتے ہیں۔ نارنجی پروٹین پر، آپ واضح طور پر دو لمبی سائیڈ چینز کا پتہ لگا سکتے ہیں جو ٹیل پروٹین میں داخل ہوتی ہیں (یہ پیلے رنگ کے دائرے میں واقع ہے)۔ دیگر بھورے رنگ کے حصے سائیڈ چینز ہیں جو فعال سائٹ کے اندر تعامل کرتے ہیں۔ پیلے رنگ کے دائرے کے بالکل نیچے، آپ سائیڈ چینز اور ترتیب کا ایک ہی نمونہ دیکھ سکتے ہیں۔ شکل 2. یہ اعداد و شمار تھائمیڈیلیٹ سنتھس کے فعال مقام پر ارجنائنز اور یو ایم پی کے درمیان ممکنہ ایچ-بانڈ تعاملات کو ظاہر کرتے ہیں۔ یہ نیلے ٹپس اور سرخ ٹپس کے درمیان دھندلی لکیروں سے دیکھا جا سکتا ہے۔ یہ ارجنائنز یو ایم پی مالیکیول کی پوزیشن کو برقرار رکھنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں تاکہ تعامل صحیح طریقے سے ہو سکے۔ اوپری دائیں کونے میں دو ارجنائنز جو پیچھے کی ہڈی پر ایک دوسرے کے ساتھ واقع ہیں دراصل اس ڈائمر انزائم کے دوسرے پروٹین سے ہیں۔ یہ تعامل بہت سی بین سالماتی قوتوں میں سے ایک ہے جو ان دونوں ترتیری ڈھانچوں کو ایک ساتھ رکھتی ہے۔ اوپری درمیانی علاقے میں پیلے رنگ کا اسٹینڈ سلفر بانڈ کو ظاہر کرتا ہے جو سسٹین سائیڈ چین اور یو ایم پی کے درمیان بنتا ہے۔ یہ یو ایم پی کو فعال سائٹ کے اندر اس وقت تک برقرار رکھتا ہے جب تک کہ یہ ٹی ایم پی کی پیداوار پر رد عمل ظاہر نہ کرے۔ مزید پڑھیں بیرونی روابط پی ڈی بی-کے بی انسانی تھائمیڈیلیٹ سنتھس ای سی کے لیے پی ڈی بی میں دستیاب تمام ساخت کی معلومات کا ایک جائزہ فراہم کرتا ہے۔