Ferredoxin-thioredoxin reductase
فیریڈوکسن-تھیوریڈوکسن ریڈکٹیس، منظم نام فیریڈوکسن: تھیوریڈوکسن ڈائیسلفائڈ آکسیڈوریڈیکٹس، ایک [4Fe-4S] پروٹین ہے جو فیریڈوکسن/تھیوریڈوکسن ریگولیٹری چین میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ مندرجہ ذیل رد عمل کو متحرک کرتا ہے: 2 کم شدہ فیریڈوکسن + تھیوریڈوکسن ڈائیسلفائیڈ 2 آکسیڈائزڈ فیریڈوکسن + تھیوریڈوکسن تھائولس + 2 ایچ + فیریڈوکسن-تھیوریڈوکسن ریڈکٹیس (ایف ٹی آر) ایک الیکٹران سگنل (فوٹووریڈیوسڈ فیریڈوکسن) کو تھائول سگنل (کم شدہ تھیوریڈوکسن) میں تبدیل کرتا ہے، مخصوص ڈائیسلفائیڈ گروپوں کو کم کرکے انزائموں کو منظم کرتا ہے۔ یہ کئی فوٹو سنتھیسز انزائموں کی روشنی پر منحصر سرگرمی کو متحرک کرتا ہے اور انزائم ریگولیشن کے لیے تھائول/ڈائیسلفائڈ ایکسچینج کاسکیڈ کی پہلی تاریخی مثال تشکیل دیتا ہے۔ یہ ذیلی اکائی الفا اور ذیلی اکائی بیٹا کا ہیٹروڈائمر ہے۔ سب یونٹ الفا متغیر سب یونٹ ہے، اور بیٹا اتپریرک سلسلہ ہے۔ بیٹا ذیلی اکائی کی ساخت کا تعین کیا گیا ہے اور اسے ایف ای ایس کلسٹر کے ارد گرد جوڑتے ہوئے پایا گیا ہے۔ حیاتیاتی فعل آکسیجن پیدا کرنے والے، فوٹو سنتھیٹک حیاتیات جیسے سائانوبیکٹیریا، طحالب، سی 4، سی 3، اور کریسولیسین ایسڈ میٹابولزم (سی اے ایم) کے بڑے گروپ کاربن فکسشن ریگولیشن کے لیے فیرریڈوکسن تھیوریڈوکسن ریڈکٹیس کا استعمال کرتے ہیں۔ ایف ٹی آر، ایک بڑے فیرڈاکسن تھیورڈاکسن نظام کے حصے کے طور پر، پودوں کو روشنی کی شدت کی بنیاد پر اپنے میٹابولزم کو تبدیل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ خاص طور پر، فیرڈاکسن تھیورڈاکسن نظام کیلون سائیکل اور پینٹوز فاسفیٹ راستے میں انزائموں کو کنٹرول کرتا ہے-جو پودوں کو روشنی کی دستیابی کی بنیاد پر کاربوہائیڈریٹ کی ترکیب اور انحطاط کو متوازن کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ روشنی میں، فوٹو سنتھیسز روشنی کی توانائی کو بروئے کار لاتا ہے اور فیرڈاکسن کو کم کرتا ہے۔ ایف ٹی آر کا استعمال کرتے ہوئے، فیریڈوکسن کو کم کیا جاتا ہے اور پھر تھیوریڈوکسن کو کم کیا جاتا ہے۔ تھیوریڈوکسن، تھائول/ڈائیسلفائیڈ کے تبادلے کے ذریعے، پھر کاربوہائیڈریٹ کی ترکیب کے انزائموں جیسے کلوروپلاسٹ فرکٹوز-1,6-بسفاسفیٹیس، سیڈوہیپٹولوز-بسفاسفیٹیس، اور فاسفوریبولوکینیس کو چالو کرتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، روشنی کاربوہائیڈریٹ کی حیاتیاتی ترکیب کو فعال کرنے کے لیے ایف ٹی آر کا استعمال کرتی ہے۔ اندھیرے میں، فیریڈوکسن آکسائڈائزڈ رہتا ہے۔ یہ تھیوریڈوکسن کو غیر فعال چھوڑ دیتا ہے اور کاربوہائیڈریٹ کے ٹوٹنے کو میٹابولزم پر حاوی ہونے دیتا ہے۔ ساخت فیرڈاکسن تھیورڈاکسن ریڈکٹیس تقریبا 30 کے ڈی اے کا ایک α-β ہیٹروڈائمر ہے۔ پودوں کی مختلف انواع میں ایف ٹی آر ڈھانچے میں ایک محفوظ اتپریرک β ذیلی اکائی اور ایک متغیر α ذیلی اکائی شامل ہے۔ سینکوسسٹس ایس پی سے ایف ٹی آر کی ساخت۔ پی سی سی 6803 کا تفصیل سے مطالعہ کیا گیا ہے اور اسے 1.6 Å پر حل کیا گیا ہے۔ ایف ٹی آر ایک پتلی کنکیو ڈسک سے ملتا جلتا ہے، 10 Å مرکز کے اس پار جہاں ایک [4Fe-4S کلسٹر] رہتا ہے۔ کلسٹر سینٹر کے ایک طرف ریڈوکس ایکٹیو ڈائیسلفائیڈ بانڈز ہوتے ہیں جو تھیوریڈوکسن کو کم کرتے ہیں جبکہ مخالف ڈاکس کم شدہ فیریڈوکسن کے ساتھ ہوتے ہیں۔ یہ دو رخا ڈسک ڈھانچہ ایف ٹی آر کو بیک وقت تھیوریڈوکسن اور فیریڈوکسن کے ساتھ تعامل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ متغیر α ذیلی یونٹ میں ایک کھلا β بیرل ڈھانچہ ہوتا ہے جو پانچ مخالف متوازی β تاروں سے بنا ہوتا ہے۔ اتپریرک ذیلی اکائی کے ساتھ اس کا تعامل بنیادی طور پر β تاروں کے درمیان دو لوپس کے ساتھ ہوتا ہے۔ ان دو لوپوں میں بقیہ زیادہ تر محفوظ ہیں اور ان کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ اتپریرک ذیلی یونٹ میں 4Fe-4S کلسٹر کو مستحکم کرتے ہیں۔ ساختی طور پر، α ذیلی اکائی PsaE پروٹین سے بہت ملتی جلتی ہے، جو کہ فوٹو سسٹم I کی ذیلی اکائی ہے، حالانکہ ان کی ترتیبات یا افعال میں مماثلت نہیں دیکھی جاتی ہے۔ اتپریرک β ذیلی اکائی میں [4Fe-4S مرکز] کے ساتھ ایک عمومی α-ہیلکل ڈھانچہ ہوتا ہے۔ ایف ای ایس سینٹر اور ریڈوکس ایکٹیو سسٹین کے باقیات ان ہیلیکس کے لوپس کے اندر واقع ہیں۔ سسٹین-55، 74، 76، اور 85 کیوبین قسم کے کلسٹر کے لوہے کے ایٹموں کے ساتھ مربوط ہیں۔ اینزیمیٹک میکانزم ایف ٹی آر تھیورڈاکسن ریڈکٹیسز میں منفرد ہے کیونکہ یہ ڈائیسلفائڈ بانڈز کو کم کرنے کے لیے فلاووپروٹینز کے بجائے فی-ایس کلسٹر کوفیکٹر کا استعمال کرتا ہے۔ ایف ٹی آر اتپریرک کم شدہ فیریڈوکسن کے ساتھ اس کے تعامل سے شروع ہوتا ہے۔ یہ ایف ٹی آر لائس-47 اور فیریڈوکسن گلو-92 کے درمیان کشش کے ساتھ آگے بڑھتا ہے۔ فیرڈاکسن سے ایک الیکٹران اور فی-ایس مرکز سے ایک الیکٹران کو ایف ٹی آر کے سیس-87 اور سیس-57 ڈائیسلفائیڈ بانڈ کو توڑنے کے لیے خلاصہ کیا جاتا ہے، ایک نیوکلیوفیلک سیس-57 بناتا ہے، اور فی-ایس مرکز کو [4Fe-4S] 2 + سے [4Fe-4S] 3 + تک آکسائڈائز کرتا ہے۔ اس ایک الیکٹران (فیرڈاکسن سے) انٹرمیڈیٹ کی ساخت کا مقابلہ کیا جاتا ہے: اسٹیپلز اور دیگر۔ تجویز کرتے ہیں کہ سیس-87 کو فی-ایس مرکز میں سلفر کے ساتھ مربوط کیا جاتا ہے جبکہ ڈائی اور دیگر۔ Cys-87 کا استدلال ہے کہ یہ لوہے کے ساتھ مربوط ہے۔ اس کے بعد، نیوکلیوفیلک سیس-57، جو ایک ملحقہ ہسٹائڈائن کے باقیات سے حوصلہ افزائی کرتا ہے، تھیوریڈوکسن پر ایک ڈائیسلفائڈ پل پر حملہ کرتا ہے، جس سے ہیٹرو-ڈائیسلفائڈ تھیوریڈوکسن انٹرمیڈیٹ بنتا ہے۔ آخر میں، ایک نیا ڈاکڈ فیریڈوکسن مالیکیول حتمی الیکٹران کو ایف ای ایس سینٹر تک پہنچاتا ہے، اسے اس کی اصل 2 + حالت تک کم کرتا ہے، سیس-87، سیس-57 ڈائیسلفائڈ کو بہتر بناتا ہے، اور تھیوریڈوکسن کو مکمل طور پر دو تھائولز تک کم کرتا ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط پروٹین ڈومینز ای سی 1.8.7