Phosphopentose epimerase
آر پی ای جین کے ذریعے انکوڈ کردہ فاسفوپینٹوز ایپیمیریز (جسے ربولوز-فاسفیٹ 3-ایپیمیریز اور ربولوز 5-فاسفیٹ 3-ایپیمیریز بھی کہا جاتا ہے) ایک میٹالوپروٹین ہے جو ڈی-ربولوز 5-فاسفیٹ اور ڈی-زائلولوز 5-فاسفیٹ کے درمیان باہمی تبدیلی کو متحرک کرتا ہے۔ D-ربولوز 5-فاسفیٹ D-xylulose 5-فاسفیٹ یہ ریورسیبل تبدیلی پودوں میں کاربن فکسشن کے لیے-کیلون سائیکل کے ذریعے-اور پینٹوز فاسفیٹ راستے کے غیر آکسیڈیٹیو مرحلے کے لیے ضروری ہے۔ اس انزائم کو اضافی پینٹوز اور گلوکورونیٹ کے باہمی تبادلوں میں بھی شامل کیا گیا ہے۔ کپریاویڈس میٹالائڈورانس میں پی پی ای کے لیے جین کوڈنگ کی دو کاپیاں معلوم ہیں، ایک کروموسومل طور پر انکوڈ شدہ ہے، دوسرا پلازمیڈ پر ہے۔ پی پی ای بیکٹیریا، آرکی بیکٹیریا، فنگی اور پودوں کی ایک وسیع رینج میں پایا گیا ہے۔ تمام پروٹینوں میں 209 سے 241 امینو ایسڈ کے باقیات ہوتے ہیں۔ انزائم میں ٹی آئی ایم بیرل کا ڈھانچہ ہوتا ہے۔ نام اس انزائم کلاس کا منظم نام ڈی-ربولوز-5-فاسفیٹ 3-ایپیمیریز ہے۔ عام استعمال میں دیگر ناموں میں فاسفوریبولوز ایپیمیرس، erythrose-4-فاسفیٹ آئسومیرس، فاسفوکیٹوپینٹوز 3-ایپیمیرس، xylulose فاسفیٹ 3-ایپیمیرس، فاسفوکیٹوپینٹوز ایپیمیرس، ربولوز 5-فاسفیٹ 3-ایپیمیرس، ڈی-ربولوز فاسفیٹ 3-ایپیمیرس، ڈی-ربولوز 5-فاسفیٹ ایپیمیرس، ڈی-ربولوز-5-پی 3-ایپیمیرس، ڈی-زائلولوز-5-فاسفیٹ 3-ایپیمیرس، اور پینٹوز-5-فاسفیٹ 3-ایپیمیرس شامل ہیں۔ یہ انزائم 3 میٹابولک راستوں میں حصہ لیتا ہے: پینٹوز فاسفیٹ کا راستہ، پینٹوز اور گلوکوورونیٹ کے باہمی تبادلے، اور کاربن فکسشن۔ اس ڈومین پر مشتمل انسانی پروٹین آر پی ای (جین) ہے۔ فیملی فاسفوپینٹوز ایپیمیریز کا تعلق بڑھتی ہوئی درجہ بندی کے دو پروٹین خاندانوں سے ہے۔ یہ انزائم آئسومیرس خاندان سے تعلق رکھتا ہے، خاص طور پر وہ ریسمس اور ایپیمیرس جو کاربوہائیڈریٹ اور ان کے مشتقات پر عمل کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، پروٹین ڈیٹا بیس کی ساختی درجہ بندی نے "ربولوز فاسفیٹ بائنڈنگ" سپر فیملی کی وضاحت کی ہے جس کے لیے یہ ایپیمیرس ایک رکن ہے۔ اس سپر فیملی میں شامل دیگر پروٹین 5 '-مونو فاسفیٹ ڈیکاربوکسیلیز (او ایم پی ڈی سی)، اور 3-کیٹو-ایل-گلونیٹ 6-فاسفیٹ ڈیکاربوکسیلیز (کے جی پی ڈی سی) ہیں۔ ڈھانچہ 2007 کے آخر تک، اس طبقے کے انزائموں کے لیے 4 ڈھانچے حل کیے گئے ہیں، جن میں پی ڈی بی الحاق کوڈز،، اور۔ مجموعی طور پر کرسٹلگرافک مطالعات نے فاسفوپینٹوز ایپیمیرس کے اپونزیم ڈھانچے کو واضح کرنے میں مدد کی ہے۔ ان مطالعات کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ یہ انزائم محلول میں ہوموڈیمر کے طور پر موجود ہے۔ مزید برآں، فاسفوپینٹوز ایپیمیرس ایک (β/α) 8 ٹرائیوسفاسفیٹ آئسومیرس (TIM) بیرل میں جوڑ جاتا ہے جس میں لوپس شامل ہوتے ہیں۔ کور بیرل 8 متوازی تاروں پر مشتمل ہوتا ہے جو مرکزی بیٹا شیٹ بناتے ہیں، جس میں ہیلیکس مسلسل تاروں کے درمیان واقع ہوتے ہیں۔ اس ڈھانچے میں لوپس سبسٹریٹ کی خصوصیات کو منظم کرنے کے لیے جانے جاتے ہیں۔ خاص طور پر، وہ لوپ جو ہیلکس α6 کو اسٹرینڈ β6 سے جوڑتا ہے، سبسٹریٹ کے پابند ہونے پر فعال سائٹ کو ڈھک دیتا ہے۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، فاسفوپینٹوز ایپیمیرس ایک میٹالونزیم ہے۔ اس کی فعالیت کے لیے ایک کوفیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے اور فی ذیلی یونٹ ایک ڈیویلینٹ میٹل کیشن کو باندھتا ہے۔ یہ انزائم Zn2 + کو بنیادی طور پر اتپریرک کے لیے، Co2 + اور Mn2 + کے ساتھ استعمال کرتا ہوا دکھایا گیا ہے۔ تاہم، انسانی فاسفوپینٹوز ایپیمیریز-جو کہ آر پی ای جین کے ذریعے انکوڈ کیا جاتا ہے-اس لحاظ سے مختلف ہے کہ یہ فی 2 + کو بنیادی طور پر اتپریرک میں باندھتا ہے۔ فی 2 + آکٹاہیڈرل طور پر مربوط ہے اور شکل میں مشاہدہ کردہ 2,3-اینڈیولیٹ ری ایکشن انٹرمیڈیٹ کو مستحکم کرتا ہے۔ فعال سائٹ β6/α6 لوپ کا علاقہ سبسٹریٹ کے ساتھ تعامل کرتا ہے اور فعال سائٹ تک رسائی کو منظم کرتا ہے۔ اس خطے کے Phe147، Gly148، اور Ala149 ایک بار بائنڈنگ ہونے کے بعد فعال سائٹ کو کیپ کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، فی 2 + آئن کو اس کے 35، اس کے 70، ایس پی 37، ایس پی 175، اور سبسٹریٹ کے آکسیجن او 2 اور او 3 کے ساتھ مربوط کیا جاتا ہے۔ آئرن کیشن سے سبسٹریٹ ایٹموں کا بندھن اتپریرک کے دوران کمپلیکس کو مستحکم کرنے میں مدد کرتا ہے۔ میوٹیجینیسیس کے مطالعات نے یہ بھی اشارہ کیا ہے کہ دو ایسپارٹک ایسڈ فعال جگہ کے اندر واقع ہوتے ہیں اور 1,1-پروٹون ٹرانسفر ری ایکشن کے ذریعے اتپریرک میں ثالثی میں مدد کرتے ہیں۔ ایسپرٹک ایسڈ ایسڈ/بیس اتپریرک ہوتے ہیں۔ آخر میں، ایک بار جب لگینڈ فعال سائٹ سے منسلک ہوجاتا ہے، تو میتھیونائنز کا ایک سلسلہ (میٹ 39، میٹ 72، اور میٹ 141) سکڑنے کے ذریعے مزید حرکت کو محدود کرتا ہے۔ میکانزم فاسفوپینٹوز ایسڈ/بیس قسم کے اتپریرک میکانزم کا استعمال کرتا ہے۔ رد عمل اس طرح سے آگے بڑھتا ہے کہ ٹرانس-2,3-اینڈیول فاسفیٹ انٹرمیڈیٹ ہے۔ اوپر بیان کردہ دو ایسپرٹک ایسڈ پروٹون ڈونرز اور قبولیت کے طور پر کام کرتے ہیں۔ ایس پی 37 اور ایس پی 175 دونوں ہائیڈروجن ہیں جو فعال جگہ پر لوہے کے کیشن سے جڑے ہوئے ہیں۔ جب ایس پی 37 کو ڈیپروٹونیٹ کیا جاتا ہے، تو یہ ڈی-ربولوز 5-فاسفیٹ کے تیسرے کاربن پر ایک پروٹون پر حملہ کرتا ہے، جو انٹرمیڈیٹ بناتا ہے۔ ایک مربوط مرحلے میں، جیسے ہی ایس پی 37 ایک پروٹون کو پکڑتا ہے، سبسٹریٹ پر موجود کاربونل بانڈ ایس پی 175 سے دوسرا پروٹون پکڑ کر ہائیڈروکسیل گروپ بناتا ہے۔ لوہے کا کمپلیکس کسی بھی اضافی چارج کو مستحکم کرنے میں مدد کرتا ہے۔ یہ ڈی-ربولوز 5-فاسفیٹ کا سی 3 ہے جو اس ایپیمیرائزیشن سے گزرتا ہے، جس سے ڈی-زائلولوز 5-فاسفیٹ بنتا ہے۔ طریقہ کار کو شکل میں واضح طور پر دکھایا گیا ہے۔ فنکشن کیلون سائیکل الیکٹران مائکروسکوپی کے پودوں میں تجربات سے پتہ چلا ہے کہ فاسفوپینٹوز ایپیمیرس کلوروپلاسٹ کی تھائلاکوئڈ جھلی میں مقامی ہوتا ہے۔ یہ ایپی میریز کیلون سائیکل کے تیسرے مرحلے میں حصہ لیتا ہے، جس میں ربولوز 1,5-بیس فاسفیٹ کی تخلیق نو شامل ہوتی ہے۔ آر یو بی پی راستے کے پہلے مرحلے میں کاربن ڈائی آکسائیڈ (سی او 2) کو قبول کرنے والا ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ فاسفوپینٹوز ایپیمیرس کیلون سائیکل کے ذریعے بہاؤ کو منظم کرتا ہے۔ ربولوز 1,5-بیس فاسفیٹ کی تخلیق نو کے بغیر، سائیکل جاری رکھنے سے قاصر ہوگا۔ لہذا، اس ایپی میریز کے ذریعے زائلولوز 5-فاسفیٹ کو الٹا ربولوز 5-فاسفیٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، فاسفوریبولوز کینیز ربولوز 5-فاسفیٹ کو ربولوز 1,5-بیس فاسفیٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ پینٹوز فاسفیٹ کا راستہ پینٹوز فاسفیٹ کے راستے (پی پی پی) کے رد عمل سائٹوپلازم میں ہوتے ہیں۔ فاسفوپینٹوز ایپیمیریز خاص طور پر راستے کے غیر آکسیڈیٹیو حصے کو متاثر کرتا ہے، جس میں مختلف شکر اور پیشرو کی پیداوار شامل ہوتی ہے۔ یہ انزائم ربولوز 5-فاسفیٹ کو ٹرانسکیٹولیز رد عمل، زائلولوز 5-فاسفیٹ کے لیے مناسب ایپائمر میں تبدیل کرتا ہے۔ لہذا، پینٹوز فاسفیٹ کے راستے میں ہونے والا رد عمل کیلون سائیکل میں ہونے والے رد عمل کے بالکل برعکس ہوتا ہے۔ میکانزم وہی رہتا ہے اور اس میں ایک اینڈیولیٹ انٹرمیڈیٹ کی تشکیل شامل ہوتی ہے۔ اس راستے میں اس کی شمولیت کی وجہ سے، فاسفوپینٹوز ایپیمیرس آکسیڈیٹیو تناؤ کے سیلولر ردعمل کے لیے ایک اہم انزائم ہے۔ پینٹوز فاسفیٹ راستے سے این اے ڈی پی ایچ کی نسل خلیوں کو رد عمل والی آکسیجن پرجاتیوں سے بچانے میں مدد کرتی ہے۔ این اے ڈی پی ایچ گلوٹاتھیون کو کم کرنے کے قابل ہے، جو ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ (ایچ 2 او 2) سے پانی پیدا کر کے جسم کو جراثیم سے پاک کرتا ہے۔ لہذا، نہ صرف فاسفوپینٹوز ایپیمیرس پی پی پی کے ذریعے بہاؤ کو تبدیل کرتا ہے، بلکہ یہ پیرو آکسائڈز کی تعمیر کو بھی روکتا ہے۔ ارتقاء بہت سے فاسفوپینٹوز ایپیمیرس اینالاگس کے ڈھانچے کرسٹلگرافک مطالعات کے ذریعے دریافت کیے گئے ہیں۔ کیلون سائیکل اور پینٹوز فاسفیٹ راستے میں اس کے کردار کی وجہ سے، مجموعی ساخت محفوظ ہے۔ جب ارتقاء سے دور رہنے والے جانداروں کے سلسلے کا موازنہ کیا گیا تو 50 فیصد سے زیادہ مماثلت دیکھی گئی۔ تاہم، ڈائمر انٹرفیس پر واقع امینو ایسڈ-جو بہت سے بین سالماتی تعاملات میں شامل ہوتے ہیں-ضروری نہیں کہ محفوظ ہوں۔ یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ "ربولوز فاسفیٹ بائنڈنگ" سپر فیملی کے ممبران (β/α) 8-بیرل کے آباؤ اجداد سے مختلف ارتقاء کے نتیجے میں ہوئے۔ منشیات کو نشانہ بنانا اور ملیریا پروٹوزون جاندار پلازموڈیم فالسیپیرم ملیریا کا ایک بڑا سبب بننے والا ایجنٹ ہے۔ فاسفوپینٹوز ایپیمیریز کو شیکیمیٹ راستے میں شامل کیا گیا ہے، جو ملیریا کے پھیلاؤ کے لیے ایک لازمی راستہ ہے۔ جیسا کہ انزائم ربولوز 5-فاسفیٹ کو زائلولوز 5-فاسفیٹ میں تبدیل کرتا ہے، مؤخر الذکر کو مزید erythrose 4-فاسفیٹ میں میٹابولائز کیا جاتا ہے۔ شیکیمیٹ راستہ پھر erythrose 4-فاسفیٹ کو کوریسمیٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ فاسفوپینٹوز ایپیمیرس ہے جو پلازموڈیم فالسیپیرم کو اریتھورس 4-فاسفیٹ کو سبسٹریٹ کے طور پر استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ شیکیمیٹ راستے میں اس انزائم کی شمولیت کی وجہ سے، فاسفوپینٹوز ایپیمیرس اینٹی ملیریلز تیار کرنے کے لیے ایک ممکنہ دوا کا ہدف ہے۔ مزید دیکھیں فاسفوپینٹوز آئسومیرس فاسفوریبولس کینیس پینٹوز فاسفیٹ پاتھ وے ٹی آئی ایم بیرل آر پی ای (ہیومن جین انکوڈنگ ربولوز-فاسفیٹ 3-ایپیمیرس) حوالہ جات بیرونی لنکس ڈائیگرام nlm.nih.gov stanford.edu ای سی پر خاکہ 5.1.3 معروف ساخت کے انزائم