Phosphatidic acid
فاسفیٹیڈک ایسڈ انیونک فاسفولیپیڈز ہیں جو سیل سگنلنگ اور لپڈ گیٹڈ آئن چینلز کی براہ راست سرگرمی کے لیے اہم ہیں۔ فاسفیٹیڈک ایسڈ کا ہائیڈرولیسس گلیسرول اور فاسفورک ایسڈ کے ایک ایک مالیکیول اور فیٹی ایسڈ کے دو مالیکیول کو جنم دیتا ہے۔ وہ دو پرتوں میں تقریبا 0.25% فاسفولیپیڈز پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ساخت فاسفیٹائڈک ایسڈ ایک گلیسرول ریڑھ کی ہڈی پر مشتمل ہوتا ہے، جس میں، عام طور پر، کاربن-1 سے منسلک ایک سنترپت فیٹی ایسڈ، کاربن-2 سے منسلک ایک غیر سنترپت فیٹی ایسڈ، اور کاربن-3 سے منسلک ایک فاسفیٹ گروپ ہوتا ہے۔ تشکیل اور انحطاط نووو کی ترکیب کے علاوہ، پی اے کو تین طریقوں سے بنایا جا سکتا ہے: فاسفولیپیس ڈی (پی ایل ڈی) کے ذریعے، پی اے اور کولین پیدا کرنے کے لیے فاسفیٹائڈلکولین (پی سی) کے پی او بانڈ کے ہائیڈرولیسس کے ذریعے۔ ڈی اے جی کنیز (ڈی اے جی کے) کے ذریعہ ڈائیسلگلیسرول (ڈی اے جی) کے فاسفوریلیشن کے ذریعے۔ لائسوپا-ایسیل ٹرانسفرس (ایل پی اے اے ٹی) کے ذریعہ لائسوفوسفٹیڈک ایسڈ کے ایسائلیشن کے ذریعے ؛ یہ سب سے عام راستہ ہے۔ پی اے کی ڈی نووو ترکیب کے لیے گلیسرول 3-فاسفیٹ کا راستہ یہاں دکھایا گیا ہے: اس کے علاوہ، پی اے کو لپڈ فاسفیٹ فاسفوہائیڈرولیز (ایل پی پیز) کے ذریعے ڈی اے جی میں یا فاسفولیپیس اے (پی ایل اے) کے ذریعے لائسو-پی اے میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ خلیے میں کردار خلیے میں پی اے کے کردار کو تین زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: پی اے بہت سے دوسرے لپڈ کی حیاتیاتی ترکیب کا پیش خیمہ ہے۔ پی اے کی جسمانی خصوصیات جھلی کے منحنی پن کو متاثر کرتی ہیں۔ پی اے ایک سگنلنگ لپڈ کے طور پر کام کرتا ہے، جو سائٹوسولک پروٹین کو مناسب جھلیوں میں بھرتی کرتا ہے (مثال کے طور پر، اسفنگوسین کینیز 1)۔ ڈروسفیلا میں فوٹو ٹرانسڈکشن میں پی اے بہت اہم کردار ادا کرتا ہے۔ پی اے ایک لپڈ لگینڈ ہے جو آئن چینلز کو گیٹ کرتا ہے۔ لپڈ گیٹڈ آئن چینلز بھی دیکھیں۔ پہلے تین کردار باہمی طور پر الگ الگ نہیں ہیں۔ مثال کے طور پر، پی اے جھلی کے منحنی پن کو فروغ دے کر اور گردن کی تشکیل اور چٹکی کے زیادہ توانائی سے ناموافق کام کو انجام دینے کے لیے پروٹین کو بھرتی کر کے پھپھوندی کی تشکیل میں شامل ہو سکتا ہے۔ بائیو سنتھیسس پی اے میں کردار ایک اہم سیل لپڈ ہے جو سیل میں موجود تمام ایسیلگلیسرول لپڈ کی تشکیل (براہ راست یا بالواسطہ) کے لیے بائیو سنتھیٹک پیش خیمہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ ممالیہ اور خمیر کے خلیوں میں، دو مختلف راستے پی اے کی ڈی نووو ترکیب کے لیے جانے جاتے ہیں، گلیسرول 3-فاسفیٹ راستہ یا ڈائی ہائیڈروکسیسیٹون فاسفیٹ راستہ۔ بیکٹیریا میں، صرف سابقہ راستہ موجود ہوتا ہے، اور اس راستے کو روکنے والی تغیرات مہلک ہوتی ہیں، جو پی اے کی اہمیت کو ظاہر کرتی ہیں۔ ممالیہ اور خمیر کے خلیوں میں، جہاں ان راستوں میں موجود انزائم بے کار ہوتے ہیں، کسی ایک انزائم کی تبدیلی مہلک نہیں ہوتی۔ تاہم، یہ بات قابل غور ہے کہ وٹرو میں، مختلف ایسائل ٹرانسفرسز ایسائل-سی او اے کے حوالے سے مختلف سبسٹریٹ کی خصوصیات ظاہر کرتے ہیں جو پی اے میں شامل ہوتے ہیں۔ مختلف ایسائل ٹرانسفرسز میں بھی مختلف انٹرا سیلولر تقسیم ہوتی ہیں، جیسے اینڈوپلاسمک ریٹیکولم (ای آر)، مائٹوکونڈریا یا پیرو آکسائسومز، اور فعال فیٹی ایسڈ کی مقامی تعداد۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ ممالیہ اور خمیر کے خلیوں میں موجود مختلف ایسائل ٹرانسفرسز پی اے کے مختلف تالابوں کی پیداوار کے لیے ذمہ دار ہو سکتے ہیں۔ ایل پی پیز کے ذریعے پی اے کو ڈائیسلگلیسرول (ڈی اے جی) میں تبدیل کرنا فاسفیٹائڈیلکولین (پی سی)، فاسفیٹائڈائلتھانولامین (پی ای) اور فاسفیٹائڈیلسرین (پی ایس) کی پیداوار کے لیے عزم کا قدم ہے۔ اس کے علاوہ، ڈی اے جی کو سی ڈی پی-ڈی اے جی میں بھی تبدیل کیا جاتا ہے، جو فاسفیٹائڈیلگلیسرول (پی جی)، فاسفیٹائڈائلینوسٹول (پی آئی) اور فاسفائنوسیٹائڈز (پی آئی پی، پی آئی پی 2، پی آئی پی 3) کا پیش خیمہ ہے۔ پی اے کے ارتکاز کو سیل میں انتہائی کم سطح پر طاقتور ایل پی پیز کی سرگرمی کے ذریعے برقرار رکھا جاتا ہے۔ یہ پی اے کو بہت تیزی سے ڈی اے جی میں تبدیل کرتے ہیں اور چونکہ ڈی اے جی بہت سے دوسرے لپڈ کا پیش خیمہ ہے، اس لیے یہ بھی جلد ہی دیگر جھلی لپڈ میں میٹابولائز ہو جاتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ پی اے کی پیداوار میں کسی بھی اپ ریگولیشن کو وقت کے ساتھ، ایل پی پیز اور ڈی اے جی میٹابولائزنگ انزائمز میں متعلقہ اپ ریگولیشن کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے۔ پی اے، اس لیے، لپڈ کی ترکیب اور خلیوں کی بقا کے لیے ضروری ہے، پھر بھی، عام حالات میں، خلیے میں بہت کم سطح پر برقرار رکھا جاتا ہے۔ بائیو فزیکل خصوصیات پی اے ایک منفرد فاسفولیپیڈ ہے جس میں اس کا ایک چھوٹا سا انتہائی چارج شدہ سر گروپ ہوتا ہے جو گلسرول ریڑھ کی ہڈی کے بہت قریب ہوتا ہے۔ پی اے کو ویسیکل فشن اور فیوژن دونوں میں کردار ادا کرنے کے لیے جانا جاتا ہے، اور یہ کردار پی اے کی بائیو فزیکل خصوصیات سے متعلق ہو سکتے ہیں۔ جھلی کے ابھرتے ہوئے یا فیوژن کے مقامات پر، جھلی انتہائی مڑے ہوئے بن جاتی ہے یا ہوتی ہے۔ پھپھوندی کے بڑھنے میں ایک بڑا واقعہ، جیسے کہ گولگی سے نقل و حمل کے کیریئر، جھلی کی گردن کی تخلیق اور اس کے بعد تنگ ہونا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ یہ عمل لپڈ سے چلنے والا ہو سکتا ہے، اور اسی طرح، منفرد سالماتی شکل کی وجہ سے ڈی اے جی کے لیے ایک مرکزی کردار پیش کیا ہے۔ دو ایسائل زنجیروں کی موجودگی لیکن کوئی ہیڈ گروپ نہ ہونے کے نتیجے میں جھلیوں میں ایک بڑا منفی منحنی پن پیدا ہوتا ہے۔ ایل پی اے اے ٹی بارس-50 کو بھی گولگی سے ابھرنے میں ملوث کیا گیا ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ لائسوپا کو پی اے میں تبدیل کرنے سے جھلی کی منحنیت متاثر ہو سکتی ہے۔ ایل پی اے اے ٹی سرگرمی ایسائل زنجیروں کی تعداد کو دوگنا کر دیتی ہے، جس سے لپڈ کے کراس سیکشنل ایریا میں بہت اضافہ ہوتا ہے جو جھلی کے اندر ہوتا ہے جبکہ سطح کا ہیڈ گروپ تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں زیادہ منفی جھلی کی منحنیت پیدا ہو سکتی ہے۔ اتریچٹ یونیورسٹی کے محققین نے 31 پی-این ایم آر کا استعمال کرتے ہوئے لپڈ بائی لیئرز سے نان لیمیلر مراحل میں پی ای کے منتقلی کے درجہ حرارت پر پڑنے والے اثرات کی پیمائش کرکے جھلی کے منحنی خطوط پر لائسوپا بمقابلہ پی اے کے اثرات کو دیکھا ہے۔ ان لپڈوں سے پیدا ہونے والی منحنیت کا انحصار نہ صرف لائسوپا بمقابلہ پی اے کی ساخت پر بلکہ متحرک خصوصیات پر بھی ہوتا ہے، جیسے کہ سر کے گروپوں کی ہائیڈریشن اور بین اور انٹرا مالیکیولر تعاملات۔ مثال کے طور پر، Ca2 + دو PAs کے ساتھ تعامل کر کے ایک غیر جانبدار لیکن انتہائی مڑے ہوئے کمپلیکس کی تشکیل کر سکتا ہے۔ ہیڈ گروپوں کے بصورت دیگر پسپا چارج کو غیر جانبدار کرنا اور کسی بھی سٹیرک رکاوٹ کی عدم موجودگی ایسائل زنجیروں کے درمیان مضبوط بین سالماتی تعاملات کو قابل بناتی ہے، جس کے نتیجے میں پی اے سے بھرپور مائیکرو ڈومینز ہوتے ہیں۔ اس طرح وٹرو میں، پی ایچ، درجہ حرارت، اور کیشن کے ارتکاز میں جسمانی تبدیلیاں پی اے اور لائسوپا کے ذریعے پیدا ہونے والی جھلی کے منحنی پن پر مضبوط اثرات مرتب کرتی ہیں۔ لائسوپا، پی اے، اور ڈی اے جی کی باہمی تبدیلی-اور پی ایچ اور کیشن کے ارتکاز میں تبدیلیاں-جھلی کے موڑنے اور عدم استحکام کا سبب بن سکتی ہیں، جو صرف ان کی حیاتیاتی خصوصیات کی وجہ سے جھلی کے ٹکڑے ٹکڑے میں براہ راست کردار ادا کرتی ہیں۔ تاہم، اگرچہ پی اے اور لائسوپا کو وٹرو میں جھلی کے منحنی پن کو متاثر کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے ؛ ویو میں ان کا کردار واضح نہیں ہے۔ جھلی کے منحنی پن کو فروغ دینے میں لائسوپا، پی اے، اور ڈی اے جی کے کردار جھلی میں پروٹین کی بھرتی میں کسی کردار کو روکتے نہیں ہیں۔ مثال کے طور پر، پیچیدہ لیپوسومز کے فیوژن کے لیے Ca2 + کی ضرورت ضمیمہ I کے اضافے سے زیادہ متاثر نہیں ہوتی، حالانکہ یہ پی ایل ڈی سے کم ہوتی ہے۔ تاہم، ضمیمہ I اور PLD کے ساتھ، فیوژن کی حد میں بہت اضافہ ہوتا ہے، اور Ca2 + کی ضرورت تقریبا 1000 گنا کم ہو کر قریب جسمانی سطح تک پہنچ جاتی ہے۔ اس طرح پی اے کے میٹابولک، بائیو فزیکل، بھرتی، اور سگنلنگ کردار ایک دوسرے سے جڑے ہو سکتے ہیں۔ سگنلنگ پی اے میں کردار جھلی کے بڑے حصے میں کم رکھا جاتا ہے تاکہ عارضی طور پر پھٹ جائے اور زیادہ ارتکاز میں مقامی طور پر سگنل دے سکے۔ مثال کے طور پر ٹریک-1 چینلز پی ایل ڈی کے ساتھ مقامی ایسوسی ایشن اور پی اے کی پیداوار کے ذریعے چالو کیے جاتے ہیں۔ ٹی آر ای کے-1 کے لیے پی اے کا علیحدگی مستقل تقریبا 10 مائکروملر ہے۔ جھلی میں پی اے کے کم ارتکاز کے ساتھ مل کر نسبتا کمزور بائنڈنگ چینل کو بند کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ فعال کرنے کے لیے مقامی اعلی ارتکاز مقامی لپڈ کے پھیلاؤ میں کم از کم کچھ پابندیوں کی تجویز کرتا ہے۔ پی اے کا بلک کم ارتکاز اعلی مقامی پھٹنے کے ساتھ مل کر پی آئی پی 2 سگنلنگ کے برعکس ہے۔ پی آئی پی 2 کو جھلی میں نسبتا زیادہ رکھا جاتا ہے اور پھر پی آئی پی 2 سگنلنگ کو عارضی طور پر کم کرنے کے لیے پروٹین کے قریب عارضی طور پر ہائیڈرولائز کیا جاتا ہے۔ پی اے سگنلنگ آئینے پی آئی پی 2 سگنلنگ میں سگنلنگ لپڈ کے بلک ارتکاز کو ہدف پروٹین پر ایک طاقتور مقامی اثر ڈالنے کے لیے تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، پی ایل ڈی پی سی کو ہائیڈرولائز کر کے پی اے اور کولین بناتا ہے۔ چونکہ خلیے میں کولین بہت زیادہ ہوتی ہے، اس لیے پی ایل ڈی کی سرگرمی کولین کی سطح کو نمایاں طور پر متاثر نہیں کرتی ؛ اور کولین کے سگنلنگ میں کوئی کردار ادا کرنے کا امکان نہیں ہے۔ متعدد سگنلنگ سیاق و سباق میں پی ایل ڈی ایکٹیویشن کا کردار، کولین کے لیے کردار کی کمی کے ساتھ مل کر، یہ بتاتا ہے کہ پی اے سگنلنگ میں اہم ہے۔ تاہم، پی اے تیزی سے ڈی اے جی میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور ڈی اے جی کو سگنلنگ مالیکیول کے طور پر بھی جانا جاتا ہے۔ اس سے یہ سوال پیدا ہوتا ہے کہ کیا پی اے کا سگنلنگ میں کوئی براہ راست کردار ہے یا کیا یہ محض ڈی اے جی کی پیداوار کے پیش خیمہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ اگر یہ پایا جاتا ہے کہ پی اے صرف ڈی اے جی کے پیش خیمہ کے طور پر کام کرتا ہے، تو کوئی یہ سوال اٹھا سکتا ہے کہ خلیوں کو دو انزائموں کا استعمال کرتے ہوئے ڈی اے جی کیوں تیار کرنا چاہیے جب کہ ان میں پی ایل سی ہوتا ہے جو ایک ہی مرحلے میں ڈی اے جی تیار کر سکتا ہے۔ پی ایل ڈی یا ڈی اے جی کے کے ذریعہ تیار کردہ پی اے کو [γ-32P] اے ٹی پی کے اضافے سے ممتاز کیا جا سکتا ہے۔ اس سے پتہ چلے گا کہ آیا فاسفیٹ گروپ کنیز سرگرمی سے نیا اخذ کیا گیا ہے یا یہ پی سی سے نکلا ہے۔ اگرچہ پی اے اور ڈی اے جی ایک دوسرے سے متغیر ہیں، لیکن وہ ایک ہی راستے پر کام نہیں کرتے ہیں۔ پی ایل ڈی کو چالو کرنے والی محرکات ڈی اے جی کے نیچے کی طرف انزائموں کو چالو نہیں کرتی ہیں، اور اس کے برعکس۔ مثال کے طور پر، یہ دکھایا گیا کہ جھلیوں میں پی ایل ڈی کے اضافے کے نتیجے میں [32 پی]-لیبلڈ پی اے اور [32 پی]-لیبلڈ فاسفائنوسیٹائڈز کی پیداوار ہوتی ہے۔ ڈی اے جی کے انفیکٹرز کا اضافہ [32 پی] لیبلڈ پی اے کی پیداوار کو ختم کرتا ہے لیکن فاسفائنوسیٹائڈز کی پی ایل ڈی سے متحرک پیداوار کو نہیں۔ یہ ممکن ہے کہ، اگرچہ پی اے اور ڈی اے جی باہم بدلنے والے ہوں، لیکن سگنلنگ اور غیر سگنلنگ لپڈ کے الگ الگ پول کو برقرار رکھا جا سکے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ ڈی اے جی سگنلنگ پولی ان سیچوریٹڈ ڈی اے جی کے ذریعے ثالثی کی جاتی ہے، جبکہ پی ایل ڈی سے ماخوذ پی اے مونو ان سیچوریٹڈ یا سیچوریٹڈ ہوتا ہے۔ اس طرح فنکشنل سیچوریٹڈ/مونو ان سیچوریٹڈ پی اے کو ہائیڈرولائز کرکے غیر فنکشنل سیچوریٹڈ/مونو ان سیچوریٹڈ ڈی اے جی بنایا جا سکتا ہے، جبکہ فنکشنل پولی ان سیچوریٹڈ ڈی اے جی کو غیر فنکشنل پولی ان سیچوریٹڈ پی اے میں تبدیل کر کے ڈیگریڈ کیا جا سکتا ہے۔ اس ماڈل سے پتہ چلتا ہے کہ پی اے اور ڈی اے جی ایفیکٹرز کو ایک ہی ہیڈ گروپ کے ساتھ لیکن مختلف ایسائل زنجیروں کے ساتھ لپڈ میں فرق کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ اگرچہ کچھ لپڈ بائنڈنگ پروٹین خود کو جھلیوں میں داخل کرنے کے قابل ہوتے ہیں اور فرضی طور پر ایسائل چین کی قسم یا جھلی کی نتیجے میں پیدا ہونے والی خصوصیات کو پہچان سکتے ہیں، لیکن بہت سے لپڈ بائنڈنگ پروٹین سائٹوسولک ہوتے ہیں اور صرف لپڈ کے ہیڈ گروپس کو باندھ کر جھلی میں مقامی ہو جاتے ہیں۔ شاید مختلف ایسائل زنجیریں جھلی میں ہیڈ گروپ کے زاویے کو متاثر کر سکتی ہیں۔ اگر ایسا ہے تو، یہ تجویز کرتا ہے کہ پی اے بائنڈنگ ڈومین کو نہ صرف پی اے کو خاص طور پر باندھنے کے قابل ہونا چاہیے بلکہ ان ہیڈ گروپوں کی شناخت کرنے کے قابل بھی ہونا چاہیے جو صحیح زاویے پر ہیں۔ طریقہ کار جو بھی ہو، اس طرح کی خاصیت ممکن ہے۔ یہ سور کے خصیوں ڈی اے جی کے میں دیکھا جاتا ہے جو پولی ان سیچوریٹڈ ڈی اے جی کے لیے مخصوص ہے اور دو چوہے ہیپاٹوسیٹ ایل پی پیز میں جو مختلف سرگرمیوں کے ساتھ مختلف پی اے پرجاتیوں کو ڈیفوسفوریلیٹ کرتے ہیں۔ مزید برآں، پی ایس ان وٹرو کے ذریعہ ایس کے 1 سرگرمی کی محرک اس بات پر منحصر ہے کہ آیا ڈائیولیول (سی 18:1)، ڈسٹیرائل (سی 18:0)، یا 1-اسٹیرائل، پی ایس کی 2-اولیول پرجاتیوں کا استعمال کیا گیا تھا۔ اس طرح ایسا لگتا ہے کہ، اگرچہ پی اے اور ڈی اے جی ایک دوسرے سے متغیر ہیں، لیکن لپڈ کی مختلف اقسام میں مختلف حیاتیاتی سرگرمیاں ہو سکتی ہیں ؛ اور اس سے دونوں لپڈ الگ الگ سگنلنگ راستے کو برقرار رکھنے کے قابل ہو سکتے ہیں۔ پی اے پیداوار کی پیمائش چونکہ پی اے کو تیزی سے ڈی اے جی میں تبدیل کیا جاتا ہے، اس لیے یہ خلیے میں بہت کم عرصے تک رہتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ پی اے کی پیداوار کی پیمائش کرنا مشکل ہے اور اس لیے خلیے میں پی اے کے کردار کا مطالعہ کرنا مشکل ہے۔ تاہم، پی ایل ڈی کی سرگرمی کو سیل میں بنیادی الکحل کے اضافے سے ماپا جا سکتا ہے۔ پی ایل ڈی پھر ہائیڈرولیسس کے بجائے ٹرانس فاسفیٹائڈایلیشن رد عمل انجام دیتا ہے، پی اے کی جگہ فاسفیٹائڈائل الکحل تیار کرتا ہے۔ فاسفیٹائڈائل الکحل میٹابولک ڈیڈ اینڈ ہوتے ہیں، اور انہیں آسانی سے نکالا اور ماپا جا سکتا ہے۔ اس طرح پی ایل ڈی سرگرمی اور پی اے پیداوار (اگر خود پی اے نہیں تو) کی پیمائش کی جا سکتی ہے، اور پی اے کی تشکیل کو روک کر سیلولر عمل میں پی اے کی شمولیت کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ پروٹین انٹرایکٹر ایس کے 1 پی ڈی ای 4 اے 1 راف 1 ایم ٹی او آر پی 1 ایس ایچ پی 1 ایس پی او 20 پی پی 47 فاکس پی کے سی ای پی ایل سی بی ٹی پی 5 کے اوپی 1 ٹریک-1 کے وی Kir2.2 حوالہ جات بیرونی روابط بائیو مالیکیول سگنل ٹرانسڈکشن آرگن فاسفیٹس