Protoxin-I
پروٹوکسین-I، جسے پروٹیکس-I، یا بیٹا/اومیگا-تھرافوٹاکسن-ٹی پی 1 اے کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، ایک 35 امینو ایسڈ پیپٹائڈ نیوروٹاکسن ہے جو ٹارنٹولا تھریکسوپلما پرورینز کے زہر سے نکالا جاتا ہے۔ پروٹوکسین-I کا تعلق پیپٹائڈ ٹاکسن کے روک تھام سسٹین گرہ (ICK) خاندان سے ہے، جو وولٹیج گیٹڈ آئن چینلز کو طاقت سے روکنے کے لیے جانا جاتا ہے۔ پروٹوکسین-I منتخب طور پر کم وولٹیج کی حد ٹی قسم کے کیلشیم چینلز، وولٹیج گیٹڈ سوڈیم چینلز اور نوسیسیپٹر کیشن چینل ٹی آر پی اے 1 کو روکتا ہے۔ ٹی آر پی اے 1 سے جڑے رہنے کی اپنی منفرد صلاحیت کی وجہ سے، پروٹوکسن-I کو درد اور سوزش کے حوالے سے طبی سیاق و سباق میں ممکنہ ایپلی کیشنز کے ساتھ ایک قیمتی فارماکولوجیکل ریجینٹ کے طور پر شامل کیا گیا ہے۔ اصل پروٹوکسن-I ٹارنٹولا مکڑی تھریکسوپلما پرورینز کے زہر سے نکالا گیا زہریلا ہے، جسے پیرو کی سبز مخمل مکڑی بھی کہا جاتا ہے۔ یہ مکڑی کے ذریعہ شکار کو متحرک کرنے اور پکڑنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ بالغ ٹاکسن پیپٹائڈ کی بنیادی ساخت ٹارنٹولا مکڑی بمبا پلچریماکلاسی سے بیٹا/اومیگا-تھرافوٹاکسن-بی پی 1 اے کی یکساں ہے، جو ذیلی خاندان تھرافوسینی کے اندر ایک عام ٹاکسن کی تجویز کرتی ہے۔ ساخت اور فعال سائٹ پروٹوکسن-I ایک پیپٹائڈ ہے جس میں گلو-سس-آرگ-ٹائر-ٹرپ-لیو-گلی-گلی-سس-سیر-الا-گلی-گلین-تھر-سس-لیس-ہس-لیو-وال-سس-سیر-آرگ-آرگ-ہس-گلی-ٹرپ-سس-وال-ٹرپ-ایس پی-گلی-تھر-فی-سیر (ایک ترتیب کے لیے ٹیبل 1 دیکھیں) کے 35 امینو ایسڈ کی ترتیب ہے جس میں سس 2-سس 16 کے درمیان 3 ڈسلفائڈ بانڈز ہیں۔ پروٹوکسین-I کی نیوکلیئر مقناطیسی گونج سپیکٹروسکوپی نے پروٹین کی ساخت میں دو بیٹا تاروں کا انکشاف کیا۔ مکڑی کے زہر سے الگ تھلگ ہونے والے گیٹنگ-ماڈیفائر ٹاکسن ایک محفوظ سالماتی ڈھانچے کا اشتراک کرتے ہیں جو ایک ہائیڈروفوبک پیچ پر مشتمل ہوتا ہے، جو ہائیڈروفوبک باقیات سے آباد ہوتا ہے، اور مثبت اور منفی طور پر چارج شدہ باقیات کے دائرے سے گھرا ہوا ہوتا ہے جو لیپڈ جھلی میں پیپٹائڈ کے پابند ہونے کو فروغ دیتا ہے۔ ایک ایلانائن کے ذریعے منظم طریقے سے واحد امینو ایسڈ کا تبادلہ کرنے سے، پروٹوکسین-I زہریلا ہونے کی ذمہ دار خصوصیات کا انکشاف کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح، متبادل R3A، W5A، K17E، L19A، S22A، R23A، W27A، V29A، W30A، D31A، G31A، F34A سوڈیم چینلز کو روکنے کی زہریلے مادے کی صلاحیت کو کم کرتے ہیں۔ اسی طرح، متبادل L6A، L19A، W27A، V29A، W30A، D31A بھی NaV1.7 سوڈیم چینلز پر اس کے روک تھام کے اثرات کو کم کرتے ہیں۔ آخر میں، متبادل کیو 13 اے، ایل 19 اے، ایس 22 اے، ڈبلیو 30 اے، ایف 34 اے، ایس 35 اے ٹی آر پی اے 1 رسیپٹرز کے ساتھ پروٹوکسن-I کے پابند ہونے کے فعال مقامات کو ظاہر کرتے ہیں۔ فنکشن کے یہ نقصانات بنیادی طور پر ہائیڈروفوبک پیچ اور مثبت اور منفی طور پر چارج شدہ رنگوں میں باقیات کی نمائندگی کرتے ہیں، اس خیال کی مزید حمایت کرتے ہیں کہ یہ علاقے آئن چینل کے پابند ہونے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ ٹاکسیکوڈینامکس دوسرے گیٹنگ-ماڈیفائر مکڑی کے زہریلے مادوں کی طرح، پروٹوکسن-I ترجیحی طور پر آئنک لپڈ پر مشتمل جھلیوں سے جڑا ہوتا ہے جہاں یہ آئن چینل وولٹیج سینسر ڈومینز کے ساتھ پیچیدہ ایلوسٹرک تعاملات کو ظاہر کرتا ہے۔ لپڈ جھلی سے جڑے رہنے کے بعد، پروٹوکسن-I ہائڈروفوبک پیچ کے اندر ٹرپٹوفین کے باقیات کی مدد سے آئنک جھلی پر ایک اتلی پوزیشن اختیار کرتا ہے، جہاں ٹاکسن پر مثبت اور منفی طور پر چارج شدہ حلقے پھر وولٹیج گیٹڈ آئن چینلز پر ہائیڈروفوبک اور آئنک باقیات کے محفوظ ترتیبات سے جڑے رہنے کے قابل ہوتے ہیں۔ وولٹیج-گیٹڈ سوڈیم چینلز آئی سی کے خاندان کے دیگر گیٹنگ-ماڈیفائر ٹاکسن کی طرح، پروٹوکسن-I وولٹیج-گیٹڈ سوڈیم چینلز کے ایکٹیویشن کے وولٹیج انحصار کو زیادہ مثبت صلاحیتوں میں منتقل کرکے کام کرتا ہے۔ پروٹوکسین-I دیگر آئی سی کے ٹاکسن سے مختلف ہے کیونکہ پروٹوکسین-I سوڈیم چینلز کے درمیان بہت کم انتخاب کا مظاہرہ کرتا ہے، اور اس طرح Nav1.8 چینل کے ساتھ تعامل کے ذریعے حسی نیوران میں TTX مزاحم سوڈیم کرنٹس کو طاقت سے روکنے کے قابل ہے۔ پروٹوکسین-I کو NaV1.2، NaV1.6، NaV1.7 اور NaV1.8 سے طاقتور طور پر جڑا ہوا پایا گیا ہے۔ وولٹیج گیٹڈ سوڈیم چینلز کی سوراخ بنانے والی α ذیلی اکائی 4 یکساں ڈومینز پر مشتمل ہوتی ہے، جن میں سے ہر ایک کا اپنا وولٹیج سینسر ڈومین ہوتا ہے۔ تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ پروٹوکسن-I ڈومین II اور ڈومین IV کے وولٹیج سینسر ڈومینز کے ساتھ تعامل کرتا ہے، اس طرح چینل کو فعال طور پر روکتا ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ وولٹیج گیٹڈ سوڈیم چینلز کے پابند ہونے میں پروٹوکسن-I کی بے ترتیبی پیپٹائڈ کی سطح پر مثبت طور پر چارج شدہ باقیات کی زیادہ مقدار کی وجہ سے ہوتی ہے، جو سوڈیم چینلز پر وولٹیج سینسر ڈومین کی سطح پر محفوظ امینو ایسڈ کے سلسلے سے جڑے ہوتے ہیں۔ یہ تصور اس حقیقت سے مزید پیچھے ہے کہ پروٹوکسن-I NaV1.4 اور NaV1.5 سے کم طاقت سے جڑا ہوا ہے، جو وولٹیج سینسر ڈومین پر نسبتا کم آئنک باقیات کی نمائش کرتے ہیں۔ وولٹیج-گیٹیڈ ٹی-ٹائپ کیلشیم چینلز پروٹوکسن-I بھی ٹی-ٹائپ کیلشیم چینلز کے ایکٹیویشن کے وولٹیج انحصار کو تبدیل کرنے کے لیے پایا گیا ہے۔ خاص طور پر، پروٹوکسن-I دوسرے انسانی ٹی قسم کے کیلشیم چینلز سے CaV3.1 چینلز کو الگ کرنے کے قابل ہے، جس سے CaV3.2 کے مقابلے میں طاقت میں 160 گنا اضافہ ہوتا ہے، اور CaV3.3 کے مقابلے میں طاقت میں 10 گنا اضافہ ہوتا ہے۔ پروٹوکسین-I ٹی قسم کے کیلشیم چینلز کے ایکٹیویشن کے وولٹیج انحصار کو غیر فعال ہونے کے وولٹیج انحصار کو تبدیل کیے بغیر زیادہ مثبت صلاحیتوں کی طرف منتقل کرتا ہے۔ چیمیرک چینل پروٹین کے استعمال کے ذریعے، CaV3.1 چینل پروٹین کے ڈومین IV پر S3-S4 لنکر کی شناخت پروٹوکسن-I کے تئیں زیادہ حساسیت رکھنے میں کی گئی ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ یہ ڈومین مخصوص باقیات کی نمائش کرتا ہے جو پروٹوکسن-I کے پابند ہونے کے لیے حساس ہیں۔ عارضی رسیپٹر پوٹینشل اینکیرن 1 (ٹی آر پی اے 1) پروٹوکسن کی شناخت پہلے اعلی وابستگی والے پیپٹائڈ ٹی آر پی اے 1 مخالف کے طور پر کی گئی تھی۔ ٹی آر پی اے 1 ایک بنیادی نوسیسیپٹر چینل ہے جس کا اظہار بہت سے انسانی اور جانوروں کے خلیوں کی پلازما جھلی پر ہوتا ہے۔ NaV1.2 اور TRPA1 میں جزوی طور پر یکساں بائنڈنگ سائٹس پائی گئیں جن کے ذریعے پروٹوکسین-I ان آئن چینلز سے جڑا ہوا ہے۔ یہ بائنڈنگ سطحیں، سوڈیم چینلز کی طرح ہیں، جو ٹی آر پی اے 1 چینل کے ایس 1-ایس 4 گیٹنگ ڈومین کے ایکسٹرا سیلولر لوپس پر واقع ہیں۔ علاج کے استعمال چوہوں میں ویو ٹیسٹنگ میں انکشاف ہوا کہ پروٹوکسن-I کا انٹرا تھیکل انجیکشن نیوروٹوکسائٹی کی علامات کے بغیر شدید درد اور سوزش میں فارملن کے ردعمل کو کم کرتا ہے۔ پروٹوکسین-I میں تبدیلیاں بائنڈنگ میں تبدیل شدہ مخصوصیت کو جنم دے سکتی ہیں، جس سے پیپٹائڈز پیدا ہوتے ہیں جو صرف ٹی آر پی اے 1 یا NaV1.2 گیٹنگ میکانزم سے منسلک ہوتے ہیں۔ یہ درد اور سوزش کے علاج میں ممکنہ طبی ایپلی کیشنز کے ساتھ، بائیو فزیولوجیکل فنکشن اور ٹی آر پی اے 1 کے بنیادی میکانزم کے بارے میں گہری بصیرت فراہم کر سکتا ہے۔ ٹی آر پی اے 1 بہت سے پروونوسیپٹو انڈیوسڈ پیتھو فزیولوجیکل درد کے لیے حتمی عام راستے کی نمائندگی کرتا ہے، اس لیے، ٹی آر پی اے 1 مخالف کا استعمال کرتے ہوئے درد تھراپی سے قابل اطلاق فارماکولوجیکل استعمال کی توقع کی جا سکتی ہے۔