Carnitine biosynthesis
کارنیٹائن بائیوسنتھیس ایل-کارنیٹائن کی اینڈوجینس پیداوار کا ایک طریقہ ہے، جو ایک انو ہے جو توانائی کی میٹابولزم کے لیے ضروری ہے۔ انسانوں اور بہت سے دوسرے جانوروں میں، L-carnitine خوراک اور حیاتیاتی ترکیب دونوں سے حاصل کیا جاتا ہے۔ بہت سے یوکرائٹس اور کچھ پروکیریوٹس کے درمیان کارنیٹائن بائیوسنتھیس کا راستہ انتہائی محفوظ ہے۔ ایل-کارنیٹائن کو این ای-ٹرائمیتھائلسائن سے بائیو سنتھیسائز کیا جاتا ہے۔ مجموعی طور پر بایوسینتھیٹک راستے میں کم از کم چار انزائم شامل ہوتے ہیں۔ وہ ہیں این ای-ٹرائیمیتھائلسائن ہائیڈروکسائیلیز، 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائیمیتھائلسائن ایلڈولیز، 4-این-ٹرائیمیتھائلامینوبوٹائرلڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز اور γ-بیوٹیروبیٹین ہائیڈروکسائیلیز۔ ایل-کارنیٹائن بائیوسینتھیٹک راستے کا پہلا انزائم این ای-ٹرائمیتھائلسائن ہائیڈروکسیلس ہے، جو ایک آئرن اور 2-آکسوگلوٹاریٹ (2 او جی) پر منحصر آکسیجنس ہے جس کے لیے ایسکوربیٹ کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ این ای-ٹرائیمیتھائلسائن ہائیڈروکسیلیز این ای-ٹرائیمیتھائلسائن کے ہائیڈروکسیلیشن رد عمل کو 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائیمیتھائلسائن میں اتپریرک کرتا ہے۔ ممالیہ جانوروں میں این ای-ٹرائیمیتھائلسائن کی ابتدا کے بارے میں موجودہ اتفاق رائے کا نظریہ یہ ہے کہ ممالیہ جانور کارنیٹین بائیوسنتھیس کے ابتدائی نقطہ کے طور پر این ای-ٹرائیمیتھائلسائن کے باقیات پر مشتمل پروٹین کے لائسوسومل یا پروٹیسومل انحطاط کا استعمال کرتے ہیں۔ ایک متبادل نظریہ بھی تجویز کیا گیا جس میں اینڈوجینس نان پیپٹیڈائل بائیوسنتھیس شامل ہے، جو ایک مطالعہ سے جمع کیے گئے شواہد پر مبنی ہے جس میں عام اور کم غذائیت والے انسانی مضامین کو امینو ایسڈ لائسین کھلایا جاتا ہے۔ اگرچہ نیوروپورا کراسا سمیت فنگی میں این ای-ٹرائیمیتھائلسائن میتھائل ٹرانسفرس پر مشتمل این ای-ٹرائیمیتھائلسائن بائیوسینتھیٹک راستے کو مکمل طور پر نمایاں کیا گیا ہے، اس طرح کے بائیوسینتھیٹک راستے کو ممالیہ جانوروں یا انسانوں میں کبھی بھی مناسب طریقے سے نمایاں نہیں کیا گیا ہے۔ ممالیہ جانوروں میں این ای-ٹرائمیتھائلسائن کی ابتدا کے بارے میں تیسرا نظریہ بائیوسنتھیس کو بالکل بھی شامل نہیں کرتا ہے، لیکن اس میں سبزیوں کی کھانوں سے براہ راست غذائی مقدار شامل ہوتی ہے۔ اعلی کارکردگی والی مائع کرومیٹوگرافی (ایچ پی ایل سی) کے تجزیے نے اس بات کی تصدیق کی ہے کہ سبزیوں میں این ای-ٹرائمیتھائلسائن کی کافی مقدار ہوتی ہے۔ 3-ہائڈروکسی-این ای-ٹرائمیتھائلسائن الڈولیز ایل-کارنیٹائن بایوسنتھیس کے دوسرے مرحلے کے لیے 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائمیتھائلسائن الڈولیز انزائم کی ضرورت ہوتی ہے۔ 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائیمیتھائلسائن ایلڈولیز ایک پائریڈوکسل فاسفیٹ پر منحصر ایلڈولیز ہے، اور یہ 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائیمیتھائلسائن کے پھٹنے کو 4-این-ٹرائیمیتھائلامینوبوٹائرلڈائڈ اور گلائسین میں اتپریرک کرتا ہے۔ 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائیمیتھائلسائن الڈولیز کی حقیقی شناخت مبہم ہے اور 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائیمیتھائلسائن الڈولیز کو انکوڈنگ کرنے والے ممالیہ جین کی شناخت نہیں کی گئی ہے۔ 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائمیتھائلسائن الڈولیز سرگرمی کا مظاہرہ ایل-تھریونین الڈولیز اور سیرائن ہائیڈروکسیمیتھائل ٹرانسفرس دونوں میں کیا گیا ہے، حالانکہ یہ ان انزائموں کی اہم اتپریرک سرگرمی ہے یا نہیں یہ ابھی قائم ہونا باقی ہے۔ 4-این-ٹرائمیتھیلامینوبوٹیرالڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز ایل-کارنیٹائن بایوسنتھیس کا تیسرا انزائم 4-این-ٹرائمیتھیلامینوبوٹیرالڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز ہے۔ 4-این-ٹرائمیتھیلامینوبوٹیرالڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز ایک این اے ڈی + پر منحصر انزائم ہے۔ 4-این-ٹرائمیتھیلامینوبوٹیرالڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز 4-این-ٹرائمیتھیلامینوبوٹیرالڈیہائیڈ کی ڈی ہائیڈروجنیشن کو گاما-بیوٹیروبیٹین میں اتپریرک کرتا ہے۔ 3-ہائیڈروکسی-این ای-ٹرائمیتھائلسائن الڈولیز کے برعکس، 4-این-ٹرائمیتھائلامینوبوٹائرلڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز کی شناخت اور اسے چوہے اور سیوڈوموناس سمیت بہت سے ذرائع سے صاف کیا گیا ہے۔ تاہم، انسانی 4-این-ٹرائمیتھیلامینوبوٹیرالڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز کی ابھی تک شناخت نہیں ہو سکی ہے۔ چوہا 4-این-ٹرائمیتھیلامینوبوٹیرالڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز اور انسانی ایلڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز 9 کے درمیان کافی ترتیب مماثلت ہے، لیکن 4-این-ٹرائمیتھیلامینوبوٹیرالڈیہائیڈ ڈی ہائیڈروجنیز کی حقیقی شناخت قائم ہونا باقی ہے۔ γ-بیوٹیروبیٹین ہائڈروکسائلیس ایل-کارنیٹین بائیوسنتھیس کا آخری مرحلہ γ-بیوٹیروبیٹین ہائڈروکسائلیس ہے، جو زنک بائنڈنگ انزائم ہے۔ این ای-ٹرائمیتھائلسائن ہائیڈروکسیلس کی طرح، γ-بیوٹیروبیٹین ہائیڈروکسیلس ایک 2-آکسوگلوٹاریٹ اور آئرن (II) پر منحصر آکسیجنس ہے۔ γ-بیوٹیروبیٹین ہائڈروکسائیلیز، γ-بیوٹیروبیٹین کی ایل-کارنیٹین میں سٹیریوسپیسفک ہائڈروکسائیلیشن کو اتپریرک کرتا ہے۔ بائیوسینتھیٹک راستے میں چار انزائموں میں γ-بیوٹیروبیٹین ہائیڈروکسائیلیز سب سے زیادہ مطالعہ شدہ انزائم ہے۔ اسے بہت سے ذرائع سے پاک کیا گیا ہے، جیسے کہ سیوڈوموناس، چوہا، گائے، گنی سور اور انسان۔ ریکومبیننٹ ہیومن γ-بیوٹیروبیٹین ہائیڈروکسائلیس بھی ایسچریچیا کولی اور بیکولو وائرس سسٹمز کے ذریعے تیار کیا گیا ہے۔ حوالہ جات حیاتیاتی ترکیب