Iron-binding proteins
آئرن بائنڈنگ پروٹین کیریئر پروٹین اور میٹالوپروٹین ہیں جو آئرن میٹابولزم اور مدافعتی ردعمل میں اہم ہیں۔ آئرن زندگی کے لیے ضروری ہے۔ آئرن پر منحصر انزائم مختلف قسم کے بائیو کیمیکل رد عمل کو متحرک کرتے ہیں اور انہیں ان کی فعال جگہ کی ساخت کے لحاظ سے تین وسیع طبقات میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: غیر ہیم مونو آئرن، غیر ہیم ڈائرون، یا ہیم مراکز۔ آئرن پر منحصر انزائموں کے ایک معروف خاندان میں آکسیجنسیس شامل ہیں جو او 2 سے ایک یا دونوں ایٹموں کے ہائیڈروکسیل گروپ کے اضافے میں سہولت فراہم کرتے ہیں۔ قابل ذکر انزائموں میں ٹرپٹوفین ڈائی آکسیجنیز، فیریڈوکسن، اور 2-آکسگلوٹاریٹ ڈائی آکسیجنیز شامل ہیں۔ ہیم پروٹین وہ پروٹین ہوتے ہیں جن میں ہیم مصنوعی گروپ ہوتا ہے۔ ہیم گروپ ایک پورفیرن رنگ پر مشتمل ہوتا ہے جو آئرن آئن کے ساتھ مربوط ہوتا ہے۔ پورفیرن رنگ میں چار نائٹروجن ایٹم مرکز میں لوہے کے لیے لگینڈ کے طور پر کام کرتے ہیں۔ بہت سے معاملات میں استوائی پورفیرن ایک یا دو محوری لگینڈوں سے مکمل ہوتا ہے۔ اس کی ایک مثال ہیموگلوبن میں ہے، جہاں پورفیرن ایک ہسٹائڈائن سائیڈ چین اور ایک باؤنڈ O2 مالیکیول کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے، جس سے ایک آکٹاڈرل کمپلیکس بنتا ہے۔ ہیموگلوبن ہیموگلوبن ایک آکسیجن ٹرانسپورٹ پروٹین ہے جو عملی طور پر تمام ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں میں پایا جاتا ہے۔ ہیموگلوبن اے بنیادی قسم ہے جو انسانی بالغوں میں پائی جاتی ہے۔ یہ ایک ٹیٹریمر ہے جو دو الفا اور دو بیٹا ذیلی اکائیوں پر مشتمل ہے۔ چار مونومیرک اکائیوں میں سے ہر ایک ہیمی مصنوعی گروپ پر مشتمل ہوتا ہے جس میں ایک فیرک کیشن پورفیرن رنگ کے چار نائٹروجن ایٹموں کے درمیان جڑا ہوتا ہے۔ ہسٹائڈائن کے ساتھ، اے پی او کی شکل میں لوہے کے ایٹم کے گرد پانچ لگینڈ ہوتے ہیں۔ آکسیجن ہولو کی شکل میں ایک آکٹاڈرل کمپلیکس بنانے کے لیے خالی چھٹی پوزیشن سے جڑی ہوتی ہے۔ آکسیجن بائنڈنگ ذیلی اکائیوں میں سے ہر ایک کے لیے مکمل طور پر تعاون پر مبنی ہوتی ہے کیونکہ جیسا کہ پہلا آکسیجن چار ہیمی گروپوں میں سے کسی ایک سے جڑا ہوتا ہے، پروٹین ایک سخت تشکیلی تبدیلی سے گزرتا ہے جس سے دیگر تین ذیلی اکائیوں کی آکسیجن وابستگی میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے۔ ہیموگلوبن میں مختلف وابستگی ہوتی ہے، جو پی ایچ، ساخت، اور سی او 2 جزوی دباؤ پر منحصر ہوتی ہے۔ فیٹل ہیموگلوبن ایک قسم ہے جس میں دو بیٹا ذیلی اکائیوں کے بجائے دو گاما ذیلی اکائیاں ہوتی ہیں۔ بچے کی کئی ماہ کی عمر تک فیٹل ہیموگلوبن غالب شکل ہے، اور حمل کے دوران فراہم کردہ زچگی کے خون کے کم آکسیجن تناؤ کی تلافی کے لیے اس میں آکسیجن کا زیادہ لگاؤ ہوتا ہے۔ کم پی ایچ پر ہیموگلوبن کا آکسیجن سے تعلق کم ہوتا ہے۔ یہ تیزی سے علیحدگی کی اجازت دیتا ہے کیونکہ آکسیجن والے ہیموگلوبن کو پورے جسم کے خلیوں میں منتقل کیا جاتا ہے۔ CO2 کی پیداوار اور سانس لینے والے خلیوں میں کاربونک ایسڈ کی آبی تشکیل کی وجہ سے، آکسیجن والے ہیموگلوبن خلیوں کو ضروری آکسیجن پہنچانے کے لیے الگ ہو جاتے ہیں۔ ہیموگلوبن کا کاربن مونو آکسائیڈ کے لیے بائنڈنگ تعلق ہے جو آکسیجن سے 250 گنا زیادہ ہے۔ یہ کاربن مونو آکسائیڈ زہر کی بنیاد ہے، کیونکہ ہیموگلوبن اب خلیوں میں آکسیجن منتقل نہیں کر سکتا ہے۔ سائٹوکروم ہیمی پر مشتمل انزائم ہوتے ہیں جو سنگل الیکٹران ٹرانسپورٹرز کے طور پر کام کرتے ہیں، خاص طور پر آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن اور فوٹو سنتھیسز میں الیکٹران شٹل کے طور پر۔ اچھی طرح سے مطالعہ شدہ سائٹوکروم کی اقسام میں سائٹوکروم اے-سی، سائٹوکروم آکسیڈیز، اور سائٹوکروم پی 450 شامل ہیں۔ یہ پروٹین ہیمی آئرن ایٹم کی آکسیکرن حالت کو فیرس (فی 2 +) اور فیرک (فی 3 +) کے درمیان تبدیل کر کے الیکٹران شٹل کے طور پر کام کرتے ہیں۔ مختلف سائٹوکروم دوسرے ریڈوکس فعال مالیکیولز کے ساتھ مل کر معیاری تخفیف کی صلاحیت کا میلان بناتے ہیں جو الیکٹران منتقلی کے واقعات کے دوران توانائی کے جوڑے کی کارکردگی کو بڑھاتا ہے۔ آئرن سلفر پروٹین آئرن سلفر پروٹین وہ ہوتے ہیں جن میں آئرن کی ساخت ہوتی ہے جس میں سلفر شامل ہوتا ہے۔ پروٹین میں آئرن اور سلفر کی مختلف شکلیں ہیں، لیکن سب سے عام ہیں [2Fe 2S] اور [4Fe 4S]۔ کلسٹرز اکثر پروٹین چین میں سسٹین کے باقیات سے وابستہ ہوتے ہیں۔ غیر ہیم پروٹین ٹرانسفرائن ٹرانسفرائن انسانی پلازما میں پایا جاتا ہے، اور یہ غیر ہیم آئرن کو ٹریفک اور درآمد کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ خلیوں سے باہر کی جگہ میں آزادانہ طور پر سفر کرتا ہے۔ جب خلیے کو اس کے آئرن کی ضرورت ہوتی ہے، تو اسے ٹرانسفرائن رسیپٹر کے ذریعے سائٹوسول میں لایا جاتا ہے۔ ٹرانسفرائن ایک آئن (عام طور پر کاربونیٹ) کے ساتھ دو فی (III) آئنوں کو باندھ سکتا ہے۔ لوہے کو چھوڑنے کے لیے کاربونیٹ آئن کو پروٹون کیا جاتا ہے۔ یہ پروٹین کے ساتھ کاربونیٹ کے تعامل کو تبدیل کرتا ہے، تشکیل کو تبدیل کرتا ہے اور فی (III) کو منتقل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ٹرانسفرائن کا سالماتی وزن تقریبا 80 کے ڈی اے ہے۔ یہ ایک گلائکوپروٹین ہے، جس کا مطلب ہے کہ اس کی امینو ایسڈ چین سے شکر منسلک ہوتی ہے۔ لییکٹفیرن لییکٹفیرن ٹرانسفرائن خاندان کا ایک رکن ہے اور یہ ایک اہم پروٹین ہے جو ممالیہ ایکسوکرائن سراو، جیسے آنسو، دودھ اور تھوک میں پایا جاتا ہے۔ یہ تقریبا 700 باقیات پر مشتمل ہوتا ہے اور بنیادی طور پر ایک ٹیٹریمر کے طور پر موجود ہوتا ہے، جس میں مونومر: ٹیٹریمر کا تناسب 10 مائیکرو میٹر پروٹین کے ارتکاز پر 1:4 ہوتا ہے۔ ترتیری ڈھانچہ دو لوبوں پر مشتمل ہوتا ہے، جنہیں این اور سی لوبز کہا جاتا ہے، جن میں سے ہر ایک میں ایک لوہے سے جڑی ہوئی جیب ہوتی ہے۔ ہر جیب میں چار امینو ایسڈ (دو ٹائروسینز، ایک ہسٹائڈائن، اور ایک ایسپرٹیٹ) ہوتے ہیں اور، دو کاربونیٹ یا بائی کاربونیٹ آئنوں کے ساتھ، آئرن کیشن کے ارد گرد چھ رکنی کوآرڈینیٹ بناتا ہے۔ یہ وہ مخصوص امتزاج ہے جو لییکٹوفرین کے آئرن کی وابستگی کو ٹرانسفرائن سے 300 گنا زیادہ بناتا ہے۔ لییکٹوفیرن میں اہم اینٹی مائکروبیل خصوصیات ہیں۔ یہ انسانی کولسٹرم (حمل کے آخری مراحل میں پیدا ہونے والے دودھ کی قسم) میں 150 این جی/ایم ایل کے سب سے زیادہ ارتکاز میں پایا جاتا ہے، جو نوزائیدہ بچوں کو انتہائی ضروری مدافعتی مدد فراہم کرتا ہے۔ یہ وسیع پیمانے پر مانا جاتا تھا کہ لیکٹوفیرن صرف ایک بیکٹیریوسٹیٹک ایجنٹ تھا جس کی وجہ اس کا آئرن سے زیادہ لگاؤ اور روگجنک جرثوموں سے لوہے کے آزاد ایٹموں کو الگ کرنے کی صلاحیت تھی۔ تاہم، اب یہ معلوم ہوا ہے کہ بڑی اینٹی مائکروبیل محرک قوت اس کی لوہے سے جڑی ہوئی جیب کی جراثیم کش خصوصیات اور این-لوب پر واقع ایک مخصوص پیپٹائڈ لییکٹوفریسن میں مضمر ہے۔ لییکٹوفین بیکٹیریا کی ایل پی ایس (لیپوپولیسیکرائڈ) پرت سے جڑے رہنے کے قابل ہے، اور اس کی ہولو شکل میں آئرن ایٹم لیپوپولیسیکرائڈز کو آکسیڈائز کر کے بیرونی جھلی کو ختم کر دیتا ہے اور بیک وقت زہریلا ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ پیدا کرتا ہے۔ مزید برآں، ٹرپسن کے ذریعے لییکٹفیرن کے پھٹنے پر، پیپٹائڈ لییکٹفیرسن پیدا ہوتا ہے جو H +-ATPase سے جڑا رہتا ہے، پروٹون کی منتقلی میں خلل ڈالتا ہے اور بالآخر خلیے کو مار دیتا ہے۔ فیریٹن فیریٹن ایک انفرادی خلیے کے لیے لوہے کا ذخیرہ ہے۔ یہ تمام خلیوں کی اقسام میں پایا جاتا ہے اور سائٹوسول میں مقامی ہوتا ہے۔ فیریٹن ایک بڑا پروٹین ہے جو 24 ذیلی اکائیوں پر مشتمل ہوتا ہے جو لوہے کے ایٹموں سے بھرے کور کے گرد ہوتا ہے۔ یہ 0-4500 لوہے کے ایٹموں کو پکڑنے کی صلاحیت رکھتا ہے، جسے سیلولر ضروریات کے لیے ذخائر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لوہا زیادہ ہونے پر ذخیرہ کیا جاتا ہے، اور لوہے کی دوبارہ ضرورت پڑنے پر دوبارہ حاصل کیا جاتا ہے۔ ذیلی اکائیاں H (بھاری یا دل) اور L (ہلکے یا جگر) کا مرکب ہیں۔ ذیلی اکائیاں ایک کلسٹر 70-80 اینگسٹرومز چوڑا بناتی ہیں، جسے پھر آئرن فیری ہائیڈریٹ سے بھرا جاتا ہے۔ فیریٹن زندگی کے تمام شعبوں میں انتہائی محفوظ پروٹین ہے۔ یہ اس قدر محفوظ ہے کہ گھوڑوں اور انسانوں کے ذیلی یونٹ ایک فعال پروٹین میں اکٹھے ہو سکتے ہیں۔ ہر ذیلی اکائی پانچ الفا ہیلیکس پر مشتمل ہوتی ہے۔ فیرٹین کا استعمال انسانوں میں آئرن کی کم سطح کی تشخیص کے لیے کیا جاتا ہے۔ اس کا استعمال بائیو دستیاب آئرن کی سطح کی نشاندہی کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے، جو خون کی کمی کی تشخیص کے لیے مددگار ہے۔ مردوں کے لیے معمول کی حد 18-270 ng/mL ہے اور خواتین کے لیے حد 18-160 ng/mL ہے۔ آئرن بیرونی روابط بھی دیکھیں حوالہ جات آئرن میٹابولزم