Glucose-6-phosphate dehydrogenase
گلوکوز-6-فاسفیٹ ڈی ہائیڈروجنیز (جی 6 پی ڈی یا جی 6 پی ڈی ایچ) () ایک سائٹوسولک انزائم ہے جو کیمیائی رد عمل ڈی-گلوکوز 6-فاسفیٹ + این اے ڈی پی + + 6-فاسفو-ڈی-گلوکونو-1,5-لییکٹون + این اے ڈی پی ایچ + ایچ + کو متحرک کرتا ہے۔ یہ انزائم پینٹوز فاسفیٹ کے راستے میں حصہ لیتا ہے (تصویر دیکھیں)، ایک میٹابولک راستہ جو خلیوں کو کم کرنے والی توانائی فراہم کرتا ہے (جیسے اریتھروسائٹس) شریک انزائم نیکوٹینامائڈ اڈینائن ڈینیوکلیوٹائڈ فاسفیٹ (این اے ڈی پی ایچ) کی سطح کو برقرار رکھتے ہوئے۔ این اے ڈی پی ایچ بدلے میں ان خلیوں میں گلوٹاتھیون کی سطح کو برقرار رکھتا ہے جو سرخ خون کے خلیوں کو ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ جیسے مرکبات سے آکسیڈیٹیو نقصان سے بچانے میں مدد کرتا ہے۔ فیٹی ایسڈ یا آئسوپرینائڈز، جیسے جگر، میمری غدود، ایڈیپوز ٹشو، اور ایڈرینل غدود کی حیاتیاتی ترکیب میں شامل بافتوں کے لیے این اے ڈی پی ایچ کی پیداوار زیادہ مقداری اہمیت کی حامل ہے۔ G6PD گلوکوز-6-فاسفیٹ کو آکسائڈائز کرتے ہوئے NADP + کو NADPH میں کم کر دیتا ہے۔ گلوکوز-6-فاسفیٹ ڈی ہائیڈروجنیز بھی اینٹنر-ڈوڈوروف راستے میں ایک انزائم ہے، جو گلائکولیسس کی ایک قسم ہے۔ طبی لحاظ سے، جی 6 پی ڈی کی ایکس سے منسلک جینیاتی کمی انسان کو غیر مدافعتی ہیمولیٹک خون کی کمی کا شکار بناتی ہے۔ انواع کی تقسیم G6PD بیکٹیریا سے لے کر انسانوں تک بہت سی انواع میں وسیع پیمانے پر تقسیم ہے۔ مختلف حیاتیات سے 100 سے زیادہ معروف جی 6 پی ڈی کی متعدد ترتیب کی صف بندی 30 ٪ سے 94 ٪ تک ترتیب کی شناخت کو ظاہر کرتی ہے۔ انسانی جی 6 پی ڈی کی امینو ایسڈ کی ترتیب میں دیگر انواع کے جی 6 پی ڈی کی ترتیب میں 30 فیصد سے زیادہ شناخت ہے۔ انسانوں کے پاس G6PD کے لیے ایک ہی جین کوڈنگ کی دو آئسوفارم بھی ہیں۔ مزید برآں، اس جین میں کم از کم 168 بیماری پیدا کرنے والی تغیرات دریافت ہوئی ہیں۔ یہ تغیرات بنیادی طور پر مس سینس تغیرات ہیں جن کے نتیجے میں امینو ایسڈ کی تبدیلی ہوتی ہے، اور جب کہ ان میں سے کچھ کے نتیجے میں G6PD کی کمی ہوتی ہے، دوسروں کے نتیجے میں کوئی نمایاں فعال فرق نظر نہیں آتا ہے۔ کچھ سائنس دانوں نے تجویز پیش کی ہے کہ انسانی جی 6 پی ڈی میں کچھ جینیاتی تغیرات ملیریا کے انفیکشن کے موافقت کی نسلوں کے نتیجے میں ہیں۔ دیگر انواع بھی جی 6 پی ڈی میں تغیر کا تجربہ کرتی ہیں۔ اونچے پودوں میں، G6PDH کی کئی آئسوفارمز کی اطلاع دی گئی ہے، جو سائٹوسول، پلاسٹائڈک اسٹروما، اور پیرو آکسائسومز میں مقامی ہیں۔ مائیکوبیکٹیریم تپ دق میں ایک ترمیم شدہ F420-منحصر (NADP +-منحصر کے برخلاف) G6PD پایا جاتا ہے، اور تپ دق کے علاج میں دلچسپی رکھتا ہے۔ لیوکونوسٹاک میسینٹیرائڈز میں پائے جانے والے بیکٹیریل G6PD کو G6P کے علاوہ 4-ہائیڈروکسینونیل کی طرف رد عمل ظاہر کیا گیا۔ انزائم ڈھانچہ G6PD عام طور پر دو ایک جیسے مونومرز کے ڈائمر کے طور پر پایا جاتا ہے (مرکزی تھمب نیل دیکھیں)۔ حالات پر منحصر ہے، جیسے کہ پی ایچ، یہ ڈائمر خود کو ٹیٹریمر بنانے کے لیے ڈائمرائز کر سکتے ہیں۔ کمپلیکس میں ہر مونومر میں ایک سبسٹریٹ بائنڈنگ سائٹ ہوتی ہے جو G6P سے جڑی ہوتی ہے، اور ایک اتپریرک کوینزیم بائنڈنگ سائٹ ہوتی ہے جو راسمین فولڈ کا استعمال کرتے ہوئے NADP +/NADPH سے جڑی ہوتی ہے۔ کچھ اعلی حیاتیات، جیسے انسانوں کے لیے، جی 6 پی ڈی میں ایک اضافی این اے ڈی پی + بائنڈنگ سائٹ ہوتی ہے، جسے این اے ڈی پی + ساختی سائٹ کہا جاتا ہے، جو جی 6 پی ڈی کے اتپریرک رد عمل میں براہ راست حصہ نہیں لیتا ہے۔ این اے ڈی پی + ساختی سائٹ کا ارتقائی مقصد نامعلوم ہے۔ جہاں تک سائز کا تعلق ہے، ہر مونومر تقریبا 500 امینو ایسڈ لمبا (انسانوں کے لیے 514 امینو ایسڈ) ہوتا ہے۔ انسانی G6PD اور لیوکونوسٹاک میسینٹیرائڈز G6PD کے درمیان فعال اور ساختی تحفظ انزائم پر 3 وسیع پیمانے پر محفوظ علاقوں کی طرف اشارہ کرتا ہے: سبسٹریٹ بائنڈنگ سائٹ میں 9 بقیہ پیپٹائڈ، RIDHYLGKE (انسانی G6PD پر بقیہ 198-206)، ایک نیوکلیوٹائڈ بائنڈنگ فنگر پرنٹ، GxxGDLA (انسانی G6PD پر بقیہ 38-44)، اور سبسٹریٹ بائنڈنگ سائٹ کے قریب جزوی طور پر محفوظ ترتیب EKPxG (انسانی G6PD پر بقیہ 170-174)، جہاں ہم متغیر امینو ایسڈ کی نشاندہی کرنے کے لیے "x" کا استعمال کرتے ہیں۔ G6PD کا کرسٹل ڈھانچہ الیکٹروسٹیٹک تعاملات اور ہائیڈروجن بانڈنگ کے ایک وسیع نیٹ ورک کو ظاہر کرتا ہے جس میں G6P، 3 پانی کے مالیکیول، 3 لائسین، 1 ارجنائن، 2 ہسٹائڈائن، 2 گلوٹامک ایسڈ، اور دیگر قطبی امینو ایسڈ شامل ہیں۔ 172 پوزیشن پر پرولین کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ سبسٹریٹ، G6P کے حوالے سے Lys171 کو صحیح طریقے سے پوزیشن کرنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ عام انسانی جی 6 پی کے دو کرسٹل ڈھانچوں میں، پرو 172 خصوصی طور پر سی آئی ایس کنفارمیشن میں دیکھا جاتا ہے، جبکہ ایک بیماری کا سبب بننے والے میوٹینٹ (مختلف قسم کے کینٹن آر 459 ایل) کے کرسٹل ڈھانچے میں، پرو 172 تقریبا خصوصی طور پر ٹرانس کنفارمیشن میں دیکھا جاتا ہے۔ کرسٹل ڈھانچوں تک رسائی کے ساتھ، کچھ سائنس دانوں نے دوسرے میوٹینٹس کے ڈھانچوں کا نمونہ بنانے کی کوشش کی ہے۔ مثال کے طور پر، جرمن نسب میں، جہاں جی 6 پی ڈی کی کمی کی وجہ سے انزائموپیتھی نایاب ہے، جی 6 پی ڈی پر اتپریورتن سائٹس کو این اے ڈی پی + بائنڈنگ سائٹ، جی 6 پی بائنڈنگ سائٹ، اور دونوں مونومرز کے درمیان انٹرفیس کے قریب دکھایا گیا ہے۔ اس طرح، ان اہم علاقوں میں تغیرات G6PD کے کام کو مکمل طور پر متاثر کیے بغیر ممکن ہیں۔ درحقیقت، یہ دکھایا گیا ہے کہ جی 6 پی ڈی کی زیادہ تر بیماریوں کا سبب بننے والی تغیرات این اے ڈی پی + ساختی جگہ کے قریب ہوتی ہیں۔ این اے ڈی پی + ساختی سائٹ این اے ڈی پی + ساختی سائٹ سبسٹریٹ بائنڈنگ سائٹ اور اتپریرک کوینزیم این اے ڈی پی + بائنڈنگ سائٹ سے 20 Å سے زیادہ دور واقع ہے۔ انزائم اتپریرک رد عمل میں اس کا مقصد کئی سالوں سے واضح نہیں ہے۔ کچھ عرصے تک، یہ خیال کیا جاتا تھا کہ این اے ڈی پی + ساختی جگہ سے جڑا ہونا انزائم مونومرز کے ڈائمرائزیشن کے لیے ضروری تھا۔ تاہم، یہ غلط ثابت ہوا۔ دوسری طرف، یہ دکھایا گیا کہ ساختی جگہ پر این اے ڈی پی + کی موجودگی انزائم ٹیٹریمر بنانے کے لیے ڈائمرز کی ڈائمرائزیشن کو فروغ دیتی ہے۔ یہ بھی سوچا گیا تھا کہ اتپریرک سرگرمی کے لیے ٹیٹریمر کی حالت ضروری تھی ؛ تاہم، یہ بھی غلط ثابت ہوا۔ این اے ڈی پی + ساختی سائٹ این اے ڈی پی + اتپریرک کوینزیم بائنڈنگ سائٹ سے بالکل مختلف ہے، اور اس میں نیوکلیوٹائڈ بائنڈنگ فنگر پرنٹ ہوتا ہے۔ این اے ڈی پی + سے منسلک ساختی سائٹ میں سازگار تعاملات ہوتے ہیں جو اسے مضبوطی سے باندھتے ہیں۔ خاص طور پر، ہائیڈروجن بانڈنگ کا ایک مضبوط نیٹ ورک ہے جس میں الیکٹروسٹیٹک چارجز پانی کے 4 مالیکیولز کے ساتھ ہائیڈروجن بانڈنگ کے ذریعے متعدد ایٹموں میں پھیل رہے ہیں (شکل دیکھیں)۔ مزید برآں، ہائیڈروفوبک اسٹیکنگ تعاملات کا ایک انتہائی مضبوط مجموعہ ہے جس کے نتیجے میں π نظام اوور لیپ ہوتے ہیں۔ انزائم کے طویل مدتی استحکام کو برقرار رکھنے کے لیے ساختی جگہ کو اہم دکھایا گیا ہے۔ 40 سے زیادہ شدید کلاس I اتپریورتنوں میں ساختی جگہ کے قریب اتپریورتن شامل ہوتے ہیں، اس طرح جسم میں ان انزائموں کے طویل مدتی استحکام کو متاثر کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں G6PD کی کمی ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، دو شدید کلاس I اتپریورتن، G488S اور G488V، NADP + اور ساختی سائٹ کے درمیان علیحدگی کے مستقل کو 7 سے 13 کے عنصر سے بہت زیادہ بڑھا دیتے ہیں۔ ارگ 487 سے بقیہ 488 کی قربت کے ساتھ، یہ خیال کیا جاتا ہے کہ پوزیشن 488 پر ایک تغیر این اے ڈی پی + کے مقابلے میں آرگ 487 کی پوزیشن کو متاثر کر سکتا ہے، اور اس طرح بائنڈنگ میں خلل ڈال سکتا ہے۔ ریگولیشن G6PD G6P کو 6-فاسفوگلوکونو-δ-لییکٹون میں تبدیل کرتا ہے اور یہ پینٹوز فاسفیٹ راستے کا شرح کو محدود کرنے والا انزائم ہے۔ اس طرح، جی 6 پی ڈی کے ضابطے کے باقی پینٹوز فاسفیٹ راستے کی سرگرمی کے لیے نیچے کی طرف کے نتائج ہوتے ہیں۔ گلوکوز-6-فاسفیٹ ڈی ہائیڈروجنیز کو اس کے سبسٹریٹ G6P سے متحرک کیا جاتا ہے۔ حیاتیاتی ترکیب میں مصروف بافتوں کے سائٹوسول میں این اے ڈی پی ایچ/این اے ڈی پی + کا معمول کا تناسب تقریبا 100/1 ہے۔ فیٹی ایسڈ بائیو سنتھیسز کے لیے این اے ڈی پی ایچ کے بڑھتے ہوئے استعمال سے این اے ڈی پی + کی سطح میں ڈرامائی طور پر اضافہ ہوگا، اس طرح جی 6 پی ڈی کو مزید این اے ڈی پی ایچ پیدا کرنے کی ترغیب ملے گی۔ خمیر G6PD کو دو پرانی اشاعتوں کے مطابق لمبی زنجیر والے فیٹی ایسڈ سے روکا جاتا ہے اور یہ فیٹی ایسڈ کی ترکیب میں پروڈکٹ کی روک تھام ہو سکتی ہے جس کے لیے NADPH کی ضرورت ہوتی ہے۔ G6PD کو منفی طور پر لائسین 403 (Lys403) پر ایسیٹیلیشن کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے، جو ارتقاء کے لحاظ سے محفوظ باقیات ہیں۔ K403 ایسیٹیلیٹڈ G6PD فعال ڈائمر بنانے کے قابل نہیں ہے اور سرگرمی کے مکمل نقصان کو ظاہر کرتا ہے۔ میکانکی طور پر، ایسیٹی لیٹنگ لائس 403 این اے ڈی پی + کو این اے ڈی پی + ساختی سائٹ میں داخل ہونے سے روکتا ہے، جس سے انزائم کا استحکام کم ہو جاتا ہے۔ خلیے ایس آئی آر ٹی 2 پر منحصر انداز میں جی 6 پی ڈی ایسیٹیلیشن کو کم کرنے کے لیے ایکسٹرا سیلولر آکسیڈیٹیو محرکات کو محسوس کرتے ہیں۔ ایس آئی آر ٹی 2 کی ثالثی سے ڈیسیٹیلیشن اور جی 6 پی ڈی کی ایکٹیویشن آکسیڈیٹیو نقصان کا مقابلہ کرنے اور ماؤس اریتھروسائٹس کی حفاظت کے لیے سائٹوسولک این اے ڈی پی ایچ کی فراہمی کے لیے پینٹوز فاسفیٹ کے راستے کو متحرک کرتی ہے۔ ضابطے جینیاتی راستوں کے ذریعے بھی ہو سکتے ہیں۔ آئسوفارم، G6PDH، ٹرانسکرپشن اور پوسٹ ٹرانسکرپشن عوامل کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے۔ مزید برآں، G6PD ٹرانسکرپشن فیکٹر ہائپوکسیا انڈکیوسیبل فیکٹر 1 (HIF1) کے ذریعہ چالو ہونے والے متعدد گلائکولیٹک انزائموں میں سے ایک ہے۔ طبی اہمیت G6PD اپنے جینیاتی تنوع کے لیے قابل ذکر ہے۔ جی 6 پی ڈی کی بہت سی قسمیں، جو زیادہ تر مس سینس میوٹیشن سے پیدا ہوتی ہیں، انزائم کی سرگرمی اور اس سے وابستہ طبی علامات کی وسیع سطح کے ساتھ بیان کی گئی ہیں۔ اس جین کے لیے مختلف آئسوفارم کو انکوڈنگ کرنے والی نقل کی دو قسمیں پائی گئی ہیں۔ گلوکوز-6-فاسفیٹ ڈی ہائیڈروجنیز کی کمی دنیا بھر میں بہت عام ہے، اور سادہ انفیکشن، فاوا پھلیاں کھانے، یا بعض ادویات، اینٹی بائیوٹکس، اینٹی پائریٹکس، اور اینٹی ملیریلز کے ساتھ ردعمل کی موجودگی میں شدید ہیمولیٹک انیمیا کا سبب بنتی ہے۔ خلیے کی نشوونما اور پھیلاؤ G6PD سے متاثر ہوتے ہیں۔ فارماکولوجیکل طور پر G6PD کو ختم کرنے سے چھاتی کے کینسر کے خلیوں کی اینتھراسائکلائنز کے ساتھ کراس رواداری پر قابو پایا گیا ہے۔ کینسر اور دیگر حالات کے علاج کے لیے G6PD انفیکٹرز کی تحقیقات جاری ہیں۔ وٹرو سیل پھیلاؤ کی جانچ سے پتہ چلتا ہے کہ جی 6 پی ڈی انفیکٹرز، ڈی ایچ ای اے (ڈی ہائیڈروپیانڈروسٹیرون) اور اے این اے ڈی (6-امینونکوٹینامائڈ)، مؤثر طریقے سے اے ایم ایل سیل لائنوں کی نشوونما کو کم کرتے ہیں۔ G6PD کو شدید مائیلوئڈ لیوکیمیا میں K403 پر ہائپومیتھیلیٹ کیا جاتا ہے، SIRT2 NADPH کی پیداوار کو بڑھانے اور لیوکیمیا کے خلیوں کے پھیلاؤ کو فروغ دینے کے لیے G6PD کو چالو کرتا ہے۔ گلوکوز-6-فاسفیٹ ڈی ہائیڈروجنیز کی کمی ملیریا کے خلاف جینیاتی مزاحمت مزید پڑھیں بیرونی روابط-جی 6 پی ڈی کی کمی ویب سائٹ اے ٹی ایس ڈی آر-جی 6 پی ڈی کی کمی ای سی 1.1 این اے ڈی پی ایچ پر منحصر معلوم ساخت کے انزائم