Phosphoinositide phospholipase C
فاسفائنوسیٹائڈ فاسفولیپیس سی (پی ایل سی، ای سی 3.1.4.11، ٹرائیفاسفائنوسیٹائڈ فاسفوڈیسٹیریس، فاسفائنوسیٹیڈس سی، 1-فاسفیٹائڈیلینوسیٹول-4,5-بیسفاسفیٹ فاسفوڈیسٹیریس، مونوفاسفیٹائڈیلینوسیٹول فاسفوڈیسٹیریس، فاسفیٹائڈیلینوسیٹول فاسفولیپیس سی، پی آئی-پی ایل سی، 1-فاسفیٹائڈائل-ڈی-میو-انوسیٹول-4,5-بیسفاسفیٹ انوسیٹولٹرسفاسفوہائڈرولیز ؛ منظم نام 1-فاسفیٹائڈائل-1 ڈی-میو-انوسیٹول-4,5-باسفاسفیٹ انوسیٹ یہ انزائمز فاسفولیپیز سی کے ایک بڑے سپر فیملی سے تعلق رکھتے ہیں۔ فاسفولیپیز سی انزائمز کے دیگر خاندانوں کی شناخت بیکٹیریا اور ٹرائیپانوسومز میں کی گئی ہے۔ فاسفولیپیس سی فاسفوڈیسٹیرس ہیں۔ فاسفولیپیس سی ایس کیلشیم پر منحصر انداز میں فاسفیٹائڈیلینوسٹول 4,5-بیس فاسفیٹ (پی آئی پی 2) میٹابولزم اور لپڈ سگنلنگ کے راستوں میں حصہ لیتے ہیں۔ فی الحال، یہ خاندان چھ ذیلی خاندانوں پر مشتمل ہے جو کل 13 الگ الگ آئسوفارم پر مشتمل ہے جو ان کے ایکٹیویشن کے طریقے، اظہار کی سطح، اتپریرک ریگولیشن، سیلولر لوکلائزیشن، جھلی کے پابند ہونے اور ٹشو کی تقسیم میں مختلف ہیں۔ یہ سب پی آئی پی 2 کے ہائیڈرولائسیس کو دو اہم سیکنڈ میسنجر مالیکیولز میں اتپریرک کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جو خلیوں کے ردعمل جیسے پھیلاؤ، تفریق، اپوپٹوسس، سائٹوسکیلیٹن ری ماڈلنگ، ویسیکولر اسمگلنگ، آئن چینل کنڈکٹنس، اینڈوکرائن فنکشن اور نیورو ٹرانسمیشن کو تبدیل کرتے ہیں۔ رد عمل اور اتپریرک طریقہ کار خاندان کے تمام افراد پی آئی پی 2 کے ہائیڈرولائسیس کو اتپریرک کرنے کے قابل ہیں، پلازما جھلی کے اندرونی کتابچے پر ایک فاسفیٹائڈیلینوسٹول دو دوسرے پیغام رساں، انوسیٹول ٹرائیسفاسفیٹ (آئی پی 3) اور ڈائیسلگلیسرول (ڈی اے جی) میں۔ کیمیائی تعامل کا اظہار اس طرح کیا جا سکتا ہے: 1-فاسفیٹائڈائل-1 ڈی-میو-انوسیٹول 4,5-بیسفاسفیٹ + ایچ 2 او 1 ڈی-میو-انوسیٹول 1,4,5-ٹریسفاسفیٹ + ڈائیسلگلیسرول پی ایل سی دو ترتیب وار مراحل میں تعامل کو متحرک کرتے ہیں۔ پہلا رد عمل ایک فاسفوٹ ٹرانسفرس مرحلہ ہے جس میں انوسیٹول رنگ پر 2 'پوزیشن پر ہائیڈروکسیل گروپ اور ملحقہ فاسفیٹ گروپ کے درمیان ایک انٹرا مالیکیولر حملہ شامل ہوتا ہے جس کے نتیجے میں ایک چکور آئی پی 3 انٹرمیڈیٹ ہوتا ہے۔ اس مقام پر ڈی اے جی تیار کیا جاتا ہے۔ تاہم، دوسرے فاسفوڈیسٹیرس مرحلے میں، سائیکلک انٹرمیڈیٹ کو فعال جگہ کے اندر کافی دیر تک رکھا جاتا ہے جس پر پانی کے مالیکیول کا حملہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک حتمی ایسائکلک آئی پی 3 پروڈکٹ ہوتا ہے۔ یہ بات قابل ذکر ہے کہ انزائم کی بیکٹیریل شکلیں، جن میں صرف اتپریرک لیپیز ڈومین ہوتا ہے، خصوصی طور پر چکور انٹرمیڈیٹس تیار کرتے ہیں، جبکہ ممالیہ آئسوفارم بنیادی طور پر چکور پروڈکٹ پیدا کرتے ہیں۔ تاہم، وٹرو میں تجرباتی حالات (مثال کے طور پر درجہ حرارت، پی ایچ) کو اس طرح تبدیل کرنا ممکن ہے کہ کچھ ممالیہ آئسوفارم اس حد تک تبدیل ہو جائیں جس تک وہ ڈی اے جی کے ساتھ چکور/چکور مصنوعات کا مرکب تیار کرتے ہیں۔ یہ اتپریرک عمل مختلف فاسفائنوسیٹائڈز کے ریورسیبل فاسفوریلیشن اور مختلف ریگولیٹری پروٹینوں کے لیے ان کی وابستگی کے ذریعے مضبوطی سے منظم کیا جاتا ہے۔ سیل لوکیشن فاسفائنوسیٹائڈ فاسفولیپیس سی پلازما جھلی پر اپنا اتپریرک فنکشن انجام دیتا ہے جہاں سبسٹریٹ پی آئی پی 2 موجود ہوتا ہے۔ یہ جھلی ڈاکنگ زیادہ تر لپڈ بائنڈنگ ڈومینز کے ذریعہ ثالثی کی جاتی ہے (مثال کے طور پر۔ پی ایچ ڈومین اور سی 2 ڈومین) جو پلازما جھلی کے مختلف فاسفولیپیڈ اجزاء کے لیے وابستگی ظاہر کرتے ہیں۔ یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ تحقیق نے یہ بھی دریافت کیا ہے کہ پلازما جھلی کے علاوہ، فاسفائنوسیٹائڈ فاسفولیپیس سی دوسرے ذیلی سیلولر علاقوں جیسے خلیے کے سائٹوپلازم اور نیوکلئس میں بھی موجود ہے۔ فی الحال، یہ واضح نہیں ہے کہ ان سیلولر کمپارٹمنٹس میں ان انزائموں کے حتمی کردار کیا ہیں، خاص طور پر نیوکلئس۔ فنکشن فاسفولیپیس سی ایک اتپریرک طریقہ کار انجام دیتا ہے، پی آئی پی 2 کو ختم کرتا ہے اور انوسیٹول ٹرائیسفاسفیٹ (آئی پی 3) اور ڈائیسلگلیسرول (ڈی اے جی) پیدا کرتا ہے۔ پی آئی پی 2 کی کمی پلازما جھلی میں متعدد ایفیکٹر مالیکیولز کو غیر فعال کر دیتی ہے، خاص طور پر پی آئی پی 2 پر منحصر چینلز اور ٹرانسپورٹرز جو سیل کی جھلی کی صلاحیت کو ترتیب دینے کے ذمہ دار ہیں۔ ہائیڈرولائٹک مصنوعات سیلولر سگنلنگ کے لیے اہم ڈاون اسٹریم پروٹین کی سرگرمی کو بھی تبدیل کرتی ہیں۔ آئی پی 3 گھلنشیل ہے، اور سائٹوپلازم کے ذریعے پھیلتا ہے اور اینڈوپلاسمک ریٹیکولم پر آئی پی 3 ریسیپٹرز کے ساتھ تعامل کرتا ہے، جس سے کیلشیم کی رہائی ہوتی ہے اور انٹرا سیلولر کیلشیم کی سطح میں اضافہ ہوتا ہے۔ مزید پڑھنا: انسانوں میں کیلشیم کا فنکشن ڈی اے جی اپنے ہائیڈروفوبک کردار کی وجہ سے پلازما جھلی کے اندرونی کتابچے کے اندر رہتا ہے، جہاں یہ پروٹین کینیز سی (پی کے سی) کو بھرتی کرتا ہے، جو کیلشیم آئنوں کو باندھنے کے ساتھ فعال ہو جاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں کیلشیم حساس پروٹین جیسے کیلموڈولین کی محرک کے ذریعے سیلولر ردعمل کا ایک میزبان ہوتا ہے۔ مزید پڑھنا: پروٹین کنیز سی ڈومین ڈھانچے کا فنکشن ڈومین تنظیم کے لحاظ سے، خاندان کے تمام افراد کے پاس ایک مسخ شدہ ٹریوز فاسفیٹ آئسومیرس (ٹی آئی ایم) بیرل کی شکل میں ہومولوگس ایکس اور وائی اتپریرک ڈومینز ہوتے ہیں جن میں انتہائی بے ترتیب، چارج شدہ، اور لچکدار درمیانی لنکر ریجن ہوتا ہے۔ اسی طرح، تمام آئسوفارم میں چار ای ایف ہینڈ ڈومین ہوتے ہیں، اور ایک واحد سی 2 ڈومین ہوتا ہے جو ایکس اور وائی اتپریرک کور کے ساتھ ہوتا ہے۔ ایک این-ٹرمینل پی ایچ ڈومین ہر خاندان میں موجود ہوتا ہے سوائے سپرم کے مخصوص ζ آئسوفارم کے۔ ایس ایچ 2 (فاسفوٹائروسین بائنڈنگ) اور ایس ایچ 3 (پرولین سے بھرپور بائنڈنگ) ڈومینز صرف γ فارم میں پائے جاتے ہیں (خاص طور پر لنکر ریجن کے اندر)، اور صرف ε فارم میں گوانائن نیوکلیوٹائڈ ایکسچینج فیکٹر (جی ای ایف) اور آر اے (راس ایسوسیٹنگ) ڈومینز دونوں ہوتے ہیں۔ β ذیلی خاندان کو C2 ڈومین کے نیچے کی طرف فوری طور پر ایک طویل C-ٹرمینل ایکسٹینشن کی موجودگی سے دوسروں سے ممتاز کیا جاتا ہے، جو Gαq ذیلی اکائیوں کے ذریعے چالو کرنے کے لیے ضروری ہے، اور جو پلازما جھلی کے پابند ہونے اور جوہری لوکلائزیشن میں کردار ادا کرتا ہے۔ آئسوینزیمز اور ایکٹیویشن فاسفولیپیس سی خاندان 13 آئسوینزیمز پر مشتمل ہے جو چھ ذیلی خاندانوں، پی ایل سی-δ (1,3 اور 4)،-β (1-4)،-γ (1,2)،-ε،-ζ، اور حال ہی میں دریافت شدہ-η (1,2) آئسوفارم کے درمیان تقسیم ہوتے ہیں۔ زیر بحث مخصوص ذیلی خاندان پر منحصر ہے، ایکٹیویشن انتہائی متغیر ہو سکتا ہے۔ Gαq یا Gβγ G-پروٹین ذیلی اکائیوں (جو اسے G پروٹین کے جوڑے والے رسیپٹر سگنل ٹرانسڈکشن راستے کا حصہ بناتے ہیں) یا اندرونی یا متعلقہ ٹائروسین کینیس سرگرمی کے ساتھ ٹرانس میمبرین ریسیپٹرز کے ذریعے فعال ہونے کی اطلاع دی گئی ہے۔ اس کے علاوہ، چھوٹے جی ٹی پیسز (یعنی راس اور رو ذیلی خاندان) کے راس سپر فیملی کے اراکین کو بھی ملوث کیا گیا ہے۔ یہ بھی ذکر کیا جانا چاہیے کہ فاسفولیپیس سی کی تمام شکلوں کو چالو کرنے کے لیے کیلشیم کی ضرورت ہوتی ہے، ان میں سے بہت سے اتپریرک خطے میں متعدد کیلشیم کے رابطے کے مقامات رکھتے ہیں۔ واحد آئسوفارم جو بیسال انٹرا سیلولر کیلشیم کی سطح پر غیر فعال ہونے کے لیے جانا جاتا ہے وہ انزائموں کا δ ذیلی خاندان ہے جس سے پتہ چلتا ہے کہ وہ کیلشیم یمپلیفائر کے طور پر کام کرتے ہیں جو پی ایل سی خاندان کے دیگر اراکین کے بہاو میں فعال ہو جاتے ہیں۔ PLC-β PLC-β (1-4) (120-155 kDa) کو Gαq ذیلی اکائیوں کے ذریعے ان کے C2 ڈومین اور طویل C-ٹرمینل ایکسٹینشن کے ذریعے چالو کیا جاتا ہے۔ Gβγ ذیلی اکائیاں صرف β2 اور β3 آئزوزیمز کو چالو کرنے کے لیے جانی جاتی ہیں ؛ تاہم، یہ پی ایچ ڈومین اور/یا اتپریرک ڈومین کے ساتھ تعاملات کے ذریعے ہوتا ہے۔ عین طریقہ کار کے لیے اب بھی مزید تحقیقات کی ضرورت ہے۔ β2 اور β3 کا پی ایچ ڈومین دوہرا کردار ادا کرتا ہے، بالکل پی ایل سی-δ1 کی طرح، پلازما جھلی کے پابند ہونے کے ساتھ ساتھ اتپریرک ایکٹیویٹر کے لیے تعامل کا مقام ہونے کے ناطے۔ تاہم، پی ایل سی-β پی آئی پی 2 سے آزاد لپڈ کی سطح سے جڑا رہتا ہے جس میں تمام آئزوزائمز فاسفائنوسیٹول-3-فاسفیٹ یا غیر جانبدار جھلی کو ترجیح دیتے ہیں۔ Rho GTPase خاندان کے اراکین (مثال کے طور پر Rac1، Rac2، Rac3، اور cdc42) کو N-ٹرمینل PH ڈومین پر ایک متبادل سائٹ پر پابند کرکے اس کے بعد پلازما جھلی میں بھرتی کرکے ان کی سرگرمی میں شامل کیا گیا ہے۔ PLCβ2 کے PH ڈومین سے منسلک Rac1 کا ایک کرسٹل ڈھانچہ حل کیا گیا ہے۔ پی ایل سی-δ1 کی طرح، بہت سے پی ایل سی-β آئسوفارم (خاص طور پر، پی ایل سی-β1) جوہری ڈبے میں رہائش پذیر پائے گئے ہیں۔ انزائم کی لمبی سی-ٹرمینل دم کے اندر ایک بنیادی امینو ایسڈ کا علاقہ نیوکلئس میں درآمد کے لیے نیوکلیئر لوکلائزیشن سگنل کے طور پر کام کرتا دکھائی دیتا ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ PLC-β1 سیلولر پھیلاؤ اور تفریق میں غیر متعینہ کردار ادا کرتا ہے۔ پی ایل سی-γ پی ایل سی-γ (120-155 کے ڈی اے) ریسیپٹر اور غیر ریسیپٹر ٹائروسین کنیز کے ذریعے دو ایس ایچ 2 اور ایک واحد ایس ایچ 3 ڈومین کی موجودگی کی وجہ سے فعال ہوتا ہے جو لنکر کے علاقے میں ایک تقسیم شدہ پی ایچ ڈومین کے درمیان واقع ہوتا ہے۔ اگرچہ یہ مخصوص آئسوفارم کلاسیکی نیوکلیئر ایکسپورٹ یا لوکلائزیشن کے سلسلے پر مشتمل نہیں ہے، لیکن یہ بعض سیل لائنوں کے مرکزے کے اندر پایا گیا ہے۔ پی ایل سی جی ایم کی دو اہم آئسوفارم ہیں جن کا اظہار انسانی نمونوں میں کیا گیا ہے، پی ایل سی-جی ایم 1 اور پی ایل سی-جی ایم 2۔ پی ایل سی-γ2 پی ایل سی-γ2 بی سی آر سگنل ٹرانسڈکشن میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ ناک آؤٹ نمونوں میں اس انزائم کی عدم موجودگی بی خلیوں کی نشوونما کو شدید طور پر روکتی ہے کیونکہ سی ایل پیز سے بی سیل کی نشوونما کے لیے اینٹیجن میڈیٹڈ بی سیل ایکٹیویشن کے لیے وہی سگنلنگ راستے ضروری ہیں۔ بی سیل سگنلنگ میں، پی آئی 3-کینیز کو بی سی آر میں سگنل ٹرانسڈکشن راستے کے اوائل میں بھرتی کیا جاتا ہے۔ پی آئی-3 کے فاسفوریلیٹس پی آئی پی 2 (فاسفیٹائڈیلینوسٹول 4,5-بیس فاسفیٹ) میں پی آئی پی 3 (فاسفیٹائڈیلینوسٹول 3,4,5-ٹریس فاسفیٹ) میں۔ پی آئی پی 3 کے ارتکاز میں اضافہ پی ایل سی-جی ایم 2 کو بی سی آر کمپلیکس میں بھرتی کرتا ہے جو بی سی آر سکافولڈ اور جھلی پی آئی پی 3 پر بی ایل این کے سے جڑا ہوتا ہے۔ اس کے بعد PLC-γ2 کو ایک جگہ پر سائک اور دو جگہوں پر بی ٹی کے کے ذریعے فاسفوریلیٹ کیا جاتا ہے۔ پی ایل سی-γ2 پھر پی آئی پی 2 کے لیے پی آئی-3 کے کے ساتھ مقابلہ کرتا ہے جسے یہ آئی پی 3 (انوسیٹول 1,4,5-ٹریس فاسفیٹ) میں ہائیڈرولائز کرتا ہے، جو بالآخر انٹر سیلولر کیلشیم اور ڈائیسلگلیسرول (ڈی اے جی) کو بڑھاتا ہے، جو پی کے سی خاندان کے کچھ حصوں کو متحرک کرتا ہے۔ چونکہ پی ایل سی-جی ایم 2 پی آئی پی 2 کے لیے اصل سگنلنگ مالیکیول پی آئی 3 کے کے ساتھ مقابلہ کرتا ہے، اس لیے یہ ایک منفی فیڈ بیک میکانزم کے طور پر کام کرتا ہے۔ PLC-δ ذیلی خاندان خاندان کے تین افراد، δ1، 2، اور 3 پر مشتمل ہے۔ PLC-δ1 (85kDa) تینوں میں سب سے زیادہ اچھی طرح سے سمجھا جاتا ہے۔ یہ انزائم پی ایل سی خاندان کے دیگر اراکین کی طرف سے پیدا کردہ اعلی کیلشیم کی سطح سے متحرک ہوتا ہے، اور اس وجہ سے سیل کے اندر کیلشیم یمپلیفائر کے طور پر کام کرتا ہے۔ اس کے سبسٹریٹ پی آئی پی 2 کو این-ٹرمینل پی ایچ ڈومین سے جوڑنا انتہائی مخصوص ہے اور اتپریرک کور کی سرگرمی کو فروغ دینے کے لیے کام کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، یہ خاصیت پی آئی پی 2 کے فاسفیٹ گروپوں اور پی ایچ ڈومین میں چارج شدہ باقیات کے درمیان آئنک تعاملات کے ذریعے سبسٹریٹ تک رسائی حاصل کرنے کے لیے انزائم کو پلازما جھلی تک مضبوطی سے جوڑنے میں مدد کرتی ہے۔ اگرچہ اتپریرک کور پی آئی پی 2 کے لیے کمزور وابستگی رکھتا ہے، سی 2 ڈومین کو کیلشیم پر منحصر فاسفولیپیڈ بائنڈنگ میں بھی ثالثی کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے۔ اس ماڈل میں، پی ایچ اور سی 2 ڈومینز ایک "ٹیتھر اینڈ فکس" اپریٹس کے طور پر کام کرتے ہیں جو انزائم کے ذریعے پروسیسو کیٹالیسس کے لیے ضروری ہے۔ پی ایل سی-δ1 اپنے ای ایف ہینڈ موٹف میں کلاسیکی لیوسین سے بھرپور نیوکلیئر ایکسپورٹ سگنل (این ای ایس) کے ساتھ ساتھ اس کے لنکر ریجن کے اندر نیوکلیئر لوکلائزیشن سگنل بھی رکھتا ہے۔ یہ دونوں عناصر مشترکہ طور پر PLC-δ1 کو فعال طور پر مرکزے کے اندر اور باہر منتقل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ تاہم، مرکزے میں اس کا کام واضح نہیں ہے۔ وسیع پیمانے پر ظاہر کردہ PLC-δ1 آئسوفارم فاسفولیپیس خاندان کا بہترین خصوصیت والا رکن ہے، کیونکہ یہ پہلا تھا جس میں تجزیہ کے لیے اعلی ریزولوشن والے ایکس رے کرسٹل ڈھانچے دستیاب تھے۔ ڈومین فن تعمیر کے لحاظ سے، تمام انزائم ایک مشترکہ پی ایل سی-δ ریڑھ کی ہڈی پر بنائے جاتے ہیں، جس میں ہر خاندان مماثلتوں کے ساتھ ساتھ واضح امتیازات کو ظاہر کرتا ہے، جو سیل کے اندر منفرد ریگولیٹری خصوصیات میں حصہ ڈالتے ہیں۔ چونکہ یہ واحد خاندان ہے جو کم یوکرائیوٹک حیاتیات جیسے خمیر اور نمکین سانچوں میں ظاہر ہوتا ہے، اس لیے اسے پروٹوٹائپکل پی ایل سی آئسوفارم سمجھا جاتا ہے۔ خاندان کے دیگر افراد ممکنہ طور پر پی ایل سی-δ سے تیار ہوئے کیونکہ ان کے ڈومین فن تعمیر اور ایکٹیویشن کے طریقہ کار کو بڑھایا گیا تھا۔ اگرچہ ایک مکمل کرسٹل ڈھانچہ حاصل نہیں کیا گیا ہے، لیکن ہائی ریزولوشن ایکس رے کرسٹلگرافی سے این-ٹرمینل پی ایچ ڈومین کی سالماتی ساخت حاصل ہوئی ہے جو اس کے پروڈکٹ آئی پی 3 کے ساتھ پیچیدہ ہے، نیز پی ایچ ڈومین کے ساتھ باقی انزائم کو بھی ختم کیا گیا ہے۔ ان ڈھانچوں نے محققین کو خاندان کے دیگر افراد جیسے PLCβ2 کے بارے میں قیاس آرائیاں شروع کرنے کے لیے ضروری معلومات فراہم کی ہیں۔ دیگر پی ایل سی خاندانوں پی ایل سی-ε (230-260 kDa) کو راس اور رو جی ٹی پیسز کے ذریعے فعال کیا جاتا ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ پی ایل سی-ز (75 کے ڈی اے) جنین کی نشوونما کے آغاز کے لیے اہم انٹرا سیلولر کیلشیم ارتعاش پیدا کر کے ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں کی فرٹیلائزیشن میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ تاہم، ایکٹیویشن کا طریقہ کار ابھی تک واضح نہیں ہے۔ یہ آئسوفارم فرٹیلائزیشن کے بعد ابتدائی تشکیل شدہ پروونکلیس میں داخل ہونے کی بھی صلاحیت رکھتا ہے، جو کیلشیم موبلائزیشن کے خاتمے کے ساتھ موافق معلوم ہوتا ہے۔ یہ، پی ایل سی-δ1 اور پی ایل سی-β کی طرح، جوہری برآمد اور لوکلائزیشن کے سلسلے کا حامل ہے۔ PLC-η کو نیورونل فنکشن میں شامل کیا گیا ہے۔ اس خاندان میں انسانی پروٹین پی ایل سی بی 1 ؛ پی ایل سی بی 2 ؛ پی ایل سی بی 3 ؛ پی ایل سی بی 4 ؛ پی ایل سی ڈی 1 ؛ پی ایل سی ڈی 3 ؛ پی ایل سی ڈی 4 ؛ پی ایل سی ای 1 ؛ پی ایل سی جی 1 ؛ پی ایل سی جی 2 ؛ پی ایل سی ایچ 1 ؛ پی ایل سی ایچ 2 ؛ پی ایل سی ایل 1 ؛ پی ایل سی ایل 2 ؛ پی ایل سی زیڈ 1 بھی دیکھیں۔