Adenylate kinase
ایڈینیلیٹ کینیز (ای سی 2.7.4.3) (جسے اے ڈی کے یا میوکینز بھی کہا جاتا ہے) ایک فاسفوٹ ٹرانسفرس انزائم ہے جو مختلف اڈینوسین فاسفیٹس (اے ٹی پی، اے ڈی پی، اور اے ایم پی) کی باہمی تبدیلی کو متحرک کرتا ہے۔ خلیے کے اندر فاسفیٹ نیوکلیوٹائڈ کی سطح کی مسلسل نگرانی کرکے، ADK سیلولر انرجی ہومیوسٹاسس میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ سبسٹریٹ اور مصنوعات اتپریرک رد عمل یہ ہے: اے ٹی پی + اے ایم پی ′ 2 اے ڈی پی توازن مستقل حالت کے ساتھ مختلف ہوتا ہے، لیکن یہ 1 کے قریب ہوتا ہے۔ اس طرح، اس تعامل کے لیے ΔGo صفر کے قریب ہے۔ ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں اور غیر ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں کی مختلف اقسام کے پٹھوں میں، اے ٹی پی کا ارتکاز عام طور پر اے ڈی پی سے 7-10 گنا زیادہ ہوتا ہے، اور عام طور پر اے ایم پی سے 100 گنا زیادہ ہوتا ہے۔ آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن کی شرح کو اے ڈی پی کی دستیابی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اس طرح، مائٹوکونڈرین ایڈینیلیٹ کینیز کی مشترکہ کارروائی اور آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن پر قابو پانے کی وجہ سے اے ٹی پی کی سطح کو بلند رکھنے کی کوشش کرتا ہے۔ آئسوزیم آج تک نو انسانی اے ڈی کے پروٹین آئسوفارم کی نشاندہی کی گئی ہے۔ اگرچہ ان میں سے کچھ پورے جسم میں ہر جگہ موجود ہیں، کچھ مخصوص بافتوں میں مقامی ہیں۔ مثال کے طور پر، ADK7 اور ADK8 دونوں صرف خلیوں کے سائٹوسول میں پائے جاتے ہیں ؛ اور ADK7 کنکال کے پٹھوں میں پایا جاتا ہے جبکہ ADK8 میں نہیں۔ نہ صرف خلیے کے اندر مختلف آئسوفارم کے مقامات مختلف ہوتے ہیں، بلکہ فاسفوریل کی منتقلی کے انزائم اور حرکیات کے ساتھ سبسٹریٹ کا پابند ہونا بھی مختلف ہوتا ہے۔ ADK1، سب سے زیادہ وافر مقدار میں موجود سائٹوسولک ADK آئزوزیم، ADK7 اور 8 کے کلومیٹر سے تقریبا ایک ہزار گنا زیادہ کلومیٹر رکھتا ہے، جو ADK1 کے AMP سے بہت کمزور پابند ہونے کی نشاندہی کرتا ہے۔ اے ڈی کے انزائموں کی ذیلی سیلولر لوکلائزیشن پروٹین میں ٹارگیٹنگ سیکوینس کو شامل کرکے کی جاتی ہے۔ ہر آئسوفارم کی این ٹی پی کے لیے بھی مختلف ترجیح ہوتی ہے۔ کچھ صرف اے ٹی پی کا استعمال کریں گے، جبکہ دوسرے جی ٹی پی، یو ٹی پی، اور سی ٹی پی کو فاسفوریل کیریئر کے طور پر قبول کریں گے۔ ان میں سے کچھ آئسوفارم دوسرے این ٹی پی کو مکمل طور پر ترجیح دیتے ہیں۔ ایک مائٹوکونڈریل جی ٹی پی ہے: اے ایم پی فاسفوٹ ٹرانسفرس، جو اے ایم پی کے فاسفوریلیشن کے لیے بھی مخصوص ہے، جو صرف جی ٹی پی یا آئی ٹی پی کو فاسفوریل ڈونر کے طور پر استعمال کر سکتا ہے۔ اے ڈی کے کی شناخت مختلف بیکٹیریل پرجاتیوں اور خمیر میں بھی کی گئی ہے۔ مزید دو انزائموں کا تعلق اے ڈی کے خاندان سے جانا جاتا ہے، یعنی۔ خمیر یوریڈین مونوفاسفوکینیز اور سلائی مولڈ یو ایم پی-سی ایم پی کینیز۔ کچھ باقیات ان آئسوفارم میں محفوظ ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ وہ اتپریرک کے لیے کتنے ضروری ہیں۔ سب سے زیادہ محفوظ علاقوں میں سے ایک میں آرگ کے باقیات شامل ہیں، جن کی ترمیم انزائم کو غیر فعال کر دیتی ہے، ایک ایس پی کے ساتھ جو انزائم کے اتپریرک شگاف میں رہتا ہے اور نمک پل میں حصہ لیتا ہے۔ ذیلی خاندان ایڈینیلیٹ کینیز، ذیلی خاندان یو ایم پی-سی ایم پی کینیز ایڈینیلیٹ کینیز، آئزوزیم 1 میکانزم فاسفوریل ٹرانسفر صرف 'کھلے ڈھکن' کے بند ہونے پر ہوتا ہے۔ یہ پانی کے مالیکیولز کو خارج کرنے کا سبب بنتا ہے جو سبسٹریٹس کو ایک دوسرے کے قریب لاتا ہے، جس سے اے ٹی پی کے γ-فاسفوریل گروپ پر اے ایم پی کے α-فاسفوریل کے ذریعے نیوکلیوفیلک حملے کے لیے توانائی کی رکاوٹ کم ہوتی ہے جس کے نتیجے میں γ-فاسفوریل گروپ کو اے ایم پی میں منتقل کرکے اے ڈی پی کی تشکیل ہوتی ہے۔ ای کولی سے ای ڈی کے انزائم کے کرسٹل ڈھانچے میں انفیکٹر اے پی 5 اے کے ساتھ، آرگ 88 بقیہ اے پی 5 اے کو α-فاسفیٹ گروپ میں باندھتا ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ اتپریورتن R88G کے نتیجے میں اس انزائم کی اتپریرک سرگرمی کا 99 فیصد نقصان ہوتا ہے، جس سے یہ پتہ چلتا ہے کہ یہ باقیات فاسفوریل کی منتقلی میں گہری طور پر شامل ہیں۔ ایک اور انتہائی محفوظ باقیات آرگ 119 ہے، جو اے ڈی کے کے اڈینوسین بائنڈنگ خطے میں واقع ہے، اور فعال جگہ پر اڈینائن کو سینڈوچ کرنے کا کام کرتا ہے۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ دوسرے این ٹی پیز کو قبول کرنے میں ان انزائموں کی بے ترتیبی اے ٹی پی بائنڈنگ جیب میں بیس کے اس نسبتا غیر اہم تعاملات کی وجہ سے ہے۔ مثبت، محفوظ باقیات کا ایک نیٹ ورک (E. کولی سے ADK میں Lys13، Arg123، Arg156، اور Arg167) منتقلی کے دوران فاسفوریل گروپ پر منفی چارج کی تشکیل کو مستحکم کرتا ہے۔ دو ڈسٹل ایسپرٹیٹ باقیات ارجنائن نیٹ ورک سے جڑے ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے انزائم کو جوڑنا پڑتا ہے اور اس کی لچک کو کم کر دیتا ہے۔ ایک میگنیشیم کوفیکٹر کی بھی ضرورت ہوتی ہے، جو اے ایم پی پر فاسفیٹ کی الیکٹروفیلسیٹی کو بڑھانے کے لیے ضروری ہے، حالانکہ یہ میگنیشیم آئن صرف الیکٹروسٹیٹک تعاملات کے ذریعے فعال جیب میں رکھا جاتا ہے اور آسانی سے الگ ہوجاتا ہے۔ ساخت لچک اور پلاسٹکیت پروٹین کو لگینڈس سے جڑے رہنے، اولیگومرز بنانے، جمع کرنے اور مکینیکل کام انجام دینے کی اجازت دیتی ہے۔ پروٹین میں بڑی تشکیلی تبدیلیاں سیلولر سگنلنگ میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔ ایڈینیلیٹ کینیز ایک سگنل ٹرانسڈیوسنگ پروٹین ہے ؛ اس طرح، تشکیل کے درمیان توازن پروٹین کی سرگرمی کو منظم کرتا ہے۔ اے ڈی کے کی ایک مقامی طور پر بے نقاب حالت ہے جو پابند ہونے پر آباد ہو جاتی ہے۔ وائٹ فورڈ اور دیگر کا 2007 کا مطالعہ۔ اے ٹی پی یا اے ایم پی کے ساتھ پابند ہونے پر اے ڈی کے کی تشکیل کو ظاہر کرتا ہے۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ اے ڈی کے کی تین متعلقہ تشکیل یا ڈھانچے ہیں-کور، اوپن، اور کلوزڈ۔ اے ڈی کے میں دو چھوٹے ڈومین ہوتے ہیں جنہیں ایل آئی ڈی اور این ایم پی کہا جاتا ہے۔ اے ٹی پی ایل آئی ڈی اور سی او آر ای ڈومینز کے ذریعے بنائی گئی جیب میں جڑا رہتا ہے۔ اے ایم پی این ایم پی اور سی او آر ای ڈومینز کے ذریعے بنائی گئی جیب میں جڑا رہتا ہے۔ وائٹ فورڈ کے مطالعے میں ایسے نتائج کی بھی اطلاع دی گئی ہے جو ظاہر کرتے ہیں کہ پروٹین کے مقامی علاقے تشکیلی منتقلی کے دوران سامنے آتے ہیں۔ یہ طریقہ کار تناؤ کو کم کرتا ہے اور اتپریرک کی کارکردگی کو بڑھاتا ہے۔ مقامی انکشاف پروٹین میں مسابقتی تناؤ کی توانائیوں کا نتیجہ ہے۔ ADKE میں CORE ڈومین کے مقابلے میں سبسٹریٹ بائنڈنگ ڈومینز ATPlid اور AMPLid کا مقامی (تھرموڈینامک) استحکام نمایاں طور پر کم دکھایا گیا ہے۔ کولی۔ مزید برآں، یہ دکھایا گیا ہے کہ دو ذیلی ڈومین (اے ٹی پی ایل آئی ڈی اور اے ایم پی ایل آئی ڈی) "غیر تعاون پر مبنی انداز" میں جوڑ سکتے ہیں اور پھیل سکتے ہیں۔ سبسٹریٹس کی بائنڈنگ ADK کے ذریعہ نمونے لینے والوں میں 'بند' کنفارمیشنز کو ترجیح دیتی ہے۔ یہ 'بند' کنفارمیشنز فاسفوریل ٹرانسفر کے لیے سبسٹریٹس کی صف بندی کو بہتر بنانے میں مدد کرنے کے علاوہ اے ٹی پی کے فضول ہائیڈرولیسس سے بچنے کے لیے فعال جگہ سے پانی کو ہٹانے میں مدد کے لیے قیاس کیے جاتے ہیں۔ مزید برآں، یہ دکھایا گیا ہے کہ اپونزیم اب بھی سبسٹریٹس کی عدم موجودگی میں اے ٹی پی ایل آئی ڈی اور اے ایم پی ایل آئی ڈی ڈومینز کی 'بند' تشکیل کا نمونہ لے گا۔ انزائم کے کھلنے کی شرح (جو پروڈکٹ کی رہائی کی اجازت دیتا ہے) اور سبسٹریٹ بائنڈنگ کے ساتھ بند ہونے کی شرح کا موازنہ کرتے وقت، بند کرنا سست عمل پایا گیا۔ فنکشن میٹابولک نگرانی ایک خلیے کے لیے متحرک طور پر توانائی کی سطح کی پیمائش کرنے کی صلاحیت اسے میٹابولک عمل کی نگرانی کا ایک طریقہ فراہم کرتی ہے۔ اے ٹی پی اور دیگر اڈینائل فاسفیٹس (اے ڈی پی اور اے ایم پی کی سطح) کی سطح کی مسلسل نگرانی اور تبدیلی کرکے اڈینائلیٹ کینیز سیلولر سطح پر توانائی کے اخراجات کا ایک اہم ریگولیٹر ہے۔ جیسے جیسے توانائی کی سطح مختلف میٹابولک تناؤ کے تحت تبدیل ہوتی ہے ایڈینیلیٹ کینیس پھر اے ایم پی پیدا کرنے کے قابل ہوتا ہے۔ جو خود مزید سگنلنگ جھرنوں میں سگنلنگ مالیکیول کے طور پر کام کرتا ہے۔ یہ تیار کردہ اے ایم پی، مثال کے طور پر، مختلف اے ایم پی پر منحصر رسیپٹرز کو متحرک کر سکتا ہے جیسے کہ گلائکولیٹک راستوں، کے-اے ٹی پی چینلز، اور 5 'اے ایم پی ایکٹیویٹڈ پروٹین کینیز (اے ایم پی کے) میں شامل ہیں۔ عام عوامل جو اڈینائن نیوکلیوٹائڈ کی سطح کو متاثر کرتے ہیں، اور اس وجہ سے ADK سرگرمی ورزش، تناؤ، ہارمون کی سطح میں تبدیلیاں، اور غذا ہیں۔ یہ میٹابولک سینسرز کے قریبی "سینسنگ زون" میں نیوکلیوٹائڈ کے تبادلے کو متحرک کرکے سیلولر معلومات کی ڈیکوڈنگ میں سہولت فراہم کرتا ہے۔ ADK شٹل اڈینائلیٹ کینیز خلیے میں مائٹوکونڈریل اور مایوفبریلر ڈبوں میں موجود ہوتا ہے، اور یہ ATP کے دو اعلی توانائی والے فاسفوریلز (β اور γ) کو اڈینائن نیوکلیوٹائڈ مالیکیولز کے درمیان منتقل کرنے کے لیے دستیاب کرتا ہے۔ مختصرا، ایڈینیلیٹ کینیز اے ٹی پی کو زیادہ توانائی کی کھپت والی جگہوں پر چلاتا ہے اور ان رد عمل کے دوران پیدا ہونے والے اے ایم پی کو ہٹا دیتا ہے۔ یہ ترتیب وار فاسفوٹ ٹرانسفر ریلے بالآخر اے ڈی کے مالیکیولز کے مجموعے کے ساتھ فاسفوریل گروپس کے پھیلاؤ کا باعث بنتے ہیں۔ اس عمل کو اے ڈی کے مالیکیولز کی بالٹی بریگیڈ کے طور پر سوچا جا سکتا ہے جس کے نتیجے میں میٹابولائٹ کے ارتکاز میں واضح عالمی تبدیلیوں کے بغیر مقامی انٹرا سیلولر میٹابولک بہاؤ میں تبدیلیاں آتی ہیں۔ یہ عمل خلیے کے مجموعی ہومیوسٹاسس کے لیے انتہائی اہم ہے۔ بیماری کی مطابقت نیوکلیوسائڈ ڈائیفاسفیٹ کینیس کی کمی نیوکلیوسائڈ ڈائیفاسفیٹ (این ڈی پی) کینیس رائبو-اور ڈی آکسیریبونیوکلیوسائڈ ٹرائیفاسفیٹس کی ویو اے ٹی پی پر منحصر ترکیب میں اتپریرک ہوتا ہے۔ تبدیل شدہ ایسچریچیا کولی میں جس میں خلل زدہ نیوکلیوسائڈ ڈائیفاسفیٹ کینیز تھا، اڈینائلیٹ کینیز نے دوہری انزیمیٹک افعال انجام دیے۔ اے ڈی کے نیوکلیوسائڈ ڈائیفاسفیٹ کینیز کی کمی کو پورا کرتا ہے۔ نیوکلیوسائڈ ڈائیفاسفیٹ (این ڈی پی) کینیز رائبو-اور ڈی آکسیریبونیوکلیوسائڈ ٹرائیفاسفیٹس کی ویو اے ٹی پی پر منحصر ترکیب میں اتپریرک ہوتا ہے۔ تبدیل شدہ ایسچریچیا کولی میں جس میں خلل زدہ نیوکلیوسائڈ ڈائیفاسفیٹ کینیز تھا، اڈینائلیٹ کینیز نے دوہری انزیمیٹک افعال انجام دیے۔ اے ڈی کے نیوکلیوسائڈ ڈائیفاسفیٹ کینیز کی کمی کو پورا کرتا ہے۔ اے کے 1 اور پوسٹ اسکیمک کورونری ریفلو ناک آؤٹ اے کے 1 سے اے ٹی پی استعمال کرنے والی سائٹس اور اے ٹی پی سنتھسیس سائٹس پر غیر نامیاتی فاسفیٹ اور کاروبار کے درمیان ہم آہنگی میں خلل پڑتا ہے۔ یہ اسکیمک کے بعد کے دل میں متحرک سگنل مواصلات کو کم کرتا ہے اور اسکیمیا-ریفر فیوژن کے بعد ناکافی کورونری ریفلو کو تیز کرتا ہے۔ ADK2 کی کمی انسانوں میں ایڈینیلیٹ کینیس 2 (AK2) کی کمی سنسرائنورل بہرے پن سے وابستہ ہیماٹوپوئیٹک نقائص کا سبب بنتی ہے۔ ریٹکولر ڈیسجینیسیس انسانی مشترکہ امیونو ڈیفیشینسی کی ایک آٹوسومل ریسیسیو شکل ہے۔ اس کی خصوصیت ایک خراب لمفائڈ کی پختگی اور مائیلوئڈ نسب میں ابتدائی تفریق کی گرفتاری بھی ہے۔ اے کے 2 کی کمی کے نتیجے میں پروٹین کے اظہار میں غیر موجودگی یا بڑی کمی واقع ہوتی ہے۔ اے کے 2 خاص طور پر اندرونی کان کے سٹریا ویسکولر میں ظاہر ہوتا ہے جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ اے کے 2 کی کمی والے افراد میں سنسرائنورل بہرا پن کیوں ہوگا۔ ساختی موافقت اے کے 1 جینیاتی ابلیشن میٹابولک تناؤ کے لیے رواداری کو کم کرتی ہے۔ اے کے 1 کی کمی گلائکولیسس اور مائٹوکونڈریل میٹابولزم میں نقل کے گروپوں میں فائبر کی قسم کی مخصوص تغیر کو جنم دیتی ہے۔ یہ پٹھوں کی توانائی کے میٹابولزم کی حمایت کرتا ہے۔ اریبیڈوپسس تھالیانا میں پلاسٹائڈیل اے ڈی کے کی کمی بہتر نشوونما اور فوٹو سنتھیٹک امینو ایسڈ میں اضافہ اریبیڈوپسس تھالیانا میں پلاسٹائڈیل اڈینائیلیٹ کینیز کی کمی سے وابستہ ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط سیلولر ریسپریشن ای سی 2.7.4