Chaperonin
ایچ ایس پی 60، جسے چیپروننس (سی پی این) بھی کہا جاتا ہے، ہیٹ شاک پروٹین کا ایک خاندان ہے جسے اصل میں ان کے 60 کے ڈی اے مالیکیولر ماس کے ذریعے ترتیب دیا جاتا ہے۔ وہ زیادہ گرمی جیسے دباؤ والے حالات کے دوران پروٹین کے فولڈنگ میں مدد کرکے پروٹین کے غلط فولڈنگ کو روکتے ہیں۔ ایچ ایس پی 60 کا تعلق مالیکیولز کی ایک بڑی کلاس سے ہے جو پروٹین کو جوڑنے میں مدد کرتا ہے، جسے مالیکیولر چیپرونز کہتے ہیں۔ نئے بنائے گئے پروٹینوں کو عام طور پر امینو ایسڈ کی لکیری زنجیر سے تین جہتی ترتیری ساخت میں جوڑنا پڑتا ہے۔ پروٹین کو جوڑنے کی توانائی ہر پروٹین کے امینو ایسڈ سائیڈ چینز کے درمیان غیر ہم آہنگ تعاملات اور سالوینٹ اثرات کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے۔ زیادہ تر پروٹین خود بخود اپنی سب سے مستحکم تین جہتی تشکیل میں جوڑ جاتے ہیں، جو عام طور پر ان کی فعال تشکیل بھی ہوتی ہے، لیکن کبھی کبھار پروٹین غلط گنا ہو جاتے ہیں۔ مالیکیولر چیپرونز، اڈینوسین ٹرائی فاسفیٹ (اے ٹی پی) کے ہائیڈرولیسس کے ذریعے فراہم کردہ توانائی کی مدد سے، غلط فولڈ شدہ پروٹین کے جزوی انکشاف کو تیز کرکے پروٹین کی دوبارہ فولڈنگ کو متحرک کرتے ہیں۔ چیپرونین پروٹین غلط فولڈ شدہ پروٹین کو انحطاط کے لیے بھی ٹیگ کر سکتے ہیں۔ ساخت ان چیپروننز کی ساخت بیرل بنانے کے لیے ایک دوسرے کے اوپر رکھے ہوئے دو ڈونٹس سے ملتی جلتی ہے۔ ہر انگوٹھی یا تو 7، 8 یا 9 ذیلی اکائیوں پر مشتمل ہوتی ہے جو اس جاندار پر منحصر ہوتی ہے جس میں چیپرونن پایا جاتا ہے۔ ہر ~ 60kDa پیپٹائڈ چین کو تین ڈومینز، اپیکل، انٹرمیڈیٹ، اور استوائی میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ تجویز کیا جاتا ہے کہ اصل چیپرونن پیروکسیرڈاکسن سے تیار ہوا ہے۔ درجہ بندی گروپ I گروپ I چیپروننس (سی پی این 60) بیکٹیریا کے ساتھ ساتھ اینڈو سمبائیوٹک اصل کے آرگنیلز میں پائے جاتے ہیں: کلوروپلاسٹ اور مائٹوکونڈریا۔ ای کولی میں GroEL/GroES کمپلیکس ایک گروپ I چیپرونن ہے اور بہترین خصوصیت والا بڑا (~ 1 ایم ڈی اے) چیپرونن کمپلیکس ہے۔ GROEL ایک ڈبل رنگ 14 میر ہے جس کے کھلنے پر ایک چکنا ہائڈروفوبک پیچ ہوتا ہے اور سائز میں سبسٹریٹس 15-60 kDa کی مقامی فولڈنگ کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے۔ GroES (ایک سنگل رنگ ہیپٹیمر ہے جو ATP یا ATP ہائیڈرولیسس کے ٹرانزیشن اسٹیٹ اینالاگس، جیسے ADP-AlF3 کی موجودگی میں GroEL سے منسلک ہوتا ہے۔ یہ ایک ڈھکن کی طرح ہے جو گرویل (ڈبہ/بوتل) کو ڈھانپتا ہے۔ ہو سکتا ہے کہ GROEL/GROES پروٹین کے مجموعوں کو کالعدم کرنے کے قابل نہ ہو، لیکن حرکی طور پر یہ غلط فولڈنگ اور جمع کرنے کے راستے میں مقابلہ کرتا ہے، اس طرح مجموعی تشکیل کو روکتا ہے۔ سی پی این 60 ذیلی خاندان 1988 میں دریافت کیا گیا تھا۔ اسے 1992 میں ترتیب دیا گیا تھا۔ سی پی این 10 اور سی پی این 60 اولیگومرز کو ایک فعال کمپلیکس بنانے کے لیے تعامل کرنے کے لیے ایم جی 2 +-اے ٹی پی کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ سی پی این 10 سے سی پی این 60 کا پابند ہونا سی پی این 60 کی کمزور اے ٹی پیز سرگرمی کو روکتا ہے۔ رو بسکو سب یونٹ بائنڈنگ پروٹین اس خاندان کا ایک رکن ہے۔ Escherichia coli GroEL کی کرسٹل ساخت کو حل کر کے 2.8 Å کر دیا گیا ہے۔ کچھ بیکٹیریا اس چیپرونن کی متعدد کاپیاں استعمال کرتے ہیں، شاید مختلف پیپٹائڈز کے لیے۔ گروپ II گروپ II چیپروننس (ٹی سی پی-1)، جو یوکرائیوٹک سائٹوسول اور آرکیا میں پائے جاتے ہیں، زیادہ ناقص خصوصیات کے حامل ہیں۔ آرکیا میں موجود کمپلیکس کو تھرموسوم کہا جاتا ہے۔ کچھ آرکیا میں ایک ہومو-16مر، اسے پروٹو ٹائپ II چیپرونن سمجھا جاتا ہے۔ ٹی آر آئی سی، یوکرائیوٹک چیپرونن، آٹھ مختلف اگرچہ متعلقہ ذیلی اکائیوں کے دو رنگوں پر مشتمل ہے، ہر ایک کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ ہر آٹھ رکنی رنگ میں ایک بار نمائندگی کی جاتی ہے۔ ٹی آر آئی سی کے بارے میں اصل میں سوچا گیا تھا کہ وہ صرف سائٹوسکیلیٹل پروٹین ایکٹین اور ٹیوبلین کو جوڑتا ہے لیکن اب یہ درجنوں سبسٹریٹس کو جوڑنے کے لیے جانا جاتا ہے۔ میتھانوکوکس میریپالوڈس چیپرونن (ایم ایم سی پی این) سولہ ایک جیسی ذیلی اکائیوں (آٹھ فی رنگ) پر مشتمل ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ یہ مائٹوکونڈریل پروٹین روڈانیز کو جوڑتا ہے ؛ تاہم، ابھی تک کسی قدرتی سبسٹریٹ کی نشاندہی نہیں کی گئی ہے۔ گروپ II چیپروننس کے بارے میں یہ نہیں سوچا جاتا ہے کہ وہ اپنے سبسٹریٹس کو جوڑنے کے لیے GroES قسم کے کوفیکٹر کا استعمال کرتے ہیں۔ اس کے بجائے ان میں ایک "بلٹ ان" ڈھکن ہوتا ہے جو اپنے سبسٹریٹس کو سمیٹنے کے لیے اے ٹی پی پر منحصر انداز میں بند ہو جاتا ہے، یہ ایک ایسا عمل ہے جو زیادہ سے زیادہ پروٹین فولڈنگ سرگرمی کے لیے ضروری ہے۔ وہ ایک شریک چیپرون، پری فولڈن کے ساتھ بھی تعامل کرتے ہیں، جو سبسٹریٹ کو اندر منتقل کرنے میں مدد کرتا ہے۔ گروپ III کے دیگر خاندانوں میں کچھ بیکٹیریل سی پی این شامل ہیں جو گروپ II سے متعلق ہیں۔ ان میں ڈھکن ہوتا ہے، لیکن ڈھکن کا کھلنا ان میں غیر تعاون پر مبنی ہوتا ہے۔ ان کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ گروپ II کے قدیم رشتہ دار ہیں۔ فیج ای ایل کا گروپ I چیپرونن جی پی146 ڈھکن کا استعمال نہیں کرتا ہے، اور اس کا ڈونٹ انٹرفیس گروپ II سے زیادہ ملتا جلتا ہے۔ یہ ایک اور قدیم قسم کے چیپرونن کی نمائندگی کر سکتا ہے۔ اے ٹی پی کے انزیمیٹک ہائیڈرولیسس کے ساتھ ساتھ سبسٹریٹ پروٹینز اور کوکیپروننز، جیسے GroES کے بائنڈنگ کے فنکشن کے طور پر فولڈنگ ری ایکشن کے دوران میکانزم آف ایکشن چیپروننز میں بڑی تشکیلی تبدیلیاں آتی ہیں۔ یہ تشکیلی تبدیلیاں چیپرونن کو ایک بے نقاب یا غلط فولڈ شدہ پروٹین کو باندھنے کی اجازت دیتی ہیں، اس پروٹین کو دو رنگوں سے بننے والی گہاوں میں سے کسی ایک کے اندر جوڑ دیتی ہیں، اور پروٹین کو دوبارہ محلول میں چھوڑ دیتی ہیں۔ جاری ہونے پر، سبسٹریٹ پروٹین کو یا تو جوڑ دیا جائے گا یا اسے فولڈنگ کے مزید دوروں کی ضرورت ہوگی، ایسی صورت میں اسے دوبارہ چیپرونن سے باندھ دیا جا سکتا ہے۔ صحیح طریقہ کار جس کے ذریعے چیپروننس سبسٹریٹ پروٹین کو جوڑنے میں سہولت فراہم کرتے ہیں وہ معلوم نہیں ہے۔ مختلف تجرباتی تکنیکوں کے حالیہ تجزیے کے مطابق، GROEL-پابند سبسٹریٹ پروٹین کمپیکٹ اور مقامی طور پر توسیع شدہ ریاستوں کے ایک مجموعے کو آباد کرتے ہیں جن میں مستحکم ترتیبی تعاملات کی کمی ہوتی ہے۔ چیپرونن ایکشن کے متعدد ماڈل تجویز کیے گئے ہیں، جو عام طور پر چیپرونن اندرونی کے دو (باہمی طور پر خصوصی نہیں) کرداروں پر توجہ مرکوز کرتے ہیں: غیر فعال اور فعال۔ غیر فعال ماڈل چیپرونن پنجرے کو ایک غیر فعال شکل کے طور پر استعمال کرتے ہیں، جو پروٹین سبسٹریٹ تک رسائی حاصل کرنے والی تشکیلی جگہ کو کم کرکے یا بین سالماتی تعاملات کو روک کر اثر انداز ہوتے ہیں۔ جمع کی روک تھام کے ذریعے۔ فعال چیپرونن کا کردار بدلے میں مخصوص چیپرونن-سبسٹریٹ تعاملات کے ساتھ شامل ہوتا ہے جو چیپرونن کی تشکیل نو کی ترتیب کے ساتھ مل سکتا ہے۔ ممکنہ طور پر چیپرونن کے فعال کردار کا سب سے مشہور ماڈل تکراری اینیلنگ میکانزم (آئی اے ایم) ہے، جو تکراری، اور فطرت میں ہائیڈروفوبک کے اثر پر مرکوز ہے، جو پروٹین سبسٹریٹ کو چیپرونن سے باندھتا ہے۔ کمپیوٹیشنل تخروپن مطالعات کے مطابق، آئی اے ایم غلط فولڈ شدہ کنفارمیشنز سے سبسٹریٹ کو بے نقاب کرکے یا فولڈنگ کے راستے کو تبدیل کرکے پروٹین کو غلط فولڈنگ سے روک کر زیادہ پیداواری فولڈنگ کا باعث بنتا ہے۔ ساختی اور فنکشنل ہومیولوجی کا تحفظ جیسا کہ ذکر کیا گیا ہے، تمام خلیوں میں چیپرونن ہوتے ہیں۔ بیکٹیریا میں، آرکی ٹائپ ای کولی سے اچھی طرح سے خصوصیات والا چیپرونن گرویل ہے۔ آرکیا میں، چیپرونن کو تھرموسوم کہا جاتا ہے۔ یوکریا میں، سائٹوپلاسمک چیپرونن کو سی سی ٹی کہا جاتا ہے (جسے ٹی آر آئی سی بھی کہا جاتا ہے)۔ یہ پروٹین کمپلیکس ای کولی، سیکیرومیسیس سیریوسیا اور اعلی یوکرائٹس میں زندگی کے لیے ضروری معلوم ہوتے ہیں۔ اگرچہ یوکرائیوٹک، بیکٹیریل اور آرکیئل چیپرونینس کے درمیان فرق ہیں، لیکن عمومی ساخت اور طریقہ کار محفوظ ہیں۔ بیکٹیریوفیج ٹی 4 مورفوجینیسیس بیکٹیریوفیج ٹی 4 کا جین پروڈکٹ 31 (جی پی 31) بیکٹیریوفیج مورفوجینیسیس کے لیے درکار ایک پروٹین ہے جو بیکٹیریوفیج ڈھانچے میں شامل ہونے کے بجائے اتپریرک طور پر کام کرتا ہے۔ بیکٹیریم ای کولی بیکٹیریوفیج ٹی 4 کا میزبان ہے۔ بیکٹیریوفیج انکوڈ شدہ جی پی 31 پروٹین ای کولی کوچیپرونن پروٹین جی او ای ایس کے لیے یکساں معلوم ہوتا ہے اور انفیکشن کے دوران فیج ٹی 4 وائرینز کی اسمبلی میں اس کا متبادل بننے کے قابل ہوتا ہے۔ GroES کی طرح، Gp31 GroEL چیپرونن کے ساتھ ایک مستحکم کمپلیکس بناتا ہے جو بیکٹیریوفیج T4 میجر کیپسیڈ پروٹین Gp23 کے ویو میں فولڈنگ اور اسمبلی کے لیے بالکل ضروری ہے۔ فیج کو اپنے گروز ہومولوگ کی ضرورت کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ جی پی 23 پروٹین روایتی گروز پنجرے میں فٹ ہونے کے لیے بہت بڑا ہے۔ جی پی 31 میں لمبے لوپس ہوتے ہیں جو ایک لمبا کنٹینر بناتے ہیں۔ طبی اہمیت ہیومن گرویل لیجننیئر کی بیماری کے مریضوں کا امیونوڈومیننٹ اینٹیجن ہے، اور خیال کیا جاتا ہے کہ یہ میکروفیجز کے اندر آکسیجن ریڈیکلز سے لیجنلا بیکٹیریا کے تحفظ میں کردار ادا کرتا ہے۔ یہ مفروضہ اس نتیجے پر مبنی ہے کہ سی پی این 60 جین ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کے جواب میں ریگولیٹ کیا جاتا ہے، جو آکسیجن ریڈیکلز کا ایک ذریعہ ہے۔ سی پی این 60 کو بہت سے بیکٹیریل پرجاتیوں میں مضبوط اینٹیجینسیٹی ظاہر کرنے کے لیے بھی پایا گیا ہے اور اس میں غیر متعلقہ بیکٹیریل انفیکشن کے خلاف مدافعتی تحفظ پیدا کرنے کی صلاحیت ہے۔ اس ڈومین پر مشتمل انسانی جین کوڈنگ پروٹین کی مثالوں میں شامل ہیں: بی بی ایس 10 سی سی ٹی 1 ؛ سی سی ٹی 2 ؛ سی سی ٹی 3 ؛ سی سی ٹی 4 ؛ سی سی ٹی 5 ؛ سی سی ٹی 6 اے ؛ سی سی ٹی 6 بی ؛ سی سی ٹی 7 ؛ سی سی ٹی 8 سی ای ایس کے 1 ایچ ایس پی ڈی 1 کے سی این ایم بی 3 ایل سی سی ٹی 8 ایل 1 ؛ ایل او سی 401329 ایم کے کے ایس پی 5 کے 3 بھی دیکھیں چیپرون ہیٹ شاک پروٹین آرتھر ایل۔ ہورویچ نوٹس حوالہ جات مزید تفصیلات۔ سی پی این ڈی بی: ایک چیپرونین ڈیٹا بیس اینیمیشن آف ایکٹیویٹی آف چیپرونین این آئی ایچ میٹریل آن ایچ ایس پی 60 ایچ ایس پی 60 ایچ ایس پی 60 ان فلائز دی چیپرونین ہوم پیج دی پروٹین ڈیٹا بینک انزیم ڈیٹ