Oxoglutarate dehydrogenase complex
آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس (او جی ڈی سی) یا α-ketoglutarate dehydrogenase کمپلیکس ایک انزائم کمپلیکس ہے، جو عام طور پر سائٹرک ایسڈ سائیکل میں اپنے کردار کے لیے جانا جاتا ہے۔ یونٹس پائروویٹ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس (پی ڈی سی) کی طرح، یہ انزائم تین اجزاء پر مشتمل ایک کمپلیکس بناتا ہے: ان ملٹی انزیم کمپلیکس کی تین کلاسوں کی خصوصیات ہیں: ایک پائروویٹ کے لیے مخصوص، دوسرا 2-آکسگلوٹاریٹ کے لیے مخصوص، اور تیسرا برانچڈ چین α-کیٹو ایسڈ کے لیے مخصوص۔ آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس میں ایک ہی ذیلی یونٹ کی ساخت ہوتی ہے اور اس طرح وہی کوینزیم استعمال ہوتے ہیں جیسے پائروویٹ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس اور برانچڈ چین الفا-کیٹو ایسڈ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس (ٹی ٹی پی، سی او اے، لیپوٹ، ایف اے ڈی اور این اے ڈی)۔ صرف E3 ذیلی اکائی تینوں انزائموں کے درمیان مشترک ہے۔ خصوصیات میٹابولک راستے یہ انزائم تین مختلف راستوں میں حصہ لیتا ہے: سائٹرک ایسڈ سائیکل (KEGG لنک: MAP00020) لائسین کا انحطاط (KEGG لنک: MAP00310) ٹرپٹوفین میٹابولزم (KEGG لنک: MAP00380) حرکی خصوصیات درج ذیل اقدار ازوٹوبیکٹر وائن لینڈی (1) سے ہیں: KM: 0.14 ± 0.04 mM Vmax: 9 ± 3 μmol.min −1. mg−1 سائٹرک ایسڈ سائیکل رد عمل سائٹرک ایسڈ سائیکل میں اس انزائم کے ذریعہ اتپریرک رد عمل ہے: α-ketoglutarate + NAD + + CoA اس تعامل کے لیے ΔG° '-7.2 کیلوری mol−1 ہے۔ اس آکسیکرن کے لیے درکار توانائی سوکینائل سی او اے کے تھیوسٹر بانڈ کی تشکیل میں محفوظ ہوتی ہے۔ ریگولیشن آکسوگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز سائٹرک ایسڈ سائیکل میں ایک اہم کنٹرول پوائنٹ ہے۔ اسے اس کی مصنوعات، سوکینائل سی او اے اور این اے ڈی ایچ سے روکا جاتا ہے۔ خلیے میں زیادہ توانائی چارج بھی روک تھام کا باعث بنے گا۔ اے ڈی پی اور کیلشیم آئن انزائم کے ایلوسٹرک ایکٹیویٹرز ہیں۔ کریبس سائیکل سے پیدا ہونے والے دستیاب کم کرنے والے مساوی کی مقدار کو کنٹرول کرکے، آکسوگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کا آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن اور اے ٹی پی کی پیداوار پر نیچے کی طرف ریگولیٹری اثر پڑتا ہے۔ مساوی کو کم کرنا (جیسے NAD +/NADH) الیکٹرانوں کی فراہمی کرتا ہے جو آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن کے الیکٹران ٹرانسپورٹ چین سے گزرتے ہیں۔ آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز ایکٹیویشن کی سطح میں اضافہ این اے ڈی + کے مقابلے میں این اے ڈی ایچ کے ارتکاز کو بڑھانے کا کام کرتا ہے۔ اعلی این اے ڈی ایچ ارتکاز آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن کے ذریعے بہاؤ میں اضافے کو متحرک کرتا ہے۔ اگرچہ اس راستے سے بہاؤ میں اضافہ خلیے کے لیے اے ٹی پی پیدا کرتا ہے، لیکن یہ راستہ ایک ضمنی مصنوع کے طور پر آزاد ریڈیکل پرجاتیوں کو بھی پیدا کرتا ہے، جو خلیوں میں آکسیڈیٹیو تناؤ کا سبب بن سکتا ہے اگر جمع ہونے کے لیے چھوڑ دیا جائے۔ آکسوگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کو مائٹوکونڈریا میں ریڈوکس سینسر سمجھا جاتا ہے، اور یہ آکسیڈیٹیو نقصان کو روکنے میں مدد کے لیے مائٹوکونڈریا کے کام کرنے کی سطح کو تبدیل کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ آزاد ریڈیکل پرجاتیوں کے اعلی ارتکاز کی موجودگی میں، آکسوگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز مکمل طور پر قابل واپسی آزاد ریڈیکل ثالثی روک تھام سے گزرتا ہے۔ انتہائی صورتوں میں، انزائم مکمل آکسیڈیٹیو روک تھام سے بھی گزر سکتا ہے۔ جب مائٹوکونڈریا کو اضافی ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کے ساتھ ٹریٹ کیا جاتا ہے، تو الیکٹران ٹرانسپورٹ چین کے ذریعے بہاؤ کم ہو جاتا ہے، اور NADH کی پیداوار رک جاتی ہے۔ آزاد ریڈیکل ماخذ کے استعمال اور ہٹانے پر، عام مائٹوکونڈریل فنکشن بحال ہو جاتا ہے۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ مائٹوکونڈریل فنکشن کی عارضی روک تھام آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کے E2-lipoac ایسڈ ڈومین کے ریورسیبل گلوٹاتھیونیلیشن سے پیدا ہوتی ہے۔ گلوٹاتھیونیلیشن، ترجمہ کے بعد کی ترمیم کی ایک شکل، آزاد ریڈیکلز کے بڑھتے ہوئے ارتکاز کے اوقات میں ہوتی ہے، اور گلوٹاریڈاکسن کے ذریعے ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کے استعمال کے بعد اسے کالعدم کیا جا سکتا ہے۔ گلوٹاتھیونیلیشن E2 ڈومین کے لیپوک ایسڈ کو آکسیڈیٹیو نقصان سے "بچاتا ہے"، جو آکسوگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس کو آکسیڈیٹیو تناؤ سے بچانے میں مدد کرتا ہے۔ انزائم کو نقصان سے بچانے کے لیے آزاد ریڈیکلز کی موجودگی میں آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز سرگرمی کو بند کر دیا جاتا ہے۔ ایک بار جب آزاد ریڈیکلز خلیے کے ذریعے کھائے جاتے ہیں، تو انزائم کی سرگرمی گلوٹیریڈوکسن کے ذریعے دوبارہ آن ہو جاتی ہے۔ آکسیڈیٹیو تناؤ کے اوقات میں انزائم کی سرگرمی میں کمی الیکٹران ٹرانسپورٹ چین کے ذریعے بہاؤ کو سست کرنے کا بھی کام کرتی ہے، جو فری ریڈیکلز کی پیداوار کو سست کرتی ہے۔ آزاد ریڈیکلز اور مائٹوکونڈریل ریڈوکس حالت کے علاوہ، آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز سرگرمی کو اے ٹی پی/اے ڈی پی تناسب، سوکینیل-سی او اے کا تناسب سی او اے-ایس ایچ، اور مختلف دھاتی آئن کوفیکٹرز (ایم جی 2 +، سی اے 2 +) کے ارتکاز کے ذریعے بھی منظم کیا جاتا ہے۔ ان میں سے بہت سے ایلوسٹرک ریگولیٹرز انزائم کمپلیکس کے E1 ڈومین میں کام کرتے ہیں، لیکن انزائم کمپلیکس کے تینوں ڈومینز کو ایلوسٹرک طور پر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ انزائم کمپلیکس کی سرگرمی کو اے ڈی پی اور پی، سی اے 2 +، اور سی او اے-ایس ایچ کی اعلی سطح کے ساتھ منظم کیا جاتا ہے۔ انزائم کو اعلی اے ٹی پی کی سطح، اعلی این اے ڈی ایچ کی سطح، اور اعلی سوکینیل-سی او اے کے ارتکاز سے روکا جاتا ہے۔ تناؤ کا ردعمل آکسوگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز تناؤ کے سیلولر ردعمل میں ایک کردار ادا کرتا ہے۔ تناؤ کی شدید نمائش پر انزائم کمپلیکس تناؤ کی ثالثی میں عارضی روک تھام سے گزرتا ہے۔ عارضی روک تھام کی مدت ایک مضبوط اپ ریگولیشن ردعمل کو جنم دیتی ہے، جس سے شدید تناؤ کی نمائش کی تلافی کے لیے آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز سرگرمی کی سطح میں اضافہ ہوتا ہے۔ تناؤ کی شدید نمائش عام طور پر خلیے کے لیے کم، قابل برداشت سطح پر ہوتی ہے۔ پیتھو فزیولوجیز اس وقت پیدا ہو سکتی ہیں جب تناؤ مجموعی ہو جاتا ہے یا دائمی تناؤ میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ اگر انزائم کمپلیکس کی روک تھام بہت زیادہ ہو جائے تو شدید نمائش کے بعد ہونے والا اپ ریگولیشن ردعمل ختم ہو سکتا ہے۔ خلیوں میں تناؤ نیورو ٹرانسمیٹر گلوٹامیٹ کی حیاتیاتی ترکیب میں بے ضابطگی کا سبب بن سکتا ہے۔ دماغ میں گلوٹامیٹ کی زہریلا پن تناؤ کے اوقات میں گلوٹامیٹ کی تشکیل کی وجہ سے ہوتا ہے۔ اگر آکسوگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز سرگرمی غیر فعال ہے (کوئی انکولی تناؤ معاوضہ نہیں)، تو گلوٹامیٹ کی تعمیر کو ٹھیک نہیں کیا جا سکتا، اور دماغی بیماریاں پیدا ہو سکتی ہیں۔ غیر فعال آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز خلیات کو دوسرے زہریلے مادوں سے ہونے والے نقصان کی پیش گوئی بھی کر سکتا ہے جو نیوروڈیجینریشن کا سبب بن سکتے ہیں۔ پیتھولوجی 2-آکسو-گلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز ایک آٹو اینٹیجن ہے جو بنیادی بلیری سروسس میں پہچانا جاتا ہے، جو جگر کی شدید ناکامی کی ایک شکل ہے۔ یہ اینٹی باڈیز آکسیڈائزڈ پروٹین کو پہچانتے دکھائی دیتے ہیں جو سوزش مدافعتی ردعمل کے نتیجے میں ہوتے ہیں۔ ان میں سے کچھ سوزش کے ردعمل کی وضاحت گلوٹین کی حساسیت سے کی جاتی ہے۔ دیگر مائٹوکونڈریل آٹو اینٹیجنز میں پائروویٹ ڈی ہائیڈروجنیز اور برانچڈ چین الفا-کیٹو ایسڈ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس شامل ہیں، جو اینٹی مائٹوکونڈریل اینٹی باڈیز کے ذریعہ پہچانے جانے والے اینٹیجن ہیں۔ بہت سی نیوروڈیجینریٹو بیماریوں میں 2-آکسوگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس کی سرگرمی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ الزائمر کی بیماری، پارکنسنز کی بیماری، ہنٹنگٹن کی بیماری، اور سپر نیوکلیئر فالج سبھی دماغ میں آکسیڈیٹیو تناؤ کی سطح میں اضافے سے وابستہ ہیں۔ خاص طور پر الزائمر کے مریضوں کے لیے، آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کی سرگرمی نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے۔ اس سے یہ امکان پیدا ہوتا ہے کہ ٹی سی اے سائیکل کا وہ حصہ جو مریضوں کے دماغ میں فری ریڈیکل پرجاتیوں کی تعمیر کا سبب بنتا ہے وہ ایک خراب کام کرنے والا آکسگلوٹاریٹ ڈی ہائیڈروجنیز کمپلیکس ہے۔ اس انزائم کمپلیکس کی بیماری سے متعلق روک تھام کا طریقہ کار نسبتا نامعلوم ہے۔ حوالہ جات مزید پڑھنے بیرونی روابط ای سی 1.2.4 آٹو اینٹیجنز سائٹرک ایسڈ سائیکل