Balanol
بالانول ایک فنگل میٹابولائٹ ہے جو فنگس ورٹیسیلیم بالانوائڈز کے ذریعہ تیار ہوتا ہے۔ یہ سیرائن/تھریونائن کنیز پروٹین کینیز اے (پی کے اے) اور پروٹین کینیز سی (پی کے سی) کا ایک طاقتور روک تھام ہے، جو اے ٹی پی کے ساتھ اسی طرح سے جڑا ہوا ہے۔ بالانول کو 1993 میں پی کے سی کے نئے انابائٹرز کی تلاش میں دریافت کیا گیا تھا، جو سیرائن/تھریونین کینیسز کے ایک خاندان کا رکن ہے جس کی زیادہ سرگرمی کینسر سمیت سگنل ٹرانسڈکشن کی متعدد انسانی بیماریوں سے وابستہ ہے۔ تاہم، بالانول پر زیادہ تر تحقیق اس بات پر مرکوز ہے کہ سالماتی ڈھانچے کی کیمیائی تبدیلیاں پی کے اے کے پابند ہونے کو کس طرح متاثر کرتی ہیں۔ درحقیقت، بالانول، اس کے کیمیائی طور پر تبدیل شدہ اینالاگس، اور خاص طور پر پی کے اے کے ساتھ ان کے تعاملات کا استعمال کنیز کی روک تھام میں انتخاب اور پروٹین کی لچک کے کردار کو روشن کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، پی کے اے کے ساتھ کمپلیکس میں بالانول کا ایکس رے کرسٹل ڈھانچہ منتخب کرنے اور ایچ سیپینز ایکٹ (پی کے بی) کے انفیکٹرز کی فارماکولوجیکل افادیت کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا گیا تھا، ایک اور سیرائن/تھریونائن پروٹین کینیز جو بہت سے سیلولر عمل کے مناسب کام میں ملوث ہے۔ ساخت کیمیائی ڈھانچے کو ابتدائی طور پر آئی آر سپیکٹروسکوپی، ہائیڈروجن-1 این ایم آر، کاربن-13 این ایم آر، اور 2 ڈی این ایم آر سپیکٹرا ڈیٹا کے امتزاج کے ذریعے نمایاں کیا گیا تھا، اور پی کے اے کے ساتھ کمپلیکس میں بالانول کی کرسٹل ساخت کو 1999 میں حل کیا گیا تھا۔ بالانول مالیکیول تین خطوں پر مشتمل ہوتا ہے: ایک بینزوفینون، ہیکساہائڈروازپین، اور 4-ہائیڈروکسی بینزوئل موئٹی۔ بینزوفینون اور ہیکساہیڈروازیپین موئٹیز ایسٹر لنکج کے ذریعے جڑے ہوئے ہیں، اور ایزپین اور بینزوئل موئٹیز ایک امیڈ لنکج کے ذریعے جڑے ہوئے ہیں۔ مزید برآں، بالانول کو بعض اوقات اوفیکورڈن کہا جاتا ہے، ایک اینٹی فنگل ایجنٹ جو فنگس کورڈیسیپس اوفیگلوسوائڈز کے ذریعہ تیار ہوتا ہے جس کی ساخت بالانول کے ساتھ ریگیوآسومیٹرک ہوتی ہے۔ یعنی اوفیکورڈن میں، بینزوفینون ایک امیڈ کے بجائے ہیکساہیڈروازیپین سے منسلک ہوتا ہے۔ 4-ہائیڈروکسی بینزوئل گروپ اور ہیکساہیڈروازیپین ایک ایسٹر لنکج سے جڑے ہوتے ہیں۔ بالانول اے ٹی پی کا ایک کنجینر ہے، جس کی سالماتی ساخت کے الگ الگ علاقے اے ٹی پی مالیکیول کے اڈینائن رنگ، رائبوس، اور فاسفیٹ گروپس جیسے بند بنانے کے قابل ہیں۔ خاص طور پر، بالانول کا 4-ہائیڈروکسی بینزمائڈ حصہ بشمول امیڈ لنکر اے ٹی پی کے اڈینائن، رائبوس کے علاقے میں ہیکساہائڈروازپین حصہ، اور بینزوفینون کے حلقے اے ٹی پی کے ٹرائی فاسفیٹس سے مطابقت رکھتے ہیں۔ کنیز بائنڈنگ اور مخصوصیت پر کیمیائی تبدیلیوں کے اثرات کا مطالعہ کرنے کے لیے متعدد بالانول کنجینرز کی ترکیب کی گئی ہے۔ مثال کے طور پر، بینزوفینون بجتوں کی تبدیلیاں، اے ٹی پی کے فاسفیٹ گروپوں کے اینالاگس، غیر معمولی طور پر طاقتور اور مخصوص پروٹین کینیز انفیکٹرز تیار کرتے ہیں۔ مزید برآں، ان میں سے بہت سے بالانول کنجینرز پی کے سی پر پی کے اے کی طرف کافی مخصوصیت ظاہر کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، بینزوفینون رنگ سے ہائیڈروکسیل گروپ کا خاتمہ (10 "-ڈیوکسیبلانول پیدا کرنا)، پی کے اے کے لیے پی کے سی سے زیادہ شدت کے دو آرڈرز کا انتخاب کرتا ہے۔ طاقتور روک تھام کی سرگرمی بھی بینزوفینون رنگ کے کاربوکسلک ایسڈ اور پانچ یا سات رکنی ایزپین رنگ کی موجودگی پر منحصر دکھائی گئی۔ بالانول کی لچکدار ساخت بھی اس کے انتخاب میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ خاص طور پر، بالانول کا ڈسٹل بینزوفینون رنگ گھومنے کے قابل ہوتا ہے۔ در حقیقت، پی کے اے کے ساتھ کمپلیکس میں، بالانول کا ڈسٹل بینزوفینون رنگ پڑوسی رنگ کے ساتھ تقریبا آرتھوگنل دیکھا گیا۔ یہ لچک بالانول کو متعدد پروٹین مائکرو ماحولیات کے مطابق ڈھالنے کی اجازت دے سکتی ہے تاکہ مختلف پروٹین کنیسز پر اس کی روک تھام کی خصوصیات کو بروئے کار لایا جا سکے۔ بالانول کی کچھ کنیز کے لیے انتخاب اور دوسروں کے لیے نہیں، بدلے میں، ان کینیز کے اتپریرک اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹس کی طرف سے اجازت دی جانے والی لچک کی مختلف ڈگریوں کی نمائندگی کر سکتی ہے۔ حیاتیاتی سرگرمیاں بالانول پروٹین کنیز پی کے سی اور پی کے اے کے سب سے زیادہ طاقتور، قدرتی طور پر پائے جانے والے انفیکٹرز میں سے ایک ہے۔ بالانول کو اصل میں انسانوں میں پی کے سی اور اس کی بہت سی آئسوفارمز (α، β-I، β-I, γ، δ، ε، η) کو روکنے کے لیے دریافت کیا گیا تھا، جس میں اسٹوروسپورین کی طرح ایک روک تھام پروفائل ہے۔ بالانول اے ٹی پی سے زیادہ شدت کے تین آرڈرز کے ساتھ پی کے سی اور پی کے اے کے اتپریرک ڈومین کو مسابقتی طور پر پابند کرکے کام کرنے سے روکتا ہے۔ اے ٹی پی باؤنڈ کے بغیر، یہ کنیز اے ٹی پی سے کنیز کے ٹارگٹ سبسٹریٹ میں γ-فاسفیٹ کی منتقلی کو متحرک کرنے سے قاصر ہیں، اور اس طرح فنکشن میں رکاوٹ آتی ہے۔ بائنڈنگ باؤنڈ بالانول اپنے 4-ہائیڈروکسی بینزیمائڈ کے ہائیڈروکسیل آکسیجن ایٹم سے لے کر اس کے بینزوفینون حصے کے سب سے دور کاربوکسیل آکسیجن ایٹم تک 17.2 Å تک پھیلا ہوا ہے، جو پی کے اے کے بڑے اور چھوٹے اتپریرک لوبوں کے درمیان فٹ ہوتا ہے اور اندرونی کنارے سے اینزائم کے فعال سائٹ اے ٹی پی بائنڈنگ کلیفٹ کے بیرونی منہ تک پھیلا ہوا ہے۔ کلیفٹ کا گلائسین سے بھرپور لوپ اور چھوٹا لوب تنگ، انڈیوس فٹ بائنڈنگ کی اجازت دیتا ہے۔ پی کے اے میں اے ٹی پی بائنڈنگ جیب کے ہر ذیلی حصے پر بالانول مالیکیول کے ایک متبادل کا قبضہ ہوتا ہے جیسا کہ پی کے اے کے ریکومبیننٹ ماؤس کیٹالیٹک ذیلی یونٹ کے مطالعے میں مشاہدہ کیا گیا ہے۔ پی کے اے کے اڈینائن سب سائٹ میں ہائیڈروفوبک اجزاء ہوتے ہیں اور اس میں ایک یا دو پلینر سائیکلک رنگوں کے ساتھ ہائیڈروجن بانڈ بنانے کے لیے الیکٹرانوں کو عطیہ کرنے اور قبول کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ خاص طور پر، ویل 123 کا ریڑھ کی ہڈی کا نائٹروجن اور گلو 121 کا کاربونل آکسیجن ایٹم 4-ہائیڈروکسیل بینزوئل موئٹی کے بالانول کے واحد ہائیڈروکسیل گروپ کے ساتھ ہائیڈروجن بانڈ تشکیل دے سکتے ہیں۔ اے ٹی پی مالیکیول میں، ویل 123 امیڈ ہائیڈروجن ایٹم اے ٹی پی کے پیورین رنگ این 1 ایٹم سے الیکٹرانوں کو قبول کرتا ہے جبکہ گلو 121 بیکبون کاربونل آکسیجن ایٹم اے ٹی پی پیورین رنگ این 6 ایٹم کو الیکٹرانوں کا عطیہ کرتا ہے۔ بالانول جیسے اے ٹی پی کی نقالی کو ہائیڈروفوبک اڈینائن بائنڈنگ جیب کے اندر لنگر انداز کیا جا سکتا ہے کیونکہ ان کے پلینر متبادل سازگار غیر قطبی تعاملات کر سکتے ہیں۔ رائبوس سب سائٹ بالانول کے ایکسپین رنگ کے زیر قبضہ ہے۔ خاص طور پر، ایزپین رنگ کا N1 ایٹم اتپریرک لوپ کے Glu170 کے ریڑھ کی ہڈی کاربونل آکسیجن ایٹم کے ساتھ ہائیڈروجن بانڈ بناتا ہے۔ ایزپین رنگ کے اندر ایٹم بھی Gly50، Flu127، اور Glu170 کے باقیات کے ساتھ سازگار غیر قطبی رابطے بنا سکتے ہیں۔ جبکہ دیگر تعاملات بھی ہوتے ہیں، زیادہ تر قطبی اور غیر قطبی تعاملات میں بالانول کا بینزوفینون متبادل شامل ہوتا ہے، جو فاسفیٹ بائنڈنگ سب سائٹ پر مشتمل باقیات کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، بالانول کا بینزوفینون رنگ پی کے اے میں متعدد انتہائی محفوظ باقیات جیسے گلائی 52، فی 54، ایس پی 184 کے ساتھ ساتھ لیو 74 اور گل این 84 جیسے مختلف غیر محفوظ باقیات کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔ پی کے اے میں زیادہ تر محفوظ باقیات اے ٹی پی کے ساتھ تعامل کرتے ہیں جبکہ غیر محفوظ باقیات کے ساتھ اے ٹی پی کا تعامل نہیں ہوتا ہے۔ چھ ترتیب شدہ پانی کے مالیکیول پی کے اے کے ساتھ بالانول کے پابند ہونے میں بھی اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ کئی پی کے اے باقیات جیسے لیو 49 اور ٹائر 330 ہائیڈروجن بانڈ محفوظ پانی کے مالیکیولز کے ساتھ۔ پانی کے یہ مالیکیول بالانول اور پی کے اے کے اتپریرک شگاف کے باقیات کے درمیان تعاملات میں بھی ثالثی کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، پانی کے دو مالیکیول ایک پل بناتے ہیں جس سے بالانول کے این 1 ایٹم کو ٹائر 330 کے ہائیڈروکسیل گروپ کے ساتھ تعامل کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ تاہم، اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹ کے ساتھ بالانول کا سخت تعامل جو ایک روک تھام کے طور پر بالانول کی طاقت کا باعث بنتا ہے، ہائیڈروجن بانڈنگ کی وجہ سے نہیں ہے بلکہ اس کی وجہ یہ ہے کہ مالیکیول غیر قطبی تعاملات کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، بالانول کے بینزوفینون کے حلقے گلائسین سے بھرپور لوپ کے ساتھ اور زیادہ قطبی اتپریرک لوپ سے آگے رکھے جاتے ہیں۔ اے ٹی پی کے ٹرائی فاسفیٹس کے مقابلے میں، بالانول کے بینزوفینون بجتوں کو ایڈجسٹ کرنے سے اتپریرک سائیڈ چینز فی 54 اور سیر 53 کی دوبارہ ترتیب ہوتی ہے، جو سازگار قطبی اور غیر قطبی تعاملات کو فعال کرتی ہے اور ممکنہ طور پر ان کنیسز پر بالانول کے طاقتور روک تھام کے اثر میں حصہ ڈالتی ہے۔ جیسا کہ بالانول خاص طور پر پی کے اے اور پی کے سی کے اتپریرک مرکز میں اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹ پر کام کرتا ہے، ابتدائی طور پر یہ قیاس کیا گیا تھا کہ بالانول ایک محفوظ اے ٹی پی بائنڈنگ سائٹ کا اشتراک کرنے والے تمام سیرین/تھریونین کنیز کو روک سکتا ہے۔ تاہم، بالانول تمام سیرین/تھریونین کنیز کو یکساں طور پر نہیں روکتا ہے۔ بالانول سے وابستگی بہت مختلف ہوتی ہے (کی = 1.6-742 این ایم)، سیرائن/تھریونائن پروٹین کنیز خاندان کے کئی اراکین بالکل متاثر نہیں ہوتے ہیں، حالانکہ اے ٹی پی سے ان کنیزوں کا تعلق بہت کم ہوتا ہے (13-60 ایم یو ایم)۔ بالانول سی جی ایم پی پر منحصر پروٹین کنیز (پی کے جی)، پی کے اے، اور پی کے سی بشمول آئسوفارم پر سب سے زیادہ طاقتور روک تھام کا اثر (کی = 1.6-6.4 این ایم) ظاہر کرتا ہے۔ یہ بہت کم اثر ڈالتا ہے (کی = 30-742 این ایم)، اگر کوئی ہو تو، سی اے 2 +-کیلموڈولین-ریگولیٹڈ کینیس، مائٹوجن-ایکٹیویٹنگ پروٹین کینیس (ایم اے پی کے/ایرک 1)، اور بعض سائکلین پر منحصر کینیس پر۔ مزید برآں، بالانول دو ٹائروسین پروٹین کینیس، ایس سی کینیس، اور نہ ہی ایپیڈرمل گروتھ فیکٹر ریسیپٹر کینیس کو روکتا ہے۔ حوالہ جات پروٹین کنیز انفیکٹرز بینزمائڈز فینولز ایزپینز