L-Tryptophan decarboxylase
ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربکسائلیس (ای سی 4.1.1.105) ایک انزائم ہے جو سبسٹریٹ ایل-ٹرپٹوفین سے ممتاز ہے۔ یہ انزائم ٹرپٹیمین اور کاربن ڈائی آکسائیڈ پر ایل-ٹرپٹوفین کے رد عمل کو متحرک کرتا ہے۔ انزیمیٹک رد عمل یعنی پرجاتیوں سائلوسیبی کیوبینسس میں ہوتا ہے، جہاں ایک ڈیکاربوکسیلیز، کینیز، اور میتھائل ٹرانسفرس سائلوسیبن کی ترکیب کے لیے مل کر کام کرتے ہیں۔ درجہ بندی ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز کے لیے انزائم کمیشن نمبر ای سی 4.1.1.105 ہے۔ دیگر عام ناموں میں سائلوسیبن بائیوسنتھیس ڈیکاربوکسیلیز اور پی ایس آئی ڈی شامل ہیں۔ انزائم نمبر میں پہلا ہندسہ انزائموں کی کلاس کا نمائندہ ہوتا ہے جسے لائسیس کہا جاتا ہے، جو خاتمے کے رد عمل کو متحرک کرتا ہے۔ دوسرے اور تیسرے ہندسے لائسیس کے ذیلی طبقے کے نمائندے ہیں جنہیں ڈیکاربوکسیلیز کہا جاتا ہے جو کاربن کاربن بانڈ کو توڑتے ہیں۔ آخری ہندسہ انزائم کے مخصوص سبسٹریٹ، ایل-ٹرپٹوفین کا نمائندہ ہے۔ یہ انزائم پی ایل پی سے آزاد فاسفیٹائڈیلسرین ڈیکاربوکسیلیز خاندان کا ایک حصہ ہے اور اس کا موازنہ دیگر بیسڈیومیسیٹس فنگی کے فرضی پروٹین سے کیا جاتا ہے۔ ان میں 60 فیصد ایک جیسے امینو ایسڈ کے ساتھ فبولورہیزوکٹونیا ایس پی اور 52 فیصد ایک جیسے امینو ایسڈ کے ساتھ مونیلوفتھورا روری شامل ہیں۔ اسی طرح کا ایک انزائم جس کا تعلق ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز سے نہیں ہے اسے ای سی 4.1.1.28 کے انزائم نمبر کے ساتھ ارومیٹک-ایل-امینو-ایسڈ ڈیکاربوکسیلیز کہا جاتا ہے۔ رد عمل کا راستہ رد عمل کا پہلا قدم ایل-ٹرپٹوفین کا سبسٹریٹ بائنڈنگ ہے، جو کوینزیم ہائیڈروجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ ڈیکاربکسائیلیز انزائم دوسرے مرحلے میں دو آکسیجین اور ایک کاربن کو الگ کرکے ٹرپٹامین اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کو مصنوعات کے طور پر تشکیل دے کر ایل-ٹرپٹوفین کو ٹرپٹامین میں تبدیل کرنے کے قابل ہے۔ ٹرپٹوفین میں ایک α-امینو گروپ، ایک α-کاربوکسیلک ایسڈ گروپ، اور ایک سائیڈ چین انڈول ہوتا ہے، جو مالیکیول کو پولر بناتا ہے، جبکہ ٹرپٹیمینز میں انڈول رنگ کا ڈھانچہ ہوتا ہے، ایک فیوزڈ ڈبل رنگ جو پائرول رنگ پر مشتمل ہوتا ہے، اور ایک بینزین رنگ، جو دو کاربن سائیڈ چینز کے ذریعے ایک امینو گروپ سے جڑا ہوتا ہے۔ یہ وہ کیمیائی تعامل ہے جو ہوتا ہے: H + + C11H12N2O2 = CO2 + C10H13N2 وہ جاندار جن میں L-Tryptophan dicarboxylase پایا جاتا ہے L-Tryptophan dicarboxylase بیکٹیریا، پودوں اور فنگی میں نمایاں کیا گیا ہے۔ پھپھوندی جو سائلوسیبن اور سائلوسن پیدا کرتی ہے ناقابل یقین تنوع کا اظہار کرتی ہے، کیونکہ وہ کم از کم آٹھ نسلوں کا حصہ ہیں جن میں سینکڑوں پرجاتیوں کا تعلق ان سے ہے۔ ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز کے لیے مخصوص رد عمل کا راستہ بارہ پرجاتیوں میں بیان کیا گیا ہے، بشمول سائلوسیب کیوبینسس، جسے عام طور پر جادو مشروم کہا جاتا ہے۔ Psilocybe جینس کے تمام پھپھوندی میں ایک اچھی طرح سے متعین، چھتری جیسی ٹوپی ہوتی ہے جس کے نیچے گل اور ایک سٹائپ ہوتا ہے۔ سائلوسیب پرجاتیوں کی دیگر اہم خصوصیات میں جامنی-بھوری تولیدی بیج، اینولس کی موجودگی، اور رابطے کے ساتھ نیلے رنگ کے زخم شامل ہیں۔ تمام سائلوسیب پرجاتیوں کو خوردبین ڈیٹریٹس پر کھانا کھلانے کے لیے بیان کیا گیا ہے اور یہ مختلف سطحوں پر پائے جاتے ہیں، جیسے جڑی بوٹیوں کے گوبر، گھاس، جڑیں، لکڑی اور مٹی۔ انسانوں کے پاس فنگس پیدا کرنے والے اس سائلوسیبن کو کھانے کی ایک دستاویزی تاریخ ہے۔ میکسیکو میں 57 انواع پائی جاتی ہیں، اور ان میں سے 35 انواع اور نو اقسام کے نسلی گروہوں کے ذریعے استعمال کیے جانے کی اطلاعات موصول ہوئی ہیں۔ فنکشن سائلوسیب کیوبینسس میں، ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز کو دو دیگر انزائموں کے ساتھ بیان کیا گیا ہے تاکہ ایک برتن کے رد عمل میں سائلوسیبن کو بائیو سنتھیسائز کیا جا سکے۔ اس عمل میں یہ دیگر دو انزائم ہیں پی ایس آئی کے، ایک انزائم جو فاسفوٹ ٹرانسفر مرحلے کو متحرک کرتا ہے، اور پی ایس آئی ایم، ایک انزائم جو تکراری این-میتھائل منتقلی مرحلے کو متحرک کرتا ہے۔ سائلوسیبن کی حیاتیاتی ترکیب مندرجہ ذیل ہوتی ہے: ایل-ٹرپٹوفین کو پی ایس آئی ڈی کے ذریعے 4-ہائیڈروکسی ٹریپٹامین میں ڈیکاربوکسیلٹ کیا جاتا ہے۔ پی ایس آئی ڈی۔ پی ایس آئی کے فاسفوریلیٹس 4-ہائیڈروکسی ٹریپٹامین نوربایو سسٹین۔ پی ایس آئی ایم بنانے کے لیے پھر عمل کے ساتھ این، این-ڈائیمیتھلیٹ کمپاؤنڈ کو سائلوسیبن پیدا کرنے کے لیے کرتا ہے۔ فعال میٹابولائٹ، سائلوسن کے ذریعہ سیرٹونن 2 اے ریسیپٹرز (5-ایچ ٹی 2 اے آر) محرک، سیرٹونجک نیورو ٹرانسمیشن میں خلل ڈالتا ہے اور پھپھوندی کی اس نوع کے خصوصیت والے سائیکیڈیلک اثرات پیدا کرتا ہے۔ ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز، ٹرپٹیمین کے ذریعہ تشکیل شدہ پروڈکٹ انسانوں کے لیے متعلقہ ہے کیونکہ ممالیہ کے دماغ میں ٹرپٹیمین کی بہت کم مقدار ہوتی ہے۔ اور سیرٹونن ایک ٹرپٹیمین قدرتی مشتق ہے جو مرکزی اعصابی نظام کے عمل جیسے نیند، ادراک، یادداشت، درجہ حرارت کے ضابطے اور رویے کو منظم کرنے میں شامل ہے۔ اس کے برعکس، ٹرپٹیمین کے قدرتی طور پر پائے جانے والے مشتقات جادوئی مشروم (سائلوسیب کیوبینسس) میں پائے جاتے ہیں۔ ساخت ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز 439 امینو ایسڈ کے باقیات ہیں جو اپنی مقامی شکل میں لمبے ہیں اور ایک حساب شدہ پی آئی 5.3 ہے۔ ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز کے کرسٹل ڈھانچے کو الفا فولڈ نے 91.17 ٪ کے اوسط اعتماد کے ساتھ ماڈل اور پیش گوئی کی ہے اور سویس ماڈل نے اولیگو اسٹیٹ مونومر کے طور پر 25.37 ٪ کے اوسط اعتماد کے ساتھ، لیکن کرسٹل ڈھانچے کو بیان کرنا باقی ہے۔ فعال سائٹس 4-ہائڈروکسی-ایل-ٹرپٹوفین کو ایل-ٹرپٹوفین کے علاوہ انزائم کے ذریعہ سبسٹریٹ کے طور پر قبول کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد کے راستے کو ٹرپٹیمین کے بجائے 4-ہائیڈروکسی ٹریپٹیمین پیدا کرنے کی تجویز دی گئی ہے۔ ان دونوں مرکبات کو سائلوسیبن کی حیاتیاتی ترکیب میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ انزائم دیگر فنگل اور پودوں کے خوشبودار امینو ایسڈ ڈیکاربوکسیلیز سے الگ ہے کیونکہ اس کا تعلق ایک ایسی کلاس سے ہے جس کے لیے ایل-ٹرپٹوفین کو پہلے سبسٹریٹ کے طور پر بیان نہیں کیا گیا ہے۔ فی الحال، ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز کے لیے فعال مقامات بیان کیے جانے باقی ہیں۔ ارتقاء سائلوسیبن بائیو سنتھیسز کے کثیر مراحل کے عمل اور اس کی محدود فائیلوجنیٹک تقسیم کی وجہ سے، ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز پر مشتمل راستے کو افقی جین کلسٹر ٹرانسفر کے ذریعے تیار کرنے کا مشورہ دیا گیا ہے۔ سائلوسیبن بائیو سنتھیسز (بشمول ایل-ٹرپٹوفین ڈیکاربوکسیلیز) میں شامل جینوں کی فائیلوجینیز سے پتہ چلتا ہے کہ یہ عمل پہلے لکڑی کے سڑنے والے پھپھوندی میں تیار ہوا، اور پھر مشترکہ ماحولیاتی دباؤ کی وجہ سے عمودی اور افقی جین کی منتقلی کے ذریعے گوبر کو سڑنے والے پھپھوندی میں تیار ہوا۔ لکڑی اور سڑے ہوئے گوبر میں سائلوسیبن کے اعصابی اثرات یہ بتاتے ہیں کہ سائلوسیبن کیڑوں کے رویے پر عمل کرنے والا ایک ماحولیاتی ماڈیولٹر ہو سکتا ہے۔ اس سے لکڑی اور گوبر کے وسائل کے لیے دیمک اور فروٹ فلائی لاروا جیسے حریفوں کے رویے میں خلل ڈال کر اور روک کر پھپھوندی کو فائدہ پہنچے گا۔ انورٹبریٹ حریف جو خاص طور پر اس سے متاثر ہوں گے وہ سماجی کیڑے ہیں، جہاں نیورو ٹرانسمیٹر کی نقالی ہم آہنگی میں خلل ڈالتی ہے۔ حوالہ جات ای سی 4.1