এই প্রবন্ধে আমরা পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্স কী এবং প্রক্রিয়াটির জৈব রসায়ন কী, এনজাইম এবং কোএনজাইমের গঠন প্রকাশ করতে, প্রকৃতিতে এই কমপ্লেক্সের ভূমিকা এবং তাত্পর্য নির্দেশ করার জন্য একটি অ্যাক্সেসযোগ্য উপায়ে ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করব। এবং মানুষের জীবন। উপরন্তু, কমপ্লেক্সের কার্যকরী উদ্দেশ্য লঙ্ঘনের সম্ভাব্য পরিণতি এবং তাদের প্রকাশের সময় বিবেচনা করা হবে৷
ধারণার ভূমিকা
পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্স (PDH) হল একটি প্রোটিন-টাইপ কমপ্লেক্স যার ভূমিকা ডিকারবক্সিলেশনের ফলে পাইরুভেটের অক্সিডেশন বহন করা। এই কমপ্লেক্সটিতে 3টি এনজাইম রয়েছে, পাশাপাশি অক্জিলিয়ারী ফাংশন বাস্তবায়নের জন্য প্রয়োজনীয় দুটি প্রোটিন রয়েছে। পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্স কাজ করার জন্য, নির্দিষ্ট কোফ্যাক্টর উপস্থিত থাকতে হবে। তাদের মধ্যে পাঁচটি রয়েছে: CoA, নিকোটিনামাইড অ্যাডেনিন ডাইনিউক্লিওটাইড, ফ্ল্যাভিন অ্যাডেনিন ডাইনিউক্লিওটাইড, থায়ামিন পাইরোফসফেট এবং লিপোয়েট৷
ব্যাকটেরিয়াল জীবের মধ্যে PDH-এর স্থানীয়করণ সাইটোপ্লাজমে ঘনীভূত হয়, ইউক্যারিওটিক কোষ এটি সঞ্চয় করেমাইটোকন্ড্রিয়ার ম্যাট্রিক্সে।
পিরুভেট ডিকারবক্সিলেশনের সাথে যুক্ত
পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সের তাৎপর্য পাইরুভেটের জারণ বিক্রিয়ার মধ্যে নিহিত। এই প্রক্রিয়াটির সারমর্ম বিবেচনা করুন।
ডিকারবক্সিলেশনের প্রভাবে পাইরুভেট অক্সিডেশনের প্রক্রিয়া হল একটি জৈব রাসায়নিক প্রকৃতির একটি প্রক্রিয়া, যেখানে একবচনে CO2 অণুর বিভাজন ঘটে এবং তারপরে এটি অণু পাইরুভেটে যোগ করা হয়, ডিকারবক্সিলেশনের অধীন এবং কোএনজাইম A (CoA) এর অন্তর্গত। এভাবেই এসিটাইল-কোএ তৈরি হয়। এই ঘটনাটি গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়া এবং ট্রাইকারবক্সিলিক অ্যাসিড চক্রের মধ্যে একটি মধ্যবর্তী স্থান দখল করে। পাইরুভেট ডাইকারবক্সিলেশন প্রক্রিয়াটি একটি জটিল MPC-এর অংশগ্রহণের মাধ্যমে সম্পাদিত হয়, যা পূর্বে উল্লেখ করা হয়েছে, তিনটি এনজাইম এবং দুটি সহায়ক প্রোটিন অন্তর্ভুক্ত৷
কোএনজাইমের ভূমিকা
পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সের জন্য, এনজাইমগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যাইহোক, তারা তাদের কাজ শুরু করতে পারে শুধুমাত্র পাঁচটি কোএনজাইম বা কৃত্রিম ধরণের গ্রুপের উপস্থিতিতে যা উপরে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে। প্রক্রিয়া নিজেই শেষ পর্যন্ত সত্য যে acyl গ্রুপ CoA-এসিটিল অন্তর্ভুক্ত করা হবে নেতৃত্বে. কোএনজাইমগুলির কথা বলতে গেলে, আপনাকে জানতে হবে যে তাদের মধ্যে চারটি ভিটামিন ডেরিভেটিভের অন্তর্গত: থায়ামিন, রিবোফ্লাভিন, নিয়াসিন এবং প্যান্টোথেনিক অ্যাসিড৷
ফ্লাভিনা এডেনাইন ডাইনিউক্লিওটাইড এবং নিকোটিনামাইড এডেনাইন ডাইনিউক্লিওটাইড ইলেকট্রন স্থানান্তরের সাথে জড়িত, এবং থায়ামিন পাইরোফসফেট, যা অনেকের কাছে পরিচিতপাইরুভেট ডিকারবক্সিলিক কোএনজাইম, গাঁজন বিক্রিয়ায় প্রবেশ করে।
থিওল গ্রুপের সক্রিয়করণ
অ্যাসিটিলেশন কোএনজাইম (A) - একটি থিওল-টাইপ গ্রুপ (-SH) ধারণ করে, যা অত্যন্ত সক্রিয়, CoA-এর জন্য একটি পদার্থ হিসাবে কাজ করা গুরুত্বপূর্ণ এবং প্রয়োজনীয় যা অ্যাসিল গ্রুপকে থিওলে স্থানান্তর করতে পারে এবং গঠন করতে পারে। থিওথার থিওলসের এস্টার (থায়োথারস) মুক্ত প্রকৃতির হাইড্রোলাইসিস শক্তির মোটামুটি উচ্চ হার রয়েছে, তাই তাদের বিভিন্ন গ্রহণকারী অণুতে অ্যাসিল গ্রুপ স্থানান্তর করার উচ্চ সম্ভাবনা রয়েছে। এ কারণেই অ্যাসিটাইল CoA কে পর্যায়ক্রমে সক্রিয় CH3COOH বলা হয়।
ইলেক্ট্রন স্থানান্তর
ভিটামিনের ডেরাইভেটিভস চারটি কোফ্যাক্টর ছাড়াও, পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সের একটি 5 তম কোফ্যাক্টর রয়েছে, যার নাম লাইপোয়েট। এটিতে 2টি থিওল-টাইপ গ্রুপ রয়েছে যা বিপরীত অক্সিডেশনের মধ্য দিয়ে যেতে পারে, যার ফলে একটি ডিসালফাইড বন্ড (-S-S-) তৈরি হয়, যা প্রোটিনের মধ্যে অ্যামিনো অ্যাসিড এবং সিস্টাইন অবশিষ্টাংশের মধ্যে এই প্রক্রিয়াটি কীভাবে এগিয়ে যায় তার অনুরূপ। অক্সিডাইজ করার এবং পুনরুদ্ধার করার ক্ষমতা লিপোয়েটকে কেবল অ্যাসিল গ্রুপেরই নয়, ইলেকট্রনেরও বাহক হওয়ার ক্ষমতা দেয়।
এনজাইমেটিক কিট
এনজাইমগুলির মধ্যে, পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সে তিনটি প্রধান উপাদান রয়েছে। প্রথম এনজাইম হল পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেজ (E1)। দ্বিতীয় এনজাইম হলডাইহাইড্রোলিপয়েল ডিহাইড্রোজেনেস (E3)। তৃতীয়টি হল ডাইহাইড্রোলিপয়াইলট্রান্স্যাসিটাইলেজ (E2)। পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্স এই এনজাইমগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে, তাদের প্রচুর সংখ্যক কপিতে সংরক্ষণ করে। প্রতিটি এনজাইমের কপির সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে, এবং তাই কমপ্লেক্সের আকার ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মধ্যে PDH কমপ্লেক্সের ব্যাস প্রায় 50 ন্যানোমিটার। এটি রাইবোসোমের ব্যাসের চেয়ে 5-6 গুণ বড়। এই ধরনের কমপ্লেক্সগুলি খুব বড়, তাই ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপে এগুলিকে আলাদা করা যায়৷
গ্রাম-পজিটিভ ব্যাসিলাস স্টিরোথার্মোফিলাস ব্যাকটেরিয়াটির পিডিএইচ-এ ডাইহাইড্রোলিপয়েল ট্রান্স্যাসিটাইলেজের ষাটটি অনুরূপ কপি রয়েছে, যা প্রায় 25 ন্যানোমিটার ব্যাসের পঞ্চভুজ-ধরনের ডোডেকাহেড্রন তৈরি করে। গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়া Escherichia coli-এ বিড়ালের E2 চব্বিশটি কপি রয়েছে। লিপোয়েটের কৃত্রিম গোষ্ঠীকে নিজের সাথে সংযুক্ত করে এবং এটি E2.
Dihydrolipoyltransacetylase 3টি ডোমেনের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা তৈরি করা হয়েছে যেগুলির কার্যকরী পার্থক্য রয়েছে৷ এগুলি হল: একটি অ্যামিনোটার্মিনাল লাইপোয়েল ডোমেইন যাতে একটি লাইসিন অবশিষ্টাংশ থাকে এবং লিপোয়েটের সাথে যুক্ত থাকে; বাইন্ডিং ডোমেন (কেন্দ্রীয় E1- এবং E3-); অভ্যন্তরীণ acyltransferase ডোমেন, যার মধ্যে সক্রিয় ধরনের acyltransferase কেন্দ্র রয়েছে৷
ইস্ট পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সে শুধুমাত্র একটি লাইপয়েল-টাইপ ডোমেন থাকে, স্তন্যপায়ী প্রাণীদের এই ধরনের দুটি ডোমেন থাকে এবং ব্যাকটেরিয়া এসচেরিচিয়া কোলিতে তিনটি থাকে। অ্যামিনো অ্যাসিডের লিঙ্কার সিকোয়েন্স যেগুলোবিশ থেকে ত্রিশটি অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ, ভাগ করে নেয় E2, যখন অ্যালানাইন এবং প্রোলিনের অবশিষ্টাংশগুলি চার্জ করা অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশগুলির সাথে ছেদ করা হয়। এই লিঙ্কারগুলি প্রায়শই বর্ধিত আকার থাকে। এই বৈশিষ্ট্যটি প্রভাবিত করে যে তারা 3টি ডোমেন ভাগ করে৷
উৎপত্তির সম্পর্ক
E1 TTP এর সাথে তার সক্রিয় কেন্দ্রের সাথে একটি সংযোগ স্থাপন করে এবং সক্রিয় কেন্দ্র E3 FAD এর সাথে একটি সংযোগ স্থাপন করে। মানবদেহে একটি টেট্রামার আকারে এনজাইম E1 থাকে, যা চারটি সাবইউনিট নিয়ে গঠিত: দুটি E1আলফা এবং দুটি E 1 বিটা। নিয়ন্ত্রক প্রোটিনগুলি প্রোটিন কিনেস এবং ফসফোপ্রোটিন ফসফেটেস আকারে উপস্থাপিত হয়। এই ধরনের কাঠামো (E1-E2- 3) বিবর্তনীয় শিক্ষায় রক্ষণশীলতার একটি উপাদান রয়েছে। একটি অনুরূপ গঠন এবং কাঠামো সহ কমপ্লেক্সগুলি বিভিন্ন ধরণের প্রতিক্রিয়াতে অংশগ্রহণ করতে পারে যা মানকগুলির থেকে পৃথক হয়, উদাহরণস্বরূপ, যখন ক্রেবস চক্রের সময় α-ketoglutarate জারিত হয়, তখন α-keto অ্যাসিডও অক্সিডাইজ হয়, যা ক্যাটাবলিক ব্যবহারের কারণে গঠিত হয়েছিল। শাখাযুক্ত অ্যামিনো অ্যাসিডের: ভ্যালাইন, লিউসিন এবং আইসোলিউসিন।
পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সে এনজাইম E3 রয়েছে, যা অন্যান্য কমপ্লেক্সেও পাওয়া যায়। প্রোটিন গঠন, কোফ্যাক্টর এবং প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়ার মিল একটি সাধারণ উত্স নির্দেশ করে। লিপোয়েটটি লাইসিন ই2 এর সাথে সংযুক্ত থাকে এবং এক ধরণের "হাত" তৈরি হয় যা সক্রিয় কেন্দ্র E1 থেকে লাইসিনে যেতে সক্ষম। সক্রিয় কেন্দ্র E 2 এবংE3, যা প্রায় 5 nm।
পিরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সের ইউক্যারিওটগুলিতে E3BP এর বারোটি সাবইউনিট রয়েছে (E3 - অনুঘটকহীন প্রকৃতির একটি বাঁধাই প্রোটিন)। এই প্রোটিনের সঠিক অবস্থান জানা যায়নি। একটি অনুমান আছে যে এই প্রোটিন সাবেডের কিছু উপসেট প্রতিস্থাপন করে। E2 গরু PDH এ।
অণুজীবের সাথে যোগাযোগ
বিবেচিত জটিলটি কিছু ধরণের অ্যানেরোবিক ব্যাকটেরিয়ার অন্তর্নিহিত। যাইহোক, তাদের গঠনে PDH আছে এমন ব্যাকটেরিয়া জীবের সংখ্যা কম। ব্যাকটেরিয়া মধ্যে জটিল দ্বারা সঞ্চালিত ফাংশন, একটি নিয়ম হিসাবে, সাধারণ প্রক্রিয়া হ্রাস করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, জাইমোনোমোনাস মবিলিস ব্যাকটেরিয়ায় পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সের ভূমিকা হল অ্যালকোহলযুক্ত গাঁজন। 98% পর্যন্ত পাইরুভেট ব্যাকটেরিয়া এই ধরনের উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হবে। অবশিষ্ট কয়েক শতাংশ কার্বন ডাই অক্সাইড, নিকোটিনামাইড এডেনাইন ডাইনিউক্লিওটাইড, এসিটাইল-কোএ ইত্যাদিতে অক্সিডাইজ করা হয়। জাইমোমোনাস মবিলিসে পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্সের গঠন আকর্ষণীয়। এই অণুজীবের চারটি এনজাইম রয়েছে: E1আলফা, E1বেটা, E2 এবং E 3 এই ব্যাকটেরিয়ামের PDH-এ E1beta-এর মধ্যে একটি lipoyl ডোমেন রয়েছে, যা এটিকে অনন্য করে তোলে। কমপ্লেক্সের মূল হল E2, এবং কমপ্লেক্সের সংগঠনটি নিজেই পঞ্চভুজ ডোডেকাহেড্রনের রূপ নেয়। জাইমোমোনাস মবিলিসে ট্রাইকারবক্সিলিক অ্যাসিড চক্রের এনজাইমগুলির একটি সম্পূর্ণ সিরিজ নেই, এবং তাই এর PDH শুধুমাত্র অ্যানাবলিক ফাংশনে নিযুক্ত থাকে।
মানুষের মধ্যে
PDH
মানুষ, অন্যান্য জীবের মতো,PDH এনকোডিং জিন আছে। জিন E1আলফা – PDHA 1 X ক্রোমোজোমে PDH ঘাটতিতে স্থানীয়করণ করা হয়। রোগের লক্ষণগুলি হালকা ল্যাকটিক অ্যাসিডোসিস সমস্যা থেকে শরীরের বিকাশে প্রাণঘাতী বিকৃতি পর্যন্ত ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। যেসব পুরুষের X ক্রোমোজোমে অনুরূপ অ্যালিল রয়েছে তারা খুব অল্প বয়সে শীঘ্রই মারা যাবে। মহিলা ব্যক্তিরাও এই রোগে আক্রান্ত হয়, তবে কিছুটা হলেও, এবং সমস্যাটি নিজেই যে কোনও X ক্রোমোজোমের নিষ্ক্রিয়তা।
মিউটেশনের সমস্যা
E1beta - PDHB - তৃতীয় ক্রোমোজোমে অবস্থিত। মিউট্যান্ট ধরনের মাত্র দুটি অ্যালিল এই জিনের জন্য পরিচিত, যা সমজাতীয় অবস্থানে থাকার কারণে সারা বছর ধরে একটি মারাত্মক পরিণতির দিকে নিয়ে যায়, যা বিকৃতির সাথে জড়িত।
সম্ভবত আরও অনুরূপ অ্যালিল রয়েছে যা জীবের সম্পূর্ণ বিকাশের আগে মৃত্যু ঘটাতে পারে। E2 - DLAT - একাদশ ক্রোমোজোমে কেন্দ্রীভূত। মানবজাতি এই জিনের দুটি অ্যালিল সম্পর্কে জানে যা ভবিষ্যতে সমস্যা তৈরি করবে, তবে সঠিক ডায়েট এর জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে। এই জিনের অন্যান্য মিউটেশনের কারণে গর্ভের ভিতরে ভ্রূণ মারা যাওয়ার একটি উচ্চ সম্ভাবনা রয়েছে। E3 - dld - সপ্তম ক্রোমোজোমে অবস্থিত এবং এতে প্রচুর পরিমাণে অ্যালিল রয়েছে। যথেষ্টতাদের একটি বৃহৎ শতাংশ একটি জেনেটিক প্রকৃতির রোগের সংঘটনের দিকে পরিচালিত করে, যা অ্যামিনো অ্যাসিড বিপাকের লঙ্ঘনের সাথে যুক্ত হবে৷
উপসংহার
আমরা পাইরুভেট ডিহাইড্রোজেনেস কমপ্লেক্স জীবন্ত প্রাণীর জন্য কতটা গুরুত্বপূর্ণ তা বিবেচনা করেছি। এটিতে ঘটে যাওয়া প্রতিক্রিয়াগুলি প্রাথমিকভাবে অক্সিডেশনের মাধ্যমে পাইরুভেটের ডিকারবক্সিলেশনকে লক্ষ্য করে এবং PDH নিজেই অত্যন্ত বিশেষ, তবে বিভিন্ন পরিস্থিতিতে, নির্দিষ্ট কারণে, এটি একটি ভিন্ন প্রকৃতির কার্য সম্পাদন করতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, গাঁজনে অংশগ্রহণ করতে পারে। আমরা আরও দেখেছি যে পাইরুভেট অক্সিডেশনের সাথে জড়িত প্রোটিন-টাইপ কমপ্লেক্সগুলিতে পাঁচটি এনজাইম থাকে যা শুধুমাত্র পাঁচটি কোফ্যাক্টরের উপস্থিতিতে কার্যকর থাকে। ডিকারবক্সিলেশনের জটিল প্রক্রিয়ার অ্যালগরিদমের যে কোনো পরিবর্তন গুরুতর প্যাথলজির কারণ হতে পারে এবং এমনকি ব্যক্তির মৃত্যু পর্যন্ত হতে পারে।
