Iron-binding proteins
আয়রন-বাইন্ডিং প্রোটিন হল বাহক প্রোটিন এবং মেটালোপ্রোটিন যা আয়রন বিপাক এবং ইমিউন প্রতিক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ। আয়রন জীবনের জন্য প্রয়োজন। আয়রন-নির্ভর উৎসেচকগুলি বিভিন্ন ধরনের জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়াকে অনুঘটক করে এবং তাদের সক্রিয় স্থানের কাঠামোর উপর নির্ভর করে তিনটি বিস্তৃত শ্রেণীতে বিভক্ত করা যেতে পারেঃ নন-হেম মনো-আয়রন, নন-হেম ডায়রন বা হেম কেন্দ্র। আয়রন-নির্ভর উৎসেচকের একটি সুপরিচিত পরিবারের মধ্যে রয়েছে অক্সিজেন যা o2 থেকে এক বা উভয় পরমাণুর হাইড্রক্সিল গ্রুপ সংযোজনকে সহজতর করে। উল্লেখযোগ্য উৎসেচকগুলির মধ্যে রয়েছে ট্রিপ্টোফান ডাইঅক্সিজিনেজ, ফেরেডক্সিন এবং 2-অক্সোগ্লুটারেট ডাইঅক্সিজিনেজ। হেম প্রোটিন হল এমন প্রোটিন যা একটি হেম কৃত্রিম গোষ্ঠী ধারণ করে। হিম গ্রুপটি একটি লৌহ আয়ন সমন্বিত একটি পোরফাইরিন বলয় নিয়ে গঠিত। পোরফাইরিন বলয়ের চারটি নাইট্রোজেন পরমাণু কেন্দ্রে লোহার জন্য লিগ্যান্ড হিসাবে কাজ করে। অনেক ক্ষেত্রে, নিরক্ষীয় পর্ফিরিন এক বা দুটি অক্ষীয় লিগ্যান্ড দ্বারা পরিপূরক হয়। এর একটি উদাহরণ হিমোগ্লোবিনের মধ্যে রয়েছে, যেখানে পোরফাইরিন একটি হিস্টিডাইন পার্শ্ব শৃঙ্খলা এবং একটি আবদ্ধ O2 অণুর সাথে একসাথে কাজ করে, একটি অষ্টতলকীয় জটিল গঠন করে। হিমোগ্লোবিন একটি অক্সিজেন-পরিবহন প্রোটিন যা কার্যত সমস্ত মেরুদণ্ডী প্রাণীর মধ্যে পাওয়া যায়। হিমোগ্লোবিন এ হল মানুষের প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে পাওয়া প্রধান প্রকার। এটি দুটি আলফা এবং দুটি বিটা সাবইউনিট নিয়ে গঠিত একটি টেট্রামার। চারটি মনোমেরিক ইউনিটের প্রত্যেকটিতে একটি হেম কৃত্রিম গ্রুপ থাকে যেখানে একটি ফেরিক ক্যাটায়ন একটি পোরফাইরিন বলয়ের চারটি নাইট্রোজেন পরমাণুর মধ্যে আবদ্ধ থাকে। একটি হিস্টিডিনের পাশাপাশি, অ্যাপো আকারে লোহার পরমাণুকে ঘিরে পাঁচটি লিগ্যান্ড থাকে। অক্সিজেন খালি ষষ্ঠ অবস্থানে আবদ্ধ হয়ে হোলো আকারে একটি অষ্টতলকীয় জটিল গঠন করে। অক্সিজেন বন্ধন প্রতিটি উপ-ইউনিটের জন্য সম্পূর্ণরূপে সহযোগিতামূলক কারণ প্রথম অক্সিজেন চারটি হিম গ্রুপের মধ্যে একটির সাথে আবদ্ধ হওয়ার সাথে সাথে প্রোটিনটি একটি তীব্র গঠনমূলক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় যা অন্যান্য তিনটি উপ-ইউনিটের অক্সিজেন আকর্ষণকে তীব্রভাবে বৃদ্ধি করে। পিএইচ, গঠন এবং সিও2-এর আংশিক চাপের উপর নির্ভর করে হিমোগ্লোবিনের বিভিন্ন সাদৃশ্য রয়েছে। ভ্রূণের হিমোগ্লোবিন একটি বৈকল্পিক যা দুটি বিটা সাবইউনিটের পরিবর্তে দুটি গামা সাবইউনিট ধারণ করে। শিশুর কয়েক মাস বয়স না হওয়া পর্যন্ত ভ্রূণের হিমোগ্লোবিন প্রধান রূপ, এবং গর্ভাবস্থায় সরবরাহকৃত মায়ের রক্তের কম অক্সিজেন টানকে পূরণ করার জন্য এটির একটি বৃহত্তর অক্সিজেন আকর্ষণ রয়েছে। কম পিএইচ-এ হিমোগ্লোবিনের অক্সিজেন সম্পর্কিততা কম থাকে। এটি দ্রুত বিচ্ছিন্নতার অনুমতি দেয় কারণ অক্সিজেনযুক্ত হিমোগ্লোবিন সারা শরীর জুড়ে কোষে স্থানান্তরিত হয়। সিও2 উৎপাদন এবং শ্বাস-প্রশ্বাসের কোষে কার্বনিক অ্যাসিডের জলীয় গঠনের কারণে, কোষে প্রয়োজনীয় অক্সিজেন সরবরাহ করার জন্য অক্সিজেনযুক্ত হিমোগ্লোবিন বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। কার্বন মনোক্সাইডের সঙ্গে হিমোগ্লোবিনের বন্ধন সম্পর্ক রয়েছে যা অক্সিজেনের তুলনায় 250 গুণ বেশি। এটি কার্বন মনোক্সাইড বিষক্রিয়ার ভিত্তি, কারণ হিমোগ্লোবিন আর কোষে অক্সিজেন পরিবহন করতে পারে না। সাইটোক্রোম হল হেমযুক্ত এনজাইম যা একক-ইলেকট্রন পরিবাহক হিসাবে কাজ করে, বিশেষত জারণকারী ফসফোরিলেশন এবং সালোকসংশ্লেষণে ইলেক্ট্রন শাটল হিসাবে। ভালভাবে অধ্যয়নরত সাইটোক্রোমের প্রকারের মধ্যে রয়েছে সাইটোক্রোম এ-সি, সাইটোক্রোম অক্সিডেস এবং সাইটোক্রোম পি 450। এই প্রোটিনগুলি হেম আয়রন পরমাণুর জারণ অবস্থাকে লৌহঘটিত (ফে2 +) এবং ফেরিক (ফে3 +)-এর মধ্যে পরিবর্তন করে ইলেক্ট্রন শাটল হিসাবে কাজ করে। বিভিন্ন সাইটোক্রোম অন্যান্য রেডক্স-সক্রিয় অণুর সংমিশ্রণে স্ট্যান্ডার্ড রিডাকশন সম্ভাবনার একটি গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে যা ইলেক্ট্রন-স্থানান্তর ইভেন্টের সময় শক্তি সংযোগের দক্ষতা বাড়ায়। আয়রন-সালফার প্রোটিন আয়রন-সালফার প্রোটিন হল সেইসব প্রোটিন যার আয়রন কাঠামোতে সালফার থাকে। প্রোটিনে লোহা এবং সালফারের বিভিন্ন রূপ রয়েছে, তবে সবচেয়ে সাধারণ হল [2Fe 2S] এবং [4Fe 4S]। ক্লাস্টারগুলি প্রায়শই প্রোটিন শৃঙ্খলে সিস্টিনের অবশিষ্টাংশের সাথে যুক্ত থাকে। নন-হিম প্রোটিন ট্রান্সফারিন ট্রান্সফারিন মানব প্লাজমায় পাওয়া যায় এবং এটি নন-হেম আয়রন আমদানি করতে ব্যবহৃত হয়। এটি বহির্কোষীয় স্থানে অবাধে ভ্রমণ করে। যখন কোষের দ্বারা এর লোহার প্রয়োজন হয়, তখন এটি একটি ট্রান্সফেরিন রিসেপ্টর দ্বারা সাইটোসোলের মধ্যে আনা হয়। ট্রান্সফারিন একটি অ্যানায়ন (সাধারণত কার্বনেট) সহ দুটি ফে (III) আয়নকে বাঁধতে পারে। লোহা মুক্ত করার জন্য কার্বনেট অ্যানায়নকে প্রোটোনেটেড করা হয়। এটি প্রোটিনের সাথে কার্বনেটের মিথস্ক্রিয়াকে পরিবর্তন করে, গঠন পরিবর্তন করে এবং ফে (III) স্থানান্তর করতে দেয়। ট্রান্সফার্রিনের আণবিক ওজন প্রায় 80 কেডিএ। এটি একটি গ্লাইকোপ্রোটিন, যার অর্থ এটির অ্যামিনো অ্যাসিড চেইনের সাথে সংযুক্ত শর্করা রয়েছে। ল্যাকটোফেরিন ল্যাকটোফেরিন ট্রান্সফেরিন পরিবারের একটি সদস্য এবং এটি স্তন্যপায়ী এক্সোক্রাইন নিঃসরণে পাওয়া প্রধান প্রোটিন, যেমন অশ্রু, দুধ এবং লালা। এটি প্রায় 700 অবশিষ্টাংশ নিয়ে গঠিত এবং প্রধানত একটি টেট্রামার হিসাবে বিদ্যমান, যার মনোমারঃ টেট্রামার অনুপাত 10 মাইক্রোমিটার প্রোটিন ঘনত্বে 1:4 হয়। তৃতীয় কাঠামোটি দুটি লোব নিয়ে গঠিত, যাকে এন এবং সি লোব বলা হয়, যার প্রত্যেকটিতে একটি করে লোহা-বাঁধাই পকেট থাকে। প্রতিটি পকেট চারটি অ্যামিনো অ্যাসিড (দুটি টাইরোসিন, একটি হিস্টিডাইন এবং একটি অ্যাস্পার্টেট) অবদান রাখে এবং দুটি কার্বনেট বা বাইকার্বোনেট অ্যানায়ন সহ লোহার ক্যাটায়নের চারপাশে একটি ছয় সদস্যের স্থানাঙ্ক গঠন করে। এই নির্দিষ্ট সংমিশ্রণটিই ল্যাক্টোফেরিন-এর আয়রনের আকর্ষণকে ট্রান্সফেরিন-এর চেয়ে 300 গুণ বেশি করে তোলে। ল্যাক্টোফেরিন-এর উল্লেখযোগ্য অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি মানব কোলোস্ট্রেমে (গর্ভাবস্থার শেষ পর্যায়ে উত্পাদিত দুধের ধরণ) সর্বোচ্চ 150 এনজি/এমএল ঘনত্বে পাওয়া যায়, যা সদ্য জন্ম নেওয়া শিশুদের প্রয়োজনীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। এটি ব্যাপকভাবে বিশ্বাস করা হত যে ল্যাক্টোফেরিন শুধুমাত্র একটি ব্যাকটেরিওস্ট্যাটিক এজেন্ট ছিল কারণ এর উচ্চ লোহার আকর্ষণ এবং প্যাথোজেনিক জীবাণু থেকে মুক্ত লোহার পরমাণু পৃথক করার ক্ষমতা ছিল। যাইহোক, এটি এখন জানা গেছে যে প্রধান অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল চালিকা শক্তিটি এর লোহা-আবদ্ধ পকেটের ব্যাকটেরিসাইডাল বৈশিষ্ট্য এবং এন-লোবে অবস্থিত একটি নির্দিষ্ট পেপটাইড ল্যাক্টোফেরিসিনের মধ্যে রয়েছে। ল্যাকটোফেরিন ব্যাকটেরিয়ার এল. পি. এস (লাইপোপলিস্যাকারাইড) স্তরের সাথে আবদ্ধ হতে সক্ষম এবং এর হোলো আকারে লোহার পরমাণু বাইরের ঝিল্লিকে নিষ্ক্রিয় করতে লাইপোপলিস্যাকারাইডগুলিকে জারিত করে এবং একই সাথে বিষাক্ত হাইড্রোজেন পারক্সাইড তৈরি করে। উপরন্তু, ট্রিপসিন দ্বারা ল্যাকটোফেরিন বিভক্ত হওয়ার পরে, পেপটাইড ল্যাকটোফেরিসিন উত্পাদিত হয় যা এইচ +-এ. টি. পি. এস-এর সাথে আবদ্ধ হয়, প্রোটন স্থানান্তরকে ব্যাহত করে এবং শেষ পর্যন্ত কোষকে হত্যা করে। ফেরিটিন ফেরিটিন একটি পৃথক কোষের জন্য একটি লোহার জলাধার। এটি সমস্ত ধরনের কোষে পাওয়া যায় এবং সাইটোসোলে অবস্থিত। ফেরিটিন একটি বড় প্রোটিন যা লোহার পরমাণুতে পূর্ণ একটি কেন্দ্রকে ঘিরে 24টি উপ-ইউনিট নিয়ে গঠিত। এটি 0-4500 লোহার পরমাণু ধারণ করতে সক্ষম, যা কোষের প্রয়োজনের জন্য জলাধার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। অতিরিক্ত হলে লোহা সংরক্ষণ করা হয় এবং আবার লোহার প্রয়োজন হলে তা পুনরুদ্ধার করা হয়। সাবইউনিটগুলি হল এইচ (ভারী বা হৃদয়) এবং এল (হালকা বা লিভার)-এর মিশ্রণ। সাবইউনিটগুলি একটি ক্লাস্টার তৈরি করে যা 70-80 অ্যাংস্ট্রমস চওড়া, যা পরে লোহার ফেরিহাইড্রাইট দিয়ে ভরা হয়। ফেরিটিন জীবনের সমস্ত ক্ষেত্রে একটি অত্যন্ত সংরক্ষিত প্রোটিন। এটি এতটাই সংরক্ষিত যে ঘোড়া এবং মানুষের সাবইউনিটগুলি একটি কার্যকরী প্রোটিনে একত্রিত হতে পারে। প্রতিটি সাবইউনিট পাঁচটি আলফা হেলিস নিয়ে গঠিত। মানুষের মধ্যে লো আয়রনের মাত্রা নির্ণয় করতে ফেরিটিন ব্যবহার করা হয়। এটি জৈব উপলব্ধ লোহার মাত্রা নির্দেশ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা রক্তাল্পতা নির্ণয়ের জন্য সহায়ক। পুরুষদের জন্য সাধারণ পরিসীমা হল 18-270 এনজি/এমএল এবং মহিলাদের জন্য পরিসীমা হল 18-160 এনজি/এমএল। আরও দেখুন আয়রন এক্সটার্নাল লিঙ্ক রেফারেন্স আয়রন মেটাবলিজম