Glucose 6-phosphatase
এনজাইম গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ (ইসি 3.1.3.9, জি6পেজ; নিয়মতান্ত্রিক নাম ডি-গ্লুকোজ-6-ফসফেট ফসফোহাইড্রোলেস) গ্লুকোজ 6-ফসফেটের হাইড্রোলাইসিসকে অনুঘটক করে, যার ফলে একটি ফসফেট গ্রুপ এবং মুক্ত গ্লুকোজ তৈরি হয়ঃ ডি-গ্লুকোজ 6-ফসফেট + এইচ2ও = ডি-গ্লুকোজ + ফসফেট গ্লুকোজ তারপর গ্লুকোজ পরিবাহক ঝিল্লি প্রোটিনের মাধ্যমে কোষ থেকে রপ্তানি করা হয়। এই অনুঘটক গ্লুকোনিওজেনেসিসের চূড়ান্ত ধাপটি সম্পন্ন করে এবং তাই রক্তে গ্লুকোজের মাত্রার হোমিওস্ট্যাটিক নিয়ন্ত্রণে মূল ভূমিকা পালন করে। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ হল একাধিক উপাদানযুক্ত প্রোটিনের একটি জটিল উপাদান, যার মধ্যে রয়েছে জি6পি, গ্লুকোজ এবং ফসফেটের পরিবাহক। প্রধান ফসফেটেজ ফাংশন গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ অনুঘটক উপ-ইউনিট দ্বারা সঞ্চালিত হয়। মানুষের মধ্যে, অনুঘটক সাবইউনিটের তিনটি আইসোজাইম রয়েছেঃ গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α, যা জি6পিসি দ্বারা এনকোড করা হয়েছে; আইজিআরপি, যা জি6পিসি2 দ্বারা এনকোড করা হয়েছে; এবং গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-বিটা, যা জি6পিসি3 দ্বারা এনকোড করা হয়েছে। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α এবং গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-β উভয়ই কার্যকরী ফসফোহাইড্রোলেস, এবং জি6পি হাইড্রোলাইসিসের ক্ষেত্রে একই ধরনের সক্রিয় সাইট কাঠামো, টপোলজি, ক্রিয়ার প্রক্রিয়া এবং গতিবিদ্যার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। বিপরীতে, আই. জি. আর. পি-র প্রায় কোনও হাইড্রোলেজ ক্রিয়াকলাপ নেই এবং অগ্ন্যাশয়ের ইনসুলিন নিঃসরণকে উদ্দীপিত করতে একটি ভিন্ন ভূমিকা পালন করতে পারে। কাঠামো এবং কার্যকারিতা যদিও একটি স্পষ্ট ঐকমত্যে পৌঁছানো যায়নি, তবে প্রচুর সংখ্যক বিজ্ঞানী গ্লুকোজ 6-ফসফেটেসের অনুঘটক বৈশিষ্ট্যের জন্য একটি স্তর-পরিবহন মডেল মেনে চলেন। এই মডেলে, গ্লুকোজ 6-ফসফেটেসের কম মাত্রায় সিলেক্টিভিটি রয়েছে। গ্লুকোজ 6-ফসফেটের স্থানান্তর একটি পরিবাহক প্রোটিন (টি1) দ্বারা সঞ্চালিত হয় এবং এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলামে (ইআর) ফসফেট গ্রুপ (টি2) এবং গ্লুকোজ (টি3)-এর নির্গমনের অনুমতি দেয় এমন কাঠামো থাকে। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ 357টি অ্যামিনো অ্যাসিড নিয়ে গঠিত এবং নয়টি ট্রান্সমেম্ব্রেন হেলিসেস দ্বারা এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলামে (ইআর) নোঙ্গর করা হয়। এর এন-টার্মিনাল এবং সক্রিয় স্থানটি ইআর-এর লুমেন দিকে এবং এর সি-টার্মিনাস প্রকল্পগুলি সাইটোপ্লাজমের মধ্যে পাওয়া যায়। ই. আর-এর সঙ্গে এর নিবিড় সংযোগের কারণে, গ্লুকোজ 6-ফসফেটেসের সঠিক কাঠামো অজানা রয়ে গেছে। যাইহোক, ক্রম বিন্যাসে দেখা গেছে যে গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ কাঠামোগতভাবে কার্ভুলারিয়া ইনাকুয়ালিসে পাওয়া ভ্যানেডিয়ামযুক্ত ক্লোরোপেরক্সিডেজের সক্রিয় স্থানের অনুরূপ। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α অনুঘটকের পিএইচ কাইনেটিক গবেষণার উপর ভিত্তি করে, এটি প্রস্তাব করা হয়েছিল যে গ্লুকোজ 6-ফসফেটের হাইড্রোলাইসিস একটি সমযোজী ফসফোহিস্টিডাইন গ্লুকোজ 6-ফসফেট মধ্যবর্তী মাধ্যমে সম্পন্ন হয়েছিল। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α-এর সক্রিয় স্থানটি প্রাথমিকভাবে লিপিড ফসফেটেজ, অ্যাসিড ফসফেটেজ এবং ভ্যানেডিয়াম হ্যালোপেরক্সিডেসে পাওয়া সংরক্ষিত ফসফেট সিগনেচার মোটিফের উপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল। ভ্যানেডিয়াম হ্যালোপেরক্সিডেসের সক্রিয় স্থানে প্রয়োজনীয় অবশিষ্টাংশগুলির মধ্যে রয়েছেঃ লাইস353, আর্গ360, আর্গ490, হিজ404 এবং হিজ496। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α-এর সক্রিয় স্থানে সংশ্লিষ্ট অবশিষ্টাংশগুলির মধ্যে রয়েছে আর্গ170 এবং আর্গ83, যা ফসফেটে হাইড্রোজেন আয়ন দান করে, রূপান্তর অবস্থাকে স্থিতিশীল করে, হিস119, যা গ্লুকোজের সাথে সংযুক্ত ডিফসফোরিলেটেড অক্সিজেনকে একটি প্রোটন সরবরাহ করে এবং হিস176, যা ফসফেটের উপর একটি নিউক্লিওফিলিক আক্রমণ সম্পূর্ণ করে একটি সমযোজী আবদ্ধ ফসফোরিল এনজাইম মধ্যবর্তী গঠন করে। ভ্যানেডিয়াম-ধারণকারী ক্লোরোপেরক্সিডেসের মধ্যে, লাইস353 সংক্রমণ অবস্থায় ফসফেটকে স্থিতিশীল করতে পাওয়া গেছে। যাইহোক, গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α (Lys76)-এর সংশ্লিষ্ট অবশিষ্টাংশ ER ঝিল্লির মধ্যে থাকে এবং এর কার্যকারিতা, যদি থাকে, বর্তমানে অনির্ধারিত। লাইস76 ব্যতীত, এই অবশিষ্টাংশগুলি সবই ইআর ঝিল্লির লুমিনাল দিকে অবস্থিত। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-বিটা একটি সর্বব্যাপী প্রকাশিত, 346-অ্যামিনো অ্যাসিড ঝিল্লি প্রোটিন যা গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α এর সাথে 36 শতাংশ ক্রম পরিচয় ভাগ করে। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-বিটা উৎসেচকের মধ্যে, ক্রম বিন্যাসগুলি পূর্বাভাস দেয় যে এর সক্রিয় স্থানে তাঁর 167, তাঁর 114 এবং আর্গ79 রয়েছে। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α সক্রিয় স্থানের মতো, তাঁর 167 হল অবশিষ্টাংশ যা নিউক্লিওফিলিক আক্রমণ প্রদান করে, এবং তাঁর 114, এবং আর্গ79 হল হাইড্রোজেন দাতা। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-বিটা ইআর ঝিল্লিতেও স্থানীয়করণ করা হয়, যদিও এর অভিযোজন অজানা। প্রক্রিয়া গ্লুকোজ 6-ফসফেটের হাইড্রোলাইসিস শুরু হয় হিজ176 দ্বারা চিনি-আবদ্ধ ফসফেটের উপর একটি নিউক্লিওফিলিক আক্রমণের মাধ্যমে যার ফলে একটি ফসফোহিস্টিডিন বন্ধন তৈরি হয় এবং একটি কার্বনিলের অবক্ষয় ঘটে। একটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত অক্সিজেন তারপর তার ইলেকট্রনগুলিকে স্থানান্তরিত করে একটি কার্বনিলের সংস্কার করে এবং গ্লুকোজের সাথে তার বন্ধন ভেঙে দেয়। নেতিবাচকভাবে চার্জ করা গ্লুকোজ-আবদ্ধ অক্সিজেন তারপর একটি মুক্ত গ্লুকোজ গঠন করে তাঁর 119 দ্বারা প্রোটোনেট করা হয়। তাঁর 176 এবং ফসফেট গোষ্ঠীর মধ্যে বিক্রিয়া দ্বারা উৎপাদিত ফসফো-ইন্টারমিডিয়েট তারপর একটি হাইড্রোফিলিক আক্রমণে ভেঙে যায়; আরেকটি হাইড্রক্সাইড যোগ এবং একটি কার্বনিলের পচন হওয়ার পরে, কার্বনিল সংস্কার করা হয় যা মূলত তাঁর 176 অবশিষ্টাংশ দ্বারা দান করা ইলেকট্রনগুলিকে লাথি মেরে দেয় যার ফলে একটি মুক্ত ফসফেট গ্রুপ তৈরি হয় এবং হাইড্রোলাইসিস সম্পূর্ণ হয়। এনজাইমের জন্য এক্সপ্রেশন জিন কোডিং প্রাথমিকভাবে যকৃতে, কিডনির কর্টেক্স এবং (কিছুটা কম পরিমাণে) অগ্ন্যাশয়ের আইলেট এবং অন্ত্রের শ্লেষ্মা কোষগুলিতে (বিশেষত অনাহারের সময়) প্রকাশ করা হয়। সুরহোল্ট এবং নিউশোল্মের মতে, গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ প্রাণীজগত জুড়ে বিভিন্ন ধরনের পেশীতে উপস্থিত থাকে, যদিও খুব কম ঘনত্বে। সুতরাং, পেশী যে গ্লাইকোজেন সঞ্চয় করে তা সাধারণত শরীরের বাকি কোষের জন্য উপলব্ধ হয় না কারণ গ্লুকোজ 6-ফসফেট সারকোলেমা অতিক্রম করতে পারে না যদি না এটি ডিফসফোরিলেটেড হয়। উপবাসের সময় এবং যখন গ্লুকোজের মাত্রা কম থাকে তখন এনজাইমটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি দেখানো হয়েছে যে অনাহার এবং ডায়াবেটিস যকৃতে গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ ক্রিয়াকলাপে দুই থেকে তিনগুণ বৃদ্ধি ঘটায়। জি. এল. সি 6-পর্যায়ের ক্রিয়াকলাপও জন্মের সময় নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায় যখন কোনও জীব মায়ের গ্লুকোজের উৎস থেকে স্বাধীন হয়ে যায়। মানব জিএলসি 6-পর্যায়ের জিনে পাঁচটি এক্সোন রয়েছে যা ক্রোমোজোম 17কিউ21-এ অবস্থিত প্রায় 125.5 কেবি ডিএনএ জুড়ে বিস্তৃত। ক্লিনিকাল তাৎপর্য গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ সিস্টেমের মিউটেশন, নির্দিষ্টভাবে বলতে গেলে গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α সাবইউনিট (গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α), গ্লুকোজ 6-ট্রান্সপোর্টার (জি6পিটি), এবং গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-β (গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-β বা জি6পিসি3) সাবইউনিটগুলি ইন্টারপ্র্যান্ডিয়াল গ্লুকোজ হোমিওস্ট্যাসিস এবং নিউট্রোফিল ফাংশন এবং হোমিওস্ট্যাসিস রক্ষণাবেক্ষণে ঘাটতির দিকে পরিচালিত করে। গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α এবং G6PT উভয়ের রূপান্তর গ্লাইকোজেন স্টোরেজ ডিজিজ টাইপ I (জিএসডি 1, ভন গিয়ার্কের রোগ)-এর দিকে পরিচালিত করে। নির্দিষ্ট করে বলতে গেলে, গ্লুকোজ-6-ফসফেটেজ-α-এর মিউটেশনগুলি গ্লাইকোজেন স্টোরেজ ডিজিজ টাইপ-1এ-এর দিকে পরিচালিত করে, যা যকৃত এবং কিডনিতে গ্লাইকোজেন এবং চর্বি জমা হওয়ার দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যার ফলে হেপাটোমেগালি এবং রেনোমেগালি হয়। জি. এস. ডি-1এ প্রায় 80 শতাংশ জি. এস. ডি-1 কেস গঠন করে যা ক্লিনিক্যালি উপস্থিত হয়। জি6পিটি-র অনুপস্থিতি জি. এস. ডি-1বি (জি. এস. ডি-1বি)-এর দিকে পরিচালিত করে, যা জি6পিটি-র অভাব দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং চিকিৎসাগতভাবে উপস্থিত 20 শতাংশ ক্ষেত্রে প্রতিনিধিত্ব করে। জিএসডি-1এ-এর নির্দিষ্ট কারণ হল অর্থহীন মিউটেশন, রিডিং ফ্রেমে কোনও পরিবর্তন সহ বা ছাড়াই সন্নিবেশ/মুছে ফেলা, বা জেনেটিক স্তরে ঘটে যাওয়া স্প্লাইস সাইট মিউটেশন। মিসসেন্স মিউটেশনগুলি গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-α-এর দুটি বড় লুমিনাল লুপ এবং ট্রান্সমেম্ব্রেন হেলিসকে প্রভাবিত করে, যা এনজাইমের ক্রিয়াকলাপকে বিলুপ্ত বা ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। জিএসডি-1বি-র নির্দিষ্ট কারণ হল "গুরুতর" মিউটেশন যেমন স্প্লাইস সাইট মিউটেশন, ফ্রেম-স্থানান্তর মিউটেশন এবং একটি অত্যন্ত সংরক্ষিত অবশিষ্টাংশের প্রতিস্থাপন যা জি6পিটি ক্রিয়াকলাপকে সম্পূর্ণরূপে ধ্বংস করে। এই রূপান্তরগুলি ই. আর-এর লুমিনাল অংশে গ্লুকোজ-6-ফসফেট (জি6পি)-এর পরিবহন প্রতিরোধ করে এবং জি6পি-কে কোষ দ্বারা ব্যবহৃত গ্লুকোজে রূপান্তরিত করতে বাধা দিয়ে জি. এস. ডি-1-এর প্রাদুর্ভাব ঘটায়। তৃতীয় ধরনের গ্লুকোজ 6-ফসফেটেসের ঘাটতি, গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-বিটা ঘাটতি, একটি জন্মগত নিউট্রোপেনিয়া সিন্ড্রোম দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যেখানে নিউট্রোফিলগুলি বর্ধিত এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলাম (ইআর) স্ট্রেস, বর্ধিত অ্যাপোপটোসিস, দুর্বল শক্তি হোমিওস্ট্যাসিস এবং দুর্বল কার্যকারিতা প্রদর্শন করে। এটি কার্ডিয়াক এবং ইউরোজেনিটাল বিকৃতিও ঘটাতে পারে। এই তৃতীয় শ্রেণীর ঘাটতি জি6পিটি-র ঘাটতির দ্বারাও প্রভাবিত হয় কারণ গ্লুকোজ-6-ফসফেটেজ-বিটা ইআর লুমেনের মধ্যেও থাকে এবং এইভাবে গ্লুকোজ-6-ফসফেটেজ-বিটার ঘাটতির অনুরূপ উপসর্গ জি. এস. ডি-1বি-র সাথে যুক্ত হতে পারে। উপরন্তু, সাম্প্রতিক গবেষণায় উভয় ঘাটতির মধ্যে সাদৃশ্যের এই ক্ষেত্রটি স্পষ্ট করা হয়েছে এবং দেখানো হয়েছে যে উভয় ঘাটতির মধ্যে অস্বাভাবিক গ্লাইকোসাইলেশন ঘটে। নিউট্রোফিল গ্লাইকোসাইলেশন নিউট্রোফিল ক্রিয়াকলাপের উপর গভীর প্রভাব ফেলে এবং এইভাবে একটি জন্মগত গ্লাইকোসাইলেশন ব্যাধি হিসাবেও শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। স্বাভাবিক কার্যকারিতা বজায় রাখার জন্য নিউট্রোফিলের সাইটোপ্লাজমে পুনর্ব্যবহৃত গ্লুকোজ সরবরাহ করার জন্য গ্লুকোজ 6-ফসফেটেজ-বিটার প্রধান কার্যকারিতা নির্ধারণ করা হয়েছে। আন্তঃকোষীয় গ্লুকোজের মাত্রা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাসের কারণে গ্লুকোজ থেকে জি6পি অনুপাতের ব্যাঘাত গ্লাইকোলাইসিস এবং এইচএমএস-এর উল্লেখযোগ্য ব্যাঘাত ঘটায়। এক্সট্রাসেলুলার গ্লুকোজ গ্রহণের দ্বারা প্রতিরোধ না করা হলে এই ঘাটতি নিউট্রোফিল কর্মহীনতার দিকে পরিচালিত করে। ভ্যানেডিল সালফেটের মতো ভ্যানেডিয়াম যৌগগুলি এনজাইমকে বাধা দেয় এবং এইভাবে ডায়াবেটিসে ভিভোতে ইনসুলিন সংবেদনশীলতা বাড়ায়, যা হাইপারইনসুলিনেমিক ক্ল্যাম্প কৌশল দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়েছে, যার সম্ভাব্য থেরাপিউটিক প্রভাব থাকতে পারে। আরও দেখুন হেক্সোকিনেজ জি6পিসি জি6পিসি2 জি6পিসি3 নোট ইউসিএসএফ চিমেরা ব্যবহার করে আণবিক গ্রাফিক্স চিত্র তৈরি করা হয়েছিল। তথ্যসূত্র বাইরের লিঙ্ক, ইসি 3.1.3