Glutathione reductase
গ্লুটাথিওন-ডাইসালফাইড রিডাক্টেস (জি. এস. আর) নামেও পরিচিত গ্লুটাথিওন রিডাক্টেস (জি. আর) হল একটি উৎসেচক যা মানুষের মধ্যে জি. এস. আর জিন দ্বারা এনকোড করা হয়। গ্লুটাথিওন রিডাক্টেজ (ইসি 1.8.1.7) গ্লুটাথিওন ডাইসালফাইড (জিএসএসজি)-এর হ্রাসকে সালফহাইড্রিল ফর্ম গ্লুটাথিওনে (জিএসএইচ) অনুঘটক করে, যা জারণ চাপ প্রতিরোধে এবং কোষের হ্রাসকারী পরিবেশ বজায় রাখতে একটি গুরুত্বপূর্ণ অণু। গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেস ডাইমেরিক ডাইসালফাইড অক্সিডোরিডাক্টেস হিসাবে কাজ করে এবং একটি এফ. এ. ডি প্রোস্থেটিক গ্রুপ এবং এন. এ. ডি. পি. এইচ ব্যবহার করে জি. এস. এস. জি-র সমতুল্য একটি মোলারকে জি. এস. এইচ-এর সমতুল্য দুটি মোলারে হ্রাস করেঃ গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেস সমস্ত রাজ্যের মধ্যে সংরক্ষিত থাকে। ব্যাকটেরিয়া, খামির এবং প্রাণীদের মধ্যে একটি গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ জিন পাওয়া যায়; তবে, উদ্ভিদের জিনোমে দুটি জিআর জিন এনকোড করা থাকে। ড্রোসোফিলা এবং ট্রাইপানোসোমে কোনও জিআর থাকে না। এই জীবগুলিতে, গ্লুটাথিয়ন হ্রাস যথাক্রমে থিয়োরোডক্সিন বা ট্রাইপানোথিয়ন সিস্টেম দ্বারা সঞ্চালিত হয়। ফাংশন গ্লুটাথিয়ন সঠিক কার্যকারিতা বজায় রাখতে এবং মানব কোষে জারণ চাপ প্রতিরোধে মূল ভূমিকা পালন করে। এটি হাইড্রক্সিল র্যাডিকেল, সিঙ্গলেট অক্সিজেন এবং বিভিন্ন ইলেক্ট্রোফাইলের জন্য স্ক্যাভেঞ্জার হিসাবে কাজ করতে পারে। হ্রাসকৃত গ্লুটাথিয়ন এনজাইম গ্লুটাথিয়ন পারঅক্সিডেজের জারিত রূপকে হ্রাস করে, যা ফলস্বরূপ কোষের মধ্যে একটি বিপজ্জনক প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতি হাইড্রোজেন পারক্সাইডকে (এইচ2ও2) হ্রাস করে। [রেডক্স বিক্রিয়ার নিম্নলিখিত দৃষ্টান্তে, ডানদিকের তীরটি বিপরীতমুখী; এটি উপরে নির্দেশ করা উচিত, নিচে নয়।] উপরন্তু, এটি জেনোবায়োটিকের বিপাক এবং ক্লিয়ারেন্সের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, নির্দিষ্ট ডিটক্সিফাইং এনজাইমগুলিতে একটি কোফ্যাক্টর হিসাবে কাজ করে, পরিবহনে অংশগ্রহণ করে এবং অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এবং ভিটামিন ই এবং সি-কে তাদের প্রতিক্রিয়াশীল আকারে পুনরুত্পাদন করে। কোষে উপস্থিত জি. এস. এস. জি/জি. এস. এইচ-এর অনুপাত কোষের জারণ ভারসাম্য সঠিকভাবে বজায় রাখার একটি মূল কারণ, অর্থাৎ, এটি গুরুত্বপূর্ণ যে কোষটি হ্রাসপ্রাপ্ত গ্লুটাথিয়নের উচ্চ মাত্রা এবং জারণকৃত গ্লুটাথিয়নের ডাইসালফাইডের নিম্ন স্তর বজায় রাখে। এই সংকীর্ণ ভারসাম্য গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ দ্বারা বজায় রাখা হয়, যা জিএসএসজি-কে জিএসএইচ-এ হ্রাস করতে অনুঘটক করে। মানব এরিথ্রোসাইট থেকে প্রাপ্ত কাঠামো গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ হল একটি হোমোডিমার যা 52কেডি মনোমার নিয়ে গঠিত, যার প্রতিটিতে 3টি ডোমেন রয়েছে। জিআর একক শীট, দ্বিস্তরীয় টপোলজি প্রদর্শন করে যেখানে একটি অ্যান্টি-প্যারালাল বিটা-শীট মূলত এক মুখে দ্রাবকের সংস্পর্শে থাকে এবং অন্য মুখে এলোমেলো কয়েল দ্বারা আবৃত থাকে। এর মধ্যে রয়েছে এবং এন. এ. ডি. পি. এইচ-বাইন্ডিং ডোমেন, এফ. এ. ডি-বাইন্ডিং ডোমেন (গুলি) এবং একটি ডাইমারাইজেশন ডোমেন। প্রতিটি মনোমারে 478টি অবশিষ্টাংশ এবং একটি এফ. এ. ডি অণু থাকে। জিআর একটি তাপস্থায়ী প্রোটিন, যা 65 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত কার্যকারিতা বজায় রাখে। প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া ধাপঃ হ্রাসকারী অর্ধ জিআর-এর ক্রিয়া দুটি স্বতন্ত্র অর্ধ প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে অগ্রসর হয়, একটি হ্রাসকারী অর্ধ প্রক্রিয়া যার পরে একটি জারণকারী অর্ধ প্রক্রিয়া। প্রথমার্ধে, এনএডিপিএইচ একটি ক্ষণস্থায়ী এফএডিএইচ-অ্যানায়ন তৈরি করতে জিএসআর-এ উপস্থিত এফএডি হ্রাস করে। এই অ্যানায়নটি তারপর দ্রুত সিস58-সিস63-এর একটি ডাইসালফাইড বন্ধন ভেঙে ফেলে, যা ফ্ল্যাভিন এবং সিস63-এর মধ্যে একটি স্বল্পস্থায়ী সমযোজী আধান-স্থানান্তর জটিল গঠন করে। বর্তমানে জারিত এনএডিপি + মুক্ত হয় এবং পরবর্তীকালে এনএডিপিএইচ-এর একটি নতুন অণু দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। এটি প্রক্রিয়াটির তথাকথিত হ্রাসকারী অর্ধেকের সমাপ্তি। অক্সিডেটিভ অর্ধেক প্রক্রিয়াটির অক্সিডেটিভ অর্ধে, সিস 63 নিউক্লিওফিলিকভাবে জিএসএসজি অণুর নিকটতম সালফাইড ইউনিটকে আক্রমণ করে (হিস 467 দ্বারা প্রচারিত), যা একটি মিশ্র ডাইসালফাইড বন্ধন (জিএস-সিস 58) এবং একটি জিএস-অ্যানায়ন তৈরি করে। জি. এস. আর-এর তাঁর 467 তারপর জি. এস-অ্যানায়নকে প্রোটোনেট করে জি. এস. এইচ-এর প্রথম অণু মুক্ত করে। এরপরে, সিস63 নিউক্লিওফিলিকভাবে সিস58-এর সালফাইডকে আক্রমণ করে, একটি জিএস-অ্যানায়ন মুক্ত করে, যা ফলস্বরূপ, একটি দ্রাবক প্রোটন তুলে নেয় এবং এনজাইম থেকে মুক্তি পায়, যার ফলে দ্বিতীয় জিএসএইচ তৈরি হয়। সুতরাং, প্রতিটি জি. এস. এস. জি এবং এন. এ. ডি. পি. এইচ-এর জন্য, দুটি হ্রাসকৃত জি. এস. এইচ অণু প্রাপ্ত হয়, যা আবার কোষে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট হিসাবে কাজ করতে পারে। ইন ভিট্রোতে, গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ সোডিয়াম আর্সেনাইট এবং মিথাইলেটেড আর্সেনেট মেটাবোলাইটের কম ঘনত্ব দ্বারা প্রতিরোধ করা হয়, তবে ভিভোতে, সোডিয়াম আর্সেনেট দ্বারা উল্লেখযোগ্য গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ প্রতিরোধ মাত্র 10 মিলিগ্রাম/কেজি/দিনে হয়েছে। গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ কিছু ফ্ল্যাভানয়েড দ্বারাও প্রতিরোধ করা হয়, যা উদ্ভিদ দ্বারা উত্পাদিত রঞ্জকগুলির একটি শ্রেণী। ক্লিনিকাল তাৎপর্য জিএসএইচ একটি মূল সেলুলার অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এবং ইলেক্ট্রোফিলিক জেনোবায়োটিক্সের দ্বিতীয় পর্যায়ের বিপাকীয় ক্লিয়ারেন্স-এ একটি প্রধান ভূমিকা পালন করে। জিএসএইচ পথ এবং এনজাইমগুলির গুরুত্ব যা এই সূক্ষ্ম ভারসাম্যকে প্রভাবিত করে সাম্প্রতিক বছরগুলিতে মনোযোগের একটি বর্ধিত স্তর অর্জন করছে। যদিও গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেস অনেক ওষুধের জন্য একটি আকর্ষণীয় লক্ষ্য ছিল, তবে আজ অবধি কোনও সফল গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেস সম্পর্কিত থেরাপিউটিক যৌগ তৈরি করা হয়নি। বিশেষত, গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ অ্যান্টি-ম্যালেরিয়ালের জন্য একটি ভাল লক্ষ্য বলে মনে হয়, কারণ ম্যালেরিয়া পরজীবী প্লাজমোডিয়াম ফ্যালসিপেরামের গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের স্তন্যপায়ী গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা প্রোটিন ভাঁজ রয়েছে। পি. ফ্যালসিপেরামের জন্য নির্দিষ্ট ওষুধের নকশা তৈরি করে হোস্টকে প্রভাবিত না করে পরজীবীর মধ্যে নির্বাচিতভাবে অক্সিডেটিভ স্ট্রেস প্ররোচিত করা সম্ভব হতে পারে। জিআর লক্ষ্যবস্তু যৌগগুলির দুটি প্রধান শ্রেণী রয়েছেঃ জিএসএসজি বাঁধাই বা ডাইমারাইজেশনের প্রতিরোধকঃ সোনার যৌগের মতো প্রতিক্রিয়াশীল ইলেক্ট্রোফাইল এবং ফ্লোরোনাফথোকুইনোন। যে ওষুধগুলি পুনরুৎপাদনের জন্য গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ ব্যবহার করে, যেমন রেডক্স সাইক্লার। এই ধরনের যৌগের দুটি উদাহরণ হল মিথাইলিন ব্লু এবং নাফথোকুইনোন। বুরকিনা ফাসোতে পরিচালিত ক্লিনিকাল ট্রায়ালগুলি নাফথোকুইনোনের সাথে ম্যালেরিয়ার চিকিত্সার সময় মিশ্র ফলাফল প্রকাশ করেছে লাল রক্ত কোষের মতো উচ্চ মাত্রার অক্সিডেটিভ স্ট্রেসের সংস্পর্শে আসা কোষগুলিতে, এই প্রতিক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় এনএডিপিএইচ উৎপাদনের জন্য 10 শতাংশ পর্যন্ত গ্লুকোজ গ্রহণের জন্য পেন্টোজ ফসফেট পাথওয়েতে (পিপিপি) পরিচালিত হতে পারে। এরিথ্রোসাইটের ক্ষেত্রে, যদি পিপিপি অকার্যকর হয়, তবে কোষে জারণকারী চাপ কোষের লিসিস এবং রক্তাল্পতার দিকে পরিচালিত করবে। লুপাস একটি অটোইমিউন ব্যাধি যেখানে রোগীরা উচ্চ পরিমাণে অ্যান্টিবডি তৈরি করে যা ডিএনএ এবং অন্যান্য কোষের উপাদানগুলিকে আক্রমণ করে। সাম্প্রতিক এক গবেষণায়, গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ জিনের একটি একক নিউক্লিওটাইড পলিমরফিজম (এসএনপি) আফ্রিকান আমেরিকানদের মধ্যে লুপাসের সাথে অত্যন্ত যুক্ত বলে দেখা গেছে। লুপাসে আক্রান্ত আফ্রিকান আমেরিকানরাও তাদের টি কোষে কম হ্রাস পাওয়া গ্লুটাথিয়ন প্রকাশ করতে দেখা গেছে। গবেষণার লেখকরা বিশ্বাস করেন যে গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ কার্যকলাপ হ্রাস লুপাস আক্রান্ত আফ্রিকান আমেরিকানদের মধ্যে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেনের উৎপাদন বৃদ্ধিতে অবদান রাখতে পারে। ইঁদুরের মধ্যে, গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ অক্সিডেটিভ বিস্ফোরণের সাথে জড়িত, যা ইমিউন প্রতিক্রিয়ার একটি উপাদান। অক্সিডেটিভ বিস্ফোরণ হল একটি প্রতিরক্ষা প্রক্রিয়া যেখানে নিউট্রোফিলগুলি ব্যাকটেরিয়া বা ছত্রাকের আশেপাশে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিডেটিভ প্রজাতি তৈরি করে এবং মুক্ত করে বিদেশী কোষগুলিকে ধ্বংস করে। গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ ঘাটতি নিউট্রোফিলগুলি সাধারণ স্তরে জিআর প্রকাশকারী নিউট্রোফিলগুলির তুলনায় ব্যাকটেরিয়ার প্রতিক্রিয়ায় আরও ক্ষণস্থায়ী জারণ বিস্ফোরণ তৈরি করতে দেখা গেছে। অক্সিডেটিভ বিস্ফোরণ বজায় রাখতে গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের প্রক্রিয়াটি এখনও অজানা। গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের ঘাটতি একটি বিরল ব্যাধি যেখানে গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ কার্যকলাপ এরিথ্রোসাইট, লিউকোসাইট বা উভয় থেকে অনুপস্থিত। একটি গবেষণায় এই ব্যাধিটি 30 বছর ধরে সঞ্চালিত গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ ঘাটতির জন্য 15,000 পরীক্ষায় মাত্র দুটি ক্ষেত্রে দেখা গেছে। একই গবেষণায়, গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের ঘাটতি একজন রোগী এবং তাদের পরিবারের মধ্যে ছানি এবং ফেভিজমের সাথে এবং অন্য রোগীর মধ্যে গুরুতর অসংলগ্ন হাইপারবিলিরুবিনেমিয়ার সাথে যুক্ত ছিল। এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে গ্লুটাথিয়ন রেডক্স সিস্টেম (যার মধ্যে গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ একটি অংশ) হাইড্রোজেন পারক্সাইড থেকে চোখের লেন্স কোষগুলির সুরক্ষার জন্য প্রায় একচেটিয়াভাবে দায়ী কারণ এই কোষগুলিতে ক্যাটালেজের ঘাটতি রয়েছে, একটি এনজাইম যা হাইড্রোজেন পারক্সাইডের ভাঙ্গনকে অনুঘটক করে এবং গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের ঘাটতি ব্যক্তিদের মধ্যে ছানি ঘটনার উচ্চ হার। কিছু রোগী তাদের ডায়েটে পর্যাপ্ত রাইবোফ্লাভিন না খাওয়ার ফলে গ্লুটাথিয়নের ক্রিয়াকলাপের ঘাটতি দেখায়। রাইবোফ্লাভিন হল এফ. এ. ডি-এর অগ্রদূত, যার হ্রাসকৃত রূপ ডাইসালফাইড বন্ধনে দুটি ইলেক্ট্রন দান করে যা এনজাইমের অনুঘটক চক্র শুরু করার জন্য গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের জারিত আকারে উপস্থিত থাকে। 1999 সালে, একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে সৌদি আরবে পরীক্ষা করা পুরুষদের 17.8% এবং মহিলাদের 22.4% রিবোফ্লাভিনের ঘাটতির কারণে কম গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ ক্রিয়াকলাপে ভুগছেন। ফেভিজমে, রোগীদের গ্লুকোজ-6-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেসের অভাব থাকে, যা তাদের পেন্টোজ ফসফেট পথের একটি উৎসেচক যা গ্লুকোজ-6-ফসফেটকে 6-ফসফোগ্লুকোনো-δ-ল্যাক্টোনে রূপান্তরিত করার সময় এনএডিপি + কে এনএডিপিএইচ-এ হ্রাস করে। গ্লুকোজ-6-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেসের ঘাটতি থাকা ব্যক্তিদের গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের মাধ্যমে অক্সিডাইজড গ্লুটাথিয়ন হ্রাস করার জন্য কম এনএডিপিএইচ উপলব্ধ থাকে। এইভাবে তাদের অক্সিডাইজড এবং হ্রাসকৃত গ্লুটাথিয়নের বেসাল অনুপাত গ্লুকোজ-6-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেস প্রকাশকারী রোগীদের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি, সাধারণত, তাদের উচ্চ মাত্রার প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির প্রতি কার্যকরভাবে সাড়া দিতে অক্ষম করে তোলে, যা কোষের লিসিসের কারণ হয়। গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ ক্রিয়াকলাপ পর্যবেক্ষণ গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের ক্রিয়াকলাপ অক্সিডেটিভ স্ট্রেসের সূচক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ক্রিয়াকলাপটি এন. এ. ডি. পি. এইচ খরচ দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে, 340 এন. এম-এ শোষণ সহ, অথবা গঠিত জি. এস. এইচ এলম্যানের বিকারক দ্বারা দৃশ্যমান হতে পারে। বিকল্পভাবে আরওজিএফপি (রেডক্স-সংবেদনশীল গ্রিন ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিন) ব্যবহার করে কার্যকলাপ পরিমাপ করা যেতে পারে। উদ্ভিদের ক্ষেত্রে যেমন মানব কোষে হয়, গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ উদ্ভিদ কোষগুলিকে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি থেকে রক্ষা করতে সহায়তা করে। উদ্ভিদে, হ্রাসপ্রাপ্ত গ্লুটাথিয়ন গ্লুটাথিয়ন-অ্যাসকরবেট চক্রে অংশগ্রহণ করে যেখানে হ্রাসপ্রাপ্ত গ্লুটাথিয়ন ডিহাইড্রোঅ্যাসকরবেটকে হ্রাস করে, যা হাইড্রোজেন পারক্সাইড হ্রাসের একটি প্রতিক্রিয়াশীল উপজাত। বিশেষ করে, গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ অজৈব চাপের প্রতি উদ্ভিদের প্রতিক্রিয়ায় অবদান রাখে। ধাতু, ধাতব পদার্থ, লবণাক্ততা, খরা, অতিবেগুনী রশ্মি এবং তাপজনিত চাপের প্রতিক্রিয়ায় উৎসেচকের ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রিত হতে দেখা গেছে। 1955 সালে পি. জানমেদা ইয়েল বিশ্ববিদ্যালয়ে গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ প্রথম বিশুদ্ধ করেন। জানমেদা এন. এ. ডি. পি. এইচ-কে এনজাইমের প্রাথমিক ইলেক্ট্রন দাতা হিসাবেও চিহ্নিত করেছেন। পরবর্তী গোষ্ঠীগুলি এফ. এ. ডি এবং থায়োল গোষ্ঠীর উপস্থিতি নিশ্চিত করে এবং 1965 সালে এই পদ্ধতির জন্য একটি প্রাথমিক পদ্ধতির পরামর্শ দেওয়া হয়। গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজের প্রাথমিক (কম রেজোলিউশন) কাঠামো 1977 সালে সমাধান করা হয়েছিল। এটি দ্রুত শুলজে এট আল দ্বারা একটি 3 Å কাঠামো দ্বারা অনুসরণ করা হয়েছিল। 1978 সালে। এই প্রাথমিক পরীক্ষাগুলির পর থেকে গ্লুটাথিয়ন রিডাক্টেজ সম্পূর্ণরূপে অধ্যয়ন করা হয়েছে এবং পরবর্তীকালে এটি আজ অবধি সবচেয়ে ভাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত এনজাইমগুলির মধ্যে একটি। ইন্টারেক্টিভ পাথওয়ে ম্যাপ ইন্টারেক্টিভ পাথওয়ে এখানে পাওয়া যাবেঃ পাথওয়ে ম্যাপ রেফারেন্স আরও পড়া অ্যান্টিঅক্সিডেন্টস ইসি 1.8.1