Protein moonlighting
প্রোটিন চাঁদের আলো এমন একটি ঘটনা যার দ্বারা একটি প্রোটিন একাধিক কাজ করতে পারে। এটি জিন ভাগাভাগির একটি চমৎকার উদাহরণ। পূর্বপুরুষের চন্দ্রালোকিত প্রোটিনগুলি মূলত একটি একক ফাংশন ধারণ করত তবে বিবর্তনের মাধ্যমে অতিরিক্ত ফাংশন অর্জন করেছিল। চাঁদের আলোতে পাওয়া অনেক প্রোটিন হল এনজাইম; অন্যগুলি হল রিসেপ্টর, আয়ন চ্যানেল বা চ্যাপেরোন। চন্দ্রালোকিত প্রোটিনের সবচেয়ে সাধারণ প্রাথমিক কাজ হল এনজাইম্যাটিক ক্যাটালাইসিস, তবে এই এনজাইমগুলি গৌণ অ-এনজাইম্যাটিক ভূমিকা অর্জন করেছে। অনুঘটকের জন্য গৌণ চন্দ্রালোকিত প্রোটিনের ক্রিয়াকলাপের কিছু উদাহরণের মধ্যে রয়েছে সংকেত সঞ্চালন, প্রতিলিপি নিয়ন্ত্রণ, অ্যাপোপটোসিস, গতিশীলতা এবং কাঠামোগত। প্রোটিন চাঁদের আলো প্রকৃতিতে ব্যাপকভাবে ঘটে। জিন ভাগ করে নেওয়ার মাধ্যমে প্রোটিন চাঁদের আলো বিকল্প আরএনএ স্প্লাইসিং, ডিএনএ পুনর্বিন্যাস বা অনুবাদ-পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে বিভিন্ন প্রোটিন তৈরি করতে একক জিনের ব্যবহারের থেকে আলাদা। এটি প্রোটিনের বহুমুখী কার্যকারিতা থেকেও আলাদা, যেখানে প্রোটিনের একাধিক ক্ষেত্র রয়েছে, প্রতিটি আলাদা আলাদা কাজ করে। জিন ভাগ করে নেওয়ার মাধ্যমে প্রোটিন চাঁদের আলো দেওয়ার অর্থ হল একটি জিন জিন প্রতিলিপি ছাড়াই এবং প্রাথমিক কার্যকারিতা না হারিয়ে দ্বিতীয় কার্যকারিতা অর্জন এবং বজায় রাখতে পারে। এই ধরনের জিনগুলি দুই বা ততোধিক সম্পূর্ণ ভিন্ন নির্বাচনী সীমাবদ্ধতার অধীনে থাকে। প্রোটিনে চাঁদের আলোর কার্যকারিতা প্রকাশ করার জন্য বিভিন্ন কৌশল ব্যবহার করা হয়েছে। কোষ, কোষের ধরন বা টিস্যুগুলির মধ্যে অপ্রত্যাশিত স্থানে একটি প্রোটিন সনাক্তকরণ ইঙ্গিত দিতে পারে যে একটি প্রোটিনের একটি চাঁদ আলোকিত করার কাজ রয়েছে। উপরন্তু, একটি প্রোটিনের ক্রম বা কাঠামো সমসংস্থান একটি প্রোটিনের প্রাথমিক ক্রিয়াকলাপের পাশাপাশি গৌণ চন্দ্রালোক ক্রিয়াকলাপ উভয়ই অনুমান করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। জিন ভাগ করে নেওয়ার সবচেয়ে ভালভাবে অধ্যয়ন করা উদাহরণ হল ক্রিস্টালিন। এই প্রোটিনগুলি, যখন অনেক টিস্যুতে নিম্ন স্তরে প্রকাশ করা হয় তখন এনজাইম হিসাবে কাজ করে, কিন্তু যখন চোখের টিস্যুতে উচ্চ স্তরে প্রকাশ করা হয়, তখন ঘনভাবে প্যাক হয়ে যায় এবং এইভাবে লেন্স তৈরি করে। যদিও জিন ভাগ করে নেওয়ার স্বীকৃতি তুলনামূলকভাবে সাম্প্রতিক-এই শব্দটি 1988 সালে তৈরি করা হয়েছিল, মুরগি এবং হাঁসের স্ফটিকগুলি পৃথকভাবে চিহ্নিত এনজাইমগুলির সাথে অভিন্ন বলে প্রমাণিত হওয়ার পরে-সাম্প্রতিক গবেষণায় জীবন্ত বিশ্ব জুড়ে অনেক উদাহরণ পাওয়া গেছে। জোরাম পিয়াটিগোরস্কি পরামর্শ দিয়েছেন যে অনেক বা সমস্ত প্রোটিন কিছুটা জিন ভাগাভাগি প্রদর্শন করে এবং জিন ভাগাভাগি আণবিক বিবর্তনের একটি মূল দিক। জিন এনকোডিং স্ফটিকগুলিকে অবশ্যই অনুঘটক ফাংশন এবং স্বচ্ছতা রক্ষণাবেক্ষণ ফাংশনের জন্য ক্রম বজায় রাখতে হবে। কিছু জেনেটিক রোগে অনুপযুক্ত চাঁদের আলো একটি অবদানকারী কারণ এবং চাঁদের আলো একটি সম্ভাব্য প্রক্রিয়া প্রদান করে যার মাধ্যমে ব্যাকটেরিয়া অ্যান্টিবায়োটিকের বিরুদ্ধে প্রতিরোধী হয়ে উঠতে পারে। 1980-এর দশকের শেষের দিকে জোরাম পিয়াটিগোরস্কি এবং গ্রায়েম উইস্টো ক্রিস্টালিন এনজাইমের উপর গবেষণার সময় চাঁদের আলোতে প্রোটিনের প্রথম পর্যবেক্ষণ করেছিলেন। পিয়াটিগোরস্কি নির্ধারণ করেছিলেন যে লেন্সের স্ফটিক সংরক্ষণ এবং বৈচিত্র্য লেন্সের বাইরে অন্যান্য চাঁদের আলোর ফাংশনের কারণে হয়। মূলত পিয়াটিগোরস্কি এই প্রোটিনগুলিকে "জিন ভাগাভাগি" প্রোটিন বলে অভিহিত করেছিলেন, তবে 1999 সালে কনস্ট্যান্স জেফরি দ্বারা বহু-কার্যকরী প্রোটিন এবং দুটি কাজ করা মানুষের মধ্যে সাদৃশ্য আঁকার জন্য কথ্য বর্ণনা চাঁদের আলো প্রয়োগ করা হয়েছিল। "জিন ভাগাভাগি" বাক্যাংশটি অস্পষ্ট কারণ এটি অনুভূমিক জিন স্থানান্তর বর্ণনা করতেও ব্যবহৃত হয়, তাই "প্রোটিন মুনলাইটিং" বাক্যাংশটি একাধিক ফাংশন সহ প্রোটিনের জন্য পছন্দের বর্ণনায় পরিণত হয়েছে। বিবর্তন এটি বিশ্বাস করা হয় যে চন্দ্রালোকিত প্রোটিনগুলি বিবর্তনের মাধ্যমে এসেছিল যার মাধ্যমে একক-কার্যকরী প্রোটিনগুলি একাধিক কার্য সম্পাদন করার ক্ষমতা অর্জন করেছিল। পরিবর্তনের সঙ্গে, প্রোটিনের অব্যবহৃত জায়গার বেশিরভাগই নতুন কার্যকারিতা প্রদান করতে পারে। অনেক চন্দ্রালোকিত প্রোটিন দুটি একক ফাংশন জিনের জিন ফিউশনের ফলাফল। বিকল্পভাবে একটি একক জিন দ্বিতীয় কার্যকারিতা অর্জন করতে পারে কারণ এনকোডেড প্রোটিনের সক্রিয় স্থানটি সাধারণত প্রোটিনের সামগ্রিক আকারের তুলনায় ছোট হয় যা দ্বিতীয় কার্যকরী স্থানের জন্য যথেষ্ট জায়গা ছেড়ে দেয়। এখনও তৃতীয় বিকল্পে, একই সক্রিয় সাইট সক্রিয় সাইটের মিউটেশনের মাধ্যমে একটি দ্বিতীয় ফাংশন অর্জন করতে পারে। চন্দ্রালোকিত প্রোটিনের বিকাশ জীবের জন্য বিবর্তনীয়ভাবে অনুকূল হতে পারে কারণ একটি একক প্রোটিন এই প্রোটিনগুলিকে সংশ্লেষ করার জন্য প্রয়োজনীয় অ্যামিনো অ্যাসিড এবং শক্তি সংরক্ষণ করে একাধিক প্রোটিনের কাজ করতে পারে। যাইহোক, এমন কোনও সর্বজনীনভাবে সম্মত তত্ত্ব নেই যা ব্যাখ্যা করে যে কেন একাধিক ভূমিকা সহ প্রোটিনগুলি বিবর্তিত হয়েছে। একাধিক ভূমিকা পালন করার জন্য একটি প্রোটিন ব্যবহার করা সুবিধাজনক বলে মনে হয় কারণ এটি জিনোমকে ছোট রাখে, আমরা এই উপসংহারে আসতে পারি যে এটি সম্ভবত চন্দ্রালোকের কারণ নয় কারণ প্রচুর পরিমাণে ননকোডিং ডিএনএ রয়েছে। ফাংশন অনেক প্রোটিন একটি রাসায়নিক বিক্রিয়াকে অনুঘটক করে। অন্যান্য প্রোটিন কাঠামোগত, পরিবহন বা সংকেত ভূমিকা পালন করে। উপরন্তু, অসংখ্য প্রোটিনের সুপ্রামোলিকুলার অ্যাসেম্বলিতে একত্রিত হওয়ার ক্ষমতা রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, একটি রাইবোজোম 90টি প্রোটিন এবং আর. এন. এ নিয়ে গঠিত। বর্তমানে পরিচিত চাঁদের আলোতে পাওয়া বেশ কয়েকটি প্রোটিন বিবর্তনীয়ভাবে অত্যন্ত সংরক্ষিত এনজাইম থেকে উদ্ভূত হয়, যাকে প্রাচীন এনজাইমও বলা হয়। এই এনজাইমগুলি প্রায়শই চাঁদের আলোয় বিবর্তিত হয়েছে বলে অনুমান করা হয়। যেহেতু বিভিন্ন জীবের মধ্যে অত্যন্ত সংরক্ষিত প্রোটিন উপস্থিত থাকে, তাই এটি গৌণ চন্দ্রালোকের কার্যকারিতা বিকাশের সম্ভাবনা বাড়ায়। গ্লাইকোলাইসিসের সাথে জড়িত এনজাইমের একটি উচ্চ ভগ্নাংশ, একটি প্রাচীন সর্বজনীন বিপাকীয় পথ, চাঁদের আলোয় আচরণ প্রদর্শন করে। উপরন্তু, এটি পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে গ্লাইকোলাইসিসে 10 টির মধ্যে 7 টি প্রোটিন এবং ট্রাইকার্বক্সিলিক অ্যাসিড চক্রের 8 টির মধ্যে 7 টি এনজাইম চাঁদের আলো আচরণ প্রদর্শন করে। চন্দ্রালোকিত উৎসেচকের একটি উদাহরণ হল পাইরুভেট কারবক্সিলেস। এই উৎসেচক পাইরুভেটের কার্বক্সিলেশনকে অক্সালোএসিটেটে অনুঘটক করে, যার ফলে ট্রাইকার্বক্সিলিক অ্যাসিড চক্র পুনরায় পূরণ হয়। বিস্ময়করভাবে, এইচ. পলিমরফা এবং পি. প্যাস্টোরিসের মতো খামির প্রজাতির মধ্যে, পেরোক্সিসোমাল প্রোটিন অ্যালকোহল অক্সিডেস (এও)-এর সঠিক লক্ষ্য এবং সমাবেশের জন্য পাইরুভেট কার্বয়লেসও প্রয়োজনীয়। এ. ও, মিথানল বিপাকের প্রথম উৎসেচক, একটি হোমো-অক্টেমেরিক ফ্ল্যাভোএনজাইম। বন্য ধরনের কোষে, এই উৎসেচক পেরোক্সিসোমাল ম্যাট্রিক্সে উৎসেচক হিসাবে সক্রিয় এও অক্টেমার হিসাবে উপস্থিত থাকে। যাইহোক, পাইরুভেট কারবক্সিলেজের অভাবযুক্ত কোষে, এও মনোমারগুলি সাইটোসোলে জমা হয়, যা ইঙ্গিত করে যে পাইরুভেট কারবক্সিলেজের সমাবেশ এবং আমদানিতে দ্বিতীয় সম্পূর্ণরূপে সম্পর্কহীন ফাংশন রয়েছে। এও আমদানি/সমাবেশের কার্যকারিতা পাইরুভেট কারবক্সিলেজের উৎসেচক ক্রিয়াকলাপ থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীন, কারণ অ্যামিনো অ্যাসিড প্রতিস্থাপনের প্রবর্তন করা যেতে পারে যা পাইরুভেট কারবক্সিলেজের উৎসেচক ক্রিয়াকলাপকে সম্পূর্ণরূপে নিষ্ক্রিয় করে, এও সমাবেশ এবং আমদানিতে এর কার্যকারিতা প্রভাবিত না করে। বিপরীতভাবে, মিউটেশনগুলি জানা যায় যে এও-এর আমদানি এবং সমাবেশে এই এনজাইমের কার্যকারিতা অবরুদ্ধ করে, তবে প্রোটিনের এনজাইম্যাটিক ক্রিয়াকলাপের উপর কোনও প্রভাব ফেলে না। ই. কোলাই অ্যান্টি-অক্সিডেন্ট থায়োরোডক্সিন প্রোটিন হল চাঁদের আলো জ্বালানো প্রোটিনের আরেকটি উদাহরণ। ব্যাকটেরিওফেজ টি7-এর সংক্রমণের পরে, ই. কোলাই থিওরেডক্সিন টি7 ডিএনএ পলিমারেজের সাথে একটি জটিল গঠন করে, যার ফলে উন্নত টি7 ডিএনএ প্রতিলিপি তৈরি হয়, যা সফল টি7 সংক্রমণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। থিয়োরডক্সিন টি7 ডিএনএ পলিমারেজের একটি লুপের সাথে আবদ্ধ হয়ে ডিএনএর সাথে আরও দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ হয়। থিয়োরোডক্সিনের অ্যান্টি-অক্সিডেন্ট ফাংশন সম্পূর্ণরূপে স্বায়ত্তশাসিত এবং টি7 ডিএনএ প্রতিলিপি থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীন, যেখানে প্রোটিন সম্ভবত কার্যকরী ভূমিকা পালন করে। ADT2 এবং ADT5 হল উদ্ভিদের মধ্যে পাওয়া চন্দ্রালোকিত প্রোটিনের অন্যান্য উদাহরণ। এই উভয় প্রোটিনেরই অন্যান্য সমস্ত এডিটি-র মতো ফেনিল্যালানাইন জৈব সংশ্লেষণে ভূমিকা রয়েছে। তবে ADT2, FtsZ-এর সাথে ক্লোরোপ্লাস্ট বিভাজনে প্রয়োজনীয় এবং ADT5 স্ট্রোমুল দ্বারা নিউক্লিয়াসে পরিবহন করা হয়। উদাহরণ প্রক্রিয়া অনেক ক্ষেত্রে, একটি প্রোটিনের কার্যকারিতা কেবল তার কাঠামোর উপর নয়, তার অবস্থানের উপরও নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি একক প্রোটিনের একটি ফাংশন থাকতে পারে যখন একটি কোষের সাইটোপ্লাজমে পাওয়া যায়, একটি ঝিল্লির সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় একটি ভিন্ন ফাংশন এবং তবুও একটি তৃতীয় ফাংশন যদি কোষ থেকে নির্গত হয়। চন্দ্রালোকিত প্রোটিনের এই বৈশিষ্ট্যটি "ডিফারেনশিয়াল স্থানীয়করণ" নামে পরিচিত। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ তাপমাত্রায় ডি. জি. পি (এইচ. টি. আর. এ) প্রোটিনের নির্দেশিত অবক্ষয় দ্বারা প্রোটিজ হিসাবে কাজ করবে এবং নিম্ন তাপমাত্রায় অ-সমযোজী ভাঁজ বা উন্মোচন এবং অন্যান্য ম্যাক্রোমোলিকুলার কাঠামোর সমাবেশ বা বিচ্ছিন্নকরণে সহায়তা করে চ্যাপেরোন হিসাবে কাজ করবে। উপরন্তু, চন্দ্রালোকিত প্রোটিনগুলি শুধুমাত্র একটি কোষের মধ্যে তার অবস্থানের ফলস্বরূপ নয়, বরং প্রোটিনটি যে ধরনের কোষে প্রকাশিত হয় তার ফলস্বরূপও বিভিন্ন আচরণ প্রদর্শন করতে পারে। বহুবিধ কার্যকারিতা ডিফারেনশিয়াল পোস্ট ট্রান্সলেশনাল পরিবর্তনের (পিটিএম) ফলস্বরূপও হতে পারে। গ্লাইকোলিক এনজাইম গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেস (জিএপিডিএইচ)-এর ক্ষেত্রে পিটিএমে পরিবর্তনগুলি উচ্চ ক্রমের বহু কার্যকারিতার সাথে যুক্ত বলে প্রমাণিত হয়েছে। অন্যান্য পদ্ধতি যার মাধ্যমে প্রোটিনগুলি চাঁদের আলো হতে পারে সেগুলি হল তাদের অলিগোমেরিক অবস্থা পরিবর্তন করা, প্রোটিনের লিগ্যান্ড বা স্তরের ঘনত্ব পরিবর্তন করা, বিকল্প বাঁধাই সাইটগুলির ব্যবহার বা অবশেষে ফসফোরিলেশনের মাধ্যমে। একটি প্রোটিনের উদাহরণ যা বিভিন্ন অলিগোমেরিক অবস্থায় বিভিন্ন কার্যকারিতা প্রদর্শন করে তা হল পাইরুভেট কাইনেজ যা টেট্রামার হিসাবে বিপাকীয় ক্রিয়াকলাপ এবং মনোমার হিসাবে থাইরয়েড হরমোন-বাঁধাই ক্রিয়াকলাপ প্রদর্শন করে। লিগ্যান্ড বা সাবস্ট্রেটের ঘনত্বের পরিবর্তন একটি প্রোটিনের কার্যকারিতায় পরিবর্তনের কারণ হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ আয়রনের ঘনত্বের উপস্থিতিতে, অ্যাকোনিটেজ একটি এনজাইম হিসাবে কাজ করে যখন কম আয়রনের ঘনত্বে, অ্যাকোনিটেজ আয়রন গ্রহণের জন্য আয়রন-প্রতিক্রিয়াশীল উপাদান-বাঁধাই প্রোটিন (আইআরইবিপি) হিসাবে কাজ করে। প্রোটিনগুলি বিকল্প বাঁধাই সাইটগুলির ব্যবহারের মাধ্যমেও পৃথক কাজ সম্পাদন করতে পারে যা বিভিন্ন কাজ সম্পাদন করে। এর একটি উদাহরণ হল সেরুলোপ্লাজমিন, একটি প্রোটিন যা তামার বিপাক এবং চাঁদের আলোতে তামার-স্বাধীন গ্লুটাথিয়ন পারঅক্সিডেজ হিসাবে অক্সিডেস হিসাবে কাজ করে। সবশেষে, ফসফোরিলেশন কখনও কখনও চাঁদের আলোতে থাকা প্রোটিনের কার্যকারিতায় পরিবর্তন ঘটাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, প্রোটিন কাইনেজ সিকে2 দ্বারা সের-185-এ ফসফোগ্লুকোজ আইসোমেরেজ (পিজিআই)-এর ফসফোরিলেশন একটি এনজাইম হিসাবে কাজ করা বন্ধ করে দেয়, যখন একটি অটোক্রাইন গতিশীলতা ফ্যাক্টর হিসাবে এর কার্যকারিতা বজায় রাখে। অতএব যখন একটি রূপান্তর ঘটে যা চাঁদের আলো প্রোটিনের একটি ফাংশনকে নিষ্ক্রিয় করে, তখন অন্যান্য ফাংশন (গুলি) অগত্যা প্রভাবিত হয় না। আই-আনি হোমিং এন্ডোনিউক্লিজ/ম্যাটুরেজ এবং পুটা প্রোলিন ডিহাইড্রোজেনেস/ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরের মতো বেশ কয়েকটি চন্দ্রালোকিত প্রোটিনের স্ফটিক কাঠামো নির্ধারণ করা হয়েছে। এই স্ফটিক কাঠামোগুলির একটি বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে চন্দ্রালোকিত প্রোটিনগুলি একই সময়ে উভয় কার্য সম্পাদন করতে পারে, অথবা গঠনমূলক পরিবর্তনের মাধ্যমে, দুটি অবস্থার মধ্যে বিকল্প, যার প্রতিটি একটি পৃথক কার্য সম্পাদন করতে সক্ষম। উদাহরণস্বরূপ, প্রোটিন ডি. জি. পি উচ্চ তাপমাত্রায় প্রোটিওলাইসিসে ভূমিকা পালন করে এবং নিম্ন তাপমাত্রায় পুনরায় ভাঁজ করার কাজে জড়িত। সবশেষে, এই স্ফটিক কাঠামোগুলি দেখিয়েছে যে দ্বিতীয় ফাংশনটি কিছু চাঁদ আলোকিত প্রোটিনের প্রথম ফাংশনকে নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত করতে পারে। যেমন-ক্রিস্টালিনে দেখা যায়, একটি প্রোটিনের দ্বিতীয় ফাংশন কাঠামো পরিবর্তন করতে পারে, নমনীয়তা হ্রাস করতে পারে, যা ফলস্বরূপ এনজাইম্যাটিক ক্রিয়াকলাপকে কিছুটা ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। সনাক্তকরণ পদ্ধতি চাঁদের আলো প্রোটিনগুলি সাধারণত কাকতালীয়ভাবে চিহ্নিত করা হয়েছে কারণ গৌণ চাঁদের আলো ফাংশনগুলি সনাক্ত করার কোনও স্পষ্ট পদ্ধতি নেই। এই ধরনের অসুবিধা সত্ত্বেও, আবিষ্কৃত চাঁদের আলোতে প্রোটিনের সংখ্যা দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে। উপরন্তু, চাঁদের আলোতে পাওয়া প্রোটিন জীবনের সমস্ত রাজ্যে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়। একটি প্রোটিনের কার্যকারিতা নির্ধারণের জন্য গৌণ চাঁদের আলো সহ বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রোটিনের টিস্যু, সেলুলার বা সাবসেলুলার ডিস্ট্রিবিউশন ফাংশন সম্পর্কে ইঙ্গিত দিতে পারে। রিয়েল-টাইম পিসিআর এমআরএনএ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয় এবং তাই একটি নির্দিষ্ট প্রোটিনের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি অনুমান করা হয় যা বিভিন্ন কোষের মধ্যে এমআরএনএ দ্বারা এনকোড করা হয়। বিকল্পভাবে ইমিউনোহিস্টোকেমিস্ট্রি বা মাস স্পেকট্রোমেট্রি সরাসরি প্রোটিনের উপস্থিতি সনাক্ত করতে এবং কোন উপকোষীয় অবস্থান, কোষের প্রকার এবং টিস্যুতে একটি নির্দিষ্ট প্রোটিন প্রকাশ করা হয় তা নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। ভর-থেকে-চার্জ অনুপাতের উপর ভিত্তি করে প্রোটিন সনাক্ত করতে ভর স্পেকট্রোমেট্রি ব্যবহার করা যেতে পারে। বিকল্প স্প্লাইসিং এবং পোস্টট্রান্সলেশনাল পরিবর্তনের কারণে, শুধুমাত্র মূল আয়নটির ভরের উপর ভিত্তি করে প্রোটিন সনাক্ত করা খুব কঠিন। তবে টেন্ডেম মাস স্পেকট্রোমেট্রি যেখানে প্রতিটি মূল শিখর আবার খণ্ডিত হয় তা প্রোটিনগুলিকে দ্ব্যর্থহীনভাবে সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। তাই বিভিন্ন ধরনের কোষ বা উপকোষীয় অবস্থানে প্রোটিনের উপস্থিতি সনাক্ত করতে প্রোটিওমিক্সে ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি হল ট্যান্ডেম মাস স্পেকট্রোমেট্রি। যদিও একটি অপ্রত্যাশিত স্থানে একটি চাঁদের আলো প্রোটিনের উপস্থিতি নিয়মিত বিশ্লেষণকে জটিল করে তুলতে পারে, একই সময়ে, অপ্রত্যাশিত মাল্টিপ্রোটিন কমপ্লেক্স বা অবস্থানে একটি প্রোটিনের সনাক্তকরণ থেকে বোঝা যায় যে প্রোটিনের একটি চাঁদের আলোয় কাজ থাকতে পারে। উপরন্তু, একটি প্রোটিনের উচ্চ অভিব্যক্তি মাত্রা রয়েছে যা এনজাইমের পরিমাপ করা বিপাকীয় ক্রিয়াকলাপের সাথে সম্পর্কিত নয় কিনা তা নির্ধারণ করতে মাস স্পেকট্রোমেট্রি ব্যবহার করা যেতে পারে। এই অভিব্যক্তি স্তরগুলি ইঙ্গিত করতে পারে যে প্রোটিনটি পূর্বে পরিচিত একটি ভিন্ন কাজ করছে। একটি প্রোটিনের কাঠামো তার কার্যকারিতা নির্ধারণ করতেও সহায়তা করতে পারে। এক্স-রে ক্রিস্টালোগ্রাফি বা এন. এম. আর সহ বিভিন্ন কৌশলের মাধ্যমে প্রোটিনের কাঠামো ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। দ্বৈত-মেরুকরণ ইন্টারফেরোমেট্রি প্রোটিন কাঠামোর পরিবর্তন পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা প্রোটিনের কার্যকারিতার ইঙ্গিতও দিতে পারে। পরিশেষে, ইন্টারঅ্যাক্টোমিক্সের মতো সিস্টেম বায়োলজি পদ্ধতির প্রয়োগ প্রোটিনের ক্রিয়াকলাপের উপর ভিত্তি করে সূত্র দেয়। গ্লাইকোটিক এনজাইম গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেট ডিহাইড্রোজেনেস (জিএপিডিএইচ)-এর ক্ষেত্রে, বিপুল সংখ্যক বিকল্প ফাংশন ছাড়াও এটিও দেখা গেছে যে এটি একাধিক উপায়ে (বহুমুখীতার মধ্যে বহুমুখীতা) একই ফাংশনে জড়িত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সেলুলার আয়রন হোমিওস্ট্যাসিস রক্ষণাবেক্ষণে জিএপিডিএইচ কোষ থেকে আয়রন আমদানি বা বের করার কাজ করতে পারে। উপরন্তু, এর লোহা আমদানি ক্রিয়াকলাপের ক্ষেত্রে এটি একাধিক পথের মাধ্যমে কোষ হোলো-ট্রান্সফেরিন এবং সেইসাথে সম্পর্কিত অণু ল্যাক্টোফেরিন-এ প্রবেশ করতে পারে। ক্রিস্টালিনের ক্ষেত্রে, জিনগুলিকে অবশ্যই অনুঘটক ক্রিয়া এবং স্বচ্ছতা রক্ষণাবেক্ষণ ক্রিয়াকলাপের জন্য ক্রম বজায় রাখতে হবে। প্রচুর পরিমাণে লেন্স স্ফটিকগুলিকে সাধারণত স্থিতিশীল প্রোটিন হিসাবে দেখা হয় যা স্বচ্ছতা এবং ছানি পড়ার ক্ষেত্রে কঠোরভাবে কাঠামোগত ভূমিকা পালন করে। যাইহোক, সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে লেন্স স্ফটিকগুলি পূর্বে স্বীকৃত তুলনায় অনেক বেশি বৈচিত্র্যময় এবং অনেকগুলি বিপাকীয় এনজাইম এবং অসংখ্য টিস্যুতে পাওয়া স্ট্রেস প্রোটিনের সাথে সম্পর্কিত বা অভিন্ন। গ্লোবিন বা রোডপসিনের মতো অত্যন্ত বিশেষায়িত কাজ সম্পাদনকারী অন্যান্য প্রোটিনের বিপরীতে, স্ফটিকগুলি খুব বৈচিত্র্যময় এবং অসংখ্য প্রজাতির পার্থক্য দেখায়। মূলত সমস্ত মেরুদণ্ডী লেন্সগুলিতে α এবং β/γ স্ফটিকের প্রতিনিধি থাকে, "সর্বব্যাপী স্ফটিক", যা নিজেই বৈচিত্র্যময়, এবং মাত্র কয়েকটি প্রজাতি বা নির্বাচিত শ্রেণীবিন্যাস গোষ্ঠী লেন্স স্ফটিক হিসাবে সম্পূর্ণ ভিন্ন প্রোটিন ব্যবহার করে। ক্রিস্টালিনের এই বৈপরীত্যটি ক্রমানুসারে অত্যন্ত সংরক্ষিত হলেও সংখ্যা এবং বিতরণে অত্যন্ত বৈচিত্র্য দেখায় যে লেন্স এবং কর্নিয়ার বাইরে অনেক ক্রিস্টালিনের গুরুত্বপূর্ণ কার্যকারিতা রয়েছে এবং ক্রিস্টালিনের এই বহু-কার্যকারিতা চাঁদের আলো দ্বারা অর্জন করা হয়। জিন নিয়ন্ত্রণ ক্রিস্টালিন নিয়োগ জিন নিয়ন্ত্রণের পরিবর্তনের দ্বারা ঘটতে পারে যা উচ্চ লেন্স অভিব্যক্তির দিকে পরিচালিত করে। এরকম একটি উদাহরণ হল গ্লুথ্যাথিওন এস-ট্রান্সফারেজ/এস11-ক্রিস্টালিন যা জিন নিয়ন্ত্রণ এবং জিন প্রতিলিপির পরিবর্তনের মাধ্যমে লেন্সের অভিব্যক্তির জন্য বিশেষায়িত ছিল। প্যাক্স-6 এবং রেটিনোইক অ্যাসিড রিসেপ্টরগুলির মতো অনুরূপ প্রতিলিপিগত কারণগুলি বিভিন্ন স্ফটিক জিন নিয়ন্ত্রণ করে, যা ইঙ্গিত করে যে লেন্স-নির্দিষ্ট অভিব্যক্তি স্ফটিক হিসাবে বহুমুখী প্রোটিন নিয়োগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে। জিন ডুপ্লিকেশন সহ এবং ছাড়া উভয় ক্ষেত্রেই ক্রিস্টালিন নিয়োগ ঘটেছে এবং লেন্স এক্সপ্রেশনের জন্য বিশেষায়িত ডুপ্লিকেটগুলির মধ্যে একটি সহ কিছু ক্রিস্টালিনের মধ্যে টেন্ডেম জিন ডুপ্লিকেশন হয়েছে। সর্বব্যাপী α-স্ফটিক এবং পাখি δ-স্ফটিক দুটি উদাহরণ। আলফা ক্রিস্টালিন α-ক্রিস্টালিন, যা ক্রিস্টালিনকে ধার করা প্রোটিন হিসাবে আবিষ্কার করতে অবদান রেখেছিল, ক্রমাগত জিন ভাগ করে নেওয়ার তত্ত্বকে সমর্থন করেছে এবং জিন ভাগ করে নেওয়ার জন্য ব্যবহৃত প্রক্রিয়াগুলিও বর্ণনা করতে সহায়তা করেছে। দুটি α-স্ফটিক জিন (αA এবং αB) রয়েছে, যা অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রমে প্রায় 55 শতাংশ অভিন্ন। নন-লেন্স কোষে এক্সপ্রেশন স্টাডিতে দেখা গেছে যে αB-ক্রিস্টালিন, একটি কার্যকরী লেন্স প্রোটিন ছাড়া, একটি কার্যকরী ছোট হিট শক প্রোটিন। αB-স্ফটিক তাপ এবং অন্যান্য শারীরবৃত্তীয় চাপ দ্বারা প্ররোচিত হয় এবং এটি কোষগুলিকে উচ্চতর তাপমাত্রা এবং হাইপারটনিক চাপ থেকে রক্ষা করতে পারে। নিউরোডিজেনারেটিভ রোগ, ওয়ার্নার সিন্ড্রোমে আক্রান্ত রোগীদের ফাইব্রোব্লাস্ট, অকাল বার্ধক্য এবং বৃদ্ধির অস্বাভাবিকতা সহ অনেক প্যাথলজিতে αB-ক্রিস্টালিন অতিরিক্তভাবে প্রকাশিত হয়। অস্বাভাবিক পরিস্থিতিতে অতিরিক্তভাবে প্রকাশিত হওয়ার পাশাপাশি, αB-ক্রিস্টালিন গঠনমূলকভাবে হৃৎপিণ্ড, কঙ্কাল পেশী, কিডনি, ফুসফুস এবং অন্যান্য অনেক টিস্যুতে প্রকাশিত হয়। থাইমাস, প্লীহা এবং রেটিনায় নিম্ন-স্তরের অভিব্যক্তি ব্যতীত, αB-ক্রিস্টালিনের বিপরীতে, αA-ক্রিস্টালিন লেন্সের প্রকাশের জন্য অত্যন্ত বিশেষায়িত এবং চাপ-প্ররোচিত নয়। তবে, αB-ক্রিস্টালিনের মতো, এটি আণবিক চ্যাপেরোন হিসাবেও কাজ করতে পারে এবং তাপীয় চাপ থেকে রক্ষা করতে পারে। বিটা/গামা-ক্রিস্টালিন β/γ-ক্রিস্টালিনগুলি α-ক্রিস্টালিনের থেকে আলাদা কারণ তারা একটি বড় মাল্টিজেন পরিবার। অন্যান্য প্রোটিন যেমন ব্যাকটেরিয়াল স্পোর কোট, একটি স্লাইম ছাঁচ সিস্ট প্রোটিন এবং এপিডার্মিস ডিফারেনশিয়েশন-নির্দিষ্ট প্রোটিন, একই গ্রীক মূল মোটিফ ধারণ করে এবং β/γ ক্রিস্টালিন সুপারফ্যামিলির অধীনে স্থাপন করা হয়। এই সম্পর্কটি এই ধারণাকে সমর্থন করে যে β/γ-স্ফটিক একটি জিন-ভাগাভাগি প্রক্রিয়া দ্বারা নিয়োগ করা হয়েছে। তবে, কয়েকটি প্রতিবেদন ছাড়া, β/γ-স্ফটিকের অ-প্রতিসরণমূলক কার্যকারিতা এখনও পাওয়া যায়নি। লেন্সের মতো, কর্নিয়া হল একটি স্বচ্ছ, অ্যাভাসকুলার টিস্যু যা এক্টোডার্ম থেকে উদ্ভূত হয় যা রেটিনার উপর আলো কেন্দ্রীভূত করার জন্য দায়ী। যাইহোক, লেন্সের বিপরীতে, কর্নিয়া বায়ু-কোষ ইন্টারফেস এবং প্রতিসরণের জন্য তার বক্রতার উপর নির্ভর করে। প্রাথমিক ইমিউনোলজি গবেষণায় দেখা গেছে যে বিসিপি 54 বোভাইন কর্নিয়ায় মোট দ্রবণীয় প্রোটিনের 20-40% নিয়ে গঠিত। পরবর্তী গবেষণায় দেখা গেছে যে বিসিপি 54 হল এএলডিএইচ3, একটি টিউমার এবং জেনোবায়োটিক-ইনডিউসিবল সাইটোসোলিক এনজাইম, যা মানুষ, ইঁদুর এবং অন্যান্য স্তন্যপায়ী প্রাণীর মধ্যে পাওয়া যায়। লেন্স এবং কর্নিয়ায় স্ফটিকের অ-প্রতিসরাঙ্কিত ভূমিকা যদিও এটি স্পষ্ট যে জিন ভাগ করে নেওয়ার ফলে অনেক লেন্স স্ফটিক বহু-কার্যকরী প্রোটিন হয়ে ওঠে, তবুও স্ফটিকগুলি লেন্সের মধ্যে তাদের অ-প্রতিসরাঙ্কিত বৈশিষ্ট্যগুলি কতটা ব্যবহার করে বা কোন ভিত্তিতে সেগুলি নির্বাচন করা হয়েছিল তা এখনও অনিশ্চিত। α-স্ফটিকগুলি লেন্সের ক্রিস্টালিনের জন্য একটি বিশ্বাসযোগ্য কেস সরবরাহ করে যা লেন্সের মধ্যে তার অ-প্রতিসরণ ক্ষমতা ব্যবহার করে বিভিন্ন পরিবেশগত চাপের অধীনে প্রোটিন সমষ্টি প্রতিরোধ করতে এবং গ্লাইকেশন-এর মতো অনুবাদ-পরবর্তী পরিবর্তনগুলির দ্বারা এনজাইম নিষ্ক্রিয়করণ থেকে রক্ষা করতে পারে। লেন্সের ফাইবার কোষের পৃথকীকরণের সময় সাইটোস্কেলেটনের স্থিতিশীলতা এবং পুনর্নির্মাণের ক্ষেত্রেও α-স্ফটিক একটি কার্যকরী ভূমিকা পালন করতে পারে। কর্নিয়ায়, এএলডিএইচ3 ইউভি-বি আলো শোষণের জন্যও দায়ী বলে মনে করা হয়। জিন ভাগাভাগির মাধ্যমে লেন্স এবং কর্নিয়ার সহ-বিবর্তন লেন্স এবং কর্নিয়ার মধ্যে সাদৃশ্যের উপর ভিত্তি করে, যেমন প্রচুর পরিমাণে জলে দ্রবণীয় এনজাইম এবং এক্টোডার্ম থেকে উদ্ভূত হওয়ায়, লেন্স এবং কর্নিয়াকে একটি "প্রতিসরণ একক" হিসাবে সহ-বিবর্তিত বলে মনে করা হয়। জিন ভাগাভাগি এই প্রতিসরণ একক দ্বারা রেটিনায় আলোর সংক্রমণ এবং প্রতিসরণকে সর্বাধিক করে তুলবে। গবেষণায় দেখা গেছে যে কর্নিয়া দ্বারা প্রকাশিত অনেক জল-দ্রবণীয় এনজাইম/প্রোটিন ট্যাক্সন-নির্দিষ্ট লেন্স ক্রিস্টালিনের সাথে অভিন্ন, যেমন ALDH1A1/η-ক্রিস্টালিন, α-এনোলেজ/τ-ক্রিস্টালিন এবং ল্যাকটিক ডিহাইড্রোজেনেস/- ক্রিস্টালিন। এছাড়াও, আনুরান কর্নিয়াল এপিথেলিয়াম, যা লেন্সকে পুনরুজ্জীবিত করার জন্য রূপান্তরিত করতে পারে, ট্যাক্সন-নির্দিষ্ট স্ফটিক α-এনোলেস/τ-স্ফটিক ছাড়াও সর্বব্যাপী লেন্স স্ফটিক, α, β এবং γ প্রচুর পরিমাণে প্রকাশ করে। সামগ্রিকভাবে, প্রচুর পরিমাণে এবং ট্যাক্সন-নির্দিষ্টতা উভয় ক্ষেত্রেই কর্নিয়া এবং লেন্সের মধ্যে এই প্রোটিনগুলির অভিব্যক্তির সাদৃশ্য, জিন ভাগ করে নেওয়ার মাধ্যমে লেন্স এবং কর্নিয়ার সহ-বিবর্তনের ধারণাকে সমর্থন করে। অনুরূপ ধারণার সঙ্গে জিন ভাগাভাগির সম্পর্ক জেনেটিক্স, বিবর্তন এবং আণবিক জীববিজ্ঞানের বিভিন্ন ধারণার সঙ্গে সম্পর্কিত, কিন্তু তার থেকে আলাদা। জিন ভাগাভাগি একই জিন থেকে একাধিক প্রভাব নিয়ে আসে, তবে প্লিওট্রপির বিপরীতে, এটি অবশ্যই আণবিক স্তরে পৃথক ফাংশন জড়িত। একটি জিন প্লিওট্রপি প্রদর্শন করতে পারে যখন একক এনজাইম ফাংশন একাধিক ফেনোটাইপিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে; একটি ভাগ করা জিনের মিউটেশন সম্ভাব্যভাবে শুধুমাত্র একটি বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করতে পারে। জিন ডুপ্লিকেশন অনুসরণ করে ডিফারেনশিয়াল মিউটেশন আরেকটি ঘটনা যা প্রোটিন ক্রিয়াকলাপের বিবর্তনে একটি মূল উপাদান বলে মনে করা হয়, তবে জিন ভাগ করে নেওয়ার ক্ষেত্রে, যখন প্রোটিনগুলি নতুন কার্যকারিতা গ্রহণ করে তখন জিন ক্রমের কোনও বিচ্যুতি হয় না; একক পলিপেপটাইড পুরানোগুলিকে ধরে রাখার সময় নতুন ভূমিকা গ্রহণ করে। বিকল্প বিভাজনের ফলে একটি জিন থেকে একাধিক পলিপেপটাইড (একাধিক ফাংশন সহ) তৈরি হতে পারে, তবে সংজ্ঞা অনুসারে, জিন ভাগ করে নেওয়ার ক্ষেত্রে একটি একক পলিপেপটাইডের একাধিক ফাংশন জড়িত থাকে। ক্লিনিকাল তাৎপর্য চন্দ্রালোকিত প্রোটিনের একাধিক ভূমিকা জিনোটাইপ থেকে ফেনোটাইপ নির্ধারণকে জটিল করে তোলে, যা উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত বিপাকীয় ব্যাধিগুলির অধ্যয়নকে বাধাগ্রস্ত করে। বিভিন্ন ব্যাধিগুলির জটিল ফেনোটাইপগুলি চাঁদের আলো প্রোটিনের জড়িত থাকার কারণে ঘটেছে বলে সন্দেহ করা হয়। জিএপিডিএইচ প্রোটিনের কমপক্ষে 11টি নথিভুক্ত ফাংশন রয়েছে, যার মধ্যে একটি হল অ্যাপোপটোসিস। অত্যধিক অ্যাপোপটোসিস হান্টিংটন, আলঝেইমার এবং পার্কিনসনের পাশাপাশি মস্তিষ্কের ইস্কিমিয়ার মতো অনেক নিউরোডিজেনারেটিভ রোগে জড়িত। একটি ক্ষেত্রে, আলঝেইমার রোগে আক্রান্ত ব্যক্তিদের অবক্ষয়িত নিউরনে জিএপিডিএইচ পাওয়া গেছে। যদিও নির্দিষ্ট সিদ্ধান্তের জন্য অপর্যাপ্ত প্রমাণ রয়েছে, তবে চাঁদের আলোতে থাকা প্রোটিনের ভাল নথিভুক্ত উদাহরণ রয়েছে যা রোগে ভূমিকা পালন করে। এমনই একটি রোগ হল যক্ষ্মা। এম. টিউবারকিউলোসিসে একটি চন্দ্রালোকিত প্রোটিনের একটি কার্যকারিতা রয়েছে যা অ্যান্টিবায়োটিকের প্রভাবকে প্রতিহত করে। বিশেষত, ভিভোতে গ্লুটামেট রেসমাসের অতিরিক্ত অভিব্যক্তি থেকে ব্যাকটেরিয়া সিপ্রোফ্লোক্সাসিনের বিরুদ্ধে অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধ ক্ষমতা অর্জন করে। প্যাথোজেনিক মাইকোব্যাকটেরিয়ার পৃষ্ঠে অবস্থিত জিএপিডিএইচ স্তন্যপায়ী আয়রন বাহক প্রোটিন ট্রান্সফারিনকে কোষে ধরে এবং ট্রাফিক করতে দেখা গেছে যার ফলে প্যাথোজেন দ্বারা আয়রন অধিগ্রহণ হয়। আরও দেখুন এনজাইম প্রমিসিকুইটি সিউডোএনজাইমস এক্সটার্নাল লিঙ্ক moonlightingproteins.org ডাটাবেস রেফারেন্স বিবর্তনমূলক জীববিজ্ঞান আণবিক জেনেটিক্স প্রোটিন