میٹابولک بیماری کی پیتھالوجی حصہ 1 میں سیرولوپلاسمین کے سالماتی افعال

خلاصہ:

Ceruloplasmin (CP) ایک ملٹی کاپر آکسیڈیس اور اینٹی آکسیڈینٹ ہے جو بنیادی طور پر جگر میں پیدا ہوتا ہے۔ CP اپنے آکسیڈیز فنکشن کے ذریعے نہ صرف تانبے اور آئرن کے میٹابولک توازن میں اہم کردار ادا کرتا ہے بلکہ اینٹی آکسیڈینٹ سرگرمی کو بھی ظاہر کرتا ہے۔

کاپر آکسیڈیز ایک اہم انزائم ہے جو انسانی جسمانی عمل میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ یادداشت کے عمل سمیت بہت سے اہم حیاتیاتی کیمیائی رد عمل میں شامل ہے۔

حالیہ برسوں میں، سائنسدانوں نے تانبے کے آکسیڈیز اور میموری کے درمیان گہرا تعلق دریافت کیا ہے۔ مطالعات سے معلوم ہوا ہے کہ دماغ میں موجود کاپر آکسیڈیز نیوران کے رابطے کو تیز کر سکتا ہے اور قلیل مدتی یادداشت کو بہتر بنانے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، یہ آکسیجن کے جسم کے استعمال کو بہتر بنانے میں بھی مدد کر سکتا ہے، اس طرح جسم کی قوت مدافعت میں اضافہ ہوتا ہے۔

انسانی جسم میں تانبے کے آکسیڈیز کے اہم کردار کی وجہ سے، بہت سے طبی مطالعات اس کے ارتکاز کو بڑھانے کے طریقے تلاش کر رہے ہیں۔ اب، طبی برادری عام طور پر مانتی ہے کہ خوراک میں کافی تانبے کا استعمال اس کی حراستی کو بڑھا سکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، بہت سے طبی سائنسدان یہ بھی مطالعہ کر رہے ہیں کہ منشیات کے راستوں کے ذریعے تانبے کے آکسیڈیز کی حراستی کو کیسے بڑھایا جائے۔

مختصر میں، کاپر آکسیڈیز اور میموری کے درمیان ایک مثبت تعلق ہے۔ مناسب خوراک اور منشیات کے علاج کے ذریعے، ہم کاپر آکسیڈیز کے ارتکاز کو فعال طور پر کنٹرول کر سکتے ہیں، اس طرح یادداشت اور جسم کی قوت مدافعت کو بہتر بنانے میں مدد ملتی ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ہمیں یادداشت کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے، اور Cistanche deserticola نمایاں طور پر یادداشت کو بہتر بنا سکتا ہے کیونکہ Cistanche deserticola ایک روایتی چینی دوا ہے جس میں بہت سے منفرد اثرات ہیں، جن میں سے ایک یادداشت کو بہتر بنانا ہے۔ Cistanche کی افادیت اس میں موجود مختلف فعال اجزاء سے آتی ہے، بشمول tannic acid، polysaccharides، flavonoid glycosides، وغیرہ۔ یہ اجزاء مختلف طریقوں سے دماغی صحت کو فروغ دے سکتے ہیں۔

یادداشت کو بہتر بنانے کے طریقے جانیں پر کلک کریں۔

اس کے علاوہ، CP ایک ایکیوٹ فیز پروٹین ہے۔ ایکیرولوپلاسمینیمیا اور نیوروڈیجینریٹیو بیماریوں جیسے ولسن کی بیماری، الزائمر کی بیماری، اور پارکنسنز کی بیماری سے وابستہ ہونے کے علاوہ، CP میٹابولک امراض میں بھی اہم کردار ادا کرتا ہے، جو میٹابولک عوارض اور زور دار میٹابولزم کی وجہ سے ہوتے ہیں، جن میں بنیادی طور پر ذیابیطس، موٹاپا، ہائپرلیپیڈیمیا وغیرہ شامل ہیں۔ سی پی کے جسمانی افعال کی بنیاد پر، ہم ٹائپ 2 ذیابیطس، موٹاپا، ہائپرلیپیڈیمیا، کورونری دل کی بیماری، سی پی آکسیڈیٹیو تناؤ، سوزش، اور تانبے اور آئرن کے میٹابولزم کے تعلق کا ایک جائزہ فراہم کرتے ہیں۔

مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ میٹابولک امراض کا نظامی سوزش، آکسیڈیٹیو تناؤ، اور تانبے اور آئرن میٹابولزم کی خرابی سے گہرا تعلق ہے۔ لہذا، ہم یہ نتیجہ اخذ کرتے ہیں کہ CP، جو ٹشوز میں آزاد ریڈیکلز کی تشکیل کو کم کر سکتا ہے، سوزش اور انفیکشن کے دوران پیدا کیا جا سکتا ہے، اور تانبے اور آئرن کے میٹابولک ڈس آرڈر کو درست کر سکتا ہے، میٹابولک بیماریوں پر حفاظتی اور تشخیصی اثرات رکھتا ہے۔

مطلوبہ الفاظ: سیرولوپلاسمین، جسمانی فعل، آئرن، آکسیڈیٹیو تناؤ، سوزش کی حالت، میٹابولک بیماری۔

تعارف

Ceruloplasmin (CP) جسے کاپر آکسیڈیز بھی کہا جاتا ہے، ایک نیلے رنگ کا تانبا (Cu) گلائکوپروٹین ہے جسے 1948 میں ہولمبرگ اور لوریل نے پہلی بار انسانی سیرم اے2-گلوبیولن سے پاک کیا تھا۔

سی پی دو مالیکیولر آئسفارمز میں موجود ہے: سیکریٹڈ سی پی (ایس سی پی) اور ایمبرین گلائکوسائل فاسفیٹائیڈلینوسیٹول (جی پی آئی) سی پی کی اینکر شدہ شکل (GPI-CP)؛ sCP بنیادی طور پر جگر کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے، 1,2 جبکہ GPI-CP glial اور sustentacular خلیات میں پایا جاتا ہے۔ 3 CP کے متعدد جسمانی افعال ہوتے ہیں (شکل 1)۔

یہ پلازما میں Cu کا 40-70% رکھتا ہے اور Cu نقل و حمل، آئرن (Fe) ریگولیشن، فری ریڈیکل سکیوینگنگ، اور اینٹی آکسیڈینٹ پروسیسز میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ مختلف قسم کے سبسٹریٹس، جیسے Cu، Fe، اور دیگر نامیاتی سبسٹریٹس کے آکسیکرن کو بھی اتپریرک کرتا ہے۔

یہ ولسن کی بیماری، aceruloplasminemia neurodegenerative عارضے، اور دیگر بیماریوں سے قریبی تعلق رکھتا ہے۔ 4–6 بڑھتے ہوئے شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ Cu اور Fe کے غیر معمولی میٹابولزم کے ساتھ ساتھ CP کا غیر معمولی اظہار، میٹابولک امراض جیسے ذیابیطس اور موٹاپا میں دیکھا گیا ہے۔ 8 سے ظاہر ہوتا ہے کہ CP میں میٹابولک امراض میں تشخیصی اور علاج کی صلاحیت ہو سکتی ہے۔

یہاں، ہم CP پر تازہ ترین مطالعات کا خلاصہ کرتے ہیں اور میٹابولک امراض میں اس کے کردار پر تبادلہ خیال کرتے ہیں۔

سی پی کی ساخت اور تقسیم

انسانی سی پی جین، کروموسوم 8 پر واقع ہے، اس کی لمبائی 65 kb ہے اور اس میں 20 exons ہوتے ہیں۔ 9 ہیومن سی پی پروٹین ایک واحد پولی پیپٹائڈ چین ہے جو 1046 امینو ایسڈز اور 4 گلوکوزامین اولیگوساکرائڈز پر مشتمل ہے، جس کا نسبتاً مالیکیولر وزن تقریباً 13.12 ڈی اے ہے۔

بیٹا اسٹرینڈ اور بیٹا ٹرن CP پیپٹائڈ چین کا تقریباً 50% حصہ ہے جس میں تقریباً کوئی ہیلکس ڈھانچہ نہیں ہے۔ ایک واحد پولی پیپٹائڈ چین کو پروٹیز کے ذریعہ آئسومورفک اکائیوں کے 3 گروپوں میں ہائیڈولائز کیا جاسکتا ہے۔

رشتہ دار مالیکیولر وزن 67 kDa (480 امینو ایسڈ کی باقیات)، 50 kDa (405 امینو ایسڈ کی باقیات)، اور 19 kDa (159 امینو ایسڈ کی باقیات) ہیں۔ مکمل پولی پیپٹائڈ چین میں، تین اکائیاں واحد امینو ایسڈ کی باقیات، ارجینائن آر اور لائسین K.11 کے ذریعے جڑی ہوئی ہیں۔

CP کا 3D ڈھانچہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ CP میں چھ کمپیکٹ ڈومینز ہیں جو چھ Cu ایٹموں سے منسلک ہو سکتے ہیں، اور ان چھ Cu ایٹموں میں سے تین دوسرے، چوتھے اور چھٹے ڈومینز میں مونو نیوکلیئر شکلوں کے طور پر موجود ہیں، جو کہ تین "ٹائپ I" ہیں۔ Cu (T1Cu)"۔

دوسرے تین Cu ایٹم بھی پہلے اور چھٹے سٹرکچرل ڈومینز کے انٹرفیس پر ایک trinuclear Cu کلسٹر بناتے ہیں، جو ایک "ٹائپ II Cu (T2Cu)" اور دو "قسم III Cu (T3Cu)" ہیں۔

Trinuclear Cu کلسٹرز نہ صرف CP کی اتپریرک سرگرمی میں اہم کردار ادا کرتے ہیں بلکہ CP ڈھانچے کے استحکام میں بھی اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ 12–14 CP جسے چھ Cu کے ساتھ ملایا جاتا ہے بہت غیر مستحکم ہوتا ہے اور ایک دن سے بھی کم وقت میں کم از کم ایک T1Cu کھو دیتا ہے۔ 37 ڈگری، جبکہ ٹرنیوکلیئر کیو کلسٹر برقرار ہے۔ Cu بائنڈنگ سائٹس کے علاوہ، CP میں دھاتی آئن بائنڈنگ سائٹس بھی ہیں جیسے سوڈیم، Fe، کیلشیم، وغیرہ۔

کشیرکا میں CP بنیادی طور پر جگر کے ذریعہ ترکیب کیا جاتا ہے۔ چربی، دماغ، نال، زردی کی تھیلی، چھاتی، گردے اور سرٹولی کے خلیے بھی آزادانہ طور پر CP کی ترکیب کر سکتے ہیں۔ 8,10 سب سے پہلے، pro-CP ہیپاٹوسائٹس کے اینڈوپلاسمک ریٹیکولم (ER) میں ترکیب کیا جاتا ہے اور پھر گولگی اپریٹس میں Cu کے ساتھ مل کر تشکیل پاتا ہے۔ کل CP

CP جگر سے عام گردش کے ذریعے لے جایا جاتا ہے اور دوسرے ٹشوز اور اعضاء کے ذریعے داخل کیا جاتا ہے، یا براہ راست پت کے ذریعے پاخانہ میں خارج ہوتا ہے۔ 15-17 CP خون میں میکروفیج اور مونوسائٹ سوزش کے عمل میں بھی پیدا ہوتا ہے۔ نے پایا کہ مہذب ایڈیپوز ٹشو سی پی کو خارج کر سکتا ہے اور موٹے افراد کے ایڈیپوز ٹشو میں سی پی کی سطح زیادہ تھی۔

یہ تجویز کیا گیا ہے کہ سی پی کو ایک نئے ایڈیپوز عنصر کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ بالغوں میں پلازما CP کی عام گردش کی سطح تقریباً 300 mg/L ہے، اور apo-CPaccounts کل کا تقریباً 10%؛ apo-CP غیر مستحکم ہے اور اس میں کوئی انزائم کیٹلیٹک سرگرمی نہیں ہے، اور یہ نصف زندگی کے بعد تیزی سے گل جاتا ہے اور میٹابولائز ہوتا ہے۔ پلازما میں 4 CP بنیادی طور پر جگر کے ذریعے خفیہ اور ترکیب کیا جاتا ہے اور خون دماغی رکاوٹ سے گزر نہیں سکتا۔

دماغ میں ترکیب شدہ CP بنیادی طور پر glycosylphosphatidylinositols کی شکل میں ہوتا ہے اور astrocytes کی جھلی سے جڑا ہوتا ہے۔ 21,22 ایک تحقیق میں بتایا گیا کہ دماغ میں CP کا تعلق نیوروڈیجنریشن سے ہے، جیسے پارکنسنز کی بیماری اور الزائمر کی بیماری۔ 23,24 سیرم میں۔ AD کے مریضوں میں، اگرچہ CP کا ارتکاز صحت مند کنٹرول سے مختلف نہیں تھا، لیکن CP کا ڈھانچہ بکھر گیا تھا، جس کے نتیجے میں CP کی سرگرمی بدل گئی تھی۔

لوئر CP سرگرمی اسی طرح AD مریضوں کے CSF میں پائی گئی۔25 یہ تبدیلی آکسیڈیٹیو نقصان کی وجہ سے ہو سکتی ہے پروٹین میں غلط یا زیادہ بھری ہوئی Cu سے، oxidoreductive enzymes کے اپ ریگولیشن کی وجہ سے آکسیڈیٹیو تناؤ میں اضافہ ہوتا ہے، یا انزائمسٹ کی کمی سے جو آکسیڈیٹیو کو کنٹرول کرتا ہے۔ کشیدگی.26-28

GPI-CP کا اظہار دماغ اور تلی، گردے، دل، جگر اور ٹیسٹس میں نسبتاً کم مقدار میں ہوتا ہے۔ CP کی سرگرمی اور سطح کئی بڑے عوامل پر منحصر ہے، بشمول Cu کی کمی، سوزش والی سائٹوکائنز، اور ایسٹروجنر پروجیسٹرون۔

اگرچہ تابکار Cu پر مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ Cu ترکیب کی شرح یا CP کی رطوبت کی شرح کو متاثر نہیں کرتا، CP Cu کی کمی کے لیے انتہائی حساس ہے۔ عام جسمانی حالات میں، جگر میں Cu کے ذخائر میں اضافہ CP کے ارتکاز میں مسلسل اضافے کا سبب بن سکتا ہے، اور CP کے ارتکاز میں کمی اس وقت اہم ہو گی جب Cu ذخائر کی کمی ہو گی۔ 30,31

شدید مرحلے میں، سوزش کے عنصر کے طور پر، انفیکشن اور سوزش کے ردعمل کی وجہ سے CP کی سطح بڑھ جاتی ہے۔ 32 جسم کی قوت مدافعت میں CP کا کردار آزاد ریڈیکلز کے خاتمے، نیوٹروفیل گرینولوسائٹس کے آکسیڈیشن اور اپوپٹوس، اور اشتعال انگیز عمل۔ 2,33,34 مطالعات سے معلوم ہوا ہے کہ ایسٹروجن CP کی ترکیب کو بڑھا سکتا ہے؛ حمل کے دوران ایسٹروجن کی سطح بلند ہونے کے ساتھ، CP کا ارتکاز 3- سے 4- گنا بڑھ سکتا ہے۔

دوسری طرف، گلر ایٹ نے تجویز کیا کہ پری لیمپسیا میں CP کے اعلی اظہار کا تعلق ریپرفیوژن چوٹ کو کم کرنے میں اس کے کردار سے ہے، Fe oxidaseactivity کے ساتھ۔

اگرچہ حمل میں CP کے صحیح کردار کو دریافت کرنے کے لیے ابھی بہت زیادہ تحقیق کی ضرورت ہے، لیکن یہ امراض نسواں کی تشخیص اور علاج کے لیے ایک نئی تحقیقی سمت فراہم کر سکتی ہے۔

CPEnzyme سرگرمی کا جسمانی فعل

سی پی ملٹی کیو آکسیڈیز فیملی کا رکن ہے اور اس خاندان کے چند اہم انزائمز میں سے ایک ہے جو مالیکیولر آکسیجن کو باندھ کر اسے پانی میں کم کر سکتا ہے۔

سبسٹریٹ الیکٹران اس کے واحد کیو آئن سنٹر پر وصول کیے جا سکتے ہیں اور سالماتی آکسیجن بائنڈنگ اور پانی میں کمی کے لیے ملٹی کیو آئن سینٹر میں منتقل کیے جا سکتے ہیں۔

اس عمل میں، CP کے کیو ایٹم ریڈوکس سینٹرز کی ایک فنکشنل یونٹ کی لکیری ترتیب سے گزرتے ہیں، اور فنکشنل یونٹ میں T2/3 سائٹ سبسٹریٹ سے ایک الیکٹران لے سکتی ہے، اسے ٹرائی سائکلک گروپ میں لے جا سکتی ہے، اور حاصل شدہ الیکٹران کو استعمال کر سکتی ہے۔ پانی میں سالماتی آکسیجن کو کم کرنے کے لیے 39 جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔

T2/3 سائٹ سے آکسیجن بانڈ سائٹ میں تبدیلی کے دوران، CP میں الیکٹران رد عمل آکسیجن پرجاتیوں (ROS) کو جاری کیے بغیر مختلف ذیلی ذخیروں کو استعمال اور آکسائڈائز کر سکتے ہیں۔ دھاتی آئنوں، جیسے Cu اور Fe، کو ذیلی جگہوں کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

CPcan بالترتیب Fe2+ اور Cu1+ سے Fe3+ اور Cu2+ کو آکسائڈائز کرتا ہے، 40 تاکہ انہیں جسم میں منتقل اور میٹابولائز کیا جاسکے۔ اس کے علاوہ، CP کا دیگر نامیاتی ذیلی ذخیروں پر amine oxidase کا اثر ہوتا ہے، جیسے phenylenediamine.41

CP کا امائن آکسیڈیز عمل سالماتی آکسیجن کو پانی یا ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ میں آکسائڈائز کر سکتا ہے۔

جب رد عمل کے نظام کی پی ایچ ویلیو 5.2 ہوتی ہے، تو اس کی سرگرمی بہترین ہوتی ہے، اور کلورائیڈ آئن کی نارمل جسمانی ارتکاز امائن آکسیڈیز کو فروغ دینے میں ایک مضبوط کردار ادا کرتا ہے۔ 42 سی پی کا کیٹیکول اور اس کے اینالاگوں میں آکسیڈیز کا اثر ہوتا ہے، جیسے ڈوپامائن، ایپینیفرین، نوریپائنفرین، 5- ہائیڈروکسی ٹریپٹامائن، اور ٹرپٹوفن۔ 40,43

Cu اور Fe استحکام

Cu اور Fe ضروری دھاتیں ہیں جو آکسائڈائزڈ حالت میں موجود ہیں اور انزائم کے معاون عوامل کے طور پر اعلی ریڈوکس سرگرمی رکھتی ہیں؛ مزید یہ کہ، Cu اور Fe میٹابولزم میں ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ 44,45

دونوں عناصر کی کمی یا زیادتی سیل کے فنکشن کی خرابی کا باعث بن سکتی ہے، جو بالآخر سیل کی موت کا باعث بنتی ہے۔ Fe3+، مؤخر الذکر کو ٹرانسفرین (TF) میں شامل کرنے کی سہولت فراہم کرتا ہے، جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔

CP Cu میٹابولزم میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ خوراک میں Cu بنیادی طور پر چھوٹی آنت میں ATP7A (ایک P قسم کا ATP انزائم) کے ذریعے خون میں جذب ہوتا ہے، البومن یا -2 میکروگلوبلین سے منسلک ہوتا ہے، اور Cu ٹرانسپورٹر 1 (CTR1) کے ذریعے ہیپاٹوسیٹس تک پہنچایا جاتا ہے۔48– 50

ہیپاٹوسائٹس میں داخل ہونے کے بعد، CTR1 کاپر چیپرون کو سپر آکسائیڈ کے اخراج کے لیے Cu عطیہ کرتا ہے۔ COX17 cytochrome oxidase کی ترکیب کے لیے Cu کو مائٹوکونڈریا میں منتقل کرتا ہے۔ اینٹی آکسیڈینٹ پروٹین 1 (Atox1)، ایک Cu مالیکیولر چیپیرون کے طور پر، ٹرانس گولگینیٹ ورک (TGN) میں Cu کو ATP7B (ولسن کی بیماری پروٹین) کی طرف ہدایت کرتا ہے اور پھر Cu کو CP.51,52 میں شامل کرتا ہے۔

اس کے علاوہ، ATP7B ضرورت سے زیادہ Cu tubule جھلیوں کو پہنچاتا ہے اور Cu کے اخراج کو بائل میں ثالثی کرتا ہے۔ 53,54 CP سیرم میں Cu کا بنیادی کیریئر ہے۔ Cu، جو ٹارگٹ سیلز کے ذریعے جذب اور استعمال ہوتا ہے۔ CP کے ذریعے Cu کی پابندی اور رہائی کے ذریعے، جسم میں Cu کی تقسیم کا احساس ہوتا ہے۔

Cu بائنڈنگ کے بغیر CP ایک الوسٹرک پروٹین ہے، جو سیڈیمینٹیشن ریٹ اور الیکٹروفورسس موبلیٹی میں تبدیلی کا باعث بنتا ہے جب یہ Cu سے منسلک ہوتا ہے، لیکن ثانوی ڈھانچہ بدستور برقرار رہتا ہے۔

یہ الوسٹرک سرگرمی نہ صرف اسے ہیپاٹوسائٹس کے ER سے خارج کرتی ہے بلکہ اسے پت کی وجہ سے پیدا ہونے والے تیزابی ماحول سے بھی بچاتی ہے۔ بعد کے عمل میں، ساخت کو اب بھی Cu کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ Cu-free CP کی ساخت Cu.55 کے میٹابولزم کو بھی متاثر کرے گی۔

Cu غیر پابند سیرولوپلاسمین (nCp-Cu)، جسے "مفت" Cu بھی کہا جاتا ہے، البومن (یا انسانی سیرملبومین)، الفا-2-میکروگلوبلین (جسے ٹرانکوپرین بھی کہا جاتا ہے)، اور اسکواومس سیل کارسنوما سے منسلک ہو سکتا ہے۔ یہ بائنڈنگز ایک Cu تبادلے کے قابل تالاب کی شکل دیتی ہیں۔

کیو ہومیوسٹاسس جسم میں اچھی طرح سے منظم ہے۔ ExchangeablenCp-Cu میں اضافہ اس ہومیوسٹیٹک خلل کی علامت ہے۔ اگر ساختی طور پر انزائم کا پابند نہیں ہے یا پروٹین کے ذریعے مربوط نہیں ہے، تو Cu ہارپر – ویس یا فینٹن کے رد عمل کے ذریعے آزاد ریڈیکلز پیدا کرتا ہے۔

حال ہی میں پارکنسنز کی بیماری اور ذیابیطس میں غیر معمولی nCp-Cu کی سطح کے ساتھ ساتھ شدید سوزش کے ردعمل اور فالج کی چوٹ میں اسامانیتاوں کی اطلاع دی گئی ہے۔

For more information:1950477648nn@gmail.com