जैव रसायन एवं विश्लेषणात्मक जैव रसायन

अमूर्त

हाइपर सलाइन ब्राइन में हेलोफिलिक प्रोटीन की स्थिरता: [2Fe-2S] फेरेडॉक्सिन एक प्रतिमान के रूप में

अमल के बंद्योपाध्याय

सामान्य या मेसोफिलिक वातावरण के अलावा, जीव अत्यधिक लवणता और पृथ्वी के अन्य प्रतिकूल वातावरण में पाए जाते हैं। अत्यधिक हेलोफाइल्स संतृप्त नमक के अपने प्राकृतिक वातावरण में शुद्ध संस्कृति के रूप में पनपते हैं क्योंकि अन्य सूक्ष्मजीव विकसित होने का जोखिम नहीं उठा सकते हैं। विकास के दौरान, ये सूक्ष्मजीव ऑस्मोरग्यूलेशन की समस्या को हल करने के लिए विशेष परिवहन-उपकरणों के साथ विकसित हुए। परिणामस्वरूप उनकी पूरी जैव रासायनिक मशीनरी इस अत्यधिक खारे नमकीन स्थिति में काम करना शुरू कर देती है जिसे मेसोफाइल झेल नहीं सकते। इसलिए पिछले पचास वर्षों में इन प्रोटीनों और एंजाइमों के नमक पर निर्भर गुणों को समझने के लिए गहन शोध किए गए हैं। फेरेडॉक्सिन एक छोटा घुलनशील प्रोटीन है जो ऑक्सीडोरडक्टेस के साथ मिलकर साइटोप्लाज्म में डीकार्बोक्सिलेशन प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करता है । इसके दो प्रतिनिधियों हैलोबैक्टीरियम मैरिस्मोर्टुई (HmFd) और हैलोबैक्टीरियम सैलिनारम (HsFd) का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। HmFd और HsFd की परमाणु संरचना से पता चलता है कि हेलो अनुकूलन मुख्य रूप से N-टर्मिनस क्षेत्र में लगभग 24 अवशेषों के एक हाइपर एसिडिक सम्मिलित डोमेन द्वारा मध्यस्थ होता है। डिज़ाइन किए गए गतिज और ऊष्मागतिकी प्रयोगों द्वारा यह प्रदर्शित किया गया कि HsFd वास्तव में उच्च लवण में अनुकूलित होता है और इसकी समग्र संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखने के लिए ≥1.5M लवण की आवश्यकता होती है। जबकि गैर-विशिष्ट इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रभाव ≤0.25M लवण पर सक्रिय होता है, उच्च लवण लवण-पुल और हाइड्रोफोबिक स्थिरता को बढ़ावा देता है। मध्यवर्ती लवण पर जहाँ विशिष्ट आयन अंतःक्रियाओं के हॉफमिस्टर प्रभाव सक्रिय होते हैं, HsFd एक हाइड्रोफोबिक संकुचित मध्यवर्ती बनाता है जिसके संरचनात्मक गुण संतृप्त लवणों में इसकी मूल अवस्था से भिन्न होते हैं। इस प्रकार सहज रूप से, HsFd अपनी मूल अवस्था में एक पोस्ट हॉफमिस्टर जैसा प्रभाव डालता है जिसमें तृतीयक अंतःक्रियाओं का व्यापक मॉड्यूलेशन हो सकता है।