सेलेनोसिस्टीन

सेलेनोसिस्टीन (प्रतीक सेक या यू, पुराने प्रकाशनों में भी से-सीआईएस के रूप में) 21 वां प्रोटीनोजेनिक एमिनो रसायन होता है। सेलेनोप्रोटीन में सेलेनोसिस्टीन अवशेष होते हैं। सेलेनोसिस्टीन गंधक के स्थान पर सेलेनियम के साथ सामान्य सिस्टीन का अनुरूप होता है।

एलेनोसिस्टीन कई एंजाइमों में सम्मलित होता है (उदाहरण के लिए ग्लूटाथिऑन परऑक्सीजन, टेट्राआयोडोथायरोनिन 5 डियोडिनेज़ थिओरेडॉक्सिन रिडक्टेस, फॉर्मेट डिहाइड्रोजनेज, हाइड्रोजनेस, ग्लाइसिन रिडक्टेस, सेलेनोफॉस्फेट सिंथेटेस 2, मेथियोनीन-आर-सल्फ़ॉक्साइड रिडक्टेस बी1 (एसईपीएक्स1), और कुछ हाइड्रोजन गैस)। यह मनुष्यों में सम्मलित महत्वपूर्ण एंजाइमों (ऊपर सूचीबद्ध) सहित जीवन के सभी तीन क्षेत्रों (जीव विज्ञान) में होता है।

सेलेनोसिस्टीन की खोज 1974 नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ में जीव रसायनज्ञ थ्रेसा स्टैडमैन द्वारा की गई थी।

रसायन विज्ञान
सेलेनोसिस्टीन सिस्टीन का सी-अनुरूप होता है। यह संभवतः ही कभी जीवित ऊतक के बाहर पाया जाता है (और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नहीं है) क्योंकि यह वायु-ऑक्सीकरण के लिए अतिसंवेदनशील होता है। अधिक सामान्य ऑक्सीकृत व्युत्पन्न सेलेनोसिस्टीन है, जिसमें Se-Se आबंध होता है। सेलेनोसिस्टीन और सेलेनोसिस्टीन दोनों ही सफेद ठोस होते हैं। थियोल समूह की तुलना में Se-H समूह अधिक अम्लीय (pKa = 5.43); इस प्रकार, यह शरीरक्रियात्मक pH में अवक्षेपित होता है।

संरचना
सेलेनोसिस्टीन में सिस्टीन के समान संरचना होती है, किन्तु सामान्य सल्फर की जगह लेने वाले सेलेनियम के एक परमाणु के साथ इसका एक सेलेनॉल समूह होता है। अन्य प्राकृतिक प्रोटीनोजेनिक ऐमिनो अम्ल की तरह, सिस्टीन और सेलेनोसिस्टीन में डी- और एल- ग्लिसराल्डिहाइड के होमोलॉजी पर आधारित पुराने D/L अंकन आधारित में  L  इंगिता करता है। असममित कार्बन के पास परमाणुओं की परमाणु संख्या के आधार पर, चिरलिटी को नामित करने की नई आर/एस प्रणाली में, असममित कार्बन के दूसरे  श्रेणी  के रूप में सल्फर या सेलेनियम की उपस्थिति के कारण, उनके पास आर चिरायता होती है। शेष चिराल अमीनो एसिड, उस स्थिति में केवल हल्के परमाणु होने के कारण, एस चिरायता है।)

जिन प्रोटीनों में सेलेनोसिस्टीन अवशेष होता है उन्हें सेलेनोप्रोटीन कहा जाता है। अधिकांश सेलेनोप्रोटीन में एक एकल सेलेनोसिस्टीन अवशेष होता है। सेलेनोप्रोटीन जो उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करते हैं उन्हें सेलेनोएंजाइम कहा जाता है।

जीव विज्ञान
सिस्टीन की तुलना में सेलेनोसिस्टीन में कम क्षमता होती है। ये गुण उन प्रोटीनों के लिए बहुत उपयुक्त बनाते हैं जो एंटीऑक्सिडेंट गतिविधि में सम्मलित होते हैं।

यद्यपि तीन क्षेत्रों में पाया जाता है, यह सभी जीवों में सार्वभौमिक नहीं होता है। जैविक प्रोटीन में सम्मलित अमीनो एसिड के विपरीत, सेलेनोसिस्टीन को सीधे आनुवंशिक कोड में कोडित नहीं किया जाता है। इसके अतिरिक्त, यह यूजीए कोडन द्वारा एक विशेष विधि से एन्कोड किया गया है, जो सामान्यतः "ओपल" स्टॉप कोडन होता है। इस तरह के तंत्र को स्थानांतरीय रिकोडिंग (जीव विज्ञान) कहा जाता है। और इसकी दक्षता सेलेनोप्रोटीन के संश्लेषण करने और अनुवाद दीक्षा कारकों पर निर्भर करती है। जब कोशिकाओं को सेलेनियम की अनुपस्थिति में विकसित किया जाता है, तो सेलेनोप्रोटीन का अनुवाद यूजीए कोडन पर समाप्त हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक छोटा, गैर-कार्यात्मक प्रकिण्व होता है। यूजीए कोडन एमआरएनए में सेलेनोसिस्टीन सम्मिलन अनुक्रम (एसईसीआईएस) की उपस्थिति से सेलेनोसिस्टीन को एनकोड करने के लिए बनाया गया है। एसईसीआईएस तत्व को विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों और द्वितीयक संरचना क्षारक युग्मन पैटर्न द्वारा परिभाषित किया गया है। जीवाणु में, एसईसीआईएस तत्व सामान्यतः सेलेनोप्रोटीन के लिए रीडिंग फ्रेम के भीतर यूजीए कोडन के तुरंत बाद स्थित होता है। आर्किया और यूकेरियोट्स  में, एसईसीआईएस तत्व एमआरएनए के 3' अनट्रांसलेटेड क्षेत्र (3' यूटीआर) में है और सेलेनोसिस्टीन अवशेषों को एनकोड करने के लिए कई यूजीए कोडन को निर्देशित कर सकता है।

अन्य अमीनो एसिड के विपरीत, सेल में सेलेनोसिस्टीन का कोई मुक्त पूल सम्मलित नहीं है। इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाएगी। इसके अतिरिक्त, कोशिकाएं सेलेनियम को कम प्रतिक्रियाशील ऑक्सीकृत रूप, सेलेनोसिस्टीन, या मिथाइलेटेड रूप में, सेलेनोमेथिओनिन में संग्रहीत करती हैं। सेलेनोसिस्टीन संश्लेषण एक विशेष टीआरएनए पर होता है, जो इसे नवजात पॉलीपेप्टाइड्स में शामिल करने का कार्य भी करता है।

सेलेनोसिस्टीन-विशिष्ट tRNA, tRNA की प्राथमिक और द्वितीयक संरचनाभाग, कई मायनों में मानक tRNA से भिन्न है, विशेष रूप से 8-बेस-पेयर (बैक्टीरिया) या 10-बेस-पेयर (यूकेरियोट्स) होने मेंस्वीकर्ता स्टेम, एक लंबी चर क्षेत्र शाखा, और कई अच्छी तरह से संरक्षित आधार स्थितियों पर प्रतिस्थापन। सेलेनोसिस्टीन tRNAs को शुरू में सेरीन-tRNA ligase|seryl-tRNA ligase द्वारा चार्ज किया जाता है, किन्तु परिणामी Ser-tRNAसेक का उपयोग अनुवाद के लिए नहीं किया जाता है क्योंकि यह सामान्य अनुवाद बढ़ाव कारक (बैक्टीरिया में EF-Tu, यूकेरियोट्स में eEF-1) द्वारा मान्यता प्राप्त नहीं है।

बल्कि, टीआरएनए-बाउंड सेरिल अवशेषों को पाइरिडोक्सल फॉस्फेट युक्त एंजाइम एल-सेरिल-टीआरएनएसेक सेलेनियम ट्रांसफ़ेज़ द्वारा एक सेलेनोसिस्टीन अवशेषों में परिवर्तित किया जाता है। यूकेरियोट्स और आर्किया में, दो एंजाइमों को टीआरएनए-बाउंड सेरिल अवशेषों को टीआरएनए सेलेनोसिस्टीनिल अवशेषों में बदलने की आवश्यकता होती है: पीएसटीके (ओ-फॉस्फोसेरिल-टीआरएनए [सेर] सेक किनेज) और सेलेनोसिस्टीन सिंथेज़। अंत में, परिणामी Sec-tRNASec विशेष रूप से एक वैकल्पिक ट्रांसलेशनल इलंगेशन फैक्टर (SelB या mSelB (या eEFSec)) के लिए बाध्य है, जो इसे सेलेनोप्रोटीन के लिए mRNAs का अनुवाद करने वाले राइबोसोम को लक्षित विधि से वितरित करता है। इस वितरण तंत्र की विशिष्टता एक अतिरिक्त प्रोटीन डोमेन (बैक्टीरिया, सेलबी में) या एक अतिरिक्त सबयूनिट (यूकेरियोटिक mSelB/eEFSec के लिए SECISBP2) की उपस्थिति के बारे में लाई गई है। जो सेलेनोप्रोटीन mRNAs में SECIS तत्वों द्वारा गठित संबंधित RNA माध्यमिक संरचनाओं से जुड़ते हैं।

सेलेनोसिस्टीन एंजाइम सेलेनोसिस्टीन लाईसे द्वारा विघटित हो जाता है L -अलैनिन और सेलेनाइड।

, 136 मानव प्रोटीन (37 कुलों में) में सेलेनोसिस्टीन (सेलेनोप्रोटीन) पाया जाता है। सेलेनोसिस्टीन डेरिवेटिव γ-glutamyl-Se-मिथाइलसेलेनोसिस्टीन और Se-मिथाइलसेलेनोसिस्टीन | Se-मिथाइलसेलेनोसिस्टीन जेनेरा लहसुन  और ब्रैसिका के पौधों में प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं।

अनुप्रयोग
सेलेनोसिस्टीन के जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों में इसका उपयोग शामिल है 73सी-लेबल वाले सेक (का आधा जीवन 73Se = 7.2 घंटे) पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी (PET) अध्ययन में और 75सी-लेबल वाले सेक (का आधा जीवन 75Se = 118.5 दिन) विशिष्ट रेडियोलेबलिंग में, प्रोटीन के एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी में बहु-तरंगदैर्घ्य विषम विवर्तन द्वारा चरण निर्धारण की सुविधा अकेले Sec, या Sec को selenomethionine (SeMet) के साथ मिलाकर, और स्थिर को शामिल करके 77से आइसोटोप, जिसका परमाणु चक्रण है $1⁄2$ और दूसरों के बीच उच्च-रिज़ॉल्यूशन एनएमआर के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

यह भी देखें

 * पायरोलिसिन, एक अन्य अमीनो एसिड जो 20 के मूल सेट में नहीं है।
 * सेलेनोमेथिओनाइन, एक और सेलेनियम युक्त अमीनो एसिड, जिसे मेथियोनीन के लिए यादृच्छिक रूप से प्रतिस्थापित किया जाता है।

बाहरी संबंध

 * For the first time a Uruguayan scientist finds selenocysteine in fungi