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 अम्ल, 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 अम्ल 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 अनुवादनीय रिकोडिंग (जीव विज्ञान) कहा जाता है। और इसकी दक्षता सेलेनोप्रोटीन के संश्लेषण करने और रूपांतरण सूत्रपात 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 अम्ल के विपरीत, सेल में सेलेनोसिस्टीन का कोई मुक्त पूल सम्मलित नहीं होता है। इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाती है। 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 सम्मलित करने का कार्य भी करता है।

सेलेनोसिस्टीन-विशिष्ट टीआरएनए, टीआरएनएसेक की प्राथमिक और द्वितीयक संरचना, मानक टीआरएनए से कई स्थितियों में भिन्न होती है, विशेष रूप से 8- क्षारक युग्म( जीवाणु) या 10- क्षारक युग्म(यूकेरियोट्स) स्वीकर्ता स्टेम, एक लंबी चर क्षेत्र शाखा, और कई अच्छी तरह से संरक्षित आधार स्थितियों पर प्रतिस्थापन होता है। सेलेनोसिस्टीन टीआरएनए को प्रारंभ में सेरिल-टीआरएनए लाइगेज द्वारा सेरीन के साथ चार्ज किया जाता है, लेकिन परिणामी एसईआर-टीआरएनएईसी का उपयोग अनुवाद के लिए नहीं किया जाता है क्योंकि यह सामान्य अनुवाद दीर्घीकरण कारक (जीवाणु में एफई-टीयू, यूकेरियोट्स में ईईएफ-1) द्वारा मान्यता प्राप्त नहीं है।

जबकि, टीआरएनए-बाध्य सेरिल अवशेषों को पाइरिडोक्सल फॉस्फेट युक्त एंजाइम सेलेनोसिस्टीनटी यू सिंथेज़ द्वारा एक सेलेनोसिस्टीन अवशेषों में परिवर्तित किया जाता है। यूकेरियोट्स और आर्किया में, दो एंजाइमों टीआरएनए-बाउंड सेरिल अवशेषों को टीआरएनए सेलेनोसिस्टीनिल अवशेषों में बदलने के लिए दो एंजाइमों की आवश्यकता होती है: पीएसटीके (ओ-फॉस्फोसेरिल-टीआरएनए [सेर] सेक किनेज) और सेलेनोसिस्टीन सिंथेज़। अंत में, परिणामस्वरुप सेक-टीआरएनए सेक विशेष रूप से एक वैकल्पिक अनुवादकीय दीर्घीकरण (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 ( जीवाणु, सेलबी में) या एक अतिरिक्त सबयूनिट (यूकेरियोटिक एमएसईएलबी/ईईएफएसईसी के लिए एसईसीआईएसबीपी2) की उपस्थिति के बारे में लाई गई है। जो सेलेनोप्रोटीन mRNAs में एसईसीआईस तत्वों द्वारा गठित संबंधित आरएनए माध्यमिक संरचनाओं से जुड़ते हैं।

सेलेनोसिस्टीन एंजाइम सेलेनोसिस्टीन लाइज़ द्वारा एल-अलैनिन और सेलेनाइड में विघटित हो जाता है।

2021 तक, 136 मानव प्रोटीन (37 परिवारों में) में सेलेनोसिस्टीन (सेलेनोप्रोटीन) पाया जाता है।

सेलेनोसिस्टीन डेरिवेटिव γ-ग्लूटामिल-से-मिथाइलसेलेनोसिस्टीन और से-मिथाइलसेलेनोसिस्टीन जेनेरा एलियम और ब्रैसिका के पौधों में स्वाभाविक रूप से पाए जाते हैं।

अनुप्रयोग
सेलेनोसिस्टीन के जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों में विशिष्ट रेडियोलेबलिंग में पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी (PET) 73सी-लेबल वाले सेकेंड ( 73सेकेंड = 7.2 घंटे का आधा जीवन) और 75सी-लेबल वाले सेकेंड (75Se = 118.5दिनों का आधा जीवन) सम्मलित होता है प्रोटीन के एक्स - रे  क्रिस्टलविज्ञान में बहु-तरंगदैर्घ्य विषम विवर्तन द्वारा चरण निर्धारण की सुविधा अकेले सेकेंड, को प्रारंभ करके या सेलेनोमेथिओनिन (सेमेट) के साथ मिलाकर, और स्थिर 77sec को सम्मलित करके आइसोटोप, जिसका परमाणु चक्रण होता है $1⁄2$ और दूसरों के बीच उच्च संकल्प एनएमआर के लिए उपयोग किया जा सकता है।

यह भी देखें

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

बाहरी संबंध

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