फ्लैगेलिना: संरचना और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

Flagellin रेशा, जो एक संरचना है कि जीवाणुओं की कशाभिका का हिस्सा है है की एक प्रोटीन है। अधिकांश बैक्टीरिया में एक प्रकार का फ्लैगेलिन होता है। हालांकि, कुछ में दो से अधिक हैं।

इस प्रोटीन का आणविक आकार 30 केडीए और 60 केडीए के बीच भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, एंटरोबैक्टीरिया में इसका आणविक आकार बड़ा है, जबकि कुछ मीठे पानी के बैक्टीरिया में यह छोटा है।

स्रोत: डार्टमाउथ इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप सुविधा, डार्टमाउथ कॉलेज

फ्लैगेलिन एक पौरुष कारक है जो मेजबान सेल आसंजन और आक्रमण की अनुमति देता है। इसके अलावा, यह जन्मजात और अनुकूली प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में शामिल कई प्रकार की कोशिकाओं का एक शक्तिशाली उत्प्रेरक है।

फ्लैगेलम और गतिशीलता का अल्ट्रास्ट्रक्चर

फ्लैगेलम कोशिका की सतह पर लंगर डाला जाता है। इसमें तीन भाग होते हैं: 1) रेशा, जो कोशिका की सतह से निकलता है और एक कठोर, खोखला बेलनाकार संरचना होता है; 2) बेसल शरीर, जो सेल की दीवार और झिल्ली की परतों में एम्बेडेड होता है, जिससे कई छल्ले बनते हैं; और 3) हुक, एक छोटी घुमावदार संरचना जो बेसल शरीर को फिलामेंट में मिलती है।

बेसल शरीर फ्लैगेलम का सबसे जटिल हिस्सा है। ग्राम नकारात्मक बैक्टीरिया में इसके चार छल्ले होते हैं जो एक केंद्रीय स्तंभ से जुड़े होते हैं। ग्राम पॉजिटिव में इसके दो रिंग होते हैं। फ्लैगेलम का घूर्णी आंदोलन बेसल शरीर में होता है।

बैक्टीरिया की सतह पर फ्लैगेल्ला का स्थान जीवों के बीच व्यापक रूप से भिन्न होता है, और हो सकता है: 1) मोनोटेरिक, केवल एक फ्लैगेला के साथ; 2) ध्रुवीय, दो या अधिक के साथ; या 3) पेरिट्रिचस, कई पार्श्व फ्लैगेल्ला के साथ। स्पिरोकैट्स में एंडोफ्लैगेला भी होते हैं, जो पेरिप्लास्मिक स्थान पर स्थित होते हैं।

हेलिकोबैक्टर पाइलोरी बहुत मोबाइल है क्योंकि इसमें छह से आठ एकध्रुवीय फ्लैगेल्ला होते हैं। बलगम के माध्यम से एक पीएच ढाल एच। पाइलोरी को खुद को उन्मुख करने और उपकला कोशिकाओं से सटे क्षेत्र में खुद को स्थापित करने की अनुमति देता है। स्यूडोमोनास में एक ध्रुवीय फ्लैगेलम होता है, जो शर्करा से केमोटैक्सिस को प्रदर्शित करता है और पौरूष से जुड़ा होता है।

फ्लैगेलिन की संरचना

फ्लैगेलिन प्रोटीन अनुक्रम की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि इसके एन-टर्मिनल और सी-टर्मिनल क्षेत्र अत्यधिक संरक्षित हैं, जबकि मध्य क्षेत्र प्रजातियों और एक ही जीन की उप-प्रजातियों के बीच अत्यधिक परिवर्तनशील है। साल्मोनेला एसपीपी के सैकड़ों सीरोटाइप के लिए यह हाइपरवेरीएबिलिटी जिम्मेदार है।

फ्लैगेलिन अणु टर्मिनल क्षेत्रों के माध्यम से एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं और एक फिलामेंट बनाने के लिए बहुलक करते हैं। इसमें, टर्मिनल क्षेत्र फिलामेंट की बेलनाकार संरचना के अंदर की ओर स्थित होते हैं, जबकि केंद्रीय एक बाहर की ओर उजागर होता है।

ट्यूबुलिन फिलामेंट्स के विपरीत, जो लवणों की अनुपस्थिति में depolymerize करते हैं, बैक्टीरिया के वे पानी में बहुत स्थिर होते हैं। ट्यूबिलिन के लगभग 20,000 सबयूनिट एक फिलामेंट बनाते हैं।

दो प्रकार के फ्लैगेलिन को एच। पाइलोरी और स्यूडोमोनस एरुगिनोसा फिलामेंट में पोलीमराइज़ किया जाता है: फ्लैका और फ्लैबा, जो कि फ्लिक जीन द्वारा एन्कोड किया गया है। FlaAs विषम हैं और कई उपसमूहों में विभाजित हैं, आणविक द्रव्यमान 45 और 52 केडीए के बीच भिन्न होते हैं। FlaB 53 kDa के आणविक द्रव्यमान के साथ सजातीय है।

अक्सर बार फ्लैगेलिन के लाइसिन अवशेषों को मिथाइलेट किया जाता है। इसके अलावा, अन्य संशोधनों जैसे कि Fla का ग्लाइकोसिलेशन और FlaB के टायरोसिन अवशेषों के फॉस्फोराइलेशन हैं, जिनके कार्य क्रमशः, विषाणु और निर्यात संकेत हैं।

फ्लैगेलर फिलामेंट बैक्टीरिया में वृद्धि

प्रायोगिक तौर पर जीवाणुओं के संकट को समाप्त किया जा सकता है और इसके उत्थान का अध्ययन किया जा सकता है। फ्लैगेलिन सबयूनिट्स को इस संरचना के आंतरिक क्षेत्र के माध्यम से ले जाया जाता है। जब वे चरम पर पहुंच जाते हैं, तो सबपुनिट्स को HAP2 या FliD नामक प्रोटीन ("कैप प्रोटीन") की सहायता से अनायास जोड़ा जाता है।

फिलामेंट का संश्लेषण खुद की विधानसभा के माध्यम से होता है; अर्थात्, फ्लैगेलिन के पोलीमराइजेशन के लिए एंजाइम या कारकों की आवश्यकता नहीं होती है।

फिलामेंट की असेंबली के लिए जानकारी सबयूनिट में ही पाई जाती है। इस प्रकार, फ्लैगेलिन ग्यारह प्रोटोफिलामेंट्स बनाने के लिए पनबिजली करता है, जो एक पूर्ण बनाते हैं।

पी। एरुगिनोसा और प्रोटियस मिराबिलिस के फ्लैगेलिन संश्लेषण को एरिथ्रोमाइसिन, क्लीरिथ्रोमाइसिन और एज़िथ्रोमाइसिन जैसे एंटीबायोटिक्स द्वारा बाधित किया जाता है।

फ्लैगेलिन प्रतिरक्षा प्रणाली के एक उत्प्रेरक के रूप में

पहले अध्ययनों से पता चला है कि सैल्मोनेला से सबनोनोमलर सांद्रता में फ्लैगेलिन, एक प्रोमोनोसाइटिक सेल लाइन में साइटोकिन्स का एक शक्तिशाली संकेतक है।

इसके बाद, यह दिखाया गया कि प्रो-भड़काऊ प्रतिक्रिया के प्रेरण में फ्लैगेलिन और रिसेप्टर्स के बीच एक बातचीत होती है, जो जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं की सतह पर होती है।

सतह रिसेप्टर्स जो फ्लैगेलिन के साथ बातचीत करते हैं, वे टोल -5 प्रकार (टीएलआर 5) हैं। इसके बाद, पुनः संयोजक फ्लैगेलिन के साथ अध्ययन से पता चला कि, जब इसमें हाइपरेवरिबल क्षेत्र का अभाव था, तो यह प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रेरित करने में असमर्थ था।

TLR5s प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं में मौजूद हैं, जैसे कि लिम्फोसाइट्स, न्यूट्रोफिल, मोनोसाइट्स, मैक्रोफेज, डेंड्राइटिक कोशिकाएं, उपकला कोशिकाएं और लिम्फ नोड्स। आंत में, टीएलआर 5 माइक्रोबायोटा की संरचना को नियंत्रित करता है।

ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया आमतौर पर मेजबान सेल के साइटोप्लाज्म में फ्लैगेलिन को ट्रांसकोल करने के लिए टाइप- III स्रावी प्रणाली का उपयोग करते हैं, जिससे इंट्रासेल्युलर घटनाओं की एक श्रृंखला शुरू होती है। इस प्रकार, इंट्रासेल्युलर माध्यम में फ्लैगेलिन को एनएआईपी परिवार (एक एपोप्टोसिस अवरोधक प्रोटीन / एनएलआर परिवार) के प्रोटीन द्वारा मान्यता प्राप्त है।

इसके बाद, फ्लैगेलिन-एनएआईपी 5/6 कॉम्प्लेक्स एनओडी-जैसे रिसेप्टर के साथ बातचीत करता है, जो संक्रमण और क्षति के लिए मेजबान की प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है।

फ्लैगेलिन और पौधे

पौधे इस प्रोटीन को फ्लैगेलिन सेंसिंग 2 (एफएलएस 2) मार्ग से पहचानते हैं। उत्तरार्द्ध एक ल्यूकोइन रिपीट-रिच रिसेप्टर किनासे है और टीएलआर 5 से समरूप है। FLS ”फ्लैगेलिन के एन-टर्मिनल क्षेत्र के साथ बातचीत करता है।

एफएलएस 2 से फ्लैगेलिन को बांधने से एमएपी किनेज मार्ग का फॉस्फोराइलेशन होता है, जो प्रोटीन के संश्लेषण में परिणत होता है जो कवक और बैक्टीरिया द्वारा संक्रमण के खिलाफ सुरक्षा का मध्यस्थता करता है।

कुछ नाइटशेड पौधों में, फ्लैगेलिन भी एफएलएस 3 रिसेप्टर से बंध सकता है। इस तरह, वे खुद को रोगज़नक़ों से बचाते हैं जो FLS2 द्वारा मध्यस्थता से बचाव करती हैं।

फ्लैगेलिन एक सहायक के रूप में

एक सहायक सामग्री एक ऐसी सामग्री है जो एक एंटीजन के लिए सेलुलर या हास्य प्रतिक्रिया को बढ़ाती है। क्योंकि कई टीके एक खराब प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करते हैं, अच्छे सहायक आवश्यक हैं।

कई अध्ययनों ने एक सहायक के रूप में फ्लैगेलिन की प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया। इन जांचों में पशु मॉडल का उपयोग करके मूल्यांकन किए गए टीकों में पुनः संयोजक फ्लैगेलिन का उपयोग करना शामिल था। हालांकि, इस प्रोटीन को अभी तक क्लिनिकल परीक्षण के चरण I से गुजरना है।

अध्ययन किए गए पुनः संयोजक फ्लैगेलिन में से हैं: फ्लैगेलिन - इन्फ्लूएंजा वायरस हेमेटोग्लुटिनिन का एपिटोप 1; फ्लैस्टेलिन-एपिस्टोप ऑफ शिस्टोसोमा मैनसोनी; फ्लैगेलिन - ई। कोलाई से स्थिर विष; फ्लैगेलिन - प्लास्मोडियम सतह प्रोटीन 1; और फ्लैगेलिन - अन्य पुनः संयोजकों के बीच, नील वायरस का लिफाफा प्रोटीन।

मानव उपयोग के लिए टीकों में सहायक के रूप में फ्लैगेलिन का उपयोग करने के कुछ फायदे हैं। ये फायदे इस प्रकार हैं:

1) यह बहुत कम खुराक पर प्रभावी है।

2) वे IgE प्रतिक्रिया को उत्तेजित नहीं करते हैं।

3) टीएलआर 5 के माध्यम से फ्लैगेलिन सिग्नलिंग मार्ग को प्रभावित किए बिना एक अन्य सहायक, एजी के अनुक्रम को फ्लैगेलिन अनुक्रम में डाला जा सकता है।

फ्लैगेलिन के अन्य उपयोग

क्योंकि फ्लैगेलिन जीन व्यापक विविधता प्रदर्शित करते हैं, उनका उपयोग विशिष्ट निरोधों के लिए, या प्रजातियों या तनाव की पहचान के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, PCR / RFLP के संयोजन का उपयोग उत्तरी अमेरिका से ई। कोलाई आइसोलेट्स में फ्लैगेलिन जीन के वितरण और बहुरूपता का अध्ययन करने के लिए किया गया है।

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