আমাদের চারপাশে এমন অনেক অখ্যাত নায়ক আছেন, যাঁদের দেখতে সাধারণ মনে হলেও, প্রকৃতপক্ষে তাঁরা নীরবে আমাদের জন্য অনেক অবদান রাখেন। আণবিক রোগনির্ণয় শিল্পে প্রোটিনেজ কে হলো সেই 'অখ্যাত নায়ক'। যদিও এই শিল্পের 'বড় ও শক্তিশালী'দের তুলনায় প্রোটিনেজ কে এতটাই নিভৃতচারী যে আমরা দীর্ঘদিন ধরে এর গুরুত্বকে উপেক্ষা করে এসেছি। নতুন করোনাভাইরাস মহামারীর প্রাদুর্ভাবের সাথে সাথে প্রোটিনেজ কে-এর চাহিদা আকাশচুম্বী হয়েছে এবং দেশে ও বিদেশে এর সরবরাহ চাহিদার তুলনায় অনেক কম। আর তখনই সবাই হঠাৎ উপলব্ধি করল যে প্রোটিনেজ কে কতটা গুরুত্বপূর্ণ।
প্রোটিনেজ কে-এর ব্যবহার কী?
প্রোটিনেজ কে হলো একটি সেরিন প্রোটিয়েজ যার প্রোটিওলাইটিক এনজাইম ক্রিয়াকলাপ রয়েছে এবং এটি বিভিন্ন পরিবেশে (পিএইচ (৪-১২.৫), উচ্চ-লবণ বাফার, ৭০° সেলসিয়াসের মতো উচ্চ তাপমাত্রা ইত্যাদি) তার ক্রিয়াকলাপ বজায় রাখতে পারে। এছাড়াও, এসডিএস, ইউরিয়া, ইডিটিএ, গুয়ানিডিন হাইড্রোক্লোরাইড, গুয়ানিডিন আইসোথায়োসায়ানেট ইত্যাদি দ্বারা প্রোটিনেজ কে-এর ক্রিয়াকলাপ বাধাগ্রস্ত হয় না এবং নির্দিষ্ট পরিমাণ ডিটারজেন্টও এর ক্রিয়াকলাপ বাড়াতে পারে। চিকিৎসা ক্ষেত্রে (ভাইরাস ও জীবাণুনাশ), খাদ্য ক্ষেত্রে (মাংস নরম করা), চামড়া ক্ষেত্রে (চুল নরম করা), ওয়াইন তৈরিতে (অ্যালকোহল পরিশোধন), অ্যামিনো অ্যাসিড প্রস্তুতিতে (পচনশীল পালক), নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন, ইন সিটু হাইব্রিডাইজেশন ইত্যাদিতে প্রোটিনেজ কে-এর প্রয়োগ রয়েছে। এর সবচেয়ে প্রচলিত প্রয়োগ হলো নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন।
প্রোটিনেজ কে নমুনার মধ্যে থাকা সব ধরনের প্রোটিনকে এনজাইম দ্বারা ভাঙতে পারে, যার মধ্যে নিউক্লিক অ্যাসিডের সাথে শক্তভাবে আবদ্ধ হিস্টোনও অন্তর্ভুক্ত। এর ফলে নিউক্লিক অ্যাসিড নমুনা থেকে মুক্ত হয়ে নিষ্কাশিত দ্রবণে মিশে যেতে পারে, যা পরবর্তী ধাপের নিষ্কাশন ও বিশুদ্ধকরণকে সহজ করে তোলে। ভাইরাল নিউক্লিক অ্যাসিড শনাক্তকরণের ক্ষেত্রে, ভাইরাস নমুনা সংগ্রহের দ্রবণের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হলো প্রোটিনেজ কে। প্রোটিনেজ কে ভাইরাসের আবরণী প্রোটিনকে ভেঙে নিষ্ক্রিয় করতে পারে, যা পরিবহন এবং শনাক্তকরণ পর্যায়ে অধিকতর নিরাপদ; এছাড়াও, প্রোটিনেজ কে আরএনএজ (RNase)-কেও ভেঙে ফেলতে পারে, যা ভাইরাল আরএনএ-এর ভাঙন প্রতিরোধ করে এবং নিউক্লিক অ্যাসিড শনাক্তকরণকে সহজতর করে।
প্রোটিনেজ কে-এর রাতারাতি খ্যাতি
বৈজ্ঞানিক গবেষণা হোক বা আইভিডি (IVD) ক্ষেত্র, নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন হলো সবচেয়ে মৌলিক পরীক্ষা, তাই প্রোটিয়িনেজ কে (proteinase K) বরাবরই একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। তবে, অতীতে প্রোটিয়িনেজ কে-এর ভূমিকা যতটা পরিচিত ছিল, ততটা পরিচিত ছিল না। এর একটি বড় কারণ ছিল এই যে, প্রোটিয়িনেজ কে-এর সরবরাহ ও চাহিদার সম্পর্ক ছিল খুবই স্থিতিশীল। খুব কম মানুষই ভাবতেন যে প্রোটিয়িনেজ কে-এর সরবরাহ একটি সমস্যা হতে পারে।
নতুন করোনাভাইরাস মহামারীর প্রাদুর্ভাবের সাথে সাথে নিউক্লিক অ্যাসিড পরীক্ষার চাহিদা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। ২০২০ সালের জুন মাসের শেষ নাগাদ, চীন প্রায় ৯০ মিলিয়ন নতুন করোনাভাইরাস পরীক্ষা সম্পন্ন করেছে, এবং বিশ্বব্যাপী এই সংখ্যাটি আরও বেশি উদ্বেগজনক। নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন পরীক্ষায়, প্রোটিয়িনেজ কে-এর কার্যকরী ঘনত্ব প্রায় ৫০-২০০ μg/mL। সাধারণত, এক নমুনা নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন করতে প্রায় ১০০ μg প্রোটিয়িনেজ কে প্রয়োজন হয়। বাস্তবে, নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশনের কার্যকারিতা বাড়ানোর জন্য প্রায়শই প্রোটিয়িনেজ কে বেশি পরিমাণে ব্যবহার করা হয়। নতুন করোনাভাইরাসের নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের ফলে বিপুল পরিমাণে প্রোটিয়িনেজ কে-এর চাহিদা তৈরি হয়েছে। প্রোটিয়িনেজ কে-এর সরবরাহ ও চাহিদার মূল ভারসাম্য দ্রুত ভেঙে যায় এবং এটি রাতারাতি একটি গুরুত্বপূর্ণ মহামারী প্রতিরোধ সামগ্রীতে পরিণত হয়।
প্রোটিনেজ কে উৎপাদনে অসুবিধা
যদিও মহামারীর বিস্তারের সাথে সাথে প্রোটিনেজ কে-এর গুরুত্বপূর্ণ গুরুত্ব মানুষের কাছে সমাদৃত হয়েছে, কিন্তু দুঃখের বিষয় হলো, প্রোটিনেজ কে-এর গুরুত্ব অত্যাধিক কম থাকার কারণে খুব কম দেশীয় কোম্পানিই এর উৎপাদনে যুক্ত হয়েছে। যখন প্রোটিনেজ কে উৎপাদন শুরু করার কথা আসে, তখন উৎপাদন প্রক্রিয়ার সময় এটি আবিষ্কৃত হয় যে প্রোটিনেজ কে একটি অত্যন্ত বিশেষ ধরনের প্রোটিন। স্বল্প সময়ের মধ্যে প্রোটিনেজ কে-এর উৎপাদন ক্ষমতা বৃদ্ধি করা অত্যন্ত কঠিন একটি কাজ।
প্রোটিনেজ কে-এর বৃহৎ পরিসরে উৎপাদনে নিম্নলিখিত অসুবিধাগুলো রয়েছে।
১. নিম্ন অভিব্যক্তি
প্রোটিনেজ কে অনির্দিষ্টভাবে বেশিরভাগ প্রোটিনকে ভেঙে ফেলতে পারে এবং এক্সপ্রেশন হোস্ট কোষে গুরুতর বিষক্রিয়া ঘটাতে পারে। তাই, প্রোটিনেজ কে-এর এক্সপ্রেশন লেভেল সাধারণত খুব কম রাখা হয়। যেসব এক্সপ্রেশন সিস্টেম ও স্ট্রেইন উচ্চ মাত্রায় প্রোটিনেজ কে প্রকাশ করে, সেগুলোর স্ক্রিনিং করতে সাধারণত একটি দীর্ঘ চক্রের প্রয়োজন হয়।
২. রঞ্জক পদার্থ এবং নিউক্লিক অ্যাসিডের অবশেষ
বৃহৎ পরিসরে গাঁজন প্রক্রিয়ার ফলে প্রচুর পরিমাণে রঞ্জক পদার্থ এবং পোষক নিউক্লিক অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ প্রবেশ করে। সাধারণ পরিশোধন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে এই অশুদ্ধিগুলো অপসারণ করা কঠিন, এবং জটিল পরিশোধন খরচ বাড়ায় ও পুনরুদ্ধারের হার কমিয়ে দেয়।
৩. অস্থিতিশীলতা
প্রোটিনেজ কে যথেষ্ট স্থিতিশীল নয়, এটি নিজেকেই এনজাইমোলাইসিস করতে পারে, এবং কোনো সুরক্ষাকারী উপাদান ছাড়া ৩৭° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় দীর্ঘ সময়ের জন্য এটিকে স্থিতিশীলভাবে সংরক্ষণ করা কঠিন।
৪. সহজে অধঃক্ষেপিত হয়
প্রোটিনেজ কে-এর ফ্রিজ-ড্রাইড পাউডার প্রস্তুত করার সময়, পাউডারটিতে প্রোটিনেজ কে-এর কঠিন উপাদানের পরিমাণ বেশি রাখা নিশ্চিত করার জন্য, উচ্চ ঘনত্বের একটি ফ্রিজ-ড্রাইড প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট যোগ করা প্রয়োজন। কিন্তু যখন প্রোটিনেজ কে-এর ঘনত্ব ২০ মিলিগ্রাম/মিলি এবং তার বেশি হয়, তখন এটি সহজেই জমাট বেঁধে অধঃক্ষেপ তৈরি করে, যা উচ্চ কঠিন উপাদানযুক্ত প্রোটিনেজ কে-এর ফ্রিজ-ড্রাইং-এর ক্ষেত্রে ব্যাপক অসুবিধা সৃষ্টি করে।
৫. বড় বিনিয়োগ
প্রোটিনেজ কে-এর শক্তিশালী প্রোটিয়েজ কার্যকলাপ রয়েছে এবং এটি পরীক্ষাগারে অন্যান্য প্রোটিয়েজকে হাইড্রোলাইজ করতে পারে। তাই, প্রোটিনেজ কে-এর গবেষণা ও উন্নয়ন এবং উৎপাদনের জন্য বিশেষায়িত উৎপাদন এলাকা, সরঞ্জাম এবং জনবলের প্রয়োজন হয়।
এক্সডি বায়োকেম-এর প্রোটিনেজ কে দ্রবণ
এক্সডি বায়োকেম-এর একটি উন্নত প্রোটিন এক্সপ্রেশন ও পিউরিফিকেশন প্ল্যাটফর্ম রয়েছে এবং রিকম্বিন্যান্ট প্রোটিনের এক্সপ্রেশন ও পিউরিফিকেশন এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ার অপটিমাইজেশনে তাদের ব্যাপক অভিজ্ঞতা আছে। দ্রুত একটি গবেষণা ও উন্নয়ন দল গঠনের মাধ্যমে, প্রোটিনেজ কে (proteinase K)-এর বৃহৎ-মাপের উৎপাদন প্রক্রিয়া অতিক্রম করা সম্ভব হয়েছে। প্রতি মাসে ৩০ কেজিরও বেশি পরিমাণ ফ্রিজ-ড্রাইড পাউডার উৎপাদন করা হয়। এই পণ্যের কার্যকারিতা স্থিতিশীল, এনজাইমের নির্দিষ্ট সক্রিয়তা বেশি এবং এতে কোনো হোস্ট সাইটোক্রোম ও নিউক্লিক অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ থাকে না। একটি ট্রায়াল প্যাকেজ পেতে এক্সডি বায়োকেম-এর সাথে যোগাযোগ করুন (ই-মেইল:sales@xdbiochem.comটেলিফোন: +86 513 81163739)
এক্সডি বায়োকেম-এর প্রযুক্তিগত সমাধানগুলির মধ্যে রয়েছে
মাল্টি-কপি প্লাজমিড ইন্টিগ্রেশন ব্যবহার করে 8g/L এক্সপ্রেশন লেভেলের উচ্চ-এক্সপ্রেশন স্ট্রেইন নির্বাচন করা হয়, যা প্রোটিয়িনেজ K-এর নিম্ন এক্সপ্রেশন লেভেলের সমস্যাটি কাটিয়ে ওঠে।
একটি বহু-ধাপবিশিষ্ট পরিশোধন প্রক্রিয়া প্রতিষ্ঠার মাধ্যমে, প্রোটিনেজ কে-এর হোস্ট সাইটোক্রোম এবং নিউক্লিক অ্যাসিড রেসিডিউগুলোকে সফলভাবে আদর্শ মানের নিচে অপসারণ করা হয়েছিল।
প্রতিরক্ষামূলক বাফার ফর্মুলেশনের হাই-থ্রুপুট স্ক্রিনিংয়ের মাধ্যমে এমন একটি বাফার নির্বাচন করা হয়েছিল, যা ৩৭°C তাপমাত্রায় প্রোটিয়িনেজ K-কে স্থিতিশীলভাবে সংরক্ষণ করতে পারে।
স্ক্রিনিং বাফার উচ্চ ঘনত্বে প্রোটিয়িনেজ কে-এর সহজে জমাট বাঁধা ও অধঃক্ষেপ পড়ার সমস্যাটি দূর করে এবং প্রোটিয়িনেজ কে-এর উচ্চ কঠিন উপাদানযুক্ত ফ্রিজ-ড্রাইং-এর ভিত্তি স্থাপন করে।
এক্সডি বায়োকেম প্রোটিনেজ কে নমুনা
এক্সডি বায়োকেম প্রোটিয়িনেজ কে স্থিতিশীলতা পরীক্ষা: কক্ষ তাপমাত্রায় ৮০ দিন পরেও এর কার্যকারিতায় কোনো উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হবে না।
এক্সডি বায়োকেম প্রোটিয়িনেজ কে স্থিতিশীলতা পরীক্ষা: কক্ষ তাপমাত্রায় ৮০ দিন পরেও এর কার্যকারিতায় কোনো উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হবে না।
এক্সডি বায়োকেম প্রোটিয়িনেজ কে এবং প্রতিযোগী উৎপাদসমূহের নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন প্রভাবের তুলনা। নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন প্রক্রিয়ায় যথাক্রমে এক্সডি বায়োকেম এবং প্রতিযোগী প্রোটিয়িনেজ কে ব্যবহার করা হয়। এক্সডি বায়োকেম প্রোটিয়িনেজ কে-এর নিষ্কাশন দক্ষতা বেশি এবং টার্গেট জিনের সিটি (Ct) মান কম।
পোস্ট করার সময়: ৩১ ডিসেম্বর, ২০২১