Ang pepsinogen ay ang zymogen ng pepsin, isang pangunahing hydrolytic enzymes na may pananagutan sa pagsasakatuparan ng mga protina sa tiyan ng mammalian. Ang mga zymogens o proenzyme ay hindi aktibo na mga precursor ng enzyme, iyon ay, hindi nila kaya ang catalyzing ang mga reaksyon na isinasagawa ng kanilang mga aktibong form.
Ang pag-activate nito ay nakasalalay sa mga pagbabago sa three-dimensional na istraktura ng protina na nagbibigay ng pagtaas sa pagbuo ng isang aktibong aktibong site. Ang mga pagbabagong ito, sa karamihan ng mga kaso, nag-tutugma sa pagbagsak ng proteolytic ng isang segment ng protina.
Tatlong-dimensional na istraktura ng pepsin, ang catalytically active form ng pepsinogen. Sa pamamagitan ng Jawahar Swaminathan at kawani ng MSD sa European Bioinformatics Institute, mula sa Wikimedia Commons
Samakatuwid, ang mga pepsinogen ay dapat sumailalim sa mga pagbabago sa istruktura upang makuha ang kinakailangang aktibidad ng peptidase at pabor ang pagtunaw ng mga protina sa tiyan, pagkatapos ng ingestion ng pagkain.
Istraktura
Ang Pepsinogen ay isang 371 amino acid protein na kabilang sa mahusay na pamilya ng mga aspartic proteinases, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga nalalabi na aspartic acid sa aktibong sentro nito.
Ang istraktura ng quaternary nito ay natutukoy sa kauna-unahang pagkakataon para sa protina na ipinahayag sa mga baboy gamit ang X-ray crystallography technique.Ang resulta ay katulad sa ipinakita ng mature o aktibong anyo ng protina, pepsin.
Sa gayon, ang tanging pagkakaiba na natagpuan ay ang pagkakaroon ng pepsinogen ng isang peptide ng 44 na mga amino acid na natitiklop sa cleft ng aktibong site. Sa posisyon na ito, hinahadlangan nito ang pakikisalamuha ng protease na ito kasama ang mga protina.
Ang peptide na ito, na mai-clear upang mapataas ang aktibong enzyme, ay matatagpuan sa pagtatapos ng amino terminal ng protina.
Yamang gumana lamang ito bilang isang plug, ang kawalan ng kakayahan ng pepsinogen upang magpabagal ng mga protina ay hindi dahil sa mga deformations ng istruktura ng aktibong sentro. Sa kabaligtaran, nananatili ito sa parehong pagbabagong-anyo sa parehong mga anyo ng enzyme.
Sa diwa na ito, nararapat na tandaan na ang istruktura ng kristal ng pepsinogen ay bumubuo ng isang tinatayang modelo ng istraktura ng iba pang mga zymogens na kabilang sa malaking pamilya ng aspartic proteinases.
Mga Tampok
Sa simula ng buhay, ang pepsin (aktibong anyo ng pepsinogen) ay mahalaga para sa pagtunaw ng gatas. Kasunod nito, ang pagpapaandar nito ay upang masira ang mga protina sa pagkain sa kanilang mga nasasakupan (amino acid) upang mapadali ang kanilang madaling pagsipsip.
Sintesis at pagtatago
Ang Pepsinogen ay synthesized ng mga pangunahing cells at fundic cells ng gastric mucosa. Kasunod nito, ito ay naka-imbak sa mga secretory vesicle na nananatili sa cytoplasm ng mga cell na ito hanggang sa oras na kinakailangan ng kanilang paglaya.
Samakatuwid, ang pagtatago ng zymogen na ito ay isang proseso na kinokontrol. Ang pagpapalabas nito mula sa mga vesicle, residente sa cytosol sa pamamagitan ng exocytosis, ay nangangailangan ng hormonal at neural stimuli. Ang pagtaas ng mga antas ng gastric enzymes secretin at gastrin, pati na rin acetylcholine, cholecystokinin, epidermal growth factor, at nitric oxide ay nagpapasigla sa kanilang synthesis at pagtatago.
Bilang karagdagan, ang mga eksperimento na isinasagawa kasama ang mga cell ng AtT20, isang linya ng cell na karaniwang ginagamit sa pag-aaral ng mga landas ng pagtatago sa mga mammal, ay nagpakita na ang isang pagtaas sa cyclic AMP ay may kakayahang maipilit ang sinabi na pagtatago.
Bilang karagdagan sa normal nitong pagtatago ng tiyan, ang isang medyo mababang halaga ng pepsinogen ay napansin sa parehong dugo at ihi, kung kaya't tinawag itong uropepsinogen.
Ang pinagmulan ng uropepsinogen, pati na rin ang papel na maaari nitong i-play sa parehong mga lokasyon, ay nananatiling hindi natukoy. Gayunpaman, ang kawalan nito sa mga pasyente na ang tiyan ay ganap na tinanggal ay tila nagpapahiwatig na ang pinagmulan nito ay tiyan din.
Mga Uri
Dalawang pangunahing uri ng pepsinogen ay inilarawan hanggang ngayon: pepsinogen I at pepsinogen II. Ang parehong uri ay hindi nagpapakita ng pagkakaiba-iba sa kanilang catalytic na aktibidad at naisaaktibo din ng hydrochloric acid-dependant na proteolytic hydrolysis.
Ang Pepsinogen I ay synthesized at tinago pareho ng mga pangunahing cells at ng mga fundic cells ng gastric mucosa. Samakatuwid, ang pagtatago nito ay bumababa sa mga pasyente na may talamak na atrophic gastritis, isang sakit sa tiyan na nailalarawan sa pamamagitan ng kabuuang paglaho ng mga glandula ng sikmura.
Hindi tulad ng huli, ang pepsinogen II (PGII) ay synthesized ng halos lahat ng mga cell na bahagi ng gastric mucosa, ngunit higit na prominente ng mga antral mucosa at mga bumubuo ng mga Brünner glandula na naroroon sa duodenum. .
Sa mga pasyente na may talamak na atrophic gastritis, ang ganitong uri ng pepsinogen ay nagbabayad para sa pagbaba ng pepsinogen na pagtatago.
Ang pagkakaroon ng mga dalawang uri ng pepsinogen, na kung saan ay naiiba lamang sa pamamagitan ng pagiging lihim ng iba't ibang mga cell, ay maaaring maging kalabisan. Gayunpaman, maaaring ito ay isang pagbuo ng ebolusyon upang matiyak ang synthes ng pepsin kung kinakailangan.
Pag-activate
Kinukuha ng Pepsinogen ang aktibidad ng catalytic kapag binago ito sa pepsin, ang produkto ng pag-aalis ng 44 amino acid peptide na naroroon sa aktibong lukab ng site.
Ang pinakamainam na paggana nito ay nakasalalay sa mga mababang halaga ng pH sa saklaw ng 1.5 hanggang 2. Sa ilalim ng mga kondisyon ng physiological, ang mga halagang ito ay pinananatili ng pagtatago ng hydrochloric acid sa mga intracellular channel.
Ang pagtunaw ng acid sa antas ng tiyan ay hindi nagaganap sa lahat ng mga hayop, isang halimbawa kung saan ang mga insekto, na kulang sa pepsinogen. Gayunpaman, ang mga vertebrates na mayroong tiyan ay mayroong aktibidad ng peptic.
Ang Pepsinogen, na naka-imbak sa mga secretory vesicle ng pangunahing mga cell, ay inilabas sa gastric duct kung kinakailangan. Kapag naabot nito ang lumen ng tiyan, ito ay na-convert sa pepsin mula sa acidic na kapaligiran at naisaaktibo ng maraming mga molsinogen molecules.
Sa pamamagitan ng pagkilos ng intrinsic nerve fibers at extrinsic vagal stimulation, ang paggawa ng pepsinogen ay pinasigla, pati na rin ng HCl, gastrin at histamine. Sa kabilang banda, ang histamine at gastrin ay nagpapasigla sa mga cell ng parietal upang mai-secrete ang HCl.
Ang Pepsin, tulad ng lahat ng endopeptidase, ay kumikilos sa mga tiyak na bono sa pagitan ng mga amino acid sa mga protina upang makabuo ng mas maliit na peptides.
Sa ibang salita; hydrolyzes ang panloob na mga bono ng peptide ng isang protina. Ang pagkilos nito ay pinaka-epektibo sa mga bono ng peptide na malapit sa aromatic amino acid (phenylalanine, tyrosine). Hindi tulad ng precursor zymogen na ito, ang mga adaptive na pagbabago ng pepsin sa mga halaga ng pH sa itaas ng 6 ay gumagawa ng hindi mababawas na pagbaba sa aktibidad ng catalytic.
Mga Sanggunian
- Bryksa BC, Tanaka T, Yada RY. Ang pagbabago ng N-terminal ay nagdaragdag ng neutral-pH katatagan ng pepsin. Biochemistry. 2003; 42: 13331-13338.
- Foltmann B, Pedreson VB. Paghahambing ng mga pangunahing istruktura ng acidic na mga protease at ang kanilang mga zymogens. Adv Exp Med Biol 1977; 95: 3-22.
- Guyton A, Hall J. (2006). Teksto ng Medikal na Pisyolohiya. (Ika-11 ed.). USA: Elsevier Saunders.
- Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, Prinsipyo ng Panloob na Medisina. (Ika-16 na ed.). Mexico: McGrawHill.
- Kitahara F, Shimazaki R, Sato T, Kojima Y, Morozumi A, Fujino MA. Malubhang atrophic gastritis na may Helicobacter pylori infection at gastric cancer. Kanser sa Gastric. 1998; 1: 118-124.
- Lin Y, Fused M, Lin X, Hartsuck JA, Tang J. pH dependence ng kinetic na mga parameter ng pepsin, Rhizopuspepsin at ang kanilang mga aktibong site na hydrogen bond na mutant. J Biol chem. 1992; 267: 18413-18418.
- Mangeat P. Acid na pagtatago at muling pagsasaayos ng lamad sa iisang gastric parietal cell sa pangunahing kultura. Biology cell. 1990; 69: 223-257.
- Prozialeck J, Wershil BK. (2017). Pag-unlad ng gastric secretory function. Pangsanggol at Neonatal Physiology (Fifth Edition). Dami 1, p. 881-888.
- Schubert ML. Gastric na pagtatago. Kasalukuyang Opin Gastroent 2005; 21: 633-757.
- Sielecki AR, Fedorov AA, Boodhoo A, Andreeva NS, James MNG. Ang molekular at kristal na istruktura ng monoclinic porcine pepsin pino sa 1.8 Å na resolusyon. J Mol Biol. 1990; 214: 143-170.
- Webb PM, Hengels KJ, Moller H, Newell DG, Palli D, Elder JB. Ang epidemiology ng mababang serum pepsinogen A mga antas at isang internasyonal na samahan na may mga rate ng gastric cancer. Gastroenterology. 1994; 107: 1335-1344.
- Wolfe MM, Soll AH. Ang pisyolohiya ng pagtatago ng gastric acid. N Engl J Med 1998; 319: 1707.