Struktura pepsinogenu, funkcje, typy, synteza

On Pepsinogen Jest to zimogen pepsyny, jeden z głównych enzymów hydrolitycznych odpowiedzialnych za wykonanie trawienia białka w żołądku ssaków. Zimogeny lub proenzymy są nieaktywnymi prekursorami enzymatycznymi, to znaczy nie są w stanie katalizować reakcji przeprowadzanych przez ich aktywne formy.

Jego aktywacja zależy od zmian w trójwymiarowej strukturze białka, które powodują powstanie funkcjonalnego miejsca aktywnego. Zmiany te w większości przypadków pokrywają się z proteolitycznym pęknięciem segmentu białka.

Trzy -wymiarowa struktura pepsyny, katalitycznie aktywna postać pepsinogenu. Autor: Jawahar Swaminathan i personel MSD w Europejskim Instytucie Bioinformatyki [domena publiczna (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)], z Wikimedia Commons

Dlatego pepsinogen musi doświadczać zmian strukturalnych, aby uzyskać wymaganą aktywność peptydazy i sprzyjać trawieniu białka w żołądku, po spożyciu pokarmu.

[TOC]

Struktura

Pepsinogen jest białkiem aminokwasowym 371 należącym do wielkiej rodziny proteinaz aspardycznych, charakteryzujących się prezentowaniem reszt kwasu asparaginowego w aktywnym centrum.

Jego czwartorzędową strukturę została po raz pierwszy określona dla białka wyrażanego u świń poprzez technikę krystalografii X -Bray. Wynik był podobny do wykazywanej przez dojrzałą lub aktywną postacią białka, pepsyny.

Zatem jedyną różnicą jest obecność pepsinogenu peptydu 44 aminokwasowego, który składa się nad szczeliną miejsca aktywnego. W tej pozycji utrudnia interakcję tej proteazy z białkami, które mają zostać zdegradowane.

Ten peptyd, który zostanie skręcony w celu uzyskania aktywnego enzymu, znajduje się na końcowym końcu aminowego białka.

Ponieważ działa tylko jako CAP, niezdolność pepsinogenu białka degrade nie wynika z deformacji strukturalnych aktywnego centrum. Przeciwnie, pozostaje to z tą samą konformacją w obu formach enzymu.

Może ci służyć: glukany: struktura, cechy i funkcje

W tym sensie warto zauważyć, że struktura krystaliczna pepsinogenu stanowi przybliżony model struktury innych Zimogenos należących do wielkiej rodziny białek aspartycznych.

Funkcje

Na początku życia pepsin (aktywna postać pepsinogenu) jest ważna dla trawienia mleka. Następnie jego funkcją jest degradacja białek dietetycznych w ich składnikach (aminokwas) w celu ułatwienia ich łatwej wchłaniania.

Synteza i wydzielanie

Pepsinogen jest syntetyzowany przez główne komórki i komórki funduszowe błony śluzowej żołądka. Następnie jest przechowywany w pęcherzykach wydzielniczych, które pozostają w cytoplazmie tych komórek.

Dlatego wydzielanie tego zimogenu jest procesem regulowanym. Jego uwalnianie pęcherzyków, mieszkańców cytosolu poprzez egzocytozę, wymaga bodźców hormonalnych i nerwowych. Wzrost poziomu enzymów żołądka wydzielający i gastryny, a także acetylocholina, cholecystochinina, czynnik wzrostu naskórka i tlenek azotu stymulują ich syntezę i wydzielanie.

Dodatkowo, eksperymenty przeprowadzone z komórkami ATT20, linia komórkowa powszechnie stosowana w badaniu dróg wydzielania u ssaków, wykazały, że wzrost cyklicznego wzmacniacza jest również w stanie indukować takie wydzielanie.

Oprócz normalnego wydzielania na poziomie żołądka, w krwi i moczu wykryto stosunkowo niską ilość pepsinogenu, dlatego nazywano go uropepsinogenem.

Pochodzenie uropepsinogenu, a także funkcja, którą może wykonywać w obu lokalizacjach, pozostaje bez ustalenia. Jednak ich brak u pacjentów, którzy całkowicie usunęli żołądek, wydaje się wskazywać, że ich pochodzenie jest w równym stopniu żołądek.

Chłopaki

Jak dotąd opisano dwa główne typy pepsinogenu: pepsinogen I i pepsinogen II. Oba typy nie przedstawiają różnic w ich aktywności katalitycznej i są w równym stopniu aktywowane przez hydrolizę proteolityczną zależną od kwasu solnego.

Może ci służyć: denaturacja białka: co to jest, czynniki, konsekwencje

Pepsinogen I jest syntetyzowany i segregowany zarówno przez komórki główne, jak i przez komórki funduszowe błony śluzowej żołądka. Dlatego jego wydzielanie zmniejsza się u pacjentów z zanikowym przewlekłym zapaleniem żołądka, choroba żołądka charakteryzująca się całkowitym zniknięciem gruczołów żołądka.

W przeciwieństwie do tych ostatnich, pepsinogen II (PGII) jest syntetyzowany przez praktycznie wszystkie komórki, które są częścią błony śluzowej żołądka, ale bardziej widoczne przez błonę śluzową antrala i te, które tworzą gruczoły Brünnera obecne w dwunastnicy.

U pacjentów z zanikowym przewlekłym zapaleniem błony śluzowej żołądka ten rodzaj pepsinogenu kompensuje spadek wydzielania pepsinogenu I.

Istnienie tych dwóch rodzajów pepsinogenu, które różnią się tylko przez wydzielanie różnych komórek, może wydawać się zbędne. Może to jednak być ewolucyjna adaptacja, aby zagwarantować syntezę pepsyny w razie potrzeby.

Aktywacja

Pepsinogen nabywa aktywność katalityczną po przekształceniu w pepsynę, produkt eliminacji peptydu 44 aminokwasowego obecnego w jamie miejsca aktywnego.

Jego optymalne działanie zależy od niskich wartości pH zawartych w zakresie 1,5 do 2. W warunkach fizjologicznych wartości te są utrzymywane przez wydzielanie kwasu solnego w kanałach wewnątrzkomórkowych.

Trawienie kwasu na poziomie żołądka nie ma miejsca u wszystkich zwierząt, a przykładem tego są owady, które nie mają pepsinogenu. Jednak kręgowce, które mają żołądek, jeśli mają aktywność trawienną.

Pepsinogen, który jest przechowywany w pęcherzykach wydzielniczych głównych komórek, w razie potrzeby uwalnia się do przewodu żołądka. Gdy dotrze do żołądka, staje się produktem pepsyny w środowisku kwaśnym i to aktywne bardziej pepsinogenne cząsteczki.

Przez działanie wewnętrznych włókien nerwowych i stymulacji zewnętrznej błędnej, wytwarzanie pepsynogenu jest stymulowane, a także HCl, gastryna i histamina. Z drugiej strony histamina i gastrina stymulują komórki ciemieniowe do wydzielenia HCL.

Może ci służyć: tkaniny przewodzące: co to jest, cechy, funkcje

Pepsyna, podobnie jak cała endopeptydaza, działa na specyficzne powiązania między aminokwasami białkowymi w celu generowania mniejszych peptydów.

Innymi słowy; Hydrolizuje wewnętrzne wiązania peptydowe białka. Jego działanie jest bardziej skuteczne w połączeniach peptydowych w pobliżu aromatycznych aminokwasów (fenyloalanina, tyrozyna). W przeciwieństwie do Zimogenu prekursora, adaptacyjne zmiany pepsyny w wartościach pH większe niż 6 powodują nieodwracalne spadki aktywności katalitycznej.

Bibliografia

1. Bryksa BC, Tanaka T, Yada RY. N-końcowa modyfikacja zwiększa stabilność neutralną pepsyny. Biochemia. 2003; 42: 13331-13338.
2. Foltmann B, Pedreson VB. Porównanie pierwotnych struktur kwaśnej protessy i ich zymogenów. Adv exp med biol. 1977; 95: 3-22.
3. Guyton A, Hall J. (2006). Podręcznik Phisiologii Medycznej. (11 wyd.). USA: Elsevier Saunders.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, Zasady medycyny wewnętrznej. (16 wyd.). Meksyk: McGrawhill.
5. Kitahara F, Shimazaki R, Sato T, Kojima Y, Morozumi A, Fujino MA. Ciężkie zanikowe zapalenie błony śluzowej żołądka z infekcją helicobacter pylori i rakiem żołądka. Rak żołądka. 1998; 1: 118-124.
6. Lin Y, Found M, Lin X, Hartsuck JA, Tang J. Zależność pH parametrów kinetycznych pepsyny, rhizopuspepsyny i ich mutantów wiązań wodorowych w aktywnym miejscu. J Biol Chem. 1992; 267: 18413-18418.
7. Mangeat p. Wydzielanie kwasu i reorganizacja błony w pojedynczej komórce ciemieniowej żołądka w hodowli pierwotnej. Komórka biologiczna. 1990; 69: 223-257.
8. Prozialeck J, Wershil BK. (2017). Rozwój funkcji wydzielniczej żołądka. Fizjologia płodu i noworodków (wydanie piąte). Tom 1, strony 881-888.
9. Schubert Ml. Sekret żołądka. Obecny opinia Gastroent 2005; 21: 633-757.
10. Sielecki AR, Fedorov AA, Boodhoo A, Andreeva NS, James Mng. Struktury molekularne i krystaliczne monoklinicznej pepsyny świńskiej wyrafinowanej na 1.Rozdzielczość 8 Å. J Mol Biol. 1990; 214: 143-170.
11. Webb PM, Hengels KJ, Moller H, Newell DG, Palli D, Starszy JB. Epidemiologia niskiego poziomu pepsinogenu A i międzynarodowe stowarzyszenie z wskaźnikami raka żołądka. Gastroenterologia. 1994; 107: 1335-1344.
12. Wolfe MM, Soll AH. Fizjologia kwasu żołądkowego. N English J Med 1998; 319: 1707.