Pepsin
From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
Pepsin (grč. πέψις - pepsis, od πέπτειν - peptein = varenje) je enzim čiji zimogen (pepsinogen) nastaje u glavnim ćelijama želuca da u hrani razlaže proteine u peptide. Otkrio ga je i imenovao Theodor Schwann, 1836.; bio je to prvootkriveni životinjski enzim.
Pepsin je glavna peptidaza želučanoga soka, koju izlučuje želučani zid kičmenjak.[1][2][3][4][5][6]
U ćelijama želuca sintetizira se u neaktivnom obliku, koji u kiseloj želučanoj sredini autokatalitički otpušta 44 aminokiseline i pretvara se u aktivni oblik. Optimalno djeluje u kiseloj sredini pH 2. Prvi je u slijedu enzima koji učestvuju u varenju bjelančevina. Njihovo razlaganje nastavlja u crijevima, pod katalitskim djelovanjem enzima tripsina, himotripsina, elastaza i ostalih. Supstance koje smanjuju kiselost, poput natrijeva hidrogenkarbonata (NaHCO3 (soda bikarbona) povećavaju pH-vrijednost želuca pa deaktiviraju djelovanje pepsina. Nakon Izoliracije iz životinjskih želudaca, pepsin se upotrebljava u proizvodnju sira (kao sirište ili sirilo).[7] [8] [9][10][11][12]
Remove ads
Historija
Naziv "pepsin" je prvi skovao Theodor Schwann u ranom 19. stoljeću. Naučnici toga vremena počeli su otkrivati mnoge biohemijske tvari koje imaju značajnu ulogu u biološkim procesima, a ipepsin je bio jedan od njih. Za ovu kiselu supstancu koja je u stanju pretritvarati hranu na bazi dušika u materijal topiv u vodi je utvrđeno da je pepsin.[13]
Prekursor
Pepsin se najprije ispoljava u obliku zimogena, pepsinogena, koji u primarnoj strukturi ima dodatne 44 aminokiseline.
U želucu, glavne ćelije oslobađaju pepsinogen. Ovaj proenzim aktivira klorovodična kiselina (HCl), koju ispuštaju želučane parijetalne ćelije. Kada se hrana unese, hormon gastrin i živac vagus pokreću oslobađanje i pepsinogena i HCl. Hlorovodična kiselina stvara kiselu sredinu, što omogućava pepsinogenu da se autokatalitski razloži, čime se stvara pepsin u aktivnom obliku. Za stvaranje više pepsina, sam pepsin otklanja 44 aminokiseline pepsinogena.
Remove ads
Aktivnost i stabilnost
Pepsin je najaktivniji u kiselom okruženju, između 37 °C i 42°. U skladu s tim, njegovo osnovno mjesto sinteze i aktivnosti je u želucu (pH 1,5 do 2), a neaktivan je na i iznad pH 6,5. Pepsin , međutim, nije potpuno denaturiran ili nepovratno inaktiviran do pH 8,0. Dakle, pepsin u otopini do pH 8,0 može se reaktivirati nakon ponovnog zakiseljavanja. Stabilnost pepsina pri visokim pH ima značajne implikacije na bolest zvanu laringofarnnksni refluks. Pepsin ostaje u grkljanu i nakon čira u događanju refluksa. Pepsin će probaviti do 20% unesenih amidnih veza, preferencijalno ih kidajući nakon N-kraj]]a.Šablon:RP Pepsin preferencijalno razlaže hidrofobne, osobito aromatske, ostatake u P1 i P1' pozicijama. Povećana osjetljivost na hidrolizu koja se javlja ako su prisutne sumporne aminokiseline u neposrednoj blizini peptidne veze, koju ima aromatska aminokiselina. Pepsin cijepa Phe1 Val, Gln4 His, Glu13 Ala, Ala 14 Leu, Leu15 Tyr, Tyr16 Leu, Gly23 Phe, Phe24,[14][15][16]:96 posebno aromatskih aminokiselina kao što su fenilalanin, triptofan i tirozin.[16][17][18][19]
Uticaj na larngofarinksni refluks
Pepsin je jedan od primarnih uzroka oštećenja sluznice tokom laningofarinksnog refluksa.[20][21] Ako je u jednjaku pH 6.8, pepsin izaziva slijedeći želučani refluks. Dok je u ovom okolišu enzimski neaktivan, pepsin ostaje stabilan i može se reaktivirati nakon naknadnog kiselinskog refluksa. Izlaganje sluznice larinksa enzimatski aktivnom pepsinu, ali ne I nepovratno inaktiviranom pepsin ili kiselini, rezultira smanjenem ekspresije zaštitnih proteina i na taj način povećava podložnost grkljana za oštećenje.
Za vrijeme slabokiselinskog ili nekiselinskog čira, refluksni pepsin može dovesti do oštećenja sluznice.[22][23][24][25] Pod nekiselim uvjetima (pH neutralno), pepsin ulazi u ćelije gornjih disajnih puteva, kao što su larinks i hipofarinks u procesu poznatom kao receptor-posredovane endocitoze.[26] Receptor kojim je pepsin je unseen je trenutno nepoznat. Nakon ćelija, pepsin se skladišti u međućelijskim vezikulama niske pH vrijednosti na kojoj se može obnoviti za svoju enzimsku aktivnost. Unutar ćelije, pepsin se zadržava do 24 sata.[27] Takvo izlaganje pepsina na neutralnom pH i endocitozia pepsina uzrokuje promjene u ekspresiji gena povezanih s upalom, koja je u osnovi znak i simptom refluksa [28] i progresije tumora.[29] Ova I ostala istraživanja[30] impliciraju uključenost pepsina u kancerogenezu koja se pripisuje refluksu.[31][32] U toku su istraživanja za razvoj novih pepsin-ciljanih terapeutskih i dijagnostičkih alata za za želučani refluks. Brza neinvazivna dijagnostika pepsina zvana “Peptest” dostupna je za određivanje prisutnosti pepsina u uzorcima pljuvačke.[33]
Remove ads
Skladištenje
Pepsin se treba skladištiti na vrlo niskim temperaturama, između −80 °C I −20 °C), da bi se prevenirala autoliza (samorazgradnja).
Inhibitori
Pepsin može biti onemogućen visokim pH (pogledajte "aktivnost" i "stabilnost", iznad) ili inhibitornim jedinjenjim. Pepstatin je niske molekulski spoj i potentan inhibitor, specifičan za kisele proteaze, s Ki od oko 10−10 oko M za pepsin. Smatra se da je statil ostatak odgovoran za pepstatinsku inhibiciju pepsina; statin je potencijalni analog faze u tranziciji za katalizu pomoću pepsina i drugih kiselih .proteaza. Pepstatin ne veže pepsin kovalentno, pa je inhibicija pepsina pepstatinom stoga reverzibilna.[34] 1-bis(diazoacetyl)-2-penylethane reversibly inactivates pepsin at pH 5, a reaction which is accelerated by the presence of Cu(II).[35]
Pepsin također prolazi kroz povratne inhibicije; proizvod probave proteina usporava reakciju, inhibiranjem pepsina.[36][37]
Šećerni alifatski spojevi također inhibiraju aktivnost pepsin.
Remove ads
Primjena
Komercijalni pepsin je izvađen iz žljezdanog sloja svinjskih želudaca. To je sastavni dio sirila koja se koriste za zgrušavanje mlijeka u proizvodnji sira. Pepsin se koristi za različite primjene u proizvodnji hrane: modificira i povećava kvalitet produkata želatina i proteina soje,[38][39] biljnih proteina za upotrebu u proizvodnji niskokalorijskih grickalica, polukuhanih i instant vrućih žitarica. Upotrebljava se i u pripremi životinjskih i biljnih proteinskih hidrolizata za aromatizaciju hrane i pića. Koristi se u kožarskoj industriji za uklanjanje dlaka i ostataka tkiva od krzna i za oporavak srebra iz odbačenih fotografskih filmova jer razlaže želatinski sloj koji sadrži srebro. Pepsin je kistorijski dodatak za Beemans brend guma za žvakanje po Dr. Edwardu E. Beeman. Dao je i ime Pepsi-Cola, koja se pravi s pepsinom i kola maticom.
Pepsin se najčešće koristi u pripremi F (ab ') 2 fragmenta antitijela. U nekim testovima, poželjno je da se koriste samo antigen-vezani (Fab) dio antitijela. Za ove aplikacije, antitijela mogu biti enzimski digestiran u proizvodnji Fab ili F (ab ') 2 fragmenta antitijela. Proizvedeni F (ab ') 2 fragment, IgG se vari pepsinom, koji cijepa teške lance u blizini regije rascjepa molekule. Teškim lancima u toj regiji, pridružuju se jedna ili više disulfidnih veza, tako da dvije Fab regije antitijela ostaju pridružene, dajući dvovalentnu molekulu (koja sadrži dvije lokacije vezanja antitijela), otuda i oznaka F (ab ' ) 2. Lahki lanci ostaju netaknuti i pričvršćeni teške lance. Fc fragmenti se razgrađuju u male peptide. Fab fragmenti se stvaraju cijepanjem IgG pomoću papaina, umjesto pepsina. Papain cijepa IgG iznad regije šarke i sadrži disulfidne veze koje su pridružene teškim lancima, ali ispod mjesta disulfidne veze između lahkog i teškog lanca. To stvara dva odvojena monovalentna (koji sadrži jedno vezivanje antitijela) Fab fragmenta i netaknuti Fc fragment. Fragmenti mogu biti pročišćen gel filtracijom, ionskom izmjenom ili afinitetnom hromatografijom.[40]
Fab i F (ab ') 2 fragmenti antitijela se koriste u test sistemima, gdje prisustvo Fc regije može izazvati probleme. U tkivima kao što su limfni čvorovi ili slezena ili u pripremama periferne krvi, prisutne su ćelije s Fc receptorom (makrofagi, monociti, B limfociti i prirodne ćelije ubice) koje mogu vezati Fc regije netaknutih antitijela, uzrokujući pozadinsko bojenje u područjima koja ne sadrže antigenske mete. Upotreba F (ab ') 2 ili Fab fragmenta osigurava da antitijela budu obavezujuća za antigen i ne-Fc receptore. Ovi fragmenti mogu biti poželjni i za bojenje ćelija u pripremama u prisustvu plazme, jer se ne mogu dopunski vezati, što bi moglo izazvati razgradnju ćelija. F (ab ') 2, a u većoj mjeri Fab, fragmenti omogućuju tačniju lokalizaciju ciljnih antigena u bojenju tkiva za elektronsku mikroskopiju.
Dvovalentni F (ab ') 2 fragment omogućuje da unakrsni-link antigena, što omogućava korištenje za pecipitacijska istraživanja, ćelijske agregacije preko površine antigena ili testove podešavanja.[41]
Remove ads
Geni
Naredna tri gena kodiraju identične enzime ljudskih pepsinogen A:
- Pepsinogen 3, grupa I (pepsinogen A)
- Pepsinogen 4, grupa I (pepsinogen A)
- Pepsinogen 5, grupa I (pepsinogen A)
Četvrti ljudski gen kodira gastricsin, pepsinogen C:
Remove ads
Također pogledajte
Reference
Vanjski linkovi
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads