펩시노겐을 펩신의 발효균, 포유 동물의 배에서 단백질의 소화를 수행하기위한 담당하는 주요 가수 분해 효소이다. Zymogens 또는 proenzymes는 비활성 효소 전구체입니다. 즉, 활성 형태에 의해 수행되는 반응을 촉매 할 수 없습니다.
그것의 활성화는 기능적 활성 부위의 형성을 일으키는 단백질의 3 차원 구조의 변화에 달려 있습니다. 대부분의 경우 이러한 변화는 단백질 세그먼트의 단백질 분해 분해와 일치합니다.
펩시노겐의 촉매 활성 형태 인 펩신의 3 차원 구조. Wikimedia Commons의 European Bioinformatics Institute의 Jawahar Swaminathan 및 MSD 직원
따라서 펩시노겐은 음식 섭취 후 필요한 펩티다아제 활성을 획득하고 위장에서 단백질 소화를 촉진하기 위해 구조적 변화를 거쳐야합니다.
구조
펩시노겐은 활성 중심에 아스파르트 산 잔기를 갖는 것을 특징으로하는 아스파르트 단백질 분해 효소의 대과에 속하는 371 아미노산 단백질입니다.
돼지에서 발현되는 단백질의 4 차 구조는 X 선 결정학 기술을 통해 처음으로 결정되었으며, 그 결과는 성숙 또는 활성 형태의 단백질 인 펩신이 나타내는 것과 유사했습니다.
따라서, 발견 된 유일한 차이점은 활성 부위의 틈새에 접히는 44 개 아미노산의 펩티드의 펩시노겐에 존재한다는 것입니다. 이 위치에서 분해 될 단백질과이 프로테아제의 상호 작용을 방해합니다.
절단되어 활성 효소를 생성하는이 펩티드는 단백질의 아미노 말단에 위치합니다.
플러그로만 기능하기 때문에 펩시노겐이 단백질을 분해 할 수없는 것은 활성 센터의 구조적 변형 때문이 아닙니다. 반대로 두 가지 형태의 효소에서 동일한 형태를 유지합니다.
이러한 의미에서, 펩시노겐의 결정 구조가 아스파 틱 단백질 분해 효소의 대가족에 속하는 다른 자 이모 겐 구조의 대략적인 모델을 구성한다는 점에 주목할 가치가 있습니다.
풍모
생애 초기에 펩신 (활성 형태의 펩시노겐)은 우유 소화에 중요합니다. 그 후, 그것의 기능은식이 단백질을 성분 (아미노산)으로 분해하여 쉽게 흡수되도록하는 것입니다.
합성 및 분비
펩시노겐은 위 점막의 주요 세포와 기저 세포에 의해 합성됩니다. 그 후, 방출이 필요할 때까지 이들 세포의 세포질에 남아있는 분비 소포에 저장됩니다.
따라서이 자 이모 겐의 분비는 조절되는 과정입니다. 세포 외 이입을 통해 세포질에 상주하는 소포로부터의 방출에는 호르몬 및 신경 자극이 필요합니다. 아세틸 콜린, 콜레시스토키닌, 표피 성장 인자 및 산화 질소뿐만 아니라 위 효소 세크레틴 및 가스트린의 증가 된 수준은 합성과 분비를 자극합니다.
또한 포유류의 분비 경로 연구에 일반적으로 사용되는 세포주 인 AtT20 세포로 수행 된 실험은 순환 AMP의 증가가 또한 상기 분비를 유도 할 수 있음을 보여주었습니다.
정상적인 위장 분비 외에도 혈액과 소변 모두에서 상대적으로 적은 양의 펩시노겐이 검출 되었기 때문에 우 로프 시노 겐이라고 불립니다.
우로 펩시노겐의 기원과 그것이 두 위치에서 할 수있는 역할은 아직 밝혀지지 않았습니다. 그러나 위가 완전히 제거 된 환자의 경우에는 그 기원도 위임을 나타내는 것으로 보입니다.
종류
지금까지 두 가지 주요 유형의 펩시노겐이 설명되었습니다 : 펩시노겐 I 및 펩시노겐 II. 두 유형 모두 촉매 활성에 차이가 없으며 염산 의존성 단백질 가수 분해에 의해 활성화됩니다.
펩시노겐 I은 위 점막의 주요 세포와 기저 세포 모두에서 합성되고 분비됩니다. 따라서 위선이 완전히 사라지는 것을 특징으로하는 위 질환 인 만성 위축성 위염 환자에서 분비가 감소합니다.
후자와 달리 펩시노겐 II (PGII)는 위 점막의 일부인 거의 모든 세포에 의해 합성되지만, 더 두드러진 것은 위 점막의 세포와 십이지장에 존재하는 브 뤼너 샘을 구성하는 세포에 의해 합성됩니다. .
만성 위축성 위염 환자에서 이러한 유형의 펩시노겐은 펩시노겐 I 분비 감소를 보완합니다.
다른 세포에 의해 분비 될 때만 분화되는이 두 가지 유형의 펩시노겐의 존재는 중복 된 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 필요할 때마다 펩신 합성을 보장하기위한 진화 적 적응 일 수 있습니다.
활성화
펩시노겐은 활성 부위 공동에 존재하는 44 개 아미노산 펩타이드를 제거한 산물 인 펩신으로 전환 될 때 촉매 활성을 얻습니다.
최적의 기능은 1.5 ~ 2 범위의 낮은 pH 값에 따라 달라집니다. 생리적 조건에서 이러한 값은 세포 내 채널에서 염산의 분비에 의해 유지됩니다.
위 수준의 산 소화는 모든 동물에서 발생하지 않으며, 그 예로 펩시노겐이 부족한 곤충이 있습니다. 그러나 위가있는 척추 동물은 소화 작용을합니다.
주세포의 분비 소포에 저장되어있는 펩시노겐은 필요할 때 위관으로 방출됩니다. 위의 내강에 도달하면 산성 환경에서 펩신으로 전환되고 더 많은 펩시노겐 분자에 의해 활성화됩니다.
내인성 신경 섬유와 외인성 미주 자극의 작용에 의해 펩시노겐의 생성은 물론 HCl, 가스트린 및 히스타민의 생성도 자극됩니다. 반면에, 히스타민과 가스트린은 두정 세포를 자극하여 HCl을 분비합니다.
모든 엔도 펩 티다 제와 마찬가지로 펩신은 단백질의 아미노산 사이의 특정 결합에 작용하여 더 작은 펩티드를 생성합니다.
다시 말해; 단백질의 내부 펩티드 결합을 가수 분해합니다. 그 작용은 방향족 아미노산 (페닐알라닌, 티로신)에 가까운 펩타이드 결합에 가장 효과적입니다. 전구체 자 이모 겐과 달리 6 이상의 pH 값에서 펩신의 적응 적 변화는 촉매 활성을 비가 역적으로 감소시킵니다.
참고 문헌
- Bryksa BC, Tanaka T, Yada RY. N- 말단 변형은 펩신의 중성 pH 안정성을 증가시킵니다. 생화학. 2003; 42 : 13331-13338.
- Foltmann B, Pedreson VB. 산성 프로테아제와 그 자 이모 겐의 주요 구조 비교. Adv Exp Med Biol. 1977; 95 : 3-22.
- Guyton A, Hall J. (2006). 의학 생리학 교과서. (11 판). 미국 : 엘스 비어 손더스.
- Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, Principles of Internal Medicine. (16 판). 멕시코 : McGrawHill.
- Kitahara F, Shimazaki R, Sato T, Kojima Y, Morozumi A, Fujino MA. 헬리코박터 파일로리 감염 및 위암을 동반 한 중증 위축성 위염. 위암. 1998; 1 : 118-124.
- Lin Y, Fused M, Lin X, Hartsuck JA, Tang J. 펩신, Rhizopuspepsin 및 이들의 활성 부위 수소 결합 돌연변이 체의 운동 매개 변수의 pH 의존성. J Biol chem. 1992; 267 : 18413-18418.
- Mangeat P. 일차 배양에서 단일 위 정수리 세포에서 산 분비 및 막 재조직. 생물학 세포. 1990; 69 : 223-257.
- Prozialeck J, Wershil BK. (2017). 위 분비 기능의 발달. 태아 및 신생아 생리학 (제 5 판). 1 권, 881-888 쪽.
- 슈베르트 ML. 위 분비물. Current Opin Gastroent 2005; 21 : 633-757.
- Sielecki AR, Fedorov AA, Boodhoo A, Andreeva NS, James MNG. 1.8Å 해상도로 정제 된 단 사정 돼지 펩신의 분자 및 결정 구조. J Mol Biol. 1990; 214 : 143-170.
- Webb PM, Hengels KJ, Moller H, Newell DG, Palli D, Elder JB. 낮은 혈청 펩시노겐 A 수준의 역학 및 위암 발병률과의 국제적 연관성. 위장병 학. 1994; 107 : 1335-1344.
- Wolfe MM, Soll AH. 위산 분비의 생리학. N Engl J Med 1998; 319 : 1707.