Пепсинът е ендопептидаза, която разгражда протеините на по-малки пептиди. Произвежда се в стомаха и е един от основните храносмилателни ензими в храносмилателната система на хората и много животни, които спомагат за усвояването на протеините в храната. Пепсинът е аспарагинова протеаза, използваща каталитичен аспартат в активния си център.
Това е една от трите основни протеази в човешката храносмилателна система (другите две са химотрипсин и трипсин). В хода на храносмилането тези ензими, всеки от които е специализиран в прекъсването на връзките между отделните видове аминокиселини, си сътрудничат в разграждането на хранителните протеини до съставните им компоненти (например пептиди и аминокиселини), които могат да се абсорбират от тънкото черво. Пепсинът е най-ефективен при разкъсването на пептидните връзки между хидрофобните и ароматните аминокиселини, като например фенилаланин, триптофан и тирозин.
Проензимът на пепсина, пепсиноген, се отделя от главните клетки в стомашната стена и, след като се смеси със солната киселина на стомашния сок, пепсиногенът се активира, превръщайки се в пепсин.
История Пепсинът е един от първите открити ензими и по природа е полипептиден. Открит е през 1836 г. от Теодор Шван. Той измисля термина от старогръцката дума πέψις (пепсис), означаваща „смилане“. По това време учените започват да откриват много биохимични съединения, които играят значителна роля в биологичните процеси, а пепсинът е един от тях. Пепсинът се оказва киселинно вещество, което е в състояние да преобразува храните с азот във водоразтворим материал.
През 1928 г. пепсинът става един от първите ензими, които са кристализирани, когато Джон Нортроп го кристализира чрез диализа, филтрация и охлаждане.
Прекурсор Пепсинът има генна експресия като проензим, наречен пепсиноген, чиято главна структура има 44 допълнителни аминокиселини. Пепсиногенът се отделя от главните клетки в стомаха. Той се активира от солната киселина, която се отделя от париеталните клетки. Хормонът гастрин и блуждаещият нерв задействат отделянето както на пепсиноген, така и на солна киселина (HCl) от стомаха, когато храна навлезе в него. Солната киселина създава киселинна среда, която позволява на пепсиногенът да се разгъне и отцепи по автокаталитичен начин, като по този начин се генерира пепсин в активна форма. Пепсинът разцепва 44-те аминокиселини на пепсиногена, за да създаде още пепсин.
Активност и стабилност Пепсинът е най-активен в киселинна среда с температура между 37 °C и 42 °C. Съответно, неговото първоначално място на синтез и активност е в стомаха (pH от 1,5 до 2). Пепсинът усвоява до 20% от погълнатите амидни връзки, като се разцепва преференциално в С-терминалната страна на аромарните аминокиселини. Пепсинът проявява преференциално разцепване за хидрофобни и ароматни остатъци в позиции Р1 и Р1'. Повишена чувствителност към хидролиза се получава, когато има сяро-съдържаща аминокиселина, близка до пептидната връзка, която има ароматна аминокиселина. Пепсинът разцепва Phe1Val, Gln4His, Glu13Ala, Ala14Leu, Leu15Tyr, Tyr16Leu, Gly23Phe, Phe24 в B-веригата на инсулина. Пепсинът е най-активен при pH 2 и е неактивен над pH 6,5. При над pH 8 пепсинът е напълно денатуриран и необратимо дезактивиран. Следователно, пепсин в разтвор с рН до 8 може да се реактивира отново при повторно окисляване. Стабилността на пепсина при високо рН има значителни последствия върху фаринголарингеалния рефлукс. Пепсинът остава в ларинкса след стомашен рефлукс. При средното рН на ларингофаринкса (рН = 6.8) пепсинът би бил неактивен, но би могъл да се реактивира при последващи събития на киселинен рефлукс, което води до увреждане на местните тъкани. Пепсинът е един от основните причинители на увреждане на лигавицата по време на рефлукса.
Обикновено дебитът на пепсина при мъжете е около 20 – 30 mg/час при основна секреция, като може да достигне 60 – 80 mg/час при стимулирана секреция чрез пентагастрин. При жените секрецията обикновено е с 25 – 30% по-малка.
Инхибитори Пепсинът може да се инхибира при високи нива на pH или чрез инхибиторни вещества. Пепстатинът е съединение с ниско молекулно тегло и мощен инхибитор специално за киселинни протеази с Ki от около 10−10 M за пепсин. Счита се, че статиловият остатък на пепстатина е отговорен за инхибирането на пепсина. Пепстатинът не се свързва ковалентно с пепсина и, следователно, инхибирането на пепсин чрез пепстатин е обратимо.
Пепсин претърпява и инхибиране чрез обратна връзка – продуктът за разграждане на протеини забавя реакцията чрез инхибиране на пепсина. Сукралфатът също забавя действието на пепсина.
Приложение Пепсинът за търговски цели се извлича от жлезистия слой на свински стомаси. Той е съставка на сирищете, което се използва за стягане на млякото при производството на сирене. Пепсинът се използва за различни цели при производството на храни: за модифициране и осигуряване на качества на соевия протеин и желатина, за модифициране на зеленчуковите протеини, за направата на полуготови зърнени закуски и за приготвяне на животински и растителни протеинови хидролизати, които се използват за ароматизиране на храни и напитки. Използва се и в кожарската промишленост за премахване на козина и остатъчни тъкани от кожи и за възстановяване на сребро от изхвърлени фотографски филми чрез смилане на желатиновия слой, в който се съдържа среброто. В миналото се е използвал и като добавка към някои дъвки.
Източници
Категория:Ензими Категория:Стомах