Pepsinas: struktūra, funkcijos, gamyba
Pepsinas yra galingas skrandžio sulčių fermentas, kuris padeda virškinti baltymus. Tiesą sakant, tai yra endopeptidazė, kurios pagrindinė užduotis yra suskaidyti maisto baltymus į mažas dalis, žinomas kaip peptidai, kurie vėliau absorbuojami žarnyne arba skaidomi kasos fermentų.
Nors pirmą kartą jį 1836 m. Izoliavo vokiečių fiziologas Theodoras Schwannas, tik 1929 m., Kai Amerikos biochemikas Johnas Howardas Northropas iš Rokfelerio medicinos tyrimų instituto pranešė apie savo faktinę kristalizaciją ir dalį savo funkcijų, kurios padėtų jai 17 metų Nobelio premijos chemijoje.
Šis fermentas yra ne tik žmonėms. Jis taip pat gaminamas kelių gyvūnų skrandyje ir veikia nuo ankstyvųjų gyvenimo etapų, daugiausia bendradarbiaujant baltymų iš pieno produktų, mėsos, kiaušinių ir grūdų virškinimui.
Struktūra
Pagrindinės skrandžio ląstelės sukuria pradinę medžiagą, vadinamą pepsinogenu. Šis proenzimas arba zimogenas yra hidrolizuojamas ir aktyvuojamas skrandžio rūgštimis, prarandant 44 aminorūgštis. Galų gale, pepsinas turi 327 aminorūgščių likučius savo aktyvioje formoje, kuri veikia savo skrandžio lygmeniu.
Šių 44 aminorūgščių praradimas palieka vienodą kiekį rūgščių liekanų. Dėl šios priežasties pepsinas geriausiai tinka terpėms, kurių pH yra labai mažas.
Funkcijos
Kaip jau minėta, pagrindinė pepsino funkcija yra baltymų virškinimas. Pepsino aktyvumas yra didesnis rūgštinėje aplinkoje (pH 1, 5 - 2) ir esant 37–42 ° C temperatūrai.
Šį fermentą (maždaug 20%) degraduoja tik dalis skrandžio pasiekiančių baltymų, kurie sudaro mažus peptidus.
Pepsino aktyvumas daugiausia sutelkiamas į N-termino, esančio aromatinėse aminorūgštyse, pavyzdžiui, triptofano, fenilalanino ir tirozino, hidrofobinius ryšius, kurie yra daugelio maisto produktų baltymų dalis.
Kai kurių autorių aprašyta pepsino funkcija vyksta kraujyje. Nors šis teiginys yra prieštaringas, atrodo, kad nedideli pepsino kiekiai patenka į kraujotaką, kur jis veikia didelius arba iš dalies hidrolizuotus baltymus, kurie prieš visą virškinimą absorbuojami plonojoje žarnoje.
Kaip tai gaminama?
Pepsinogenas, kurį išskiria pagrindinės skrandžio ląstelės, taip pat žinomas kaip zimogeninės ląstelės, yra pepsino pirmtakas.
Šis proenzitas išsiskiria dėl to, kad impulsai gali sukelti makšties nervą ir hormoninę sekreciją gastrino ir sekretino, kurie stimuliuojami po valgio.
Jau skrandyje pepsinogenas yra maišomas su druskos rūgštimi, kuri išsiskyrė tuo pačiu stimuliu, greitai tarpusavyje sąveikaujant, kad susidarytų pepsinas.
Tai atliekama po 44 aminorūgščių prosegmento skilimo nuo pradinės pepsinogeno struktūros per kompleksinį autokatalizinį procesą.
Įjungus tą patį pepsiną galima toliau skatinti daugiau pepsinogeno gamybą ir išsiskyrimą. Šis veiksmas yra geras teigiamo fermentinio grįžtamojo ryšio pavyzdys.
Be pepsino, histaminas ir ypač acetilcholinas stimuliuoja peptines ląsteles sintezuoti ir išleisti naują pepsinogeną.
Kur veikia?
Jo pagrindinė veikimo vieta yra skrandis. Šis faktas gali būti lengvai paaiškinamas suprasti, kad skrandžio rūgštingumas yra ideali sąlyga jo veikimui (pH 1, 5-2, 5). Iš tiesų, kai maistinis boliusas pereina nuo skrandžio iki dvylikapirštės žarnos, pepsinas inaktyvuojamas ieškant žarnyno terpės su baziniu pH.
Pepsinas taip pat veikia kraujyje. Nors jau buvo pasakyta, kad šis poveikis yra prieštaringas, kai kurie mokslininkai teigia, kad pepsinas patenka į kraują, kur jis ir toliau virškina tam tikrus ilgos grandinės peptidus arba tuos, kurie nebuvo visiškai pažeisti.
Kai pepsinas palieka skrandį ir yra neutralaus ar bazinio pH aplinkoje, jo funkcija nustoja veikti. Vis dėlto hidrolizuojant jį galima vėl aktyvuoti, jei terpė reaguoja.
Ši savybė yra svarbi norint suprasti kai kuriuos neigiamus pepsino poveikius, kurie aptariami toliau.
Gastroezofaginio refliukso
Lėtinis pepsino grąžinimas į stemplę yra viena iš pagrindinių gastroezofaginio refliukso sukeltos žalos priežasčių. Nors likusios medžiagos, sudarančios skrandžio sultis, taip pat yra susijusios su šia patologija, pepsinas atrodo pats kenksmingiausias.
Pepsinas ir kitos rūgštys, esančios refliukso metu, gali sukelti ne tik esofagitą, kuris yra pradinė pasekmė, bet ir veikia daugelį kitų sistemų.
Tarp galimų pepsino aktyvumo pasekmių tam tikriems audiniams turime laringitą, pneumonitą, lėtinį užkimimą, nuolatinį kosulį, laryngospazmą ir net gerklų vėžį.
Ištirtas skrandžio turinio plaučių mikroaspiracijos astma. Pepsinas gali turėti dirginamąjį poveikį bronchų medžiui ir skatinti kvėpavimo takų susitraukimą, sukeldamas tipinę šios ligos simptomą: kvėpavimo sutrikimą, kosulį, švokštimą ir cianozę.
Kiti pepsino poveikiai
Burnos ir odontologijos sferas taip pat gali paveikti pepsino poveikis. Dažniausi šių pažeidimų požymiai yra halitozė ar blogas kvapas, per didelis seilėtekis, granulomos ir dantų erozija. Šis erozinis poveikis paprastai pasireiškia po metų, kai grįžta, ir gali pažeisti visą odontologiją.
Nepaisant to, pepsinas gali būti naudingas medicinos požiūriu. Taigi pepsino buvimas seilėse yra svarbus diagnostinis gastroezofaginio refliukso žymeklis.
Iš tiesų rinkoje yra greitas testas, vadinamas PepTest, kuris aptinka seilių pepsino buvimą ir padeda nustatyti refliukso diagnozę.
Papainas, fermentas, labai panašus į pepsiną, esančią papajų ar papajos, yra naudingas dantų balinimui ir higienai.
Be to, pepsinas naudojamas odos pramonėje ir klasikinėje fotografijoje, taip pat sūrių, javų, užkandžių, aromatizuotų gėrimų, iš anksto paruoštų baltymų ir net kramtomosios gumos gamyboje.
