Введение

Трипсиноген (,/t//r//ɪ//p/'/s//ɪ//n//ə//dʒ//ə//n//, // /,/dʒ//ɛ//n/) – это профермент (или зимоген) трипсина, пищеварительного фермента. Он вырабатывается поджелудочной железой и содержится в поджелудочном соке вместе с амилазой, липазой и химотрипсиногеном. Активация трипсиногена в активную форму – трипсин – происходит под действием энтеропептидазы, которая находится в слизистой оболочке кишечника. После активации трипсин способен расщеплять другие молекулы трипсиногена, превращая их в трипсин, этот процесс называется автоактивацией. Трипсин расщепляет пептидную связь на карбоксильной стороне основных аминокислот, таких как аргинин и лизин.

Функция

Трипсиноген — профермент, предшественник трипсина. Трипсиноген (неактивная форма) запасается в поджелудочной железе для последующего высвобождения при необходимости переваривания белков. Поджелудочная железа хранит неактивную форму трипсиногена, поскольку активный трипсин вызвал бы серьезное повреждение собственной ткани. Трипсиноген выделяется поджелудочной железой во вторую часть двенадцатиперстной кишки по поджелудочному протоку вместе с другими пищеварительными ферментами.

Активация трипсиногена

Трипсиноген активируется энтеропептидазой (также известной как энтерокиназа). Энтеропептидаза продуцируется слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки и расщепляет пептидную связь трипсиногена после 15-го аминокислотного остатка, которым является лизин. N-концевой пептид отщепляется, и происходит незначительная перестройка структуры белка. Новообразованный N-концевой остаток (16-й аминокислотный остаток) встраивается в расщелину, где его α-аминогруппа формирует ионную пару с аспартатом вблизи серина активного центра, что приводит к конформационной перестройке других остатков. Аминогруппа Gly 193 занимает правильное положение, завершая оксианионное отверстие в активном центре и, тем самым, активируя белок. Поскольку трипсин также расщепляет пептидную связь после аргинина или лизина, он может расщеплять и другие молекулы трипсиногена, в результате чего процесс активации становится автокаталитическим.

Меры предосторожности против активации трипсиногена

Трипсин синтезируется, накапливается и высвобождается в виде неактивного трипсиногена, чтобы обеспечить активацию белка только в нужном месте. Преждевременная активация трипсина может быть деструктивной и вызвать каскад событий, приводящих к аутолизу поджелудочной железы. В нормальной поджелудочной железе, по оценкам, активируется около 5% трипсиногенов, поэтому существует ряд механизмов защиты от такой нежелательной активации. Трипсиноген хранится во внутриклеточных везикулах поджелудочной железы, называемых гранулами зимогена, мембранные стенки которых предположительно устойчивы к ферментативному расщеплению. Дополнительной защитой от ненадлежащей активации трипсина является наличие ингибиторов, таких как ингибитор трипсина панкреатического происхождения крупного рогатого скота (BPTI) и ингибитор сериновых протеаз типа 1 Казала (SPINK1), которые связываются с любым образовавшимся трипсином. Автокаталитическая активация трипсином трипсиногена также является медленным процессом из-за большого отрицательного заряда на консервативном N-концевом гексапептиде трипсиногена, который отталкивает аспартат в активном центре трипсина. Трипсин также может инактивировать другие молекулы трипсина путем расщепления.

Трипсиноген сыворотки

Трипсиноген сыворотки измеряется с помощью анализа крови. Повышенные уровни наблюдаются при остром панкреатите и кистозном фиброзе.

Трипсиногены

Три изоформы трипсиногенов могут быть обнаружены в панкреатическом соке человека. Это катионный, анионный и мезотрипсиноген, составляющие 23,1%, 16% и 0,5% от общего количества секреторных белков поджелудочной железы соответственно. Другие формы трипсиногена были обнаружены у других организмов.

Болезни

Неправильная активация трипсиногена в поджелудочной железе может привести к панкреатиту. Некоторые формы панкреатита могут быть связаны с мутантными формами трипсиногена. Мутация в положении Arg 117, чувствительном к трипсину участке, в катионном трипсиногене была вовлечена в развитие наследственного панкреатита – редкой формы генетического заболевания с ранним началом. Arg 117, возможно, является механизмом безопасности, позволяющим трипсину, активированному в поджелудочной железе, инактивироваться, и потеря этого участка расщепления приведет к утрате контроля и самоперевариванию, вызывающему панкреатит. Также были обнаружены и другие мутации, связанные с панкреатитом.