שפעול פרוטאוליטי

שפעול פרוטאוליטי הוא התהליך שבו נוצר אנזים פעיל מצורתו הלא פעילה. אנזימים רבים משופעלים בדרך זו כאשר בתהליך עצמו מתרחשת הידרוליזה של מינימום קשר פפטידי ספציפי אחד באנזים הלא פעיל הנקרא זימוגן או פרואנזים.

התהליך
השפעול מתבצע על ידי אנזימים ספציפיים הנקראים פפטידאזות או פרוטאזות. ביקוע על ידי אנזימים אלה אינו דורש אנרגיה ויתרון זה מאפשר חיתוך חלבונים גם מחוץ לתא ואי צורך בהשקעת ATP. כמו כן, התהליך משמש כבקרה לכמות האנזימים הדרושה. התהליך מסתיים כאשר מתבצע כיבוי באמצעות קשירה של מעכבי אנזימים (לדוגמה זירחון או חלבונים ספציפיים) לאנזימים הפרוטאוליטיים.

ניתן להדגים אקטיבציה של זימוגנים באמצעות כימוטריפסין, אנזים המזרז פירוק חלבונים במהלך תהליך העיכול. כימוטריפסינוגן, צורתו הלא פעילה (זימוגן) של כימוטריפסין עובר הידרוליזה של מספר קשרים פפטידים על ידי האנזים הפרוטאוליטי טריפסין. החיתוך מאפשר חשיפה של האתר הפעיל ואת יצירת כיס האוקסיאניון שהוא מוטיב מבני החיוני לפעילותו של הכימוטריפסין המסייע בייצוב מצב הביניים הלא יציב הנוצר במהלך הריאקציה. בנוסף, כימוטריפסינוגן הוא פוליפפטיד שלם והחיתוכים מאפשרים את קבלת צורתו של הכימוטריפסין המורכב משלושה פוליפפטידים שביניהם קשרים דיסולפידיים.

דוגמאות לשיפעול פרוטאוליטי

טריפסין, אנזים השייך למשפחת הסרין פרוטאזות. הטריפסין מפרק חלבונים במהלך תהליך העיכול כאשר הוא מבקע שרשראות פוליפפטידיות בצד הקרבוקסילי של ליזין וארגינין. האנזים מופרש מהלבלב בצורתו הלא פעילה - טריפסינוגן ובתריסריון עובר חיתוך והופך לטריפסין. טריפסין למעשה מבצע בעצמו שפעול פרוטאוליטי לאנזימים שונים הקשורים לתהליך העיכול כמו כימוטרפסינוגן, טריפסינוגן. הוא למעשה משפעל כללי של זימוגנים המגיעים מהלבלב.
קרישת דם משופעלת באמצעות מפל אקטיבציה של זימוגנים שמבטיח תגובה מהירה ומוגברת לטראומה. בסיומו של מפל הפעילות מתבצע חיתוך של פיברינוגן על ידי תרומבין לקבלת פיברין, מרכיב חשוב במנגנון קרישת הדם.
ההורמון אינסולין, החיוני לוויסות רמות הגלוקוז בדם, הוא למעשה התוצר המוגמר הנוצר על ידי חיתוכים פרוטאוליטיים. הפרה-פרואינסולין עובר שפעול פרוטאוליטי כאשר מקטע של 23 חומצות אמינו בקצה האמיני נחתכות. בשלב זה מתקבל פרואינסולין שגם הוא עובר שפעול פרוטאוליטי- חיתוך בשני אתרים ספציפיים וקבלת האינסולין הבוגר.

ראו גם
טריפסין
כימוטריפסין 
אינסולין
פרואינסולין

אנזימים