Pepsin

mini|300px|Kompleks pepsina 
**Pepsin** (grč.  πέψις - *pepsis*, od πέπτειν - *peptein* = varenje)  je enzim čiji zimogen  (pepsinogen) nastaje u  glavnim ćelijama želuca  da  u hrani razlaže  proteine  u  peptide. Otkrio ga je i imenovao Theodor Schwann, 1836.; bio je to prvootkriveni životinjski enzim.

Pepsin je glavna peptidaza želučanoga soka, koju izlučuje  želučani zid   kičmenjak.

U ćelijama  želuca sintetizira se u neaktivnom obliku, koji u kiseloj želučanoj sredini autokatalitički otpušta  44 aminokiseline i pretvara se u aktivni oblik. Optimalno djeluje u kiseloj sredini pH 2.  Prvi je u slijedu enzima koji učestvuju  u varenju bjelančevina. Njihovo razlaganje nastavlja u crijevima, pod katalitskim  djelovanjem enzima tripsina, himotripsina, elastaza  i ostalih. Supstance koje smanjuju kiselost,  poput natrijeva hidrogenkarbonata (NaHCO3 (soda bikarbona)  povećavaju  pH-vrijednost  želuca pa  deaktiviraju djelovanje pepsina. Nakon Izoliracije  iz životinjskih želudaca, pepsin se  upotrebljava u proizvodnju sira (kao sirište ili sirilo).
 

## Historija 
Naziv  "pepsin" je prvi skovao  Theodor Schwann u ranom  19. stoljeću. Naučnici toga vremena počeli su  otkrivati  mnoge biohemijske tvari koje imaju značajnu ulogu u biološkim procesima, a ipepsin je bio jedan od njih. Za ovu kiselu supstancu koja je u stanju pretritvarati  hranu na bazi dušika  u materijal topiv u vodi je utvrđeno da je pepsin.

## Prekursor 
Pepsin se najprije  ispoljava  u obliku zimogena, **pepsinogena**,  koji u primarnoj strukturi ima dodatne  44 aminokiseline.

U želucu, glavne ćelije oslobađaju pepsinogen. Ovaj proenzim  aktivira klorovodična kiselina (HCl), koju ispuštaju  želučane  parijetalne ćelije.  Kada se hrana unese, hormon gastrin i živac  vagus pokreću oslobađanje i pepsinogena i HCl. Hlorovodična kiselina stvara kiselu sredinu, što omogućava pepsinogenu da se  autokatalitski  razloži, čime se stvara pepsin u aktivnom obliku. Za stvaranje više pepsina, sam pepsin otklanja 44 aminokiseline pepsinogena.

## Aktivnost i stabilnost 
Pepsin je najaktivniji u kiselom okruženju,  između 37&nbsp;°C i 42°. U skladu s tim, njegovo osnovno mjesto sinteze i aktivnosti je u želucu (pH 1,5 do 2), a neaktivan je na i iznad pH 6,5.  Pepsin , međutim,  nije potpuno denaturiran ili nepovratno inaktiviran do pH 8,0. Dakle, pepsin u otopini do pH 8,0 može se reaktivirati nakon ponovnog zakiseljavanja. Stabilnost pepsina pri visokim pH ima značajne implikacije na bolest zvanu  laringofarnnksni refluks. Pepsin ostaje u grkljanu i nakon čira u događanju  refluksa. 
Pepsin će probaviti do 20% unesenih  amidnih veza,  preferencijalno ih kidajući  nakon N-kraj]]a. Pepsin  preferencijalno razlaže  hidrofobne, osobito  aromatske, ostatake u P1 i P1' pozicijama. Povećana osjetljivost na hidrolizu koja se  javlja ako su prisutne sumporne  aminokiseline u neposrednoj blizini peptidne veze, koju ima aromatska  aminokiselina. Pepsin cijepa Phe1 Val, Gln4 His, Glu13 Ala, Ala 14 Leu, Leu15 Tyr, Tyr16 Leu, Gly23 Phe, Phe24, posebno  aromatskih aminokiselina kao što su fenilalanin, triptofan i tirozin.

## Uticaj na larngofarinksni refluks 
Pepsin  je jedan od primarnih uzroka oštećenja sluznice tokom laningofarinksnog refluksa. Ako je u jednjaku pH 6.8, pepsin izaziva sljedeći želučani refluks. Dok je u ovom okolišu enzimski neaktivan, pepsin ostaje stabilan i može se reaktivirati nakon naknadnog  kiselinskog  refluksa. Izlaganje sluznice larinksa enzimatski aktivnom  pepsinu, ali ne I nepovratno inaktiviranom  pepsin  ili kiselini, rezultira smanjenem  ekspresije zaštitnih proteina i na taj način povećava podložnost grkljana za oštećenje.

Za vrijeme slabokiselinskog  ili nekiselinskog  čira,  refluksni pepsin može dovesti do oštećenja sluznice. Pod nekiselim  uvjetima (pH neutralno), pepsin ulazi u  ćelije gornjih disajnih puteva, kao što su  larinks i hipofarinks u procesu poznatom kao  receptor-posredovane endocitoze. Receptor kojim je pepsin je unseen  je trenutno nepoznat. Nakon ćelija, pepsin se skladišti u međućelijskim  vezikulama  niske  pH vrijednosti na kojoj se može obnoviti za  svoju enzimsku aktivnost. Unutar ćelije,  pepsin se zadržava  do 24 sata. Takvo izlaganje pepsina na neutralnom pH i endocitozia pepsina uzrokuje promjene u ekspresiji gena povezanih s upalom, koja je u osnovi znak  i simptom refluksa  i progresije tumora. Ova I ostala istraživanja impliciraju uključenost  pepsina u kancerogenezu koja se pripisuje refluksu. U toku su istraživanja za razvoj novih pepsin-ciljanih  terapeutskih  i dijagnostičkih  alata za za želučani  refluks. Brza neinvazivna dijagnostika  pepsina zvana “Peptest” dostupna je za  određivanje  prisutnosti pepsina u uzorcima pljuvačke.

## Skladištenje 
Pepsin se treba skladištiti na  vrlo niskim temperaturama, između −80&nbsp;°C I −20&nbsp;°C), da bi se prevenirala autoliza (samorazgradnja).

## Inhibitori 
Pepsin može biti onemogućen visokim  pH (pogledajte "aktivnost" i "stabilnost", iznad) ili inhibitornim  jedinjenjim.  Pepstatin je niske molekulski  spoj i potentan inhibitor,  specifičan  za kisele  proteaze,  s Ki od oko 10−10 oko M za pepsin. Smatra se da je statil ostatak  odgovoran za pepstatinsku  inhibiciju pepsina; statin je potencijalni analog faze u tranziciji za katalizu pomoću pepsina i drugih  kiselih .proteaza.  Pepstatin ne veže pepsin kovalentno, pa je inhibicija pepsina  pepstatinom  stoga reverzibilna. 1-bis(diazoacetyl)-2-penylethane reversibly inactivates pepsin at pH 5, a reaction which is accelerated by the presence of Cu(II).

Pepsin također prolazi kroz povratne inhibicije; proizvod probave proteina usporava reakciju, inhibiranjem  pepsina.

Šećerni alifatski spojevi također inhibiraju aktivnost pepsin.

## Primjena
Komercijalni pepsin je izvađen iz žljezdanog sloja svinjskih  želudaca. To je sastavni dio sirila  koja se koriste  za zgrušavanje  mlijeka u proizvodnji sira. Pepsin se koristi za različite primjene u proizvodnji hrane: modificira i povećava  kvalitet  produkata želatina i proteina soje,  biljnih  proteina  za upotrebu u proizvodnji niskokalorijskih  grickalica, polukuhanih i instant vrućih  žitarica.  Upotrebljava se i u pripremi životinjskih i biljnih proteinskih hidrolizata za aromatizaciju  hrane i pića. Koristi se u kožarskoj industriji za uklanjanje dlaka i ostataka tkiva od krzna i za oporavak srebra iz odbačenih fotografskih filmova jer razlaže  želatinski  sloj koji sadrži srebro. Pepsin je kistorijski dodatak za  *Beemans*  brend guma za žvakanje  po Dr. Edwardu  E. Beeman. Dao je i  ime Pepsi-Cola, koja se pravi  s pepsinom  i kola maticom.

Pepsin se najčešće koristi u pripremi F (ab ') 2 fragmenta  antitijela. U nekim testovima, poželjno je da se koriste samo antigen-vezani  (Fab) dio antitijela. Za ove aplikacije, antitijela mogu biti enzimski digestiran  u proizvodnji  Fab ili F (ab ') 2 fragmenta antitijela. Proizvedeni F (ab ') 2 fragment, IgG  se vari pepsinom, koji cijepa teške lance u blizini regije rascjepa molekule. Teškim lancima u toj  regiji, pridružuju se jedna  ili više disulfidnih  veza, tako da dvije Fab regije antitijela ostaju pridružene,  dajući  dvovalentnu molekulu  (koja  sadrži dvije lokacije vezanja antitijela), otuda i oznaka F (ab ' ) 2. Lahki lanci ostaju netaknuti i pričvršćeni  teške lance. Fc fragmenti se razgrađuju u male peptide. Fab fragmenti se stvaraju cijepanjem  IgG pomoću papaina,  umjesto pepsina. Papain cijepa IgG iznad  regije šarke i sadrži disulfidne veze koje su  pridružene  teškim lancima, ali ispod mjesta disulfidne  veze između lahkog  i teškog lanca. To stvara dva odvojena monovalentna (koji sadrži jedno vezivanje antitijela) Fab fragmenta i netaknuti  Fc fragment. Fragmenti mogu biti pročišćen gel filtracijom, ionskom izmjenom ili afinitetnom  hromatografijom.

Fab i F (ab ') 2 fragmenti antitijela se koriste u test sistemima,  gdje prisustvo Fc regije može izazvati probleme. U tkivima kao što su limfni čvorovi ili slezena ili u pripremama periferne krvi,  prisutne su ćelije s Fc receptorom (makrofagi, monociti, B limfociti i prirodne ćelije ubice) koje mogu vezati Fc regije netaknutih  antitijela, uzrokujući pozadinsko  bojenje  u područjima koja ne sadrže antigenske  mete. Upotreba F (ab ') 2 ili Fab fragmenta  osigurava da antitijela  budu obavezujuća  za antigen i ne-Fc receptore. Ovi fragmenti mogu biti poželjni  i za bojenje ćelija u pripremama u prisustvu plazme, jer se  ne mogu dopunski vezati, što bi moglo izazvati razgradnju  ćelija. F (ab ') 2, a   u većoj mjeri Fab, fragmenti omogućuju  tačniju lokalizaciju ciljnih antigena u bojenju  tkiva za elektronsku mikroskopiju.

Dvovalentni F (ab ') 2 fragment omogućuje da unakrsni-link antigena, što omogućava korištenje za pecipitacijska istraživanja,  ćelijske agregacije preko površine antigena ili testove podešavanja.

## Geni
Naredna tri gena kodiraju identične enzime ljudskih pepsinogen A: 
*Pepsinogen 3, grupa I (pepsinogen A) 
*Pepsinogen 4, grupa I  (pepsinogen A)
*Pepsinogen 5, grupa I  (pepsinogen A)

Četvrti ljudski gen kodira  gastricsin,  pepsinogen C:

## Također pogledajte 
*Želudac
*Enzim
*Tripsin
## Reference 
## Vanjski linkovi 
* Pepsin A A01.001 , Pepsin B A01.002 , Pepsin C (Gastricsin) A01.003 
* 
* 
* 
* 
* Beemans Gum
* Pepsin: Molecule of the Month , by David Goodsell, RCSB Protein Data Bank

Kategorija:EC 3.4.23
Kategorija:Peptidaze
Kategorija:Enzimi
Kategorija:Probavni sistem