**Pepsin** ialah endopeptidase yang memecahkan protein kepada peptida dan asid amino yang lebih kecil. Zimogennya, **pepsinogen**, dihasilkan dalam sel ketua gastrik pada lapisan perut. Ia adalah salah satu enzim pencernaan utama dalam sistem pencernaan manusia dan banyak haiwan lain, di mana ia membantu mencerna protein dalam makanan. Pepsin ialah protease aspartik, dan menggunakan aspartat pemangkin dalam tapak aktifnya.

Ia adalah salah satu daripada tiga endopeptidase utama (enzim pemotong protein di tengah) dalam sistem pencernaan manusia, dua lagi ialah kimotripsin dan tripsin. Terdapat juga eksopeptidase yang mengeluarkan asid amino individu pada kedua-dua hujung protein (karboksipeptidase yang dihasilkan oleh pankreas dan aminopeptidase yang dirembeskan oleh usus kecil). Semasa proses penghadaman, enzim ini yang setiap satunya khusus dalam memutuskan hubungan antara jenis asid amino tertentu, bekerjasama untuk memecahkan protein pemakanan kepada komponennya, iaitu peptida dan asid amino, yang boleh diserap dengan mudah oleh usus kecil. Pengkhususan belahan pepsin adalah luas, tetapi beberapa asid amino seperti tirosina, fenilalanina dan triptofana meningkatkan kebarangkalian pembelahan.

Proenzim pepsin, **pepsinogen**, dikeluarkan oleh sel ketua gastrik di dinding perut, dan apabila dicampur dengan asid hidroklorik dalam jus gastrik, pepsinogen diaktifkan untuk menjadi pepsin.

Sejarah
-------

Pepsin adalah salah satu enzim pertama yang ditemui, yakni oleh Theodor Schwann pada tahun 1836. Schwann mencipta namanya daripada perkataan Yunani πέψιςcode: grc is deprecated  (*pepsis*), bermaksud "pencernaan" (daripada πέπτεινcode: grc is deprecated ; *peptida* "untuk dicerna").     Bahan berasid yang mampu menukarkan makanan berasaskan nitrogen kepada bahan larut air ditentukan sebagai pepsin. 

Pada tahun 1928, ia menjadi salah satu enzim pertama yang dihablurkan apabila John H. Northrop menghablurkannya menggunakan dialisis, penapisan dan penyejukan.

Pelopor
-------

Pepsin diekspresikan sebagai zimogen yang dipanggil pepsinogen, dengan struktur utamanya mempunyai 44 asid amino tambahan berbanding dengan enzim aktif.

Di dalam perut, sel ketua gastrik mengeluarkan pepsinogen. Zimogen ini diaktifkan oleh asid hidroklorik (HCl) yang dibebaskan daripada sel parietal dalam lapisan perut. Hormon gastrin dan saraf vagus mencetuskan pembebasan kedua-dua pepsinogen dan HCl daripada lapisan perut apabila makanan ditelan. Asid hidroklorik mewujudkan persekitaran berasid, yang membolehkan pepsinogen terbentang dan membelah dirinya secara autokatalitik, seterusnya menghasilkan pepsin (bentuk aktif). Pepsin membelah 44 asid amino daripada pepsinogen untuk menghasilkan lebih banyak pepsin.

Pepsinogen terutamanya dikelompokkan dalam 5 kumpulan berbeza berdasarkan struktur utamanya: pepsinogen A (juga dipanggil pepsinogen I), pepsinogen B, progastriksin (juga dipanggil pepsinogen II dan pepsinogen C), prokimosin (juga dipanggil prorenin) dan pepsinogen F (atau glikoprotein berkaitan kehamilan).

Aktiviti dan kestabilan
-----------------------

Pepsin paling aktif dalam persekitaran berasid antara pH 1.5 hingga 2.5.   Oleh itu, tapak utama sintesis dan aktivitinya adalah dalam perut ( pH 1.5 hingga 2). Pada manusia, kepekatan pepsin dalam perut mencapai 0.5 – 1 mg/mL.  

Pepsin tidak aktif pada pH 6.5 dan ke atas, namun pepsin tidak ternyahasli sepenuhnya atau tidak dapat dipulihkan hingga pH 8.0.   Oleh itu, pepsin dalam larutan sehingga pH 8.0 boleh diaktifkan semula apabila pengasidan semula. Kestabilan pepsin pada pH tinggi mempunyai implikasi yang ketara ke atas penyakit yang dikaitkan dengan refluks laringofarinks. Pepsin kekal dalam larinks berikutan kejadian refluks gastrik. Dalam pH putara laringofarinks (pH = 6.8), pepsin akan menjadi tidak aktif, tetapi boleh diaktifkan semula apabila kejadian refluks asid lalu mengakibatkan kerosakan pada tisu tempatan.

Pepsin mempamerkan kekhususan belahan yang luas. Pepsin akan mencerna sehingga 20% daripada ikatan amida yang diperoleh. Sisa dalam kedudukan P1 dan P1' adalah paling penting dalam menentukan kebarangkalian belahan. Secara amnya, asid amino hidrofobik pada kedudukan P1 dan P1' meningkatkan kebarangkalian belahan. Fenilalanina, leusina dan metionina pada kedudukan P1, dan fenilalanina, triptofan dan tirosina di kedudukan P1' menghasilkan kebarangkalian belahan tertinggi.   :675 Pembelahan kurang cenderung berlaku ketika asid amino bercas positif, histidina, lisina dan arginina ada di kedudukan P1.

Dalam refluks laringofarinks
----------------------------

Pepsin adalah salah satu punca utama kerosakan mukosa semasa refluks laringofarinks. Pepsin kekal di larinks (pH 6.8) berikutan kejadian refluks gastrik.   Walaupun tidak aktif dalam persekitaran ini, pepsin akan kekal stabil, dan boleh diaktifkan semula apabila kejadian refluks asid berikutnya.  Pendedahan mukosa larinks kepada pepsin yang aktif, tetapi bukan pepsin atau asid yang tidak dapat dipulihkan, mengakibatkan pengurangan protein pelindung, dan dengan itu meningkatkan kerentanan larinks kepada kerosakan.   

Pepsin juga boleh menyebabkan kerosakan mukosa semasa refluks gastrik yang berasid lemah atau bukan asid. Refluks lemah atau bukan asid dikaitkan dengan gejala refluks dan kecederaan mukosa.     Di bawah keadaan bukan asid (pH neutral), pepsin dibawa ke dalam sel oleh sel-sel saluran udara atas seperti larinks dan hipofarinks melalui proses yang dikenali sebagai endositosis berbantu reseptor. Reseptor di mana pepsin diendositosis pada masa ini tidak diketahui. Selepas pengambilan sel, pepsin disimpan dalam vesikel intrasel dengan pH rendah, di mana aktiviti enzimnya akan dipulihkan. Pepsin dikekalkan di dalam sel sehingga 24 jam. Pendedahan kepada pepsin sedemikian pada pH neutral dan endositosis pepsin menyebabkan perubahan dalam ekspresi gen yang dikaitkan dengan keradangan yang mendasari tanda dan gejala refluks,  dan perkembangan tumor.  Ini dan penyelidikan lain  membabitkan pepsin dalam karsinogenesis yang dikaitkan dengan refluks gastrik.

Pepsin dalam spesimen saluran pernafasan dianggap sebagai penanda sensitif dan khusus buat refluks laringofarinks.   Penyelidikan untuk membangunkan alat terapeutik dan diagnostik sasaran pepsin baharu untuk refluks gastrik sedang dijalankan. Diagnostik pepsin bukan invasif pantas yang dipanggil Peptest kini tersedia, dan menentukan kehadiran pepsin dalam sampel air liur.

Perencat
--------

Pepsin mungkin dihalang oleh pH tinggi atau oleh sebatian perencat. Pepstatin ialah sebatian berjisim molekul rendah dan khusus terhadap protease asid dengan pemalar penceraian perencatan (Ki) kira-kira 10 −10 M bagi pepsin. Kumpulan statil pepstatin dianggap bertanggungjawab bagi perencatan pepstatin pepsin; statin ialah analog berpotensi bagi keadaan peralihan pemangkinan oleh pepsin dan protease asid lain. Pepstatin tidak mengikat pepsin secara kovalen, dan oleh itu, boleh diterbalikkan. 1-bis(diazoasetil)-2-feniletana menyahaktifkan pepsin secara balik pada pH 5, tindak balas yang dipercepatkan dengan kehadiran Cu(II).

Pepsin babi dihalang oleh perencat pepsin 3 (PI-3) yang dihasilkan oleh cacing gelang besar babi (*Ascaris suum*).  PI-3 menduduki tapak aktif pepsin menggunakan sisa terminal N-nya lalu menyekat pengikatan substrat. Sisa asid amino 1 hingga 3 (Gln-Phe-Leu) di PI-3 matang terikat di kedudukan P1'-P3' pepsin. Terminal N PI-3 dalam kompleks PI-3:pepsin diposisikan oleh ikatan hidrogen yang membentuk lembaran helaian β, di mana tiga helai disumbangkan oleh pepsin dan lima oleh PI-3.

Produk pencernaan protein oleh pepsin menghalang tindak balas.  

Sukralfat, ubat yang digunakan untuk merawat ulser perut dan keadaan berkaitan pepsin lain, juga menghalang aktiviti pepsin.

Aplikasi
--------

 Gum pepsin Beeman
Pepsin komersial diekstrak daripada lapisan kelenjar perut babi. Ia adalah komponen renet yang digunakan untuk mengental susu semasa pembuatan keju. Pepsin digunakan dalam pelbagai aplikasi ketika pembuatan makanan: untuk mengubah suai dan menyediakan kualiti sebatan kepada protein soya dan gelatin, mengubah suai protein sayuran untuk digunakan dalam makanan ringan bukan tenusu, membuat bijirin yang telah dimasak menjadi bijirin panas segera, dan menyediakan hidrolisat protein haiwan dan sayur-sayuran untuk digunakan dalam perisa makanan dan minuman. Ia digunakan dalam industri kulit untuk mengeluarkan rambut dan tisu sisa dari kulit, dan dalam pemulihan perak daripada filem fotografi yang dibuang dengan mencerna lapisan gelatin yang memegang perak. Pepsin secara historis merupakan bahan tambahan gula-gula getah jenama Beeman oleh Dr. Edwin E. Beeman.

Pepsin biasanya digunakan dalam penyediaan serpihan F(ab')2 daripada antibodi. Dalam sesetengah ujian, adalah lebih baik untuk menggunakan hanya bahagian terikat antigen (Fab) di antibodi. Dalam aplikasi ini, antibodi boleh dicerna secara enzim untuk menghasilkan sama ada serpihan Fab atau F(ab')2 antibodi. Untuk menghasilkan serpihan F(ab')2, IgG dicerna dengan pepsin yang memutuskan rantai berat berhampiran kawasan engsel. Satu atau lebih ikatan disulfida yang bergabung dengan rantai berat di kawasan engsel dikekalkan, jadi kedua-dua kawasan Fab antibodi kekal bercantum lalu menghasilkan molekul divalen (mengandungi dua tapak pengikatan antibodi), oleh itu sebutan F(ab')2. Rantai ringan kekal utuh dan melekat pada rantai berat. Serpihan Fc dicerna menjadi peptida kecil. Serpihan fabrik dihasilkan melalui pembelahan IgG dengan papain dan bukannya pepsin. Papain membelah IgG di atas kawasan engsel yang mengandungi ikatan disulfida yang bergabung dengan rantai berat, tetapi di bawah tapak ikatan disulfida antara rantai ringan dan rantai berat. Ini menjana dua monovalen berasingan (mengandungi tapak pengikat antibodi tunggal) serpihan Fab dan serpihan Fc yang utuh. Serpihan boleh ditulenkan dengan penapisan gel, pertukaran ion atau kromatografi pertalian.

Serpihan antibodi Fab dan F(ab')2 digunakan dalam sistem ujian, di mana kehadiran rantau Fc boleh menyebabkan masalah. Dalam tisu seperti nodus limfa atau limpa, atau dalam persediaan darah periferal, sel dengan reseptor Fc (makrofaj, monosit, limfosit B dan sel pembunuh semula jadi) hadir, dan boleh mengikat rantau Fc antibodi utuh, menyebabkan pewarnaan latar belakang di kawasan yang tidak mengandungi antigen sasaran. Penggunaan serpihan F(ab')2 atau Fab memastikan bahawa antibodi mengikat antigen berbanding reseptor Fc. Serpihan ini mungkin juga wajar untuk mengotorkan sediaan sel dengan kehadiran plasma kerana ia tidak dapat mengikat pelengkap, yang boleh menghancurkan sel. Serpihan F(ab')2 dan Fab pada kadar lebih besar membenarkan penyetempatan antigen sasaran yang lebih tepat, iaitu dalam tisu pewarnaan bagi mikroskopi elektron. Kelainan serpihan F(ab')2 membolehkannya memaut silang antigen, membenarkan penggunaan dalam ujian kerpasan, pengagregatan sel melalui antigen permukaan atau ujian roset.

Gen
---

Tiga gen berikut mengekod enzim pepsinogen A manusia yang serupa:

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
|  |  |  |

Gen manusia keempat mengekod gastriksin, juga dikenali sebagai pepsinogen C:

|  |
| --- |
|  |

Rujukan
-------

1. 1 2  "Enzyme entry 3.4.23.1". *ExPASy Bioinformatics Resource Portal*. SIB. Dicapai pada 14 Dec 2008.
2. 1 2 3  "Specificity of immobilized porcine pepsin in H/D exchange compatible conditions". *Rapid Communications in Mass Spectrometry*. **22** (7): 1041–6. April 2008. Bibcode:2008RCMS...22.1041H. doi:10.1002/rcm.3467. PMID 18327892.
3. ↑  "[Discovery of pepsin by Theodor Schwann]". *Revue Médicale de Liège* (dalam bahasa Perancis). **12** (5): 139–44. March 1957. PMID 13432398.
4. ↑  Asimov, Isaac (1980). *A short history of biology*. Westport, Conn: Greenwood Press. m/s. 95. ISBN 9780313225833.
5. ↑  "Pepsin". *Online Etymology Dictionary*.
6. ↑  πέψιςcode: grc is deprecated , πέπτεινcode: grc is deprecated. Liddell, Henry George; Scott, Robert; *A Greek–English Lexicon* di Perseus Project
7. ↑  "A history of pepsin and related enzymes". *The Quarterly Review of Biology*. **77** (2): 127–47. June 2002. doi:10.1086/340729. JSTOR 3071644. PMID 12089768.
8. ↑  "Crystalline pepsin". *Science*. **69** (1796): 580. May 1929. Bibcode:1929Sci....69..580N. doi:10.1126/science.69.1796.580. PMID 17758437.
9. ↑  "Pepsinogens, progastricsins, and prochymosins: structure, function, evolution, and development". *Cellular and Molecular Life Sciences*. **59** (2): 288–306. February 2002. doi:10.1007/s00018-002-8423-9. PMID 11915945.
10. 1 2  "pH stability and activity curves of pepsin with special reference to their clinical importance". *Gut*. **6** (5): 506–8. October 1965. doi:10.1136/gut.6.5.506. PMC 1552331. PMID 4158734.
11. ↑  "Information on EC 3.4.23.1 - pepsin A". *BRENDA-enzymes*. Dicapai pada 14 Dec 2008.
12. ↑  "Bacterial killing in gastric juice--effect of pH and pepsin on Escherichia coli and Helicobacter pylori". *Journal of Medical Microbiology*. **55** (Pt 9): 1265–1270. September 2006. doi:10.1099/jmm.0.46611-0. PMID 16914658.
13. ↑  "INFOGEST static in vitro simulation of gastrointestinal food digestion". *Nature Protocols*. **14** (4): 991–1014. April 2019. doi:10.1038/s41596-018-0119-1. PMID 30886367. `|hdl-access=` requires `|hdl=` (bantuan)
14. 1 2 3  "Activity/stability of human pepsin: implications for reflux attributed laryngeal disease". *The Laryngoscope*. **117** (6): 1036–9. June 2007. doi:10.1097/MLG.0b013e31804154c3. PMID 17417109.
15. 1 2 3  "Pepsin and carbonic anhydrase isoenzyme III as diagnostic markers for laryngopharyngeal reflux disease". *The Laryngoscope*. **114** (12): 2129–34. December 2004. doi:10.1097/01.mlg.0000149445.07146.03. PMID 15564833.
16. 1 2 3  "Effect of pepsin on laryngeal stress protein (Sep70, Sep53, and Hsp70) response: role in laryngopharyngeal reflux disease". *The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology*. **115** (1): 47–58. January 2006. doi:10.1177/000348940611500108. PMID 16466100.
17. 1 2  Cox, Michael; Nelson, David R.; Lehninger, Albert L (2008). *Lehninger principles of biochemistry*. San Francisco: W.H. Freeman. m/s. 96. ISBN 978-0-7167-7108-1.
18. ↑  The P1 and P1' positions refer to the amino acid residues immediately next to the bond to be cleaved, on the carboxyl and amino side respectively.
19. ↑  "Role of acid and pepsin in acute experimental esophagitis". *Gastroenterology*. **56** (2): 223–30. February 1969. doi:10.1016/S0016-5085(69)80121-6. PMID 4884956.
20. ↑  "Role of the components of the gastroduodenal contents in experimental acid esophagitis". *Surgery*. **92** (2): 276–84. August 1982. PMID 6808683.
21. ↑  "Omeprazole does not reduce gastroesophageal reflux: new insights using multichannel intraluminal impedance technology". *Journal of Gastrointestinal Surgery*. **8** (7): 890–7, discussion 897–8. November 2004. doi:10.1016/j.gassur.2004.08.001. PMID 15531244.
22. ↑  "Physical and pH properties of gastroesophagopharyngeal refluxate: a 24-hour simultaneous ambulatory impedance and pH monitoring study". *The American Journal of Gastroenterology*. **99** (6): 1000–10. June 2004. doi:10.1111/j.1572-0241.2004.30349.x. PMID 15180717.
23. ↑  "Gastroesophageal and pharyngeal reflux detection using impedance and 24-hour pH monitoring in asymptomatic subjects: defining the normal environment". *Journal of Gastrointestinal Surgery*. **10** (1): 54–62. January 2006. doi:10.1016/j.gassur.2005.09.005. PMID 16368491.
24. ↑  "Acid and non-acid reflux in patients with persistent symptoms despite acid suppressive therapy: a multicentre study using combined ambulatory impedance-pH monitoring". *Gut*. **55** (10): 1398–402. October 2006. doi:10.1136/gut.2005.087668. PMC 1856433. PMID 16556669.
25. ↑  "Receptor-mediated uptake of pepsin by laryngeal epithelial cells". *The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology*. **116** (12): 934–8. December 2007. doi:10.1177/000348940711601211. PMID 18217514.
26. ↑  "Rationale for targeting pepsin in the treatment of reflux disease". *The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology*. **119** (8): 547–58. August 2010. doi:10.1177/000348941011900808. PMID 20860281.
27. ↑  "Pepsin as a causal agent of inflammation during nonacidic reflux". *Otolaryngology–Head and Neck Surgery*. **141** (5): 559–63. November 2009. doi:10.1016/j.otohns.2009.08.022. PMID 19861190.
28. ↑  "Inflammation and cancer: back to Virchow?". *Lancet*. **357** (9255): 539–45. February 2001. doi:10.1016/S0140-6736(00)04046-0. PMID 11229684.
29. ↑  "Acid/pepsin promotion of carcinogenesis in the hamster cheek pouch". *Archives of Otolaryngology–Head & Neck Surgery*. **126** (3): 405–9. March 2000. doi:10.1001/archotol.126.3.405. PMID 10722017.
30. ↑  "Sensitive pepsin immunoassay for detection of laryngopharyngeal reflux". *The Laryngoscope*. **115** (8): 1473–8. August 2005. doi:10.1097/01.mlg.0000172043.51871.d9. PMID 16094128.
31. ↑  "Pepsin as a marker of extraesophageal reflux". *The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology*. **119** (3): 203–8. March 2010. doi:10.1177/000348941011900310. PMID 20392035.
32. ↑  "Reflux revisited: advancing the role of pepsin". *International Journal of Otolaryngology*. **2012**: 646901. 2012. doi:10.1155/2012/646901. PMC 3216344. PMID 22242022.
33. ↑  Marciniszyn J, Hartsuck JA, Tang J (1977). "Pepstatin Inhibition Mechanism". *Acid Proteases: Structure, Function, and Biology*. Advances in Experimental Medicine and Biology. **95**. m/s. 199–210. doi:10.1007/978-1-4757-0719-9\_12. ISBN 978-1-4757-0721-2. PMID 339690.
34. ↑  "Bifunctional inhibitors of pepsin". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America*. **68** (11): 2765–8. November 1971. Bibcode:1971PNAS...68.2765H. doi:10.1073/pnas.68.11.2765. PMC 389520. PMID 4941985.
35. 1 2  "Structural basis for the inhibition of porcine pepsin by Ascaris pepsin inhibitor-3". *Nature Structural Biology*. **7** (8): 653–7. August 2000. doi:10.1038/77950. PMID 10932249.
36. ↑  "The story of the isolation of crystalline pepsin and trypsin". *The Scientific Monthly*. **35** (4): 333–340. 1932. Bibcode:1932SciMo..35..333N.
37. ↑  "The inhibition of pepsin-catalysed reactions by products and product analogues. Kinetic evidence for ordered release of products". *The Biochemical Journal*. **113** (2): 363–8. June 1969. doi:10.1042/bj1130363. PMC 1184643. PMID 4897199.
38. ↑  "Inhibition of peptic activity by sucralfate". *The American Journal of Medicine*. **79** (2C): 15–8. August 1985. doi:10.1016/0002-9343(85)90566-2. PMID 3929601.
39. ↑  Kun, Lee Yuan (2006). *Microbial Biotechnology: Principles And Applications* (ed. 2nd). Singapore: World Scientific Publishing Company. ISBN 981-256-677-5.
40. ↑  US
41. ↑  "Gelatinase and the Gates-Gilman-Cowgill Method of Pepsin Estimation". *The Journal of General Physiology*. **17** (1): 35–40. September 1933. doi:10.1085/jgp.17.1.35. PMC 2141270. PMID 19872760.
42. ↑  "Anti-Hinge Antibodies Recognize IgG Subclass- and Protease-Restricted Neoepitopes". *Journal of Immunology*. **198** (1): 82–93. January 2017. doi:10.4049/jimmunol.1601096. PMID 27864476.
43. ↑  Lane, David Stuart; Harlow, Edward (1988). *Antibodies: a laboratory manual*. Cold Spring Harbor, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory. m/s. A2926. ISBN 0-87969-314-2.
44. ↑  "Pepsin". *Enzyme Explorer*. Merck KGaA.

|  |  |
| --- | --- |
| Kawalan kewibawaan: Perpustakaan negara Sunting ini di Wikidata | 
* Perancis (data)
* Jerman
* Israel
* Amerika Syarikat

 |