В биохимии зимоген ( / ˈ z aɪ m ə dʒ ən , - m oʊ -/ [1] [ 2] ), также называемый проферментом ( / ˌ p r oʊ ˈ ɛ n z aɪ m / [3] [4] ), является неактивным предшественником фермента . Зимогену требуется биохимическое изменение (такое как реакция гидролиза, раскрывающая активный центр , или изменение конфигурации для раскрытия активного центра) для того, чтобы он стал активным ферментом. Биохимическое изменение обычно происходит в тельцах Гольджи , где определенная часть предшественника фермента расщепляется для его активации. Отщепляемая инактивирующая часть может быть пептидной единицей или может быть независимо складывающимися доменами, содержащими более 100 остатков . Хотя они ограничивают возможности фермента, эти N-концевые расширения фермента или «просегмент» часто способствуют стабилизации и сворачиванию фермента, который они ингибируют. [ необходима цитата ]
Поджелудочная железа секретирует зимогены частично для того, чтобы предотвратить переваривание ферментами белков в клетках , в которых они синтезируются. Ферменты, такие как пепсин, создаются в форме пепсиногена , неактивного зимогена. Пепсиноген активируется, когда главные клетки выделяют его в желудочную кислоту , чья соляная кислота частично активирует его. [5] Другой частично инактивированный пепсиноген завершает активацию, удаляя пептид, превращая пепсиноген в пепсин. Случайная активация зимогенов может произойти, когда секреторный проток в поджелудочной железе заблокирован желчным камнем , что приводит к острому панкреатиту . [ требуется цитата ]
Грибы также выделяют пищеварительные ферменты в окружающую среду в виде зимогенов. Внешняя среда имеет другой pH, чем внутри грибковой клетки, и это изменяет структуру зимогена в активный фермент. [ необходима цитата ]
Другой способ, которым ферменты могут существовать в неактивных формах и позже преобразовываться в активные формы, заключается в активации только тогда, когда связан кофактор , называемый коферментом. В этой системе неактивная форма (апофермент) становится активной формой (холоферментом), когда кофермент связывается.
В двенадцатиперстной кишке панкреатические зимогены, трипсиноген, химотрипсиноген, проэластаза и прокарбоксипептидаза, преобразуются в активные ферменты энтеропептидазой и трипсином. Химотрипсиноген, одна полипептидная цепь из 245 аминокислотных остатков, преобразуется в альфа-химотрипсин, который имеет три полипептидные цепи, связанные двумя из пяти дисульфидных связей, присутствующих в первичной структуре химотрипсиногена. [6]
Примеры зимогенов:
