胰蛋白酶原
胰蛋白酶原（英文：Trypsinogen）是胰蛋白酶（一種消化酶）的前體形式（或酶原）。它由胰臟產生，與澱粉酶、脂酶和糜蛋白酶原一起存在於胰液中。它被存在於腸胃壁中的腸肽酶裂解為其活性形式——胰蛋白酶。一旦被激活，胰蛋白酶可以將更多的胰蛋白酶原切割成胰蛋白酶，這一過程稱為自動激活。胰蛋白酶裂解鹼性氨基酸（如精氨酸和賴氨酸）羧基側的肽鍵。
作用
胰蛋白酶原是胰蛋白酶的酶原前體。胰蛋白酶原（非活性形式）儲存在胰臟中，以便在需要消化蛋白質時釋放出來。胰臟儲存非活性形式的胰蛋白酶原，因為活性胰蛋白酶會對胰臟組織造成嚴重損害。胰蛋白酶原通過胰管與其他消化酶一起由胰臟釋放到十二指腸的第二部分。[1]
胰蛋白酶原的激活
胰蛋白酶原被腸肽酶（也稱為腸激酶）激活。腸肽酶由十二指腸黏膜生產，它在賴氨酸殘基15後裂解胰蛋白酶原的肽鍵。N端肽被丟棄，摺疊的蛋白質發生輕微的重排。新形成的N端殘基（殘基16）插入到一個裂隙中，其α氨基在活性位點絲氨酸附近與天冬氨酸形成離子對，並導致其他殘基的構象重排。Gly193的氨基將自身定位到正確的位置，從而完成活性位點的負氧離子洞，從而激活蛋白質。[2]由於胰蛋白酶也會在精氨酸或賴氨酸之後裂解肽鍵，它可以裂解其他胰蛋白酶原，因此激活過程變為自催化。
防止胰蛋白酶原活化
胰蛋白酶作為無活性的胰蛋白酶原生產、儲存和釋放，以確保蛋白質僅在適當的位置被激活。過早的胰蛋白酶激活可能具有破壞性，並可能引發一系列導致胰腺自我消化的事件。在正常胰臟中，大約5%的胰蛋白酶原被認為會被激活，因此有許多防禦措施可以防止這種不適當的激活。胰蛋白酶原儲存在胰臟的細胞內囊泡中，稱為酶原顆粒，其膜壁被認為對酶促降解具有抗性。防止不當胰蛋白酶激活的進一步保護措施是存在抑制劑，例如牛胰胰蛋白酶抑制劑（BPTI）和絲氨酸蛋白酶抑制劑Kazal一型（SPINK1），它們與形成的任何胰蛋白酶結合。胰蛋白酶原的自催化活化是一個緩慢的過程，因為在胰蛋白酶原的保守N端六肽上存在大量負電荷，它排斥胰蛋白酶專一性口袋背面的天冬氨酸。[3]胰蛋白酶也可以通過切割使其他胰蛋白酶失活。
血清胰蛋白酶原
血清胰蛋白酶原是通過血液測試來測量的。在急性胰腺炎和囊腫性纖維化中可見高水平。
胰蛋白酶原同源異構體
在人類胰液中可以發現三種胰蛋白酶原同源異構體。它們是陽離子、陰離子和中間體胰蛋白酶原，它們分別占總胰腺分泌蛋白的23.1%、16%和0.5%。[4]在其他生物體中也發現了其他形式的胰蛋白酶原。
疾病
胰臟中的胰蛋白酶原的不當激活可導致胰腺炎。某些類型的胰腺炎可能與胰蛋白酶原的突變形式有關。陽離子胰蛋白酶原中胰蛋白酶敏感位點Arg117的突變與遺傳性胰腺炎有關，這是一種罕見的早發性遺傳疾病。Arg117可能是一種故障保護機制，當胰蛋白酶在胰臟內被激活時，胰蛋白酶可能會變得失活，並且該切割位點的喪失將導致失去控制並允許自身消化導致胰腺炎。[5]還發現了與胰腺炎有關的其他突變型。[6]
參考文獻
- ^ Mayer, J; Rau, B; Schoenberg, MH; Beger, HG. Mechanism and role of trypsinogen activation in acute pancreatitis. Hepatogastroenterology. September 1999, 46 (29): 2757–2763. PMID 10576341.
- ^ Internet Archive, Thomas E. Proteins : structures and molecular properties. Proteins : structures and molecular properties. New York : W.H. Freeman. 1993. ISBN 978-0-7167-2317-2.
- ^ Internet Archive. Biochemistry. Biochemistry. J. Wiley & Sons. 1995. ISBN 978-0-471-58651-7.
- ^ Redirecting. linkinghub.elsevier.com. [2022-09-24]. （原始內容存檔於2021-05-25）.
- ^ Whitcomb, David C.; Gorry, Michael C.; Preston, Robert A.; Furey, William; Sossenheimer, Michael J.; Ulrich, Charles D.; Martin, Stephen P.; Gates, Lawrence K.; Amann, Stephen T.; Toskes, Phillip P.; Liddle, Roger. Hereditary pancreatitis is caused by a mutation in the cationic trypsinogen gene. Nature Genetics. 1996-10, 14 (2) [2022-09-25]. ISSN 1546-1718. doi:10.1038/ng1096-141. （原始內容存檔於2022-09-28） （英語）.
- ^ Rebours, Vinciane; Lévy, Philippe; Ruszniewski, Philippe. An overview of hereditary pancreatitis. Digestive and Liver Disease. 2012-01-01, 44 (1). ISSN 1590-8658. doi:10.1016/j.dld.2011.08.003 （English）.
