Частичный протеолиз как способ активации зимогена

Зимоген, или профермент – это неактивная форма фермента. Когда активный центр энзима закрыт олигопептидным фрагментом белковой цепи, субстрат не может с ним взаимодействовать.

Некоторые биокатализаторы, функционирующие вне клеток (в полости ЖКТ или в плазме крови), синтезируются в виде неактивных предшественников и их преобразование осуществляется с помощью гидролиза одной или нескольких определённых пептидных связей, что приводит к отщеплению фрагмента от белковой молекулы. В результате в оставшейся части апофермента происходит конформационная перестройка и открывается его активный центр.

Рассмотрим данный механизм на примере активации протеолитического энзима трипсина. Трипсиноген - его зимоген, синтезируемый в поджелудочной железе, по её протокам поступает в двенадцатиперстную кишку, где и активируется выше упомянутым способом под действием фермента кишечника энтеропептидазы, отщепляющей гексапептид с N-конца молекулы, в результате в сохранившейся части мицеллы формируется активный центр. Предварительное ингибирование предотвращает распад клеточных белков pancreas под действием активных форм энзима.

Частичный протеолиз - пример регуляции, когда активность биокатализатора изменяется необратимо. Такие ферменты функционируют, как правило, в течение короткого времени, определяемого сроком жизни белковой молекулы. Данный механизм лежит в основе положительной регуляции не только протеаз, но и белков свёртывающей системы крови и фибринолиза, протеинов системы комплемента, а также пептидных гормонов.