آنزیم پپسین: ساختار و واقعیت‌های مهم

پپسین آنزیمی است که پروتئین‌ها را به پپتید‌ تجزیه می‌کند. این مقاله اطلاعاتی درباره ساختار، کارکرد و برخی واقعیت‌های مهم درباره این آنزیم گوارشی ارائه می‌دهد.
پپسین توسط فیزیولوژیست آلمانی تئودور شوان در سال 1836 کشف شد. در سال 1930، آنزیم پپسین به شکل بلوری ایزوله شد. پوشش معده انسان حاوی میلیون‌ها غدد معدی است. به دنبال هر غذایی که می‌خوریم، این غدد کارکرد حیاتی ترشح مایع گوارشی را انجام می‌دهند. انواع مختلف سلول‌ها در این غدد یافت می‌‌شوند. این‌ها عبارتند از سلول‌های جداری، سلول‌های ارشد، سلول‌های ترشح کننده ماده مخاطی و سلول‌های تشرح کننده هورمون.
سلول‌های جداری هیدروکلریک اسید و فاکتور داخلی تولید می‌کنند درحالیکه سلول‌های ترشح کننده ماده مخاطی موسین ترشح می‌کنند. سلول‌های ارشد پپسینوژن تولید و ترشح می‌کنند که پیش‌ساز آنزیم پپسین است. باید اشاره کرد که سلول‌های ترشح کننده هورمون در معده غدد معدی را تحریک می‌کنند تا مایع گوارشی ترشح کنند. بعد از بلع غذا و رسیدن آن به معده، عصب واگ سیگنال‌هایی ارسال می‌کند که آزادسازی گاسترین در جریان خون را تحریک می‌کنند. با تماس آن با غدد معدی در معده، ترشح مایع گوارشی تحریک می‌شود که شامل هیدروکلریک اسید، ماده مخاطی و آنزیم‌های گوارشی مانند رنین و پپسین است.
کارکرد و کاربردهای آنزیم پپسین
پپسین، کیموتریپسین و تریپسین جزء دسته آنزیم‌های پروتئولیتیک قرار می‌گیرند. این آنزیم‌ها در هیدرولیز پروتئین‌‌ها به پپتید‌ها و اسید‌های آمینه توسط تجزیه آن‌ها به پیوند‌های پپتیدی نقش دارند. پپسین در تجزیه پیوند‌های پپتیدی در مورد اسید‌های آمینه‌ای مانند فنیل‌آلانین، تریپتوفان و تیروزین کاملاً مؤثر است. پپسین به شکل پپسینوژن ترشح می‌شود که پیش‌ساز پپسین است. آزادسازی هیدروکلریک اسید توسط سلول‌های جداری در پوشش معده است که باعث تبدیل پیش‌ساز غیر فعال پپسینوژن به شکل فعال پپسین می‌شود. هیدورکلریک اسید به حفظ اسیدیته بهینه برای کارکرد پپسین که pH بین 1-3 است کمک می‌کند.
در معده، مولکول‌های پپسینوژن به طور جزئی یکدیگر را هضم می‌کنند و به این ترتیب بخش‌های پلی‌ پپتیدی را از بین می‌برند و پپسینوژن را به پپسین تبدیل می‌کنند. پپسین پیوند‌های پپتیدی بین اسید‌های آمینه با زنجیره‌های جانبی آبگریز پلی‌ پپتید‌ها را تجزیه می‌کند. بنابراین، پپسین پلی پپتید‌های بلند را به پلی پپتید‌های کوتاه تبدیل می‌کند.
فرآیند تبدیل پروتئین‌ها به پپتون‌ها را می‌توان با کمک پپسینی که به صورت تجاری آماده شده است انجام داد. یکی از کاربردهای پپسین در صنایع غذایی است که از آنزیم پپسین برای دلمه کردن شیر در تولید پنیر استفاده می‌شود. از آنزیم پپسین همچنین ممکن است برای فرآوری پروتئین‌ سویا و ژلاتین استفاده شود. از این آنزیم ممکن است برای تهیه مواد هیدرولیز شده از پروتئین حیوانی و گیاهی به عنوان طعم دهنده در مواد غذایی یا نوشیدنی‌ها استفاده شود. از آنزیم پپسین می‌توان برای ارزیابی قابلیت هضم پروتئین‌ها استفاده کرد. در صنعت چرم، از پپسین برای حذف بافت و موها و نرم کردن چرم استفاده می‌شود. در صنعت آزمایشگاهی نیز از آنزیم پپسین برای آنالیز پروتئین‌های مختلف استفاده می‌شود.
ساختار آنزیم پپسین
اساساً، پروتئین‌ها پلیمر‌های بلندی هستند که با پیوند‌های پپتیدی بهم متصل شده‌اند. پیوند پپتیدی ارتباط آمیدی است که گروه آمینه یک آمینه اسید را به گروه کربوکسیل آمینه اسید دیگر متصل می‌کند. پروتئین‌ها شامل چندین نوع اسید آمینه هستند. هنگامی که اسید‌های آمینه بدین شکل بهم متصل می‌شوند، منجر به تشکیل پپتید می‌شوند. هنگامی که هزاران اسید آمینه بدین طریق بهم متصل می‌شوند پلی پپتید‌ها تشکیل می‌شوند. در مورد پروتئین‌ها، یک یا چند زنجیره پلی پپتیدی توسط فعل و انفعالات غیر کووالانسی کنار همدیگر نگه داشته می‌شوند.
پپسین پیوند‌های پپتیدی پروتئین‌ها را هیدرولیز می‌کند و آن‌ها را به بخش‌های پلی پپتیدی کوچک‌تر تجزیه می‌کند. پپسین تحت شرایط اسیدی فعال است که با وجود مایع گوارشی در معده فراهم می‌شود. pH پایین معده به خاطر ترشح هیدروکلریک اسید توسط غدد معدی است. اسیدیته قوی معده ماهیت پروتئین‌های غذا را تغییر می‌دهد. پپسین در اسیدیته طبیعی مایع گوارشی بهترین عملکرد را دارد. باید اشاره کرد که واکنش برای تبدیل پپسینوژن به پپسین به pH کمتر از 5 نیاز دارد. پپسین در روده مؤثر نیست چون، اسید‌های معدی خنثی می‌شوند و pH برابر 7 است.
برای نتیجه‌گیری، تکانه‌های عصب واگ و همچنین ترشح گاسترین و هورمون‌ها آزادسازی پپسینوژن به معده را تحریک می‌کند که با هیدروکلریک اسید مخلوط و به سرعت به آنزیم پپسین تبدیل می‌شود. توجه داشه باشید که پپسین تنها در تجزیه جزئی پروتئین‌ها نقش دارد. محل اصلی هضم پروتئین در روده است که تریپسین، کیموتریپسین و آنزیم‌های دیگر برای هضم پروتئین‌ها کار می‌کنند.