Pepsinogènes, progastricsines et prochymosines: structure, fonction, évolution et développement

Cinq types de zymogènes des pepsines, protéinases digestives gastriques, sont connus: les pepsinogènes A, B et F, la progastricsine et la prochymosine. Les séquences d’acides aminés et/ou de nucléotides de plus de 50 pepsinogènes autres que le pepsinogène B ont été déterminées à ce jour. Les analyses phylogénétiques basées sur ces séquences indiquent que la progastricsine a divergé en premier, suivie de la prochymosine, et que les pepsinogènes A et F sont les plus étroitement liés. Les structures tertiaires, clarifiées par cristallographie aux rayons X, sont généralement bilobales avec une grande fente du site actif entre les lobes. Deux aspartates au centre de la fente, Asp32 et Asp215, fonctionnent comme résidus catalytiques, et les pepsinogènes sont donc classés comme protéinases aspartiques. La conversion des pepsinogènes en pepsines se fait de manière autocatalytique à pH acide par deux voies différentes, une voie en une étape pour libérer directement le segment d’activation intact et une voie par étapes à travers une pseudopepsine (s). La fente du site actif est suffisamment grande pour accueillir au moins sept résidus d’un substrat, formant ainsi des sous-sites S4 à travers S3′. Les acides aminés hydrophobes et aromatiques sont préférés aux positions P1 et P1′. Les interactions au niveau de sous-sites supplémentaires sont importantes dans certains cas, par exemple avec le clivage de la κ-caséine par la chymosine. Deux inhibiteurs naturels puissants sont connus: la pepstatine, un pentapeptide de Streptomyces, et un inhibiteur protéique unique d’Ascaris. Les gènes du pepsinogène comprennent neuf exons et peuvent être multiples, en particulier pour le pepsinogène A. Cette dernière et la progastricsine prédominent chez les animaux adultes, tandis que le pepsinogène F et la prochymosine sont les principales formes chez le fœtus / le nourrisson. Le passage de l’expression génique des pepsinogènes de type fœtal / infantile aux pepsinogènes de type adulte au cours du développement postnatal est remarquable, étant régulé par plusieurs facteurs, y compris les hormones stéroïdiennes.

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