Pepsinogeni, progastricsins e prochymosins: struttura, funzione, evoluzione e sviluppo

Cinque tipi di zymogens di pepsins, proteinases digestive gastriche, sono conosciuti: pepsinogens A, B ed F, progastricsin e prochymosin. Fino ad oggi sono state determinate le sequenze di amminoacidi e/o nucleotidi di oltre 50 pepsinogeni diversi dal pepsinogeno B. Le analisi filogenetiche basate su queste sequenze indicano che la progastricsina divergeva prima seguita dalla prochymosin e che i pepsinogeni A e F sono più strettamente correlati. Le strutture terziarie, chiarite dalla cristallografia a raggi X, sono comunemente bilobali con una grande fessura del sito attivo tra i lobi. Due aspartati al centro della fessura, Asp32 e Asp215, funzionano come residui catalitici e quindi i pepsinogeni sono classificati come proteinasi aspartiche. La conversione di pepsinogens a pepsins procede autocatalytically a pH acido da due vie differenti, una via di un punto per liberare direttamente il segmento intatto di attivazione e una via graduale attraverso una pseudopepsina(s). La fessura del sito attivo è abbastanza grande da ospitare almeno sette residui di un substrato, formando così S4 attraverso S3 ‘ sottositi. Gli aminoacidi idrofobi e aromatici sono preferiti nelle posizioni P1 e P1’. Le interazioni a sottositi aggiuntivi sono importanti in alcuni casi, ad esempio con la scissione della κ-caseina da parte della chimosina. Sono noti due potenti inibitori naturali: pepstatina, un pentapeptide da Streptomyces e un inibitore proteico unico da Ascaris. I geni del pepsinogeno comprendono nove esoni e possono essere multipli, specialmente per il pepsinogeno A. Quest’ultimo e progastricsin predominano negli animali adulti, mentre pepsinogen F e prochymosin sono le forme principali nel feto/neonato. Il passaggio dell’espressione genica dal feto/neonato ai pepsinogeni di tipo adulto durante lo sviluppo postnatale è degno di nota, essendo regolato da diversi fattori, tra cui gli ormoni steroidei.

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