Pepsin: Struktur, Fungsi, Produksi

Pepsin adalah enzim kuat yang ada dalam jus lambung yang membantu pencernaan protein. Ini sebenarnya adalah endopeptidase yang tugas utamanya adalah menghancurkan protein makanan menjadi bagian-bagian kecil yang dikenal sebagai peptida, yang kemudian diserap oleh usus atau didegradasi oleh enzim pankreas.

Meskipun diisolasi untuk pertama kalinya pada tahun 1836 oleh ahli fisiologi Jerman Theodor Schwann, baru pada tahun 1929 ketika ahli biokimia Amerika John Howard Northrop, dari Rockefeller Institute of Medical Research, melaporkan kristalisasi aktual dan bagian dari fungsinya, yang akan membantunya menerima Hadiah Nobel Kimia 17 tahun kemudian.

Enzim ini tidak eksklusif untuk manusia. Ini juga diproduksi di perut beberapa hewan dan bertindak dari tahap awal kehidupan, berkolaborasi dalam pencernaan protein dari produk susu, daging, telur dan biji-bijian, terutama.

Struktur

Sel-sel utama lambung menghasilkan zat awal yang disebut pepsinogen. Proenzim atau zymogen ini dihidrolisis dan diaktifkan oleh asam lambung, kehilangan 44 asam amino dalam prosesnya. Pada akhirnya, pepsin mengandung 327 residu asam amino dalam bentuk aktifnya, yang menjalankan fungsinya pada tingkat lambung.

Hilangnya 44 asam amino ini menyebabkan residu asam dalam jumlah yang sama bebas. Karena alasan inilah pepsin bekerja paling baik di media dengan pH sangat rendah.

Fungsi

Seperti yang telah disebutkan, fungsi utama pepsin adalah pencernaan protein. Aktivitas pepsin lebih besar di lingkungan yang sangat asam (pH 1, 5 - 2) dan dengan suhu berkisar antara 37 dan 42 ºC.

Hanya sebagian protein yang mencapai lambung terdegradasi oleh enzim ini (sekitar 20%) membentuk peptida kecil.

Aktivitas pepsin terutama difokuskan pada ikatan hidrofobik dari N-terminal yang ada dalam asam amino aromatik seperti triptofan, fenilalanin dan tirosin, yang merupakan bagian dari banyak protein yang berasal dari makanan.

Fungsi pepsin yang telah dijelaskan oleh beberapa penulis terjadi di dalam darah. Meskipun klaim ini kontroversial, tampaknya sejumlah kecil pepsin masuk ke aliran darah, di mana ia bertindak pada protein besar atau sebagian terhidrolisis yang diserap oleh usus kecil sebelum pencernaan totalnya.

Bagaimana cara diproduksi?

Pepsinogen yang disekresikan oleh sel-sel utama lambung, juga dikenal sebagai sel zymogen, adalah prekursor pepsin.

Proenzim ini dilepaskan berkat impuls saraf vagus dan sekresi hormon gastrin dan sekretin, yang distimulasi setelah asupan makanan.

Sudah di perut, pepsinogen dicampur dengan asam klorida, yang dilepaskan oleh rangsangan yang sama, berinteraksi dengan cepat satu sama lain untuk menghasilkan pepsin.

Ini dilakukan setelah pembelahan suatu prosegmen asam amino dari struktur asli pepsinogen melalui proses autokatalitik yang kompleks.

Setelah diaktifkan, pepsin yang sama dapat terus merangsang produksi dan pelepasan lebih banyak pepsinogen. Tindakan ini adalah contoh yang baik dari umpan balik enzimatik positif.

Selain pepsin itu sendiri, histamin dan terutama asetilkolin merangsang sel-sel peptik untuk mensintesis dan melepaskan pepsinogen baru.

Di mana itu bertindak?

Situs aksi utamanya adalah perut. Fakta ini dapat dengan mudah dijelaskan dengan memahami bahwa keasaman lambung adalah kondisi ideal untuk kinerjanya (pH 1.5-2.5). Faktanya, ketika bolus makanan berpindah dari lambung ke duodenum, pepsin tidak aktif dengan menemukan media usus dengan pH basa.

Pepsin juga bertindak dalam darah. Meskipun sudah dikatakan bahwa efek ini kontroversial, beberapa peneliti mengklaim bahwa pepsin masuk ke dalam darah, di mana ia terus mencerna peptida rantai panjang tertentu atau yang belum terdegradasi sepenuhnya.

Ketika pepsin meninggalkan lambung dan berada di lingkungan dengan pH netral atau basa, fungsinya berhenti. Namun, dengan tidak menghidrolisis, ia dapat diaktifkan kembali jika mediumnya bereaksi.

Karakteristik ini penting untuk memahami beberapa efek negatif pepsin, yang dibahas di bawah ini.

Refluks gastroesofagus

Kembalinya pepsin yang kronis ke kerongkongan adalah salah satu penyebab utama kerusakan yang ditimbulkan oleh refluks gastroesofageal. Meskipun sisa zat yang membentuk jus lambung juga terlibat dalam patologi ini, pepsin tampaknya menjadi yang paling berbahaya.

Pepsin dan asam lain yang terdapat dalam refluks dapat menyebabkan tidak hanya esofagitis, yang merupakan konsekuensi awal, tetapi mempengaruhi banyak sistem lainnya.

Di antara konsekuensi potensial dari aktivitas pepsin pada jaringan tertentu kita memiliki laringitis, pneumonitis, suara serak kronis, batuk persisten, laringospasme, dan bahkan kanker laring.

Asma dengan mikroaspirasi paru dari isi lambung telah dipelajari. Pepsin dapat memiliki efek iritasi pada pohon bronkial dan mendukung penyempitan saluran pernapasan, memicu gejala khas penyakit ini: gangguan pernapasan, batuk, mengi dan sianosis.

Efek lain dari pepsin

Bola oral dan odontologis juga dapat dipengaruhi oleh aksi pepsin. Tanda-tanda yang paling sering dikaitkan dengan kerusakan ini adalah halitosis atau bau mulut, air liur berlebihan, granuloma dan erosi gigi. Efek erosif ini biasanya bermanifestasi setelah bertahun-tahun refluks dan dapat merusak seluruh gigi.

Meskipun demikian, pepsin dapat berguna dari sudut pandang medis. Dengan demikian, keberadaan pepsin dalam air liur merupakan penanda diagnostik penting refluks gastroesofagus.

Sebenarnya ada tes cepat yang tersedia di pasar yang disebut PepTest, yang mendeteksi keberadaan pepsin saliva dan membantu dalam diagnosis refluks.

Papain, enzim yang sangat mirip dengan pepsin yang ada di pepaya atau pepaya, berguna dalam memutihkan gigi dan menjaga kebersihan.

Selain itu, pepsin digunakan dalam industri kulit dan fotografi klasik, serta dalam produksi keju, sereal, makanan ringan, minuman rasa, protein yang telah dicerna sebelumnya, dan bahkan permen karet.