Pepsin
Pepsin adalah enzim yang memecah protein menjadi peptida yang lebih kecil (pepsin merupakan salah satu protease). Enzim ini diproduksi di lambung dan merupakan salah satu enzim pencernaan utama dalam sistem pencernaan manusia dan banyak hewan lainnya yang membantu mencerna protein dalam makanan. Pepsin memiliki struktur tiga dimensi, satu atau lebih rantai polipeptida terpelintir dan terlipat, menyatukan sejumlah kecil asam amino untuk membentuk situs aktif, tempat substrat berikatan dan reaksi terjadi. Pepsin merupakan protease aspartat, menggunakan aspartat katalitik pada situs aktifnya.[2]
| pepsin A | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Pengidentifikasi | |||||||||
| Nomor EC | 3.4.23.1 | ||||||||
| Nomor CAS | 9001-75-6 | ||||||||
| Basis data | |||||||||
| IntEnz | tinjauan IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entri BRENDA | ||||||||
| ExPASy | tinjauan NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entri KEGG | ||||||||
| MetaCyc | jalur metabolik | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| Struktur PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Ontologi Gen | AmiGO / EGO | ||||||||
| |||||||||
| pepsin B | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pengidentifikasi | |||||||||
| Nomor EC | 3.4.23.2 | ||||||||
| Nomor CAS | 9025-48-3 | ||||||||
| Basis data | |||||||||
| IntEnz | tinjauan IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entri BRENDA | ||||||||
| ExPASy | tinjauan NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entri KEGG | ||||||||
| MetaCyc | jalur metabolik | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| Struktur PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
| pepsin C (gastriksin) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pengidentifikasi | |||||||||
| Nomor EC | 3.4.23.3 | ||||||||
| Nomor CAS | 9012-71-9 | ||||||||
| Basis data | |||||||||
| IntEnz | tinjauan IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entri BRENDA | ||||||||
| ExPASy | tinjauan NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entri KEGG | ||||||||
| MetaCyc | jalur metabolik | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| Struktur PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
Pepsin merupakan salah satu dari tiga protease utama dalam sistem pencernaan manusia, dua lainnya adalah kimotripsin dan tripsin. Selama proses pencernaan, enzim-enzim ini, yang masing-masing memiliki spesialisasi dalam memutuskan ikatan antara jenis asam amino tertentu, berkolaborasi untuk memecah protein makanan menjadi komponennya, yaitu peptida dan asam amino, yang dapat segera diserap oleh usus halus. Pepsin paling efisien dalam memutus ikatan peptida antara asam amino hidrofobik, khususnya asam amino aromatik seperti fenilalanin, triptofan, dan tirosin.[3]
Proenzim pepsin, pepsinogen, dilepaskan oleh sel utama pada dinding lambung, dan saat bercampur dengan asam klorida dari jus lambung, pepsinogen teraktifkan menjadi pepsin.[2]
Sejarah
Pepsin adalah salah satu enzim pertama yang ditemukan. Enzim ini ditemukan pada tahun 1836 oleh Theodor Schwann. Schwann menciptakan namanya berasal dari kata Yunani πέψις, yang berarti "pencernaan" (dari πέπτειν "untuk mencerna").[4][5][6][7] Ilmuwan pada kisaran waktu tersebut mulai menemukan banyak senyawa biokimia yang berperan penting dalam proses biologis, dan pepsin adalah salah satunya. Zat asam yang mampu mengubah makanan berbasis nitrogen menjadi bahan yang larut dalam air dideterminasikan menjadi pepsin.[8]
Pada tahun 1928, pepsin menjadi salah satu enzim pertama yang dikristalisasi ketika John H. Northrop mengkristalkannya dengan menggunakan dialisis, filtrasi, dan pendinginan.[9]
Prekursor
Pepsin diekspresikan sebagai zimogen yang disebut pepsinogen dengan struktur primernya memiliki 44 asam amino tambahan.
Pada lambung, sel utama mengeluarkan pepsinogen. Zimogen ini diaktifkan oleh asam klorida (HCl) yang dilepaskan dari sel parietal pada lapisan lambung. Hormon gastrin dan saraf vagus memicu pelepasan pepsinogen dan HCl dari lapisan lambung saat makanan tertelan. Asam klorida menciptakan lingkungan asam, yang memungkinkan pepsinogen tersingkap dan memotong diri dengan cara otokatalitik sehingga menghasilkan pepsin (bentuk aktif). Pepsin memecah 44 asam amino dari pepsinogen untuk menciptakan lebih banyak pepsin.
Aktivitas dan stabilitas
Pepsin paling aktif berada di lingkungan asam dengan suhu antara 37 °C hingga 42 °C.[10][11] Dengan demikian, situs sintesis primer dan aktivitasnya berada di dalam lambung (pH 1,5 sampai 2). Pepsin akan mencerna hingga 20% ikatan amida yang tertelan dengan memotong secara istimewa di sisi N-terminal[12] asam amino aromatik seperti fenilalanin, triptofan, dan tirosin.[12] Pepsin menunjukkan pemotongan istimewa untuk residu hidrofobik, terlebih aromatik, pada posisi P1 dan P1'. Peningkatan kerentanan terhadap hidrolisis terjadi jika terdapat asam amino yang mengandung sulfur berdekatan dengan ikatan peptida yang dimiliki asam amino aromatik. Pepsin menunjukkan aktivitas maksimum pada pH 2,0 dan tidak aktif pada pH lebih dari 6,5, tetapi pepsin tidak sepenuhnya terdenaturasi atau diinaktivasi secara ireversibel hingga pH 8,0.[13] Oleh karena itu, pepsin dalam larutan berpH hingga 8,0 dapat diaktifkan kembali saat reasidifikasi. Stabilitas pepsin pada pH tinggi memiliki implikasi yang signifikan terhadap penyakit yang disebabkan oleh refluks laringofaring. Pepsin tetap berada di laring setelah kejadian refluks lambung.[14][15] Pada pH rata-rata dari laringofaring (pH = 6,8) pepsin akan menjadi tidak aktif, tetapi dapat diaktifkan kembali pada kejadian refluks asam selanjutnya yang mengakibatkan kerusakan pada jaringan lokal.
Referensi
- ^ PDB: 1PSO; Fujinaga M, Chernaia MM, Tarasova NI, Mosimann SC, James MN (May 1995). "Crystal structure of human pepsin and its complex with pepstatin". Protein Sci. 4 (5): 960–72. doi:10.1002/pro.5560040516. PMC 2143119
. PMID 7663352.
- ^ a b "Enzyme entry 3.4.23.1". Diakses tanggal 14 Desember 2008.
- ^ Dunn BM (Nov 2001). "Overview of pepsin-like aspartic peptidases". Current Protocols in Protein Science. Chapter 21: Unit 21.3. doi:10.1002/0471140864.ps2103s25. ISBN 0471140864. PMID 18429164.
- ^ Florkin M (Mar 1957). "[Discovery of pepsin by Theodor Schwann]". Revue Médicale De Liège (dalam bahasa French). 12 (5): 139–44. PMID 13432398.
- ^ Asimov I (1980). "page 95". A short history of biology. Westport, Conn: Greenwood Press. ISBN 0-313-22583-4.
- ^ Harper, Douglas. "pepsin". Online Etymology Dictionary.
- ^ πέψις, πέπτειν. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project.
- ^ Fruton JS (Jun 2002). "A history of pepsin and related enzymes". The Quarterly Review of Biology. 77 (2): 127–47. doi:10.1086/340729. JSTOR 3071644. PMID 12089768.
- ^ Northrop JH (May 1929). "Crystalline pepsin". Science. 69 (1796): 580. Bibcode:1929Sci....69..580N. doi:10.1126/science.69.1796.580. PMID 17758437.
- ^ "Effects of pH". Diakses tanggal 29 April 2010.
- ^ "Information on EC 3.4.23.1 - pepsin A". Brenda-enzymes. Diakses tanggal 14 Desember 2008.
- ^ a b Cox M, Nelson DR, Lehninger AL (2008). Lehninger principles of biochemistry. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-7108-X.
- ^ Johnston N, Dettmar PW, Bishwokarma B, Lively MO, Koufman JA (Juni 2007). "Activity/stability of human pepsin: implications for reflux attributed laryngeal disease". The Laryngoscope. 117 (6): 1036–9. doi:10.1097/MLG.0b013e31804154c3. PMID 17417109.
- ^ Johnston N, Knight J, Dettmar PW, Lively MO, Koufman J (Dec 2004). "Pepsin and carbonic anhydrase isoenzyme III as diagnostic markers for laryngopharyngeal reflux disease". The Laryngoscope. 114 (12): 2129–34. doi:10.1097/01.mlg.0000149445.07146.03. PMID 15564833.
- ^ Johnston N, Dettmar PW, Lively MO, Postma GN, Belafsky PC, Birchall M, Koufman JA (Jan 2006). "Effect of pepsin on laryngeal stress protein (Sep70, Sep53, and Hsp70) response: role in laryngopharyngeal reflux disease". The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 115 (1): 47–58. doi:10.1177/000348940611500108. PMID 16466100.
Pranala luar
- Basis data daring MEROPS untuk peptidase dan inhibitornya: Pepsin A A01.001, Pepsin B A01.002, Pepsin C (Gastriksin) A01.003
- MeSH Pepsin+A
- MeSH Pepsinogens
- MeSH Pepsinogen+A
- MeSH Pepsinogen+C
- Beemans Gum
- Pepsin: Molecule of the Month, oleh David Goodsell, RCSB Protein Data Bank