Protease-enzymers rolle i protein-fordøjelse: Vigtigste spillere og mekanismer

Kost-proteiner hydrolysere til amino-syrer af en kaskade af proteaser (proteolytiske enzymer) på tværs af fordøjelsestrakten.

Mave-fase

• Pepsin: Sekreteres som pepsinogen af hovedceller; aktiveret af mavesyre (pH 1,5–3). Knækker peptid-bindinger ved aromatiske eller store hydrophobe rester. Optimal pH er 2. Aktiviteten ophører ved pylorus.

Pankreas-fase (Tyndtarm)

• Trypsinogen → Trypsin: Aktiveret af enterokinase (børstekant-enzyme). Trypsin aktiverer derefter de andre pankreatiske zymogener.
• Kymotrypsinogen → Kymotrypsin: Knækker efter aromatiske rester (Phe, Tyr, Trp).
• Proelastase → Elastase: Knækker elastin og bindinger involverende alanin, glycin, valin.
• Prokarboksypeptidaser → Karboksypeptidaser A og B: Eksopeptidaser der knækker C-terminale rester (A: aromatiske/alifatiske; B: basiske Arg/Lys).

Børstekant / Cytosolisk fase

• Aminopeptidaser: Eksopeptidaser knækker N-terminale rester.
• Dipeptidaser: Hydrolyser dipeptider til frie amino-syrer.
• Peptid-transporter (PEPT1): Absorberer di- og tripeptider ind i enterocytter for intracyto-plasmisk hydrolyse.

Regulering

• CCK og secretin stimulerer pankreatisk enzym- og bikarbonat-sekretion.
• Enterokinase-aktivering er det hastighedsbestemmende trin for trypsin-generering.
• Luminal pH-neutralisering ved bikarbonat er essentielt for pankreatisk enzym-aktivitet.

Klinisk relevans

• Pankreatisk insufficiens (cystisk fibrose, kronisk pankreatit) → fordøjelses-svigt → steatorrhoe og creatorrhoe. Behandles med pankreatisk enzym-erstatningsterapi (PERT).
• Mavesyre-undertrykkelse (PPI'er) kan mildt forringe protein-fordøjelse.

Effektiv proteolyse kræver koordineret sekretion, aktivering og et optimalt luminalt miljø.