Трипсин — фермент поджелудочной железы¶
Трипсин — протеолитический фермент класса сериновых протеаз, вырабатываемый поджелудочной железой млекопитающих, включая человека. В неактивной форме (протрипсин) он секретируется в тонкий кишечник, где активируется трипсиногеном под действием энтерокиназы. Трипсин катализирует гидролиз пептидных связей, преимущественно после аргинина и лизина, и играет центральную роль в пищеварении белков, а также запускает каскад активации других пищеварительных ферментов.
¶Структура и свойства
Трипсин человека — водорастворимый белок с молекулярной массой около 24 кДа. Молекула состоит из одной полипептидной цепи из 223 аминокислот, сшитой шестью дисульфидными связями. Активный центр образуют остатки гистидина, аспарагиновой кислоты и серина (каталитический триад), характерный для сериновых протеаз.
Ключевые физико-химические свойства:
- оптимум активности — pH 7,5–8,5;
- оптимальная температура — около 37 °C (при 60 °C фермент быстро инактивируется);
- изоэлектрическая точка — около pH 10,5;
- устойчив к действию других протеаз, включая сам трипсин (автолиз замедляется в присутствии ионов кальция).
¶Биосинтез и активация
Трипсин синтезируется в ацинарных клетках поджелудочной железы в виде неактивного прекурсора — трипсиногена. Это предотвращает самопереваривание железы. Трипсиноген секретируется в протоки поджелудочной железы и поступает в двенадцатиперстную кишку, где энтерокиназа (киназа), вырабатываемая энтероцитами тонкой кишки, отщепляет от молекулы N-концевой пептид (сегмент из шести аминокислот), превращая трипсиноген в активный трипсин.
Образовавшийся трипсин катализирует дальнейшее отщепление этого пептида у других молекул трипсиногена (автокаталитическая реакция), а также активирует проферменты химотрипсина, эластазы, карбоксипептидазы и фосфолипазы. Таким образом, трипсин является ключевым звеном пищеварительного каскада.
¶Физиологическая роль
Основная функция трипсина — расщепление белков пищи до пептидов и аминокислот. Специфичность к связям после аргинина и лизина дополняет специфику химотрипсина (после фенилаланина, тирозина и триптофана), обеспечивая более полный гидролиз пищевых белков.
Кроме пищеварения, трипсин участвует в процессах:
- активации проферментов поджелудочной железы;
- модуляции воспалительных реакций (трипсин активирует протеаз-активируемые рецепторы PAR);
- деградации внеклеточного матрикса при патологических процессах.
¶Применение
¶Медицина
Трипсин широко используется в медицине в форме препаратов для местного применения. Трипсин и химотрипсин применяются для очищения ран, ожоговых поверхностей и язв от некротических тканей (некролитическое действие). Препараты «Трипсин», «Трипсин-Луголь» и комбинированные средства (например, «Ириокс») используются в хирургии и травматологии.
¶Биотехнология и лабораторная практика
Трипсин — стандартный фермент для расщепления клеточных адгезий при пассаже культур клеток in vitro. Трипсинизация позволяет снять прикрепившиеся к чашке клетки для пересева или сбора. Также трипсин применяется в масс-спектрометрии для расщепления белковых образцов на пептиды перед анализом (трипсинолиз).
¶Промышленность
Фермент используется в кожевенном производстве для удаления волос и остатков тканей, в производстве клеёв и в текстильной промышленности.
¶Патология
Нарушение активации трипсина или его преждевременная активация в протоках поджелудочной железы приводит к самоперевариванию органа — панкреатиту. Хронический панкреатит сопровождается фиброзом и потерей экзокринной функции, что ведёт к ферментной недостаточности и мальабсорбции. Дефицит трипсина и других пищеварительных ферментов компенсируется заместительной терапией панкреатическими ферментами (микронизированный панкреатин).
¶История
Трипсин был открыт в 1876 году немецким физиологом Вильгельмом Кюне (Wilhelm Kühne), который назвал его «трипсином» (от греч. τρύπτω — «пробиваю, перевариваю»). В 1904 году Джон Нортроп выделил трипсин в кристаллическом виде, за что в 1946 году получил Нобелевскую премию по химии совместно с Джеймсом Самнером и Венделем Стэнли.
¶Источники
- Лекции по биохимии (общая биохимия, раздел о ферментах и пищеварении)
- Справочники по ферментологии (Enzyme Nomenclature, классификация КФ 3.4.21.4)
- Медицинская энциклопедия (статьи о панкреатите и ферментных препаратах)