Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato	Pepsina	Indice 2000

Pranzi e Cenoni

Durante le feste di Natale, spesso mettiamo a dura prova i nostri enzimi digestivi più che in qualsiasi altro periodo dell'anno. Il nostro sistema digestivo possiede un insieme di enzimi stabili e robusti costruiti per affrontare quei ricchi pranzi e farli in mille pezzi. La pepsina è il primo di una serie di enzimi che digeriscono le proteine. Nello stomaco, le catene proteiche vengono legate nella profonda fenditura che costituisce il sito attivo della pepsina, mostrato nella figura qui a destra in alto (dall'archivio PDB 5pep), e vengono spezzate in frammenti più piccoli. Poi, un insieme di proteasi e peptidasi finisce il lavoro di idrolisi nell'intestino. I frammenti prodotti, amminoacidi e dipeptidi, vengono poi assorbiti dalle cellule che li usano per la sintesi di nuove proteine o come combustibile per il loro metabolismo.

Un Lavoro Pericoloso

Gli enzimi che digeriscono le proteine pongono un problema concreto. L'enzima viene sintetizzato all'interno di una cellula, ma deve essere controllato in qualche modo perchè non cominci subito a digerire le proteine della stessa cellula che l'ha prodotto. Per risolvere questo problema, la pepsina e molti altri enzimi proteolitici, sono creati come "proenzimi" inattivi, che possono essere attivati in seguito, quando sono al sicuro fuori della cellula. Quando la pepsina viene costruita, la sua catena proteica viene allungata con una coda aggiuntiva di 44 amminoacidi, mostrata in verde nella figura qui a fianco (dall'archivio PDB 3psg). Questa ostruisce la grande fenditura che fa da sito attivo e blocca l'attività dell'enzima. Nello stomaco, la coda aggiuntiva viene tagliata e l'enzima comincia il suo lavoro di distruzione.

Un Pezzo di Storia Scientifica

Per molte ragioni gli enzimi digestivi sono degli ottimi candidati per la ricerca scientifica. Possono essere isolati facilmente e sono presenti in grande quantità nei succhi digestivi. Sono anche straordinariamente stabili perchè sono adatti a lavorare nelle dure condizioni presenti nel sistema digestivo. Le reazioni catalizzate dagli enzimi digestivi possono essere seguite con facilità: li si può aggiungere a una proteina come la gelatina e osservare come questa perde la sua consistenza di gel. Nel XVIII secolo, la pepsina è stata il primo enzima ad essere scoperto, ed è stato il secondo enzima ad essere cristallizzato (dopo la ureasi). Questi cristalli hanno avuto un ruolo importante nel dimostrare che gli enzimi erano proteine e che avevano una struttura definita. Oggi, la struttura della pepsina, determinata a partire da cristalli simili, è disponibile nell'archivio PDB 5pep e in molti altri.

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