ペプシノゲン

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胃底腺の主細胞で合成されるペプシノーゲンは、胃腔内において塩酸（HCl）または活性化ペプシン（ペプシン）の作用によりペプシンへと変換され、タンパク質をペプトンおよび少量のペプチドへ分解する。本酵素反応の至適pHは2であり、小腸へ移行すると酵素活性は失われる。

概要

ペプシン測定は、神経障害性低酸症の同定に用いることができる。ペプシンが著しく低値または欠如している場合、前者ではペプシン含量が正常であることもある一方、後者では塩酸およびペプシンが同時に欠乏していることがある。一般に、胃低酸症は胃粘膜の高度な器質的変化に起因すると考えられており、特に悪性貧血における無酸症、貧血、およびペプシン分泌欠如は重要な診断所見である。慢性胃炎、慢性胃拡張、慢性十二指腸炎では、ペプシン分泌が低下することが多い。一般に、基礎胃酸分泌が高い疾患ではペプシン活性が亢進する。1836年、テオドール・シュワンは消化過程の研究において消化に関与する物質を発見し、これをペプシンと命名した。ペプシンは動物由来として最初に得られた酵素でもある。胃内に存在する唯一のタンパク質分解酵素であり、至適pHは1.5～2.0である。ペプシンの主な作用部位は、芳香族アミノ酸または酸性アミノ酸のアミノ基を含むペプチド結合である。本酵素は胃腺の主細胞で合成され、ザイモゲン顆粒として分泌される。胃液中の塩酸により活性化されると、タンパク質消化能を発揮する。医薬用ペプシンは、消化不良の治療目的で、豚・牛・羊の胃から抽出される。

図1．ペプシンのタンパク質構造。

組成

ペプシノーゲンはペプシンの前駆体である。生化学的特性および免疫原性に基づき、2つのサブグループに分類される。成分1～5は免疫原性が同一であり、ペプシノーゲンI（PG I）と呼ばれ、主として胃底腺由来で、主細胞および粘液頸部細胞から分泌される。成分6および7はペプシノーゲンII（PG II）と呼ばれる。PG IIは、胃底腺の主細胞および粘液頸部細胞に加え、噴門腺の粘液頸部細胞、胃前庭部の幽門腺、さらに上部十二指腸でも産生され得る。

代謝

通常、PGの約1%が胃粘膜の毛細血管を介して血中へ移行し、血中に移行したPGは血液中で非常に安定である。血清PG IおよびPG IIは胃粘膜腺および細胞数を反映し、胃粘膜の部位別分泌機能を間接的に示す。胃粘膜に病的変化が生じると、血清PG濃度も変動する。したがって、血清中PG濃度のモニタリングは、胃粘膜状態を監視する手段として用いることができる。ペプシノーゲンは宿主細胞で合成され、不活性なザイモゲン顆粒として細胞内に貯蔵される。細胞内がザイモゲン顆粒で充満すると、新規ザイモゲン産生に対して負のフィードバックが働く。胃腔内へ分泌されたペプシノーゲンは胃酸の作用により分子から低分子ポリペプチドが切り離され、活性型ペプシンへ変換される。活性化されたペプシンは、さらにペプシノーゲンの活性化も促進する。ペプシンは食物中タンパク質を加水分解し、主としてタンパク質およびポリペプチド分子中のフェニルアラニンまたはチロシンを含むペプチド結合に作用する。主な分解産物はペプトンであり、生成されるポリペプチドまたはアミノ酸は少ない。ペプシンは強酸性環境でのみ作用し、至適pHは2である。pHが上昇するにつれてペプシン活性は低下し、pHが6を超えると酵素は不可逆的変性を起こす。