9001-75-6 / 施旺和胃蛋白酶

施旺（1810-1882）出生于1810年12月7日，是德國動(dòng)物生理學(xué)家。他的主要貢獻(xiàn)包括：提出動(dòng)物是由細(xì)胞構(gòu)成的，是細(xì)胞學(xué)說的締造者之一，他還發(fā)現(xiàn)并命名了胃蛋白酶（Pepsin，來源于希波克拉底的pepsis，表示消化、領(lǐng)悟的意思）、發(fā)現(xiàn)了周圍神經(jīng)系統(tǒng)的施旺細(xì)胞（Schwann cells ）、酵母有機(jī)體的本質(zhì)及提出了代謝（metabolism）這個(gè)名詞。施旺最重要的著作是《關(guān)于動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)和生長一致性的顯微研究》，文中他提出了從動(dòng)物科學(xué)的角度得出的細(xì)胞學(xué)說：細(xì)胞是構(gòu)成動(dòng)物的基本單位，動(dòng)物細(xì)胞的基本構(gòu)成大體相同，雖然不同動(dòng)物細(xì)胞的作用不見得相同，但各種細(xì)胞的發(fā)生是相似的。動(dòng)物和植物一樣，也是由細(xì)胞組成的；植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞一樣，都含有細(xì)胞膜、細(xì)胞內(nèi)含物和細(xì)胞核。

胃蛋白酶是施旺于1836年發(fā)現(xiàn)的，十九世紀(jì)中葉科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)分解成胨（peptones，屬于多肽）。后來，人們發(fā)現(xiàn)它能夠有效治療消化道疾病，這一發(fā)現(xiàn)，極大地促進(jìn)了胃蛋白酶的生產(chǎn)和純化技術(shù)，最終在十九世紀(jì)末取得了成功。但是它的化學(xué)本質(zhì)和特性一直沒有搞清楚。直到1930年才由約翰諾斯羅普（John H. Northrop）提取出來（結(jié)晶），并證明了它是蛋白質(zhì)。這是科學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)和結(jié)晶動(dòng)物體內(nèi)的蛋白質(zhì)酶。約翰諾斯羅普也因此在1946年和其他科學(xué)家（Sumner, and Stanley ）共同分享了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。之后，新的分離技術(shù)如結(jié)晶、層析得到進(jìn)一步發(fā)展。通過這些技術(shù)，胃蛋白酶和胃蛋白酶原的氨基酸排列順序得以確定。1959年Ryle and Porter兩人首次從豬的胃中分離出了胃蛋白酶B和C（多數(shù)為胃蛋白酶A），20世紀(jì)七十年代中葉隨著X-衍射技術(shù)的改進(jìn)胃蛋白酶的三維立體結(jié)構(gòu)得以確定，使人們能夠更好地理解酶促反應(yīng)的本質(zhì)。21世紀(jì)初，由于HIV-蛋白酶作為天冬氨酸蛋白酶系的確立，胃蛋白酶型及其抑制劑的研究再度興起。
這里我們主要說一下胃蛋白酶（ 理論上分子量為34.5 kDa ）。當(dāng)人和動(dòng)物進(jìn)食時(shí)，胃泌素和迷走神經(jīng)會(huì)觸發(fā)胃粘膜中的某些腺體細(xì)胞分泌胃蛋白酶原（分子量為41.4 kDa）和鹽酸。胃蛋白酶原剛分泌出來時(shí)是沒有活性的，在鹽酸形成的酸性環(huán)境下，它以一種自動(dòng)催化的方式（in an autocatalytic manner）伸展并斷裂，迅速形成具有生物活性的胃蛋白酶。胃液的PH值在1至3范圍，它不僅能夠使胃蛋白酶原變成胃蛋白酶，而且可以觸發(fā)更多的胃蛋白酶的形成（自動(dòng)催化）。當(dāng)PH值超過7時(shí)胃蛋白酶會(huì)永久性失活，也就是說小腸中PH大約為7，胃蛋白酶進(jìn)入小腸后就完全失活，不能再分解蛋白質(zhì)。少量的胃蛋白酶會(huì)進(jìn)入血管，消化那些被小腸吸收的尚未較大的蛋白質(zhì)碎片。

胃蛋白酶能夠?qū)⑹澄镏械牡鞍踪|(zhì)分解成為多肽，進(jìn)而在肽酶的作用下分解成氨基酸。但胃蛋白酶是具有廣泛特異性的酶，偏愛含有芳香環(huán)或羧基的L-氨基酸的肽鍵，也就是喜歡裂解苯丙氨酸和亮氨酸的C末端，極少裂解谷氨酸連接部位，不裂解纈氨酸、丙氨酸和甘氨酸連接部位。胃蛋白酶的活性除了受酸堿度的影響外，還受到環(huán)氧化合物、脂肪質(zhì)醇類及胃酶抑素A的抑制。
商業(yè)上使用的胃蛋白酶大都來自豬的胃。原始的胃蛋白酶主要用于皮革生產(chǎn)過程中取出皮革表面的毛和殘留組織，也可以通過分解固著銀化合物的明膠（蛋白質(zhì)）層從廢棄的電影膠片中回收銀，其他的應(yīng)用還有許多，如分解抗體、化妝用膠原蛋白的制備、食品化學(xué)中蛋白質(zhì)消化能力的評價(jià)及哺乳動(dòng)物上皮細(xì)胞的次生培養(yǎng)等。