Nahrungsproteine werden durch eine Kaskade von Proteasen (proteolytischen Enzymen) im gesamten gastrointestinalen Trakt in Aminosäuren hydrolysiert.
Magenphase
- Pepsin: Wird als Pepsinogen von den Hauptzellen abgesondert; durch Magensäure (pH 1.5–3) aktiviert. Spaltet Peptidbindungen neben aromatischen oder großen hydrophoben Resten. Optimaler pH-Wert ist 2. Die Aktivität endet am Pylorus.
Pankreasphase (Dünndarm)
- Trypsinogen → Trypsin: Wird durch Enterokinase (Borstenrand-Enzym) aktiviert. Trypsin aktiviert dann die anderen pankreatischen Zymogenen.
- Chymotrypsinogen → Chymotrypsin: Spaltet nach aromatischen Resten (Phe, Tyr, Trp).
- Proelastase → Elastase: Spaltet Elastin und Bindungen mit Alanin, Glycin, Valin.
- Procarboxypeptidasen → Carboxypeptidasen A und B: Exopeptidasen, die C-terminale Reststoffe spalten (A: aromatisch/aliphatisch; B: basische Arg/Lys).
Borstenrand-/Zytosolphase
- Aminopeptidasen: Exopeptidasen, die N-terminale Reststoffe spalten.
- Dipeptidasen: Hydrolysieren Dipeptide zu freien Aminosäuren.
- Peptidtransporter (PEPT1): Absorbieren Di- und Tripeptide in Enterozyten zur intrazellulären Hydrolyse.
Regulation
- CCK und Sekretin stimulieren pankreatische Enzym- und Bikarbonatsekretion.
- Enterokinase-Aktivierung ist der rat-limiting Schritt für die Trypsin-Generation.
- Luminales pH-Neutralisieren durch Bikarbonat ist essenziell für die pankreatische Enzymaktivität.
Klinische Relevanz
- Pankreasinsuffizienz (Zystische Fibrose, chronische Pankreatitis) → Maldigestion → Steatorrhö und Creatorrhö. Behandelt mit pankreatischer Enzymersatztherapie (PERT).
- Magensäureunterdrückung (PPIs) kann die Proteinverdauung leicht beeinträchtigen.
Effiziente Proteolyse erfordert koordinierte Sekretion, Aktivierung und ein optimales luminale Umfeld.
