definizione
Detto anche proenzima, precursore inattivo di un enzima, solitamente proteolitico: lo zimogeno, per poter iniziare la sua attività, richiede la rottura di uno o più legami peptidici specifici ed in tal modo divenire un enzima attivo; dal greco ζύμη (→ lievito, fermento) e -γενής (→ nato da, col significato attivo di «che genera», «che dà origine a»), dal tema γεν– (→ generare).
Gli zimogeni vengono solitamente indicati aggiungendo al nome dell’enzima il suffisso –ogeno, mentre in altri casi, invece, si aggiunge semplicemente il prefisso pro-.
proenzimi
Gli zimogeni, rispetto alla sequenza amminoacidica della proteina matura, possiedono un frammento peptidico in più, che ne modifica la struttura del sito catalitico così da renderlo non accessibile al substrato, quindi cataliticamente inattivo: l’attivazione degli zimogeni può avvenire a causa dell’ambiente acido, di un lisosoma o per opera di enzimi specifici, generalmente attraverso il distacco di un frammento polipeptidico, definito peptide di attivazione; questo frammento viene rimosso proteoliticamente o per autocatalisi, come avviene, per esempio nella tripsina, o per azione di un altro enzima proteolitico, come nel caso della chimotripsina.
Talvolta, per trasformarsi nella sua forma attiva il proenzima può anche necessitare di alcuni ioni metallici (come calcio, magnesio o ferro) o da livelli particolari di pH; la necessità della presenza di zimogeni per l’organismo è legata al fatto che esistono numerose funzioni fisiologiche che devono verificarsi soltanto sotto particolari condizioni, come la digestione, la coagulazione del sangue o l’attivazione del sistema del complemento o dell’apoptosi. Altre volte, il significato biochimico degli zimogeni è quello di impedire che la sintesi proteica di enzimi proteolitici cataliticamente attivi possa portare alla digestione delle cellule e dei tessuti che la stanno effettuando, come si verifica, per esempio, nelle pancreatiti acute.
Un chiaro esempio di pro-enzima è il pepsinogeno rilasciato dalle pareti dello stomaco insieme ai succhi gastrici: esso è infatti la forma inattiva, ovvero inerte, dell’enzima pepsina necessario alla scomposizione di catene peptidiche complesse (proteine) in aminoacidi essenziali.
Altri esempi di zimogeni sono il tripsinogeno (zimogeno della tripsina), il chimotripsinogeno (chimotripsina), il plasminogeno (plasmina), la protrombina (trombina) e la maggior parte dei fattori della coagulazione del sangue, alcune proteine del sistema del complemento, la procaspasi (caspasi), la proelastasi (elastasi) e la prolipasi (lipasi).
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