主細胞
 (gastric chief cell)

〇主細胞とは

主細胞は、胃小窩の特に底部に偏在し、ペプシノーゲンを分泌する細胞である。ペプシノーゲンは塩酸によってN末端側が加水分解され、消化酵素のペプシンとなる。ペプシンはプロテアーゼであり、タンパク質の分解を触媒する。

わかもと
図1 胃腺の構造


〇ペプシノーゲン

活性化されたペプシンもまた、不活性のペプシノーゲンに作用し、自身の数をさらに増やしていく。ペプシンの活性中心はペプチドがはまる「溝」のような構造をとっているが、ペプシノーゲンはN末端がその部位にフタをして、活性を抑えている。

もし活性型ペプシンを翻訳によって生産していれば、主細胞内部でタンパク質を分解してしまうことが予想される。それゆえ、ペプシノーゲンという安定な前駆体を分泌している。

〇ペプシン

ペプシンは活性中心に2つのアスパラギン酸を持っており、"アスパラギン酸プロテアーゼ"の一種である。片方のアスパラギン酸残基が一般塩基触媒として水分子からプロトンを奪い、活性化した水分子がペプチド結合のカルボニル炭素を求核攻撃する。すると四面体型のオキソアニオン中間体ができるが、それをもう一つのアスパラギン酸残基が安定化し、反応効率を高める。そして最後にC-N結合が切断され、ペプチドは二つに分かれる。

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図2 反応機構


至適pHは強酸性で、温度は37~42度である。基質ポケットの大きさの関係から疎水性残基、特に芳香族アミノ酸のN末端側の切断を好み、それは全体の20%にもなる。胃の次に位置する十二指腸においては、粘膜が重炭酸イオンを多く分泌してpHが上昇し、ペプシンの働きは抑えられる。


〇ペプシコーラ

 余談であるが、ペプシコーラの「ペプシ」は、まさにペプシンのことである。ペプシコーラは1894年にアメリカの薬剤師によって消化不良治療薬として開発された。その主成分はコーラナッツや砂糖であったが、ペプシンも含有されていたのである。今は残念ながら含まれない。

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図3 ペプシコーラ

〇制御

主細胞に対しては、胃酸を分泌する壁細胞と同様な制御が働いている。その第一は副交感神経である。嗅覚、味覚、視覚等で食べ物を把握すると、その情報が伝わってアセチルコリンを放出する。アセチルコリンはGPCRのムスカリン受容体に結合し、ペプシノーゲンが放出される。幽門部のG細胞が出すガストリン、クロム親和性細胞が分泌するヒスタミンもまた放出を促進する。

〇健胃薬

漢方の用途として、消化を促進する"健胃"というものがある。センブリをはじめとする苦味健胃、ミカン科の芳香性健胃薬が有名であるが、これらは強力な味やにおいを持つ。強い刺激を受けた味覚、嗅覚から副交感神経にシグナルが伝わり、主細胞や壁細胞での胃酸・ペプシノーゲンの放出を促進するのである。

〇関連項目


〇参考文献
・わかもと製薬 胃のしくみと働き
http://www.wakamoto-pharm.co.jp/health_si/understand/index.html
・ペプシコーラ http://www.pepsi.co.jp/menu.html
・今月の分子 PDB
http://eprots.pdbj.org/mom/index.php?l=ja&p=012
・生理学会 教育
・Wikipediaの各項目
 主細胞
 ペプシン
 Protease

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