الكيموسين

الكيموسين ( أو الرينين ) هو إنزيم بروتيني موجود في المنفحة . وهو إنزيم ببتيداز داخلي من عائلة MEROPS A1. يُنتَج هذا الإنزيم من قِبَل الحيوانات المجترة حديثة الولادة في بطانة المعدة الرابعة ( المنفحة ) لتخثير الحليب الذي تتناوله ، مما يسمح ببقائه لفترة أطول في الأمعاء وامتصاصه بشكل أفضل. ويُستخدم على نطاق واسع في صناعة الجبن .

تاريخياً، كان يُستخلص الكيموسين من معدة العجول المذبوحة. أما اليوم، فيُنتج معظم الكيموسين التجاري المستخدم في صناعة الجبن بتقنية إعادة التركيب الجيني في بكتيريا الإشريكية القولونية ، وفطر الرشاشية السوداء ( Aspergillus niger var. awamori) ، وخميرة كلوفيروميسيس لاكتيس (Kluyveromyces lactis) .

يوجد الكيموسين في مجموعة واسعة من رباعيات الأطراف ، ^{[ 2 ]} على الرغم من أنه من المعروف أنه يُنتَج بشكل أساسي من قِبَل الحيوانات المجترة في بطانة المعدة الرابعة . يُنتَج الكيموسين بواسطة الخلايا الرئيسية في معدة الثدييات حديثة الولادة ^{[ 3 ]} لتخثير الحليب الذي تتناوله، مما يسمح ببقائه لفترة أطول في الأمعاء وامتصاصه بشكل أفضل. تشمل الأنواع غير المجترة التي تُنتِج الكيموسين الخنازير والقطط والفقمات ، ^{[ 4 ]} والكتاكيت . ^{[ 2 ]}

أشارت إحدى الدراسات إلى وجود إنزيم شبيه بالكيموسين لدى بعض الرضع، ^{[ 5 ]} لكن دراسات أخرى لم تتمكن من تأكيد هذه النتيجة. ^{[ 6 ]} يمتلك البشر جينًا كاذبًا للكيموسين لا يُنتج بروتينًا، ويقع على الكروموسوم 1. [ ^{4 ] [ 7 ] كما} يمتلك البشر بروتينات أخرى لهضم الحليب، مثل البيبسين والليباز . ^{[ 8 ] : 262}

بالإضافة إلى سلالة الرئيسيات التي أدت إلى ظهور الإنسان، فقدت بعض الثدييات الأخرى أيضًا جين الكيموسين. ^{[ 2 ]}

يُستخدم الكيموسين لتحفيز الترسيب المكثف وتكوين الخثارة في صناعة الجبن . الركيزة الأصلية للكيموسين هي كازين-K، الذي يُفصل تحديدًا عند الرابطة الببتيدية بين بقايا الأحماض الأمينية 105 و106، فينيل ألانين وميثيونين . ^{[ 9 ]} والمنتج الناتج هو فوسفات كازينات الكالسيوم . عند كسر الرابطة المحددة بين المجموعات الكارهة للماء (بارا-كازين) والمحبة للماء ( جليكوبروتين حمضي ) في الكازين ، تتحد المجموعات الكارهة للماء لتشكل شبكة ثلاثية الأبعاد تحبس الطور المائي للحليب.

تبدأ تفاعلات الشحنة بين الهيستيدين على بروتين الكازين كابا والغلوتامات والأسبارتات في الكيموسين عملية ارتباط الإنزيم بالركيزة. ^{[ 9 ]} عندما لا يرتبط الكيموسين بالركيزة، يمكن لبنية بيتا-هيربين، والتي تُسمى أحيانًا "الغطاء"، أن تُكوّن رابطة هيدروجينية مع الموقع النشط، وبالتالي تغطيه وتمنع ارتباط الركيزة مرة أخرى. ^{[ 1 ]}

فيما يلي قائمة بجين Cym الخاص بالحيوانات المجترة والجين الكاذب البشري المقابل له:

نظراً لعيوب وندرة المنفحة الميكروبية والحيوانية، سعى المنتجون إلى إيجاد بدائل. ومع تطور الهندسة الوراثية، أصبح من الممكن استخلاص جينات إنتاج المنفحة من معدة الحيوانات وإدخالها في أنواع معينة من البكتيريا أو الفطريات أو الخمائر لتحفيزها على إنتاج الكيموسين أثناء التخمير. ^{[ 11 ] [ 12 ]} تُقتل الكائنات الدقيقة المعدلة وراثياً بعد التخمير، ويُعزل الكيموسين من مرق التخمير، بحيث لا يحتوي الكيموسين المُنتَج بالتخمير (FPC) الذي يستخدمه منتجو الجبن على أي مكونات معدلة وراثياً. ^{[ 13 ]} يحتوي FPC على نفس الكيموسين الموجود في المصدر الحيواني، ولكنه يُنتَج بطريقة أكثر كفاءة. تُطرح منتجات FPC في الأسواق منذ عام 1990، وتُعتبر الإنزيم الأمثل لتخثير الحليب. ^{[ 14 ]}

كان إنزيم FPC أول إنزيم مُصنّع يتم تسجيله واعتماده من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية . في عام 1999، صُنع حوالي 60% من الجبن الصلب في الولايات المتحدة باستخدام إنزيم FPC ^{[ 15 ]} ، ويستحوذ على ما يصل إلى 80% من حصة السوق العالمية للمنفحة. ^{[ 16 ]}

بحلول عام 2008، كان ما يقرب من 80% إلى 90% من الأجبان المصنعة تجارياً في الولايات المتحدة وبريطانيا تُصنع باستخدام FPC. ^{[ 13 ]} يتم إنتاج الكيموسين الأكثر استخداماً عن طريق التخمير إما باستخدام فطر Aspergillus niger أو باستخدام Kluyveromyces lactis .

يحتوي مُنتج الجبن المُصنّع من ألياف نباتية (FPC) على الكيموسين B فقط، ^{[ 17 ]} مما يُحقق درجة نقاء أعلى مقارنةً بالمنفحة الحيوانية. يُمكن أن يُوفر مُنتج الجبن المُصنّع من ألياف نباتية (FPC) العديد من المزايا لمُنتج الجبن مُقارنةً بالمنفحة الحيوانية أو الميكروبية، مثل زيادة إنتاجية الجبن، وتحسين قوام الخثارة، وتقليل المرارة. ^{[ 14 ]}

• قاعدة بيانات MEROPS الإلكترونية للببتيدازات ومثبطاتها: A01.006