Un zimógeno (/ˈzaɪmədʒən, -moʊ-/), también llamado proenzima (/ˌproʊˈɛnzaɪm/), es un precursor inactivo de una enzima. Un zimógeno requiere un cambio bioquímico (como una reacción de hidrólisis que revele el sitio activo, o un cambio de configuración que revele el sitio activo) para que se convierta en una enzima activa. El cambio bioquímico suele producirse en los cuerpos de Golgi, donde se escinde una parte específica de la enzima precursora para activarla. La pieza inactivadora que se escinde puede ser una unidad peptídica, o pueden ser dominios de plegado independiente que comprenden más de 100 residuos. Aunque limitan la capacidad de la enzima, estas extensiones N-terminales de la enzima o un «prosegmento» a menudo ayudan a la estabilización y el plegamiento de la enzima que inhiben.
El páncreas secreta zimógenos en parte para evitar que las enzimas digieran las proteínas en las células en las que se sintetizan. Las enzimas como la pepsina se crean en forma de pepsinógeno, un zimógeno inactivo. El pepsinógeno se activa cuando las células principales lo liberan en el ácido gástrico, cuyo ácido clorhídrico lo activa parcialmente. Otro pepsinógeno parcialmente inactivado completa la activación eliminando el péptido, convirtiendo el pepsinógeno en pepsina. La activación accidental de los zimógenos puede ocurrir cuando el conducto de secreción del páncreas está bloqueado por un cálculo biliar, lo que da lugar a una pancreatitis aguda.
Los hongos también segregan enzimas digestivas al medio ambiente como zimógenos. El entorno externo tiene un pH diferente al del interior de la célula fúngica y esto cambia la estructura del zimógeno en una enzima activa.
Otra forma en que las enzimas pueden existir en formas inactivas y posteriormente convertirse en formas activas es activándose sólo cuando se une un cofactor, llamado coenzima. En este sistema, la forma inactiva (la apoenzima) se convierte en la forma activa (la holoenzima) cuando se une la coenzima.
En el duodeno, los zimógenos pancreáticos, el tripsinógeno, el quimotripsinógeno, la proelastasa y la procarboxipeptidasa son convertidos en enzimas activas por la enteropeptidasa y la tripsina. El quimotripsinógeno, es una cadena polipeptídica única de 245 residuos de aminoácidos, se convierte en alfa-quimotripsina, que tiene tres cadenas polipeptídicas unidas por dos de los cinco enlaces disulfuro presentes en la estructura primaria del quimotripsinógeno.