Un zymogène (/ˈzaɪmədʒən, -moʊ-/), également appelé proenzyme (/ˌproʊˈɛnzaɪm/), est un précurseur inactif d’une enzyme. Un zymogène nécessite un changement biochimique (comme une réaction d’hydrolyse révélant le site actif, ou un changement de configuration pour révéler le site actif) pour qu’il devienne une enzyme active. Le changement biochimique se produit généralement dans les corps de Golgi, où une partie spécifique de l’enzyme précurseur est clivée afin de l’activer. La pièce inactivatrice qui est clivée peut être une unité peptidique ou des domaines de repliement indépendants comprenant plus de 100 résidus. Bien qu’elles limitent la capacité de l’enzyme, ces extensions N-terminales de l’enzyme ou un « prosegment » aident souvent à la stabilisation et au repliement de l’enzyme qu’elles inhibent.
Le pancréas sécrète des zymogènes en partie pour empêcher les enzymes de digérer les protéines dans les cellules dans lesquelles elles sont synthétisées. Les enzymes comme la pepsine sont créées sous la forme de pepsinogène, un zymogène inactif. Le pepsinogène est activé lorsque les cellules chefs le libèrent dans l’acide gastrique, dont l’acide chlorhydrique l’active partiellement. Un autre pepsinogène partiellement inactivé complète l’activation en éliminant le peptide, transformant le pepsinogène en pepsine. L’activation accidentelle des zymogènes peut se produire lorsque le canal de sécrétion du pancréas est bloqué par un calcul biliaire, ce qui entraîne une pancréatite aiguë.
Les champignons sécrètent également des enzymes digestives dans l’environnement sous forme de zymogènes. L’environnement externe a un pH différent de celui de l’intérieur de la cellule fongique et cela change la structure du zymogène en une enzyme active.
Une autre façon pour les enzymes d’exister sous des formes inactives et d’être ensuite converties en formes actives est de ne s’activer que lorsqu’un cofacteur, appelé coenzyme, est lié. Dans ce système, la forme inactive (l’apoenzyme) devient la forme active (l’holoenzyme) lorsque le coenzyme se lie.
Dans le duodénum, les zymogènes pancréatiques, le trypsinogène, le chymotrypsinogène, la proélastase et la procarboxypeptidase sont convertis en enzymes actives par l’entéropeptidase et la trypsine. Le chymotrypsinogène, est une chaîne polypeptidique unique de 245 résidus d’acides aminés, est converti en alpha-chymotrypsine, qui a trois chaînes polypeptidiques liées par deux des cinq liaisons disulfure présentes dans la structure primaire du chymotrypsinogène.