Een zymogeen (/ˈzaɪmədʒən, -moʊ-/), ook wel een pro-enzym (/ˌproʊˈɛnzaɪm/) genoemd, is een inactieve precursor van een enzym. Een zymogeen vereist een biochemische verandering (zoals een hydrolysereactie waarbij de actieve plaats vrijkomt, of een wijziging van de configuratie waardoor de actieve plaats vrijkomt) voordat het een actief enzym wordt. De biochemische verandering vindt gewoonlijk plaats in de Golgi-lichamen, waar een specifiek deel van het voorloperenzym wordt gekliefd om het te activeren. Het inactiverende deel dat wordt afgekloven kan een peptide-eenheid zijn, of kan bestaan uit onafhankelijk vouwende domeinen die meer dan 100 residuen omvatten. Hoewel zij het vermogen van het enzym beperken, helpen deze N-terminale verlengstukken van het enzym of een “prosegment” vaak bij de stabilisatie en vouwing van het enzym dat zij remmen.
De alvleesklier scheidt zymogenen af deels om te voorkomen dat de enzymen eiwitten verteren in de cellen waarin zij worden gesynthetiseerd. Enzymen zoals pepsine worden aangemaakt in de vorm van pepsinogeen, een inactief zymogeen. Pepsinogeen wordt geactiveerd wanneer hoofdcellen het afgeven aan het maagzuur, waarvan het zoutzuur het gedeeltelijk activeert. Een ander, gedeeltelijk geïnactiveerd pepsinogeen voltooit de activering door het peptide te verwijderen, waardoor het pepsinogeen in pepsine verandert. Onopzettelijke activering van zymogenen kan gebeuren wanneer het secretiekanaal in de alvleesklier wordt geblokkeerd door een galsteen, wat resulteert in acute pancreatitis.
Fungi scheiden ook spijsverteringsenzymen uit in de omgeving als zymogenen. De externe omgeving heeft een andere pH dan binnenin de schimmelcel en dit verandert de structuur van het zymogeen in een actief enzym.
Een andere manier waarop enzymen in inactieve vorm kunnen bestaan en later in actieve vormen kunnen worden omgezet, is door ze alleen te activeren wanneer een cofactor, een co-enzym genaamd, wordt gebonden. In dit systeem wordt de inactieve vorm (het apoenzym) de actieve vorm (het holoenzym) wanneer het co-enzym zich bindt.
In de twaalfvingerige darm worden de pancreatische zymogenen, trypsinogeen, chymotrypsinogeen, proelastase en procarboxypeptidase door enteropeptidase en trypsine omgezet in actieve enzymen. Chymotrypsinogeen, een enkele polypeptideketen van 245 aminozuurresiduen, wordt omgezet in alfa-chymotrypsine, dat drie polypeptideketens heeft die zijn verbonden door twee van de vijf disulfidebindingen die in de primaire structuur van chymotrypsinogeen voorkomen.