蛋白酶的种类

蛋白酶的论述

摘要：蛋白酶（英语：Protease）是生物体内的一类酵素（酶），它们能够分解蛋白质。分解方法是打断那些将氨基酸连结成多肽链的肽键。抑制蛋白酶活性的小分子化合物被称蛋白酶抑制剂。许多病毒蛋白酶的抑制剂是很有效的抗病毒药。

1．木瓜蛋白酶

1.1木瓜蛋白酶简介

木瓜蛋白酶，是一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为3个片段。是番木瓜中含有的一种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，属巯基蛋白酶，应用于啤酒及食品工业。

1.2木瓜蛋白酶的特点

木瓜蛋白酶（Papain）简称木瓜酶，又称为木瓜酵素。是利用未成熟的番木瓜（Carica papaya）果实中的乳汁，采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品。它是一种含巯基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。最适合PH值6～7(一般3～9.5皆可)，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点（pI)为8.75；最适合温度55～65℃(一般10～85℃皆可)，耐热性强，在90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。木瓜蛋白酶由212个氨基酸残基组成，当用氨基肽酶从N末端水解掉分子中的2/3肽链后，剩下的1/3肽链仍保持99%的活性，说明木瓜蛋白酶的生物活性集中表现在C末端的少数氨基酸残基及其所构成的空间结构区

域。

木瓜蛋白酶papain属巯基蛋白酶，具有较宽的底物特异性，作用于蛋白质中L-精氨酸、L-赖氨酸、甘氨酸和L-瓜氨酸残基羧基参与形成的肽键。此酶属内肽酶，能切开全蛋蛋白质分子内部肽链—CO—NH—生成分子量较小的多肽类。 存在于木瓜胚乳中的蛋白酶。EC3．4．22．2。作为植物来源的蛋白酶来说，此酶研究进展的最快。此酶主要是以内肽酶的形态起作用。活性的产生，而半胱氨酸残基是不可缺少的，所以是硫基蛋白酶的一种，底物的特异性不太严格，分子量为23400，氨基酸残基数212。

木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性。

酪蛋白被木瓜蛋白酶降解生成的酪氨酸在紫外光区 275nm 处有吸收峰。

1.3木瓜蛋白酶物理化学性质

本品为乳白色至微黄色粉末，具有木瓜特有的气味,稍具有吸湿性。水解蛋白质能力强,但几乎不能分解蛋白胨，易溶于水,甘油,不溶于一般的有机溶剂,耐热性强。由木瓜制得的商品酶制剂中，含有如下三种酶：(1)木瓜蛋白酶，分子量21000，约占可溶性蛋白质的l0%； (2)木瓜凝乳蛋白酶，分子量36000，约占可溶性蛋白质的45%；(3)溶菌酶，分子量25000，约占可溶性蛋白质的20%。 可利用酶促反应，使食品大分子的蛋白质水解成小分子肽或氨基酸。用于水解动植物蛋白、制成嫩肉粉、水解羊胎素、水解大豆、饼干松化剂、面条稳定剂、啤酒饮料澄清剂、高级口服液、保健食品、酱油酿造及酒类发酵剂等。有效转化蛋白质的利用，大大提高食品营养价值，降低成本。有利于人体的消化和吸收。

1.4木瓜蛋白酶产品用途

其主要作用是对蛋白质有极强的加水分解能力。最适作用温度为65℃，最适作用pH值为5.0～7.0，在中性或偏碱性时亦有作用，耐热性强，可在50～60 ℃时使用。90℃时不会完全失活。等电点pH8.75。

酶制剂主要用于啤酒抗寒(水解啤酒中的蛋白质，避免冷藏后引起的浑浊)、肉类软化(水解肌肉蛋白和胶原蛋白，使肉类嫩化)、谷类预煮的准备、水解蛋白质的生产。在啤酒抗寒和肉类软化方面的应用，远比其他蛋白酶类广泛。用量一般为1～4mg/kg。

木瓜蛋白酶广泛用于肉类嫩化，也可作为啤酒的澄清剂使用。我国规定可用于饼干、肉禽制品水解和动、植物蛋白，按生产需要适量使用。

木瓜蛋白酶能够将纤维蛋白酶原激活成为纤维蛋白溶酶。它只作用于坏死组织，溶解病灶内的纤维蛋白、血凝块和坏死物质。清洁创面，助长新生肉芽，促进排脓排液。加速伤口愈合。木瓜蛋白酶常用于治疗水肿，炎症以及驱虫（线虫）等疾病。但是用药后有轻度皮肤炎和局部出血、疼痛感。反复使用可引起过敏反应。严重肝肾病患者慎用，血凝机能不全及全身感染病人忌用，忌同抗凝剂配伍。

1.5木瓜蛋白酶的应

1.5.1医药工业应用：

含有木瓜蛋白酶的药物，能起到抗癌、肿瘤、淋巴性白血病、原菌和寄生虫 、结核杆菌等，可消炎、利胆、止痛、助消化。治疗妇科病、青光眼、骨质增生、枪刀伤口愈合、

血型鉴别、昆虫叮咬等。

1.5.2食品工业应用：

可利用酶促反应，使食品大分子的蛋白质水解成小分子肽或氨基酸。用于水解动植物蛋白、制成嫩肉粉、水解羊胎素、水解大豆、饼干松化剂、面条稳定剂、啤酒饮料澄清剂、高级口服液、保健食品、酱油酿造及酒类发酵剂等。有效转化蛋白质的利用，大大提高食品营养价值，降低成本。有利于人体的消化和吸收。

1.5.3美容化妆品应用：

将木瓜蛋白酶加入到含有蛋白质和油脂的化妆品中，具有独特的美白嫩肤、美颜保健、祛斑除污垢、促进血液循环、改善肌肤等功效，提高产品档次。可制成减肥茶、美容护肤品等。

1.5.4日化品工业应用：

用于香皂、肥皂、洗涤剂、洗衣粉、洗手液等，去污力强，除菌消毒、安全放心。

1.5.5饲料工业应用：

用于饲料添加剂，开发蛋白源，利于吸收，提高饲料的利用率，节约成本，有助于牲畜消化，加速生长。如在猪、牛、羊、鸡、鸭、鹅、鱼、虾等饲料中添加。还可以作为蔬菜水果高级复合肥料的添加剂。

1.5.6皮革工业应用：

利用木瓜蛋白酶制成脱毛剂，鞣制皮革，具有毛孔细腻，皮纹光亮效果、纺织工业应用：可用于处理羊毛、蚕蛹脱胶、蚕丝精炼，能达到手感柔软、舒适、抗收缩、抗张强度等效果。

1.5.7细胞培养：

木瓜蛋白酶在准备细胞培养液（cell culture）的第一步中被用于分离细胞。用酶处理小组织块10分钟后，就可以将连接细胞的细胞外基质打断；然后再用蛋白酶抑制剂来停止反应，防止木瓜蛋白酶进一步裂解细胞本身；最后用Pasteur pipette将组织块打散为单细胞悬浮液。

1.5.8免疫学：

在免疫学中，木瓜蛋白酶可被用于将免疫球蛋白（即抗体）的Fc片段（可结晶）和Fab片段（抗原结合）切割开。

2．胃蛋白酶

2．1胃蛋白酶的简介

胃蛋白酶（英文名称：Pepsin）是一种消化性蛋白酶，由胃部中的胃粘膜主细胞所分泌，功能是将食物中的蛋白质分解为小的肽片段。胃蛋白酶原由胃底主细胞分泌，在pH1.5～5.0条件下，被活化成胃蛋白酶，将蛋白质分解为胨，而且一部分被分解为酪氨酸、苯丙氨酸等氨基酸。可分解蛋白质中苯丙氨酸或酪氨酸与其他氨基酸形成的肽键，产物为蛋白胨及少量的多肽和氨基酸，该酶的最适pH为2左右。

2.2活化过程

胃蛋白酶先是表达为酶原，即胃蛋白酶原。胃蛋白酶原是胃蛋白酶的无活性的前体，其一级结构比胃蛋白酶多出了44个氨基酸。在胃中，胃粘膜主细胞释放出胃蛋白酶原。这一酶原在遇到胃酸（由胃壁细胞所释放）中的盐酸后被激活。当胃对食物进行消化时，在被称为胃泌素的一种激素和迷走神经作用下，启动胃蛋白酶原和盐酸从胃壁中释放。 在盐酸所创造的酸性环境中，胃蛋白酶原发生去折叠，使得其可以以自催化方式对自身进行剪切，从而生成具有活性的胃蛋白酶。随后，生成的胃蛋白酶继续对胃蛋白酶原进行剪切，将44个氨基酸残基切去，产生更多的胃蛋白酶。这种在没有食物消化时保持酶原形式的机制，避免了过量的胃蛋白酶对胃壁自身进行消化，是一种保护机制。

2.3作用方法

胃蛋白酶应保存在低温环境中（－20℃至－80℃），以防止其发生自降解。储存于pH值大于11的溶液中或对其进行还原性甲基化也可以有效防止自降解的发生；当pH值回到6时，胃蛋白酶的活性即可恢复。 胃内的消化主要是对蛋白质初步分解，胃蛋白酶具有分解蛋白质的作用，但从主细胞分泌出的胃蛋白酶是以无活性的酶原存在，必须依据胃酸激活并提供作用环境，因此盐酸 胃蛋白酶激活胃蛋白质酶原、提供胃蛋白酶作用的酸性环境，是其助消化功能.胃蛋白酶原由胃底主细胞分泌，在pH1.5～5.0条件下，被活化成胃蛋白酶

3．中性蛋白酶

3.1中心蛋白酶简介

中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌经发酵提取而得的，属于一种内切酶，可用于各种蛋白质水解处理。在一定温度、PH值下，本品能将大分子蛋白质水解为氨基酸等产物。可广泛应用于动植物蛋白的水解，制取生产高级调味品和食品营养强化剂的HAP和HVP，此外还可用于皮革脱毛、软化、羊毛丝绸脱胶等加工。

3.2产品应用范围

动植物蛋白水解粉（HAP、HVP）生产的应用：利用中性蛋白酶的酶促反应，可把动植物的大分子蛋白质水解成小分子肽或氨基酸，以利于蛋白质的有效吸收和利用，其水解液AN%高，水解度高，风味佳，已广泛用于生产高级调味品和食品营养强化剂，各种动物来源性抽提物生产功能性骨、肉提取物（骨素）、水产提取物、蛋白胨、肽等及研究开发一些高附加值的功能食品。

焙烤行业的应用：中性蛋白酶可将面团的蛋白质水解成胨、肽类甚至氨基酸，从而减弱面团筋力，使它具有良好的可塑性和延伸性，保持清晰美观的印花图案。改善成品的光泽、使饼干断面层次分明，结构均匀一致，口感松爽酥脆。

大豆分离蛋白的应用：能水解大豆分离蛋白成小分子肽，大大提高了大豆分离蛋白的生物效价，使其易为人体消化吸收，同时还提高了溶解，降低了粘度，改善了大豆分离蛋白的功能特性。

酵母抽提物、酵母浸膏的生产应用：提高最终产品的蛋白质利用率及风味 啤酒工业：添加中性蛋白酶分解蛋白质为多肽和游离氨基氮，特别对大麦，大豆等植物性蛋白作用效果明显，用于啤酒生产，可排除蛋白质产生的\"冷混浊\"现象。

医药工业的应用：含中性蛋白酶的药物，可起到消炎、利胆、止痛、助消化的功效。

纺织工业的应用：用中性蛋白酶处理过的羊毛，其抗张度比常规方法高，毛线手感柔软，收缩性为0；还可用于蚕的脱胶和蚕丝的精炼。

皮革工业的应用：利用中性蛋白酶可制成脱毛剂，经鞣制的皮革，脱毛干净，粒而清晰，无明显损伤，毛孔细致光亮。

利用中性蛋白酶的酶促反应，可把动植物的大分子蛋白质水解成小分子肽或氨基酸，以利于蛋白质的有效吸收和利用，其水解液AN%高，水解度高，风味佳，已广泛用于生产高级调味品和食品营养强化剂，各种动物来源性抽提物生产功能性骨、肉提取物（骨素）、水产提取物、蛋白胨、肽等及研究开发一些高附加值的功能食品。

4．胰凝乳蛋白酶

胰凝乳蛋白酶chymotrypsin 又叫糜蛋白酶，是一种典型的丝氨酸蛋白酶 ，脊椎动物的消化酶。 EC 3.421.1。在胰脏中以酶前体物质胰凝乳蛋白酶原的形态生物合成，随胰液分泌出去。在小肠受到胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的一定的分解，转变成活性的胰凝乳蛋白酶。属于肽链内切酶（从肽链中间特殊的肽链位点将多肽裂解成小片断； 作用位点 ——中间特殊的肽链位点），主要切断多肽链中的芳香族氨基酸残基的羧基一侧。对其氨基酸序列、高级结构，反应机制的研究还在进展中。牛的α-胰凝乳蛋白酶的氨基酸残基数245个，分子量约2.5万，第57位组氨酸、102位天冬氨酸、195位丝氨酸等三个残基在催化作用中起着中心作用。195位丝氨酸受二异丙基氟磷酸（DFP）的作用受特异的修饰而丧失活性，即所谓丝氨酸蛋白酶。与同样在胰脏里生物合成的胰蛋白酶虽然在结构和催化机制方面关系非常密切，但底物特异性完全不同。

5．胰蛋白酶

5.1胰蛋白酶简介

胰蛋白酶Trypsin (Parenzyme) 为蛋白酶的一种，是肽链内切酶，它能把多肽链中赖氨酸和精氨酸残基中的羧基侧切断。它不仅起消化酶的作用，而且还能限制分解糜蛋白酶原、羧肽酶原、磷脂酶原等其它酶的前体，起活化作用。是特异性最强的蛋白酶，在决定蛋白质的氨基酸排列中，它成为不可缺少的工具。

5.2胰蛋白酶作用与用途

本品为蛋白质水解酶，能选择地水解蛋白质中由赖氨酸或精氨酸的羧基所构成的肽链，能消化溶解变性蛋质，对未变性的蛋白质无作用，因此，能使脓、痰液、血凝块等分解、变稀，易于引流排除，加速创面净化，促进肉芽组织新生，此外还有抗炎症作用。临床上用于脓胸、血胸、外科炎症、溃疡、创伤性损伤、瘘管等所产生的局部水肿、血肿及脓肿等。喷雾吸入，用于呼吸道疾病。也可用于治疗毒蛇咬伤。还常用于动物细胞培养前对组织的处理。

5.3剂量与用法

肌内注射，1 000～2 000U或5 000U用生理盐水或注射用水溶解，1次/日。治毒蛇咬伤，取本品2 000U，1～3支，加0.25%～0.5%盐酸普鲁卡因液(或注射用水)4ml～20ml溶解，以牙痕为中心，在伤口周围作浸润注射。或在肿胀部位上方作环形封闭1～2次，如病情需要可重复使用。

6．弹性蛋白酶

6.1弹性蛋白酶简介

催化弹性蛋白的肽键或由中性氨基酸形成的其他肽键水解的一种酶。

别名: 胰酞酶E；胰肽酶Ⅰ；弹性蛋白酶(猪胰)；胰弹性蛋白酶(猪胰)。

化学性质: 弹性蛋白酶的性状：

1.其外观呈淡黄色至深黄色粉末，也可是浅褐至深褐色液体。可溶于水，不溶于乙醇，有吸湿性。

2.纯胰弹性蛋白酶，由240个氨基酸残基组成的单一肽链，相对分子质量约为25000，等电点为9.5。

3.弹性蛋白酶 可使结缔组织蛋白质中的弹性蛋白消化分解，包括肽键结合的、酰胺结合的和酯结合的进行加水分解。作用的最适pH值7.8，最适作用温度25℃。

4.弹性蛋白酶 具有明显的β-脂蛋白酶作用，能活化磷酯酶A，降低血清胆固醇，改善血清脂质，降低血浆胆固醇及第密度脂蛋白、甘油三酯，升高高密度脂蛋白、阻止脂质向动脉壁沉积和增大动脉的弹性，具有抗动脉粥样硬化及抗脂肪肝作用。

6.2弹性蛋白酶的用途：

在医学临床主要用于治疗高血脂症，防止动脉粥样硬化、脂肪肝。也可用于肉类和水

产加工中的嫩化。

6.3弹性蛋白酶的制备方法：

一般由动物的胰脏用水提取而得，也可用细菌的培养液在低温下用水提取而得。