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木瓜蛋白酶

来源:本站 作者:饮料机械 发布日期:2015-3-18 点击次数:1418 [打印] [收藏]
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。 
特点
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。  
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。
木瓜蛋白酶的应用
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。
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。
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。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。
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。
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。
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。
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。
产地
在我国,木瓜种植主要分布在广西的横县和邕宁县等地,属于广西特产水果,因此,木瓜蛋白酶生产厂家主要集中在广西南宁市,木瓜蛋白酶的生产和研究有将近20年的时间。催化机制木瓜蛋白酶的剪切肽键的机制包括:在His-159作用下Cys-25去质子化,而Asn-158能够帮助His-159的咪唑环的摆放,使得去质子化可以发生;然后Cys-25亲核攻击肽主链上的羰基碳,并与之共价连接形成酰基-酶中间体;接着酶与一个水分子作用,发生去酰基化,并释放肽链的羰基末端。
生产
通常木瓜蛋白酶是以粗制品形式被生产,主要来源是从木瓜树的果实中提取乳液(latex)后制成的干货。乳液是通过割果实的颈部进行收集,或直接在果实上风干,或滴入容器中。风干后的乳液就是木瓜蛋白酶的粗制品。若需对其进行进一步的纯化以除去杂质,就要先溶解粗制品,并用一个标准的过程(政府注册)进行提纯。纯化后的木瓜蛋白酶可以制为干粉或液体。

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