蛋白质组学

木瓜蛋白酶

1 简介

中文名称木瓜蛋白酶

CAS NO.9001-73-4

中文别名 木瓜酵素;番木瓜酶;木瓜胶液;木瓜酶;木瓜酶EC 3.4.22.2;水瓜蛋白酶;番瓜酵素

英文名称 Papain

英文别名 arbuz; caroid; nematolyt; summetrin; tromasin; vegetablepepsin; IMMOBILIZED PAPAIN; Papain food grade

EINECS 232-627-2

分子式

分子量 21000

2 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-瓜木瓜蛋白酶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。

3 安全术语

S22Do not breathe dust.

切勿吸入粉尘。

S24Avoid contact with skin.

避免皮肤接触。

S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.

不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

S36/37Wear suitable protective clothing and gloves.

穿戴适当的防护服和手套。

4 风险术语

R36/37/38Irritating to eyes, respiratory system and skin.

刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。

R42May cause sensitization by inhalation.

吸入可能致敏。

5 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

6 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。

口服,每次1~2单位。

7 应用医药工业应用

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

8 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。

9 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。

10 生产

生产方法一 干木瓜乳液硅藻土;沙子;0.04mol·L-1半胱氨酸→抽提,过滤粗提取液

NaOH;Ph9→除Ph9不溶物上清液沉淀、离心粗提取液(NH4)2SO{4→沉淀;离心沉淀0.02mol·L-1半胱氨酸;Ph7→溶解溶液NaCl(固体)→沉淀;离心沉淀0.02mol·L-1半胱氨酸;Ph6.5→溶解溶液冷冻、离心、重结晶溶液40→冷冻;离心结晶^H2O;NaCl→重结晶成品

生产方法二 从未成熟的木瓜果实中提取胶乳,并将其沉降、凝固、干燥即制得产品。

生产方法三 由木瓜(Caric papaya)的未成熟果实,经提取乳液、凝固、沉降、干燥而成粗制品。一般工业上以粗制品的应用为主。







(0)

热评文章

发表评论