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1、第38卷第4期工业微生物Vol.38No.42008年8月IndustrialMicrobiologyAug.2008蛋白酶生产和应用的进展12胡学智,王俊(1.上海市工业微生物研究所,上海200233;2.中科院上海生物工程研究中心,上海200233)摘要蛋白酶是一类极重要的酶,广泛应用于各个方面。本文概述了蛋白酶的分类与专一性以及国内外有关蛋白酶的生产和应用的进展。关键词:蛋白酶;生产;应用蛋白酶是催化蛋白质水解的一类酶,是酶学研究对底物的C端或N端的肽键有作用,内肽酶只能水中较早也是最深入的一种酶。到本世纪初,已经报导解大分子蛋白
2、内部的肽键,是真正的蛋白酶。的微生物蛋白酶估计超过900种,生物体的生理活动曾经有过多种分类蛋白酶的方法,但都不够完和疾病的发生,如食物之消化吸收、血液之凝固、溶血善,有的以活性中心来分,或者以作用方式来分,也作用、炎症、血压调节、细胞分化自溶,机体衰老、癌症有的以最适pH来分,学术上都以活性中心来分。转移、生理活性肽的活化等,莫不与蛋白酶有关。蛋按活性中心可将蛋白酶分为四类:(1)丝氨酸蛋白酶与人类密切相关,涉及到生活的各个方面。在全白酶,(2)天门冬氨酸蛋白酶,(3)半胱氨酸蛋白酶,球酶制剂市场中蛋白酶的销售伤额达到60%。以下(4)金属蛋白酶(如表
3、1所示)。就国内外蛋白酶的生产和应用开发作一些综述。1,1丝氨酸蛋白酶这类酶广泛存在于动物胰脏、细菌、霉菌中,活1蛋白酶的分类与专一性性中心含丝氨酸残基,酶活性可受到二异丙基磷酰蛋白酶分为外肽酶和内肽酶两大类,外肽酶只氟(DFP),苯甲基磺酰氟(PMSF)和马铃薯抑制剂表1微生物蛋白酶的分类和底物专一性分类抑制剂最适pH优先切开的肽键(底物专一性)例子胰蛋白酶型:切开点羧基侧是碱性氨基酸残基之胰蛋白酶,灰色链霉菌,弗氏链霉菌,肽键:Lys(Arg)-红霉菌,链霉菌DFP丝氨酸蛋白酶碱性蛋白酶型:切开点羧基侧是芳香族或疏水性氨基糜蛋白酶,枯草杆菌
4、,面包酵母,PMSF9.5~10.5(EC3.4.21)酸残基之肽键:-Trp(Tyr,Phe,Leu)-灰色链霉菌,直丝链霉菌,米曲霉PI其它:粘细菌-裂解型和葡萄球菌型木瓜蛋白酶型:切开点羧基侧是任一氨基酸残基之肽木瓜、无花果、菠萝、组织键:-Phe(或Val,Leu)-Xaa-蛋白酶半胱氨酸蛋白酶PCMB7~8梭状菌蛋白酶型:切开点羧基侧是碱性氨基酸残基(EC.3.4.22)溶组织梭状芽孢杆菌之肽键链球菌型:广泛氨基酸之肽键A群链球菌枯草芽孢杆菌、热介蛋白芽孢杆菌、腊中性蛋白酶型:切开点氨基端是疏水性氨基酸残基或状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、灰色链
5、霉金属蛋白酶EDTAOP7~9任一氨基酸之肽键-Leu(或Phe及其它)菌、米曲霉、铜绿色假单孢菌,介淀粉(EC3.2.23)芽孢杆菌、溶组织梭状芽孢杆菌其它:粘杆菌蛋白酶米曲霉、黑曲霉、点青霉、华根霉、天门冬氨酸蛋白酶切开点两端是芳香族或疏水性氨基酸残基之肽键:-PheDAN2~5微小毛霉、米赫毛霉、栗疫霉、白色(EC3.2.24)(或Tyr,Leu)-Trp(或Phe,Tyr)-念珠菌、面包酵母、粘红酵母注:PFP:二异丙基磷酰氟PCMB:对氯汞苯甲酸PMSF:苯甲基磺酰氟DAN:重氮乙酰正-DL-亮氨酸甲酯PI:马铃薯蛋白酶抑制剂O
6、P:二氮杂菲(菲绕啉)EDTA:乙二胺四乙酸作者简介:胡学智(1929~),男,教授级高级工程师,本刊编委,从事发酵工业、酶工程、功能性发酵制品研究开发50余年。49第4期工业微生物第38卷(PI)等的专一性抑制。酶的最适pH在9.5~10.5分成两大类型,即胃蛋白酶型和凝乳酶型,产生前一是碱性蛋白酶,但个别丝氨酸蛋白酶是中性蛋白酶,类型酶的微生物主要是曲霉、根霉、青霉,产生后一有些酶因活性中心也含半胱氨酸残基而可被巯基试类型酶的菌种有栗疫霉、毛霉等。微生物的酸性蛋剂对氯汞苯甲酸(PCMB)所抑制。对底物的专一性白酶的专一性类似胃蛋白酶,
7、但不像胃蛋白酶那样类似于糜胰蛋白酶,可优先切开羧基侧是芳香族氨严格,它可切开广泛氨基酸所构成的肽键,尤其切开基酸如酪氨酸、苯丙氨酸或疏水性氨基酸如亮氨酸点是由芳香族氨基酸与其它氨基酸所构成的肽键。所构成的肽键,酶分子量在15~30kDa,等电点PI1.4半胱氨酸蛋白酶约9,在低温下于pH9~10稳定,但在65时迅速这类酶也叫巯基蛋白酶,已知这类酶约有20失活。某些嗜碱芽孢杆菌碱性蛋白酶最适pH达11族,广泛存在于原核生物和真核生物中,其活性中心~12,PI在11左右在碱性甚稳定。含一双氨基酸即Cys-His,不同族的酶中Cys与His生产碱性丝氨酸蛋
8、白酶的微生物有节杆菌、链
