微生物蛋白酶的分幻灯片.pptVIP

微生物蛋白酶的分子和生物技术方面的概述 Molecular and Biotechnological Aspects of Microbial Proteases 一. 蛋白酶的来源 蛋白酶来源广，数量多，用途广。 蛋白酶是重要工业酶之一，约占世界范围酶总量的60%。 根据蛋白酶来源，可将其分为植物蛋白酶（Plant Proteases），动物蛋白酶（Animal Proteases），微生物蛋白酶（Microbial Proteases）。 细菌蛋白酶 主要为芽孢杆菌属产生的酸性和碱性蛋白酶。 中性蛋白酶最适pH5~8，耐热性相对较低。一些中性蛋白酶是金属蛋白酶，其活性需金属二价离子；而一些是丝氨酸蛋白酶，不受螯合物影响。 碱性蛋白酶最适pH为碱性，有很宽的底物特异性。广泛用于洗涤工业。 真菌蛋白酶 真菌产蛋白酶多于细菌。eg： Aspergillus oryzae（米曲霉）产生酸性，中性，碱性蛋白酶。但是真菌蛋白酶的反应速率和耐热性都低于细菌。 酸性蛋白酶最佳pH4~4.5，用于奶酪制作行业。 中性蛋白酶是金属蛋白酶，在pH为7时有活性，可被螯合物抑制。用于食品行业中蛋白脱苦。 碱性蛋白酶也用于食品中蛋白的改造。 病毒蛋白酶 已经发现多种病毒中含ser，asp，cys蛋白酶。主要用于病毒自身蛋白的加工。所有病毒编码的都是内肽酶，无金属蛋白酶。 研究最多的是逆转录病毒的天冬氨酰蛋白酶。它是病毒组装和复制必须的，是病毒多聚蛋白前体的一部分。前体经过自我催化成为成熟的蛋白酶。 二. 蛋白酶的分类 1.按作用部位分为 2.按活性部位的 功能基分为 外肽酶 外肽酶分Aminopeptidase和carboxypeptidase。 氨肽酶多为胞内酶，广泛存在于细菌和真菌中。它从多肽链N端水解下一个氨基酸残基，二肽或是三肽。 羧肽酶作用于多肽链的C端，水解下一个氨基酸或是二肽。据酶活性位点氨基酸残基的特点，可将羧肽酶分为:丝氨酸羧肽酶，金属羧肽酶，半胱氨酸羧肽酶。 内肽酶 据催化机制可分为ser蛋白酶，asp蛋白酶，cys蛋白酶和金属蛋白酶。 1.Ser蛋白酶：其四个家族（糜蛋白酶简写SA，枯草杆菌蛋白酶简写SB，羧肽酶C简写SC,大肠杆菌D-Ala– D-Ala 肽酶A简写SE）基本结构完全不相关，表明ser蛋白酶至少有四个独立的进化来源。 Ser蛋白酶第一大亚类是ser碱性蛋白酶，底物特异性与糜蛋白酶类似但没它严格。第二大亚类是枯草杆菌蛋白酶，已发现两种，有共同活性位点ser221，his64，asp32。 2. Asp蛋白酶：是一类催化活性依赖asp的内肽酶。多数在低pH时表现最大活性。活性位点Asp-Ser/Thr-Gly。被胃酶抑素抑制。 3. Cys/巯基蛋白酶：催化活性包括Cys和His催化二分体。通常只在有还原基团（HCN 或Cys）存在下才有活性。中性至碱性pH。对巯基化合物敏感，但不受DFP和金属螯合物影响 . 4. 金属蛋白酶：活性依赖二价金属离子。活性易被螯合物比如EDTA抑制，但不受巯基化合物或DFP的影响。研究最多的是嗜热菌蛋白酶和胶原酶。 三. 蛋白酶的应用 Proteases have a large variety of applications, mainly in the detergent and food industries. In view of the recent trend of developing environmentally friendly technologies, proteases are envisaged to have extensive applications in leather treatment and in several bioremediation processes. 例如：用于洗涤剂的碱性蛋白酶应有1）广泛的底物特异性，以加速多种污迹的去除。2）在洗涤剂各种助剂如螯合剂、氧化剂等共存下稳定。 纳豆激酶：溶栓作用。 四. 蛋白酶动力学机制 研究蛋白酶动力学，必先纯化，纯化方法有亲和层析，离子交换层析，凝胶过滤层析等。 1.丝氨酸蛋白酶：据其底物偏好可分为：类胰蛋白酶，类糜蛋白酶和类弹性蛋白酶。丝氨酸蛋白酶含有Ser-His-Asp催化三联体。 It involves a two-step reaction for hydrolysis. This acylation step is followed by a deacylation process which occurs