本科《食品酶學(xué)》課件第五章 蛋白酶

1、第五章 蛋白酶及其應(yīng)用2002.12.11PROTEINASE水解蛋白質(zhì)中肽鍵的酶。水解類型：外切蛋白酶-從肽鏈的任意一段切下單個的氨基酸。蛋白質(zhì)被分解為單個的氨基酸。內(nèi)切蛋白酶-與蛋白質(zhì)內(nèi)部的肽鍵反應(yīng)，水解蛋白質(zhì)為多肽類或肽類。地位蛋白酶是食品工業(yè)中最重要的一類酶。應(yīng)用廣泛，如干酪生產(chǎn)、肉類嫩化、植物蛋白質(zhì)改性等大量使用。存在廣泛植物：papaya, fig, kiwifruit, pineapple, etc.動物：消化道-胃蛋白酶、胰凝乳酶、羧肽酶、氨肽酶等。微生物：蛋白酶等。第一節(jié) 蛋白酶的特異性要求一、對R1和R2基團(tuán)性質(zhì)有要求例如：胰凝乳蛋白酶僅能水解：R1是酪氨酸、苯丙氨酸或色氨

2、酸殘基的側(cè)鏈的肽鍵。胰蛋白酶僅能水解：R1是精氨酸或賴氨酸殘基的側(cè)鏈的肽鍵。胃蛋白酶和羧肽酶對R2基團(tuán)有特異性要求，如果是苯丙氨酸殘基的側(cè)鏈，水解速度最快。二、氨基酸的構(gòu)型蛋白酶的底物-蛋白質(zhì)和多肽是由L-氨基酸構(gòu)成的。三、底物分子的大小一般沒有要求。但酸性蛋白酶有嚴(yán)格要求。四、X和Y的性質(zhì)要求肽鏈內(nèi)切酶： X和Y必須繼續(xù)衍生出去， X可以是?；虬被釟埢琘可以是酰胺基或酯基或氨基酸殘基。肽鏈端解酶：X和Y分別是-H或-OH 羧肽酶：要求Y是-OH，R2側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的要求上，X不是-H時，才表現(xiàn)出高的活力。 氨肽酶：要求X是-H， 并不優(yōu)先選擇Y不是-OH。五、對肽鍵的要求多數(shù)蛋白酶不僅能水解

3、肽鍵，還能作用于酰胺（-NH2）、酯（-COOR）和硫羥酸酯（-COSR）等。第二節(jié) 蛋白酶的分類一、根據(jù)來源分類：如papain, ficin, 胰蛋白酶，胃蛋白酶（ pepsin ），凝乳酶二、作用模式分類肽鏈端解酶：從肽鏈的一個末端開始將氨基酸水解下來。 羧肽酶：從肽鏈的羧基末端開始。 氨肽酶：從肽鏈的氨基末端開始。肽鏈內(nèi)切酶：從肽鏈的內(nèi)部將肽鏈裂解。三、活性部位的化學(xué)性質(zhì)分類1、絲氨酸蛋白酶活性部位含有絲氨酸殘基。絲氨酸羥基抑制劑：DFP（二異丙基氟磷酸）肽鏈內(nèi)切酶。胰蛋白酶、胰凝乳酶、彈性蛋白酶和枯草桿菌蛋白酶等都屬于此類。2、巰基蛋白酶活性部位含有一個或多個巰基。抑制劑：氧化劑、烷

4、基化劑和重金屬離子。植物蛋白酶和一些微生物蛋白酶屬于此類。3、金屬蛋白酶活性中心：含有鎂、鋅、錳、鈷、鐵、汞、鎘、銅或鎳等金屬離子。在EDTA溶液中透析可以分離出金屬離子，但酶活性損失。抑制劑：氰化物羧肽酶A、某些氨肽酶和細(xì)菌蛋白酶屬于此類。4、酸性蛋白酶活性中心：有2個羧基。抑制劑：對-溴苯甲酰甲基溴或重氮試劑。胃蛋白酶、凝乳酶和許多霉菌蛋白酶在酸性范圍內(nèi)具有活性。最適pH在24。補(bǔ)充酸性蛋白酶：胃蛋白酶、凝乳酶和許多霉菌蛋白酶中性蛋白酶：胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶、細(xì)菌性中性蛋白酶（枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的）堿性蛋白酶：枯草芽孢桿菌蛋白酶第三節(jié) 蛋白酶制劑舉例一、細(xì)菌酸性蛋白

5、酶1、是采用黑曲霉3.4310菌株，經(jīng)深層發(fā)酵培養(yǎng)，提取精制而成。2、在酸性環(huán)境（pH2.54.0）下催化蛋白質(zhì)的酶制劑，適用于酸性介質(zhì)中水解動、植物蛋白質(zhì)。3、應(yīng)用皮毛軟化，啤酒、果酒澄清，動、植物蛋白質(zhì)水解營養(yǎng)液，羊毛染色，廢膠片回收，飼料添加等。4、作用方式分解蛋白質(zhì)肽鏈中的肽鍵，產(chǎn)物為小肽和氨基酸。5、作用條件最適作用溫度：對0.5%酪氨酸在pH3.0左右，作用溫度范圍3050 ，最適溫度40 左右。最適pH：40 下2.54.0，最適3.0。6、穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性：pH2.04.0，40以下比較穩(wěn)定，超過50 酶活力損失較嚴(yán)重，60 以上很快失活。pH穩(wěn)定性： pH2.04.0穩(wěn)定，超過

6、此范圍失活嚴(yán)重。金屬離子穩(wěn)定性：可被Mn 2+ 、Ca 2+ 、Mg 2+激活，Cu 2+ 、Hg 2+ 、Al 3+抑制。二、中性蛋白酶1、采用AS1398枯草芽孢桿菌深層發(fā)酵培養(yǎng)精制而成的。2、作用方式：分解蛋白質(zhì)肽鏈中的肽鍵，產(chǎn)物為小肽和氨基酸。3、作用條件最適作用溫度：對0.5%酪氨酸在pH7.2左右，最適溫度50 左右。最適pH：37 下最適6.88.04、穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性：pH7.08.0，37以下比較穩(wěn)定，作用2h酶活保存80%，超過45 酶活力不穩(wěn)定，60 以上很快失活。pH穩(wěn)定性： pH6.57.5穩(wěn)定，低于5.0或高于9.0很快失活。金屬離子穩(wěn)定性：可被Mn 2+ 、Ca 2

7、+ 、Mg 2+激活，Cu 2+ 、Hg 2+ 、Al 3+抑制。三、堿性蛋白酶1、由枯草芽孢桿菌深層發(fā)酵培養(yǎng)精制而成的。2、應(yīng)用：液化產(chǎn)品：皮革脫毛、絲綢脫膠、加酶洗滌劑等。顆粒狀產(chǎn)品：穩(wěn)定性好、無粉塵、顆粒均勻、強(qiáng)度高、不破碎，是加酶洗衣粉最理想的添加劑。3、使用條件有效溫度范圍：2065 。最適作用溫度：4050有效pH范圍：812最適作用pH：1011金屬離子：可被Ca 2+激活，Hg 2+、 Ag 2+ 、Cu 2+ 、Zn 2+ 抑制。四、木瓜蛋白酶1、介紹工業(yè)中應(yīng)用最多的一種植物來源的蛋白酶，是多種蛋白酶的復(fù)合劑。粗酶中，含有蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶、纖維素酶、溶菌酶、葡聚糖酶、谷氨酰胺及低分子量的巰基化合物。來源木瓜 papaya應(yīng)用主要用于水解原料蛋白質(zhì)。用于啤酒生