酸性蛋白酶的作用机理
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酸性蛋白酶
蛋白酶是指一些有催化功能的酶,能够水解(断裂)蛋白质,因此也被称为蛋白水解酶。
酸性蛋白酶是由隆科特黑曲霉优良菌种经发酵精制提炼而成,能在低PH条件下,有效水解蛋白质,蛋白水解酶在许多的生理和病理过程中发挥着重要作用。
广泛应用于酒精、白酒、啤酒、酿造、食品加工、饲料添加、皮革加工等行业。
本产品是一种酸性蛋白酶制剂,在酸性条件下具有较高活性,由酸性蛋白酶高产菌株——曲霉菌(Aspergillus)深层发酵而成。
它广泛应用于饲料、纺织、废水处理和果汁提纯方面。
促进酵母的生长与繁殖,提高发酵速度,从而缩短发酵周期和提高发酵设备的生产能力。
胃蛋白酶原激活机理
胃蛋白酶原是一种由胃部分泌的酶前体,在胃酸和胃蛋白酶的协同作用下会被激活为胃蛋白酶。
胃蛋白酶原的激活过程是一个复杂的分子生物学过程,涉及多个酶和蛋白质的相互作用。
目前已经确定的激活机制包括三种:酸性激活、粘液蛋白酶激活和胃蛋白酶原自身激活。
其中,酸性激活是最主要的机制,胃酸的存在使胃蛋白酶原的
N-末端被切割,导致其结构改变,从而使得酶前体能够与胃蛋白酶结合并被其激活。
粘液蛋白酶激活和胃蛋白酶原自身激活则是辅助机制,可以在一定程度上促进胃蛋白酶原的激活。
胃蛋白酶原的激活过程不仅与胃酸分泌和蛋白质消化相关,还涉及到多种疾病的发生和发展,因此对其激活机制的研究具有重要的生物学和临床意义。
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酸性蛋白酶高产菌株选育及应用研究一、概述本项目2004年获得河南省科技攻关项目的立项支持,项目编号:0424240040。
酶是生物细胞原生质合成且具有高度催化活性的蛋白质。
人类早在认识酶之前就知道利用酶为生产和生活服务,例如酿造、鞣革及制造奶酪等已经有几千年的历史。
1897年Büchner发现磨碎的酵母仍然能够使糖液发酵产生酒精和二氧化碳。
二十世纪初,有更多的酶被发现和分离提纯,注意到了某些酶的作用需要有低分子物质(辅酶)的参加,并陆续认识了很多酶所催化的反应。
1926年Sumner第一次从刀豆中分离出脲酶并获得了该蛋白质的结晶。
30年代,J.Northrop 又连续分离出结晶的胃蛋白酶、胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶。
今天已有500种酶得到结晶,2000多种酶得到鉴定,200种左右商品酶已经开发,但工业上应用的酶仅有50多种。
二次世界大战后抗生素工业的通风搅拌发酵技术的利用,使微生物酶制剂工业得到迅速发展。
20世纪40年代末,生产α-淀粉酶的液体深层发酵首先在日本实现了工业化生产,标志着现代酶制剂工业的开始。
20世纪50年代后期遗传工程、蛋白质工程等现代生物技术的研究成果,促使世界酶制剂工业持续地高速发展,成为生物工程四大主导产业中最早产业化的高技术产业。
由于酶制剂是一种绿色高效生物催化剂,具有高效、节能、安全和环保等特点,对酶制剂应用产业开发新产品、提高质量、节能降耗、保护环境重要意义;因此,这一产业的发展受到各国政府的高度重视,有着广阔的发展前景。
国际酶制剂市场目前保持着9%的增长速度,2010年世界酶制剂年销售额达160亿美元,目前已有一大批可用于工业发酵生产的各种胞外酶的微生物,如芽孢杆菌、大肠杆菌、放线菌、毛霉、黑曲霉、青霉、酵母等。
商品化的酶品种数量主要有糖化酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、凝乳酶、脂肪酶、DNA聚合酶、T4DNA连接酶、葡萄糖苷酶、葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶、a-乙酰乳酸脱羧酶、乳酸脱氢酶、天冬氨酸转氨酶、延胡索酸酶、青霉素酰化酶、溶菌酶、链激酶、漆酶、植酸酶、复合酶等等。
一、蛋白酶的分类、主要用途及作用二、产蛋白酶菌株的筛选三、产酶发酵四、蛋白酶活性测定的方法蛋白酶的分类、主要用途及作用酶:酶是具有生物催化功能的生物大分子。
蛋白酶:水解蛋白质肽键的一类酶的总称蛋白酶分类:1据水解多肽的方式分为内肽酶和外肽酶2据反应的最适pH值分为酸性,碱性,中性蛋白酶蛋白酶简介:广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。
微生物蛋白酶,主要由霉菌、细菌,其次由酵母、放线菌生产。
催化蛋白质水解的酶种类很多,重要的有胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶等。
蛋白酶对所作用的底物有严格的选择性,一种蛋白酶只能作用于蛋白质分子中一定的肽键,如胰蛋白酶催化水解碱性氨基酸所形成的肽键。
蛋白酶分布广泛,主要存在于人和动物消化道中,在植物和微生物中含量丰富,由于动植物资源有限,工业生产上生产蛋白酶制剂主要利用枯草杆菌等微生物发酵设备。
一、酸性蛋白酶定义:酸性蛋白酶是一种能在酸性环境下水解蛋白质的酶类注:酸性蛋白酶是指蛋白酶具有较低的最适pH,不是指酸性基团存在于酶的活性部位.简介:主要来源于动物的脏器和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。
根据其产菌的不同,微生物酸性蛋白酶可以分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶,根据作用方式可以分为两类:一类是与胃蛋白酶相似,主要的产酶微生物是曲霉、青霉和根酶等;另一类是与凝乳酶相似,主要产酶微生物是毛酶和栗疫酶等,从酶的活力-PH曲线分析,在酶的活性部位中含有一个或更多的羧基,这一类蛋白酶中研究最彻底的是胃蛋白酶。
酸性蛋白酶具有较好的耐酸性,目前用于工业化生产的酸性蛋白酶大多为霉菌酸性蛋白酶,此类酶的最适作用pH值为3.0左右,当pH值升高时,酸性蛋白酶的酶活会明显降低,且此类酶不耐热,当温度达到50℃以上时很不稳定,从而限制了酸性蛋白酶的应用范围。
基本性质酸性蛋白酶的最适PH从2左右(胃蛋白酶)到4左右应用1酿酒:酸性蛋白酶在酿酒的过程中起协同作用,具有溶解发酵原料,促进微生物繁殖,降解酵母菌体蛋白等多种功能。
浅谈几种常见酶制剂的研究及其应用酶是具有催化活性的蛋白质,它具有高效性、专一性、无毒副作用、不产生残留等特点。
酶广泛的存在于动物、植物以及微生物体内,是生物体维持正常的生理生化功能必不可少的成分。
家禽、家畜对饲料中营养物质的利用也是在消化道中各种酶的作用下将各种大分子的物质降解为易被吸收利用的小分子物质的。
酶制剂通常可粗略分成2大类:一类是内源性酶,与消化道分泌的消化酶相似,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等,直接消化水解饲料中的营养成分;另一类是外源性酶,它是消化道不能分泌的酶,如纤维素酶、果胶酶、半乳糖苷酶、β-葡聚糖酶、戊聚糖酶(阿拉伯木聚糖酶)和植酸酶。
外源性酶不能直接消化水解大分子营养物质,而是水解饲料中的抗营养因子,间接促进营养物质的消化利用。
大量的试验研究表明,酶制剂主要参与机体内的以下活动:①参与细胞的降解,使酶与底物充分接触,促进营养成分的消化;②去除抗营养因子,改善消化机能;③补充(或激活)内源酶的不足,改进动物自身肠道酶的作用效果;④参与动物内分泌调节,影响血液中某些成分的变化;⑤水解非淀粉多糖(NSP),降解消化道内容物的黏度;⑥改变消化道内菌群的分布;⑦加强动物保健;⑧减少环境污染。
几种常见酶制剂的作用见表1。
1 蛋白酶蛋白酶是工业酶制剂中最重要的一类酶,约占全世界酶销售量的60%。
根据其作用机制和作用最适pH值,蛋白酶可分为酸性蛋白酶(pH值为2.5~3)、中性蛋白酶(pH值在7左右)、碱性蛋白酶(pH值在8左右)。
酸性蛋白酶用途十分广泛。
食品工业上用于啤酒、白葡萄酒的澄清和酱油的酿造;制革工业用于脱毛和皮革软化;医药工业用作消炎和助消化剂;饲料工业中多采用酸性和中性蛋白酶,以提高动物对蛋白质的水解效率,促进动物对饲料蛋白质的吸收效率。
1.1 酸性蛋白酶酸性蛋白酶分子量在35 000道尔顿左右。
酶分子活性中心有2个天冬酰氨残基,在已经进行过氨基酸序列分析的酸性蛋白酶分子中约有30%的区域是同系的。
蛋⽩酶的作⽤及种类都有哪些 蛋⽩酶存在于动物的肝脏,植物的茎叶和果实等等,蛋⽩酶的作⽤是很多的,下⾯是店铺为⼤家带来的蛋⽩酶的作⽤及种类,欢迎阅读。
蛋⽩酶的作⽤ 蛋⽩酶是⽔解蛋⽩质肽链的⼀类酶的总称。
按其降解多肽的⽅式分成内肽酶和端肽酶两类。
前者可把⼤分⼦量的多肽链从中间切断,形成分⼦量较⼩的朊和胨;后者⼜可分为羧肽酶和氨肽酶,它们分别从多肽的游离羧基末端或游离氨基末端逐⼀将肽链⽔解⽣成氨基酸 蛋⽩酶的种类 ⽊⽠蛋⽩酶 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。
⽊⽠蛋⽩酶是⼀种巯基蛋⽩酶,具有⼴泛的底物特异性蛋⽩质精氨酸的作⽤,L-赖氨酸精氨酸、⽢氨酸、L-⽠氨酸残基的羧基参与形成的肽键。
这种酶属内肽酶,能把整个鸡蛋的蛋⽩多肽分⼦肽-NH-分⼦量较⼩的代。
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。
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。
它是⼀种含疏基(-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。
胃蛋⽩酶 胃蛋⽩酶是⼀种消化酶,在细胞的主要功能是胃粘膜的胃分泌的⾷物中的蛋⽩质分解为⼩肽⽚段。
酸性蛋白酶生产工艺1 蛋白酶、酸性蛋白酶1.1 蛋白酶的定义蛋白酶是催化肽键水解的一类酶,它可迅速水解蛋白质为胨、肽类,广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。
同时大多数微生物蛋白酶都是胞外酶。
1.2 微生物蛋白酶分类微生物蛋白酶按其作用的最适pH可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶三类。
碱性蛋白酶为透明褐色液体,能与水混溶,最适温度50~60℃,最适pH8.5。
中性蛋白酶为金属酶,褐色颗粒或液体,易溶于水,最适温度45~55℃,最适pH5.5~7.5。
酸性蛋白酶为近乎白色至浅黄色无定型粉末或液体,易溶于水,最适温度45℃,最适pH2.5。
1.3酸性蛋白酶的概述酸性蛋白酶(acidic protease)在 1954 年首先由吉田在黑曲酶中发现。
该酶广泛存在于霉菌、和担子菌中,细菌中极少发现,其最适pH3~4,相对分子质量 30000~40000,等电点(pH3~5)。
酸性蛋白酶主要是一种羧基蛋白酶,大多数在其活动中心含有 2 个天冬氨酸残基。
酶蛋白中酸性氨基酸含量高,而碱性氨基酸含量低。
不同微生物的酸性蛋白酶其氨基酸组成虽有所差别,但性质基本相同,许多性质也与动物胃蛋白酶相似,其活动中心肽键也基本相似,它对 DFP、PCMP (对氯汞苯甲酸)EDTA不敏感,及但能为DNA(二重氮乙酰亮氨酸甲酯)EPNP及(1,2 环-3-对硝基苯养基丙烷),SDS(十二烷基磺酸钠)等抑制。
DNA,EPNP 之所以能引起酶失活是由于活性中心天冬氨酸残基被酯化。
DNA 只同有活性的酸反应,而同失活的酶不能反应。
P-BPB(对溴酚乙酰溴)虽然也可同酶的1个天冬氨酸残基反应,但同它反应的天冬氨酸的位置与以上两种抑制不一样,故不能引起青霉酸性蛋白酶失活。
1.4 酶的生产方法酶的生产方法主要有:提取分离法、生物合成法、化学合成法。
酶的微生物合成法主要有:液体深层发酵、固体培养发酵、固定化细胞培养、固定化原生质发酵。
酒精酸性蛋白酶在发酵中的应用酒精酸性蛋白酶在酒精发酵中的应用在酿酒业中应用蛋白酶,可在玉米,木薯酒精酿造的发酵中起协同作用,具有溶解发酵原料的颗粒,促进微生物繁殖,分解蛋白质生成香味物质,降解酵母菌体蛋白酶等多种功能。
以提高产量和质量,并愈来愈受到人们的重视。
但目前,国产酒用酸性蛋白酶比较少,主要是由于菌种酶活力低,生产成本高,因而其酒用酸性蛋白酶的研究有待于进一步深入展开。
发酵速率提高和出酒率增加与酵母密切相关,酒精浓醪发酵时,高低物浓度和高酒精含量会限制酵母菌的生长繁殖,对酒精发酵产生强烈的抑制作用。
因此发酵工艺的改进和耐高浓度酒精酵母的选育是实现酒精浓醪发酵工业的关键。
酵母的生理状态及营养状况对改善高酒精浓度下酵母的生存率,提高酵母酒精发酵速率会产生很大影响。
在高浓度酒精发酵中主要是营养缺乏,而不是积累的酒精导致发酵活性降低的。
添加自由氨基酸FAN不但可以缩短发酵时间,而且提高了酒精的产量,增加了酵母的酒精耐性和存活率。
酸性蛋白酶作用产物是氨基酸,是酵母生长的最好营养物质和发酵的促进剂,在玉米原料中除含有大量的淀粉,还含有一定量的粗蛋白与淀粉紧密结合,影响淀粉的水解速度。
在发酵中添加酸性蛋白酶,通过水解蛋白酶,使一些难水解的淀粉释放出来,为淀粉酶的糖化作用创造条件,也为发酵酵母提供更丰富的营养。
基于此,本文对酒用酸性蛋白酶研究及其酒中酶学功能作用综述。
1 酒用酸性蛋白酶源研究国内目前用于生产酸性蛋白酶的菌种主要有黑曲霉和宇佐美曲霉等,黑曲霉主要用于固体发酵,而宇佐美曲霉主要用于液体发酵。
本文主要用于液体发酵。
宇佐美曲霉用于液体发酵,产酶活性在5600u/ml。
在此基础上,于丽萍等通过控制斜面培养成分和液体发酵的通气量提高宇佐美曲霉537产生的酸性蛋白酶活力,产酶活性提高20%左右。
并用20L自控发酵罐,是产酶活性提高7100u/ml。
在发酵罐中进行液体培养,通气量的大小与风量、搅拌速度、罐压三者有关。
⾷品酶学复习题(1)⾷品酶学复习题(1)1.酶的特性有哪些?(1)催化效率⾼:⽐⼀般的酶⾼106-1013倍;(2)酶作⽤的专⼀性:⼀种酶作⽤于⼀种或⼀类分⼦结构相似的物质(3)易变性:⼤多数酶的化学本质是蛋⽩质,因⽽会被⾼温、酸、强碱等破坏(4)酶的催化条件温和;(5)酶在⽣物体内参与每⼀次反应后,它本⾝的性质和数量都不会发⽣改变。
8. 国际酶学委员会推荐的分类和命名规则的主要依据是什么?酶学委员会提出以酶所催化的化学反应性质作为酶的分类和命名规则的主要依据,每⼀种酶都给以三个名称:系统名,惯⽤名和⼀个数字编号。
2、脂肪酶和脂肪氧化酶的不同?脂肪酶⽔解脂肪,产⽣⽢油、⽢油⼀酯和脂肪酸脂肪氧化酶催化顺,顺-1,4-戊⼆烯的不饱和脂肪酸及酯的氢化氧化作⽤。
4、酶活⼒:指酶催化反应的能⼒,它表⽰样品中酶的含量。
3、Km值代表反应速度达到最⼤反应速度⼀半时的底物浓度。
固定化酶:是指在⼀定的空间范围内起催化作⽤,并能反复和连续使⽤的酶。
优点:同⼀批固定化酶能在⼯艺流程中重复多次的使⽤;固定化后,和反应物分开,有利于控制⽣产过程,同时也省去了热处理使酶失活的步骤;稳定性显著提⾼;可长期使⽤,并可预测衰败的速度;提供了研究酶动⼒学的良好模型。
26.固定化酶的稳定性增强主要表现在哪些⽅⾯?操作稳定性(2)贮藏稳定性(3)热稳定性(4)对蛋⽩酶的稳定性(5)酸碱稳定性。
27.什么是糖酶?常见的糖酶有哪⼏种?(四种以上)糖酶:裂解多糖中将单糖连接在⼀起的化学键,使多糖降解为⼩分⼦,催化糖单位结构上的重排形成新的糖类化合物的酶。
常见的糖酶:α-淀粉酶、糖化酶、β-淀粉酶,乳糖酶,果胶酶,纤维素酶等最常见的微⽣物产酶发酵类型是液体深层发酵2. 琼脂糖凝胶过滤和离⼦交换法等纯化酶的机理各是什么?琼脂糖凝胶过滤:不同式样通过凝胶时,能进⼊颗粒状凝胶的微孔的⼩分⼦被阻滞,不能进⼊微孔的⼤分⼦未被阻滞,改变颗粒状凝胶的微孔⼤⼩可能改变凝胶量分级分离范围。
蛋白酶的作用蛋白酶在动物的肝脏,植物的茎叶和果实,以及微生物中是很广泛存在的,蛋白酶的作用是很多的,现在蛋白酶在毛皮、皮革、丝绸、食品、医药、酿造方面已经有了很广泛的应用了,能够创造出很大生产力,蛋白酶的种类也有很多,常见的有胰蛋白酶和胃蛋白酶。
蛋白酶是有很多的用途的,它的药用功能也是很强大的,胃蛋白酶对于治疗消化不良有很大的作用,酸性的蛋白酶能够很好的治疗支气管炎,下面我们就来看看蛋白酶的作用,特别是胰蛋白酶。
★胰蛋白酶的作用胰蛋白酶的作用是使细胞间的蛋白质水解从而使细胞离散。
不同的组织或者细胞对胰酶的作用反应不一样。
胰酶分散细胞的活性还与其浓度、温度和作用时间有关,在 pH 为 8.0 、温度为 37℃时,胰酶溶液的作用能力最强。
使用胰酶时,应把握好浓度、温度和时间,以免消化过度造成细胞损伤。
因 Ca2+ 、 Mg2+ 和血清、蛋白质可降低胰酶的活性,所以配制胰酶溶液时应选用不含 Ca2+ 、 Mg2+ 的 BSS ,如: D-Hanks 液。
终止消化时,可用含有血清培养液或者胰酶抑制剂终止胰酶对细胞的作用。
1. 称取胰蛋白酶:按胰蛋白酶液浓度为 0.25 %,用电子天平准确称取粉剂溶入小烧杯中的双蒸水(若用双蒸水需要调 PH 到 7.2 左右)或 PBS ( D-hanks )液中。
搅拌混匀,置于 4℃内过夜。
2. 用注射滤器抽滤消毒:配好的胰酶溶液要在超净台内用注射滤器( 0.22 微米微孔滤膜)抽滤除菌。
然后分装成小瓶于-20℃保存以备使用。
胰蛋白酶能够催化蛋白质的特定肽键水解,这个催化过程是不需要能量的,不会使酶失去活力,也不会改变形状和使自身水解。
底物与酶的活性中心的结合是可逆的,这种结合使得蛋白质特定肽键因弯曲变形而被活化,更易于受到水分子的攻击,分别形成氨基和羧基而断裂,得到小分子多肽或氨基酸。
不同的蛋白酶可以作用在不同氨基酸相连组成的肽键,因此胰蛋白酶并不能作用在所有的肽键。
酸性蛋白酶与碱性蛋白酶生产工艺的不同之处?酸性蛋白酶是一种在酸性环境下(pH 2.5-4.0)催化蛋白酶水解的酶制剂,适用于酸性介质中水解动植物蛋白质。
可用于毛皮软化,酒精发酵,啤酒、果酒澄清,动植物蛋白质水解营养液,羊毛染色,废胶片回收,饲料添加剂等等。
本品在酸性条件下有利于皮纤维松散,且软化液可连续使用,是当前理想的毛皮软化酶制剂;在酒精发酵中,添加酸性蛋白酶,能有效水解原料中的蛋白质,破坏原料颗粒粒间细胞壁的结构,有利于糖化酶的作用,使原料中可利用碳源增加,从而可提高原料出酒率;另一方面,蛋白质的水解提高了醪液中α-氨基态氮的含量,促进酵母菌的生长与繁殖,提高发酵速度,从而缩短发酵周期和提高发酵设备的生产能力。
碱性蛋白酶碱性蛋白酶是在碱性条件下水解蛋白质肽键的酶类,是一类非常重要的工业用酶,最早发现于猪胰脏。
碱性蛋白酶广泛存在于动、植物及微生物中。
微生物蛋白酶均为胞外酶,不仅具有动植物蛋白酶所具有的全部特性,还有下游技术处理相对简单、价格低廉、来源广、菌体易于培养、产量高、高产菌株选育简单、快速、易于实现工业化生产等诸多优点。
1945年瑞士M等在地衣芽孢杆菌中发现了微生物碱性蛋白酶。
碱性蛋白酶是由细菌原生质体诱变选育出的地衣芽孢杆菌2709,经深层发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶,其主要酶成分为地衣芽孢杆菌蛋白酶,是一种丝氨酸型的内切蛋白酶,它能水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸,具有较强的分解蛋白质的能力,广泛应用于食品、医疗、酿造、洗涤、丝绸、制革等行业。
1、碱性蛋白酶是一种无毒、无副作用的蛋白质,属于丝氨酸型内切蛋白酶,应用在食品行业可水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸,形成具有独特风味的蛋白质水解液。
2、碱性蛋白酶成功应用于洗涤剂用酶工业,可添加在普通洗衣粉、浓缩洗衣粉和液体洗涤剂当中,既可用于家庭洗衣,也可用于工业洗衣,可以有效的去除血渍、蛋类、乳制品、或肉汁、菜汁等蛋白类的污渍,另外也可作为医用试剂酶清洗生化仪器等。
3、在生物技术领域,碱性蛋白酶可作为工具酶用于核酸纯化过程中的蛋白质(包括核酸酶类)去除,而对DNA无降解作用,避免对DNA 完整性的破坏。
酸性蛋白酶如何灭活第一种方法几乎所有酶都适用,就是加热。
第二种,既然是酸性酶,加入强碱应该也是可以的。
酸性蛋白酶产生菌的筛选方法?酸性蛋白酶是一种能在酸性环境下水解蛋白质的酶类,其最适作用pH值为2.5-5.0。
由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性,因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。
目前用于工业化生产的酸性蛋白酶大多为霉菌酸性蛋白酶,此类酶的最适作用pH值为3.0左右,当pH值升高时,酸性蛋白酶的酶活会明显降低,且此类酶不耐热,当温度达到50℃以上时很不稳定,从而限制了酸性蛋白酶的应用范围。
因此,本研究以开发耐温偏酸性蛋白酶为目标,进行了以下几方面的研究:(1)偏酸性蛋白酶产生菌的分离筛选。
(2)偏酸性蛋白酶粗酶酶学性质的研究。
(3)偏酸性蛋白酶固体发酵条件的优化。
(4)偏酸性蛋白酶产生菌P-1007的初步鉴定。
(5)偏酸性蛋白酶在啤酒澄清中的应用。
本论文主要研究结果和结论如下:(1)用常规土壤分离方法,从土壤样品中筛选到一株产偏酸性蛋白酶的菌株,命名为P-1007。
(2)通过单因素发酵条件实验和正交实验的方法得到最佳固体发酵条件为:麦麸15g,黄豆粉8%,葡萄糖3%,NaH2PO41%,CuSO40.2%,水35ml,最佳起始pH7.0,最适发酵温度为40℃。
在此条件下所产酶活可达3700u/g,比原始菌株发酵酶活提高了将近2倍,且产酶稳定性较好。
(3)菌株P-1007所产的偏酸性蛋白酶的最适作用pH值为5.5,最适作用温度为50℃。
酶的pH稳定性和耐温性较好,50℃、pH5.5条件下保温8h后剩余酶活可达83%以上,pH5.5、50℃条件下保温2h后剩余酶活仍在70%以上。
Mn2+、Cu2+对偏酸性蛋白酶有明显的激活作用,其它金属离子则对该酶有不同程度的抑制作用。
与目前所得到的酸性蛋白酶相比较,偏酸性蛋白酶具有较高的作用pH值和较好的耐温性。
(3)从菌株P-1007菌落形态、显微观察以及5.8SrDNA-ITS区序列分析可以看出菌株P-1007可能属于烟曲霉。
(4)从酶学性质上可以看出,菌株P-1007所产的偏酸性蛋白酶的作用条件满足于啤酒澄清工艺的要求,因此本实验进行了偏酸性蛋白酶在啤酒澄清中的应用研究以及该酶与酿造复合酶和啤酒用中性蛋白酶作用效果的比较。
研究结果表明:经偏酸性蛋白酶作用后,麦汁和发酵液中酪氨酸含量、透光率、总氮量、可凝固性氮含量都有了明显的提高。
麦汁中a-氨基氮含量也增加了,说明偏酸性蛋白酶将凝固性蛋白质水解成了分子量较小的a-氨基氮,为啤酒酵母的生长繁殖提供了氮源。
同时发酵液中的a-氨基氮含量却降低了,分析原因为发酵阶段中酵母利用a-氨基氮的速度比偏酸性蛋白酶降解蛋白质的速度快。
麦汁和发酵液的pH值都无太大变化,因此不会影响啤酒酵母的生长和繁殖。
在与酿造复合酶和啤酒用中性蛋白酶中性蛋白酶作用效果的比较中发现,三种酶的作用效果大致相同,但从最适作用条件来看,偏酸性蛋白酶比另两种蛋白酶更适合于啤酒澄清工艺。
以上研究结果表明,本课题筛选到的菌株P-1007所产偏酸性蛋白酶的作用条件特别适合于啤酒澄清工艺,因此在啤酒工业中有较好的应用前景。
酸性蛋白酶及其在畜牧业中的应用酸性蛋白酶能在酸性环境中水解蛋白质,广泛用于制革工业、医药业、酿造业和饲料工业。
酸性蛋白酶作为一种新型的饲料添加剂,可以明显促进幼龄动物的生长发育,降低断奶带来的应激效应,饲用效果非常显著,是一类应用前景非常广阔的酶制剂。
本文对酸性蛋白酶的酶学特性及其在畜牧业中的应用研究进展进行了综述。
酸性蛋白酶及其在畜牧业中的应用酸性蛋白酶包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶,适宜在酸性条件下水解蛋白质。
酸性蛋白酶用作动物饲料添加剂,可提高动物&特别是幼龄动物)对饲料中蛋白成分的消化吸收率,促进其生长。
此外,它还用于制革工业中皮革的脱毛和软化,食品工业中蛋白质的水解生产高档食品,医药工业中消化剂和消炎剂的制造等。
近年来,随着集约化畜禽生产的发展,加剧了环境污染。
其中,氮是污染环境的主要物质,因而提高饲料中蛋白类营养物质的利用效率,降低其排放就显得尤为重要。
此外,由于我国蛋白质饲料资源严重缺乏,需要寻求非常规蛋白资源,而动物对非常规蛋白饲料的利用效率很低。
研究表明在饲料中添加酸性蛋白酶+可提高该类蛋白质的可消化性,因此酸性蛋白酶的开发利用就显得非常重要。
!酸性蛋白酶的酶学性质酸性蛋白酶是一类具有复杂理化性质的化合物,不同微生物菌种分泌的酸性蛋白酶虽具有一些共同的性质,但在底物特异性、抑制剂、激活剂等方面均存在着一定的差异!"!蛋白酶中的羧基在其催化反应中起关键作用有关。
黑曲霉所产的&型蛋白酶,受二硫代双!$硝基苯甲酸’的抑制,而.型酶完全不被,抑制,只被(.-及重氮试剂部分抑制,需要指出的是,上述试剂对两种酶的抑制作用都需要有的参加。
对啤酒酵母所产的胞外酸性蛋白酶的研究表明,其可被甲苯磺酰氟’和对氟汞苯甲酸’+部分抑制。
另外,从日本清酒酒曲中分离出的酸性蛋白酶,其性质类似于“胃蛋白酶”型酸性蛋白酶,和胃蛋白酶抑制剂所抑制,但对对$溴苯和联乙酰试剂不敏感。
! 金属离子对酸性蛋白酶的影响。
1酸性蛋白酶的作用机理及饲用效果!作用机理由于饲用酶进行催化反应在畜禽消化道内进行,故其作用条件必须与动物消化道生理条件相适应,而通常猪和家禽消化道内温度为G"K左右,胃IJ<@6W#@6,小肠IJ6WM,与酸性蛋白酶作用的一些基本参数相吻合。
畜禽尤其是幼龄动物的消化道内蛋白酶分泌体系发育不健全,而在生长的中后期,自身虽有内源酶,但尚显不足,当采用高蛋白饲料饲养时,因其对饲料蛋白质消化能力较差而易引起腹泻等疾病。
尤其是断奶仔猪,消化道发育不成熟,消化酶分泌系统不健全,特别是胃酸分泌不足,免疫功能低下,加上断奶时的生理、营养和环境应激反应,对饲料的营养成分不易消化和吸收,对病原微生物的抵抗力较弱,易造成正常肠道菌群平衡紊乱,经常出现较高的腹泻率,导致早期生长受阻。
若在饲料中添加酸性蛋白酶,则能补充内源酶的不足,使高分子的蛋白质降解为低分子的肽、胨及各种氨基酸,而易被畜禽消化吸收,从而降低饲料对断奶仔猪消化道的刺激,降低应激反应,减少营养障碍,提高饲料利用率,促进生长。
2饲料效果营养研究促进短肽、氨基酸的吸收。
由此可见酸性蛋白酶的作用不仅在于降低幼龄动物的应激反应,更在于其分解蛋白质为动物提供了大量的小肽,以促进动物的吸收利用,从而促进动物的生长。
饲用效果美国用头小猪进行的(%次试验表明,在蛋白质来源以大豆为主的日粮中,给()周龄小猪添加酸性蛋白酶,增重提高,饲料利用率提高。
许怡等在仔猪饲料中添加"*的酸性蛋白酶,结果增重提高,饲料转化率提高.。
费笛波等,报道:酵母的酸性蛋白酶解液中氨基酸总量、必需氨基酸总量分别比对照提高;鱼粉的酸性蛋白酶解液中氨基酸总量、必需氨基酸总量分别比对照增加.。
此研究结果表明,酸性蛋白酶在非常规饲料中的应用效果要优于常规蛋白饲料。
费笛波等,(##0-研究表明,在最佳作用条件下1酸性蛋白酶对酵母和鱼粉具有明显降解作用1氨基酸总量分别比对照增加饲用酸性蛋白酶制剂以的量添加于乳猪及仔猪饲料中,日增重和饲料转化率分别比对照提高。
4.结语试验证明在饲料中添加酸性蛋白酶能促进动物的生长,特别是对幼龄动物的作用非常明显。
但目前在酸性蛋白酶的使用上还存在很多问题:首先,现在作为饲料添加剂使用的酸性蛋白酶一般是添加于粉料中而不是添加于颗粒料中,这主要是由于其耐热性能不好而影响了其应用范围,应用包埋技术,饲料加工等技术,只在一定程度上解决了这一问题,但仍不能解决酶本身耐热性差的问题。
其次,现在使用的酸性蛋白酶生产菌株产酶水平都较低。
近年来人们开始利用分子生物学技术来构建高水平表达耐高温酸性蛋白酶的基因工程菌,为上述问题的解决提供了光明前景。
另外,对不同生长阶段动物的添加量和添加形式还不确定,存在很大的盲目性,还需要营养学专家的进一步研究。
尽管酸性蛋白酶的应用在目前还存在着各种问题,但相信随着科学技术的不断发展,这些问题都会得到妥善解决。
无论如何,酸性蛋白酶的本质特性和应用效果决定了其发展和应用的前景十分广阔。