微生物蛋白酶的分

微生物金属蛋白酶（Microbial Metalloproteases）是一类由微生物（包括细菌、真菌、古菌等）产生的含金属离子作为辅因子的蛋白酶。

这类酶在催化反应中，金属离子（如锌、铁、铜等）在活性中心发挥关键作用，参与底物的识别、结合以及催化水解过程。

微生物金属蛋白酶在自然界中广泛存在，它们在生物降解、营养吸收、免疫反应、信号传导等多种生物过程中发挥重要作用，同时也与多种人类疾病的发生和发展密切相关。

微生物金属蛋白酶的种类繁多，包括但不限于金属内肽酶（Metalloendopeptidases）、金属羧肽酶（Metalloexopeptidases）、金属丝氨酸蛋白酶
（Metallo-serine proteases）等。

它们能够降解多种生物大分子，如蛋白质、多肽、脂质等，有些还能降解环境中的有机污染物。

在工业应用上，微生物金属蛋白酶由于其独特高效的催化性能，被广泛应用于生物医药、洗涤剂、皮革处理、纺织品处理、饲料添加剂、环境保护等诸多领域。

同时，某些微生物金属蛋白酶也可能作为病原体的毒力因子，如肺炎克雷伯菌的金属蛋白酶可以协助细菌侵袭宿主细胞，因此也成为抗菌药物研发的靶点之一。

微生物酶的知识点总结微生物酶是指由微生物生产的蛋白质，具有生物催化作用的一种生物催化剂。

微生物酶在生物科技领域具有重要的应用价值，广泛应用于工业生产、医药健康、环境保护等领域。

下面将从微生物酶的分类、作用机制、生产和应用等方面对微生物酶进行详细的知识点总结。

一、微生物酶的分类微生物酶可按其作用特点和产生微生物的分类进行分类。

1. 按作用特点分类（1）氧化酶：如过氧化氢酶、氧化还原酶等。

（2）水解酶：如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等。

（3）转移酶：如转氨酶、糖基转移酶等。

（4）缩合酶：如聚合酶、合成酶等。

2. 按产生微生物分类（1）真菌酶：由真菌生产的酶，如木质纤维降解酶、纤维素酶等。

（2）细菌酶：由细菌生产的酶，如乳酸菌产生的乳酸酶、α-淀粉酶等。

（3）酵母酶：由酵母生产的酶，如酒精酶、脱氢酶等。

二、微生物酶的作用机制微生物酶的作用机制主要涉及酶的催化作用和酶的作用方式。

1. 酶的催化作用酶是一种生物催化剂，其作用原理是通过降低反应活化能，加速化学反应的进行。

酶能够与特定的底物结合，形成酶-底物复合物，从而在酶活性中心发挥催化作用，使化学反应更容易进行。

2. 酶的作用方式酶的作用方式主要包括亚基、辅助因子、底物亲和性、催化机制等方面。

亚基是酶活性的重要组成部分，能够在反应中转移化学基团，促进反应的进行。

辅助因子是酶催化作用所必需的辅助物质，如金属离子、辅酶等，能够增强酶的催化能力。

底物亲和性指酶与底物之间的亲和力，亲和力强的酶能够更快结合底物，进行催化作用。

催化机制是酶促反应过程中的催化步骤，其方式主要包括酶-底物结合、底物转变、产物释放等步骤。

三、微生物酶的生产微生物酶的生产主要包括微生物菌种选育、酶生产培养、酶提取纯化等步骤。

1. 微生物菌种选育微生物菌种选育是酶生产的首要步骤，关系到酶产量和酶活性等关键指标。

一般通过对自然界中分离的微生物菌种进行筛选和改良，培育出高产、高效的酶源菌株。

2. 酶生产培养酶生产培养是指将选育好的菌株进行大规模培养，促使其产生目标酶。

年产1500m³蛋白酶的工厂设计摘要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。

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。

酸性蛋白酶是一种羧基蛋白酶，它的分子质量为30-40kD，等电点（pH3.0-5.0）酸性蛋白酶现已广泛应用于食品、饲料、酿造、毛皮与皮革、医药、胶原纤维等各个行业之中。

本设计采用豆饼粉、玉米粉、淀粉为主要的培养基原料，并选用黑曲霉（Aspergillus niger ）3.350菌种发酵。

其中豆饼粉3.75%，玉米粉0.625%，鱼粉0.625%，氯化铵1%，氯化钙0.5%，磷酸氢二钠0.2%。

本设计利用通风搅拌式发酵罐进行发酵，同时利用离子交换树脂对母液进行提取，提高了酸性蛋白酶的生产效率，减少了生产成本。

设计还包括发酵罐，全厂平面图，车间平面布置图，工艺流程图。

关键词：酸性蛋白酶发酵工厂设计The Process Design of the Protease used forSection with the Capacity of 1500m³ AnnuallyAbstractprotease is a kind of Peptone and peptide. It has been discover across in animal giblets ,the stem of plant,fruit , microbial and so on.Most of the Microbial protease are ectoenzyme .According to its best Optimum pH function ,Microbial protease Can be divided into Acid protease ,Neutral protease and alkaline protease .Acid protease is a kind of Carboxyl protease , Its molecular weight is 30-40 kd, lower isoelectric point (pH3.0-5.0)Acid protease in food, medicine, textile, leather, feed, cosmetics, washing industries have applications, natural health, avirulent and harmless, quite safe. So in this paper the basic content of more acid protease, production process and application development were introduced. This design USES the bean cake powder, corn flour, starch as the main medium of raw materials, and selects the Aspergillus Niger, Aspergillus Niger) 3.350 bacterial fermentation. With bean cake powder 3.75%, corn flour 3.75%, 0.625% fish meal, 1% ammonium chloride, calcium chloride 0.5%, disodium hydrogen phosphate 0.2%.This design using the ventilation agitator in fermentor, using ion exchange resin in mother liquid was extracted at the same time, improve the efficiency of the acid protease production, reduce the production cost. The design also includes Fermentor, The factory plan, Shop floor plan, Flow Chart.Key Words: Acid protease ; fermentation; plant-design;前言酸性蛋白酶是一类最适pH值为2.5〜5.0的天冬氨酸蛋白酶，相对分子质量为KD30 。

16种微生物蛋白酶的生物信息学分析作者：富玉竹李欣李晔王斯德金丽华于然来源：《江苏农业科学》2020年第04期摘要：蛋白酶（protease）是以降解蛋白质为主的糖苷酶，具有丰富的多样性，在生物有机体中发挥着重要而又广泛的作用，具有广泛的研究和应用价值。

本研究采用ProtParam、ProtScale、SignalP 4.1 server和NPSA serve等生物信息学软件，对天蓝色链霉菌、普通拟杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等16种微生物蛋白酶的理化性质、蛋白结构、系统发生树和功能域等进行了分析。

结果表明：通过分析16种微生物蛋白酶的稳定性发现，金黄色葡萄球菌、唾液链球菌、短小芽孢杆菌、绿脓杆菌为不稳定蛋白;二级结构由α螺旋、β转角、无规则卷曲和延伸链等结构元件组成;除了节杆菌属、无乳链霉菌、普通拟杆菌、肠杆菌属具有信号肽，其余蛋白酶氨基酸序列不具有信号肽的特点。

可以推测出蛋白酶为非分泌性蛋白;只有绿脓杆菌和猪链球菌有跨膜结构，剩下其余几种微生物均没有跨膜结构。

具有2个蛋白功能域，分别为Peptidase S8 familyi、Fn3_5like domain。

关键词：微生物;蛋白酶;序列分析;生物信息学;理化性质;蛋白结构;信号肽中图分类号： S188+.3文献标志码： A文章编号：1002-1302（2020）04-0065-08基金项目：北京市自然科学基金（编号：2182019）;北京市教育委员会项目（编号：1-PXM2018-014306-000057/7）;国家自然科学基金青年科学基金（编号：51708005）;北京电子科技职业学院重点课题（编号：2019-KXZ）;北京市优秀人才资助（拔尖自然科学）（编号：2020Z002-002-KWT）。

作者简介：富玉竹（2000—），女，北京人，研究方向为酶与基因重组，E-mail：1002967685@;共同第一作者：李欣（1998—），女，北京人，研究方向为生物技术，E-mail：1217436404@。

1 微生物酶的分类、作用机理及来源1.1淀粉酶。

淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。

α-淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，能够切开淀粉链内部的α-1，4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖。

生产此酶的微生物主要有枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。

β-淀粉酶又称淀粉1，4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1，4-糖苷键，生成麦芽糖。

此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。

此酶主要由曲霉、根霉和内孢霉产生。

糖化酶又称淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷键，生成葡萄糖。

此酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，6-糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。

此酶产生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、拟内孢霉、红曲霉。

异淀粉酶又称淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝链淀粉分子分枝点处的α-1，6-糖苷键，将枝链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。

此酶产生菌主要是嫌气杆菌、芽孢杆菌及某些假单孢杆菌等细菌。

1.2蛋白酶。

蛋白酶系催化分解蛋白质肽键的一群酶的总称，它作用于蛋白质，将其分解为蛋白胨、多肽及游离氨基酸。

此酶种类繁多，广泛存在于所有生物体内，按其来源可分为植物蛋白酶、动物蛋白酶、微生物蛋白酶(又可分为细菌蛋白酶、放线菌蛋白酶、霉菌蛋白酶等)；按其作用形式可分为肽链内切酶、肽链外切酶；按所产蛋白酶性能分为酸性蛋白酶、霉菌蛋白酶酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶。

酸性蛋白酶(最适pH=2～5)产生菌主要是黑曲霉、米曲霉、根霉、微小毛霉、似青霉、青霉、血红色螺孔菌等的某些种；中性蛋白酶(最适pH=7～8)产生菌主要是枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌、微白色链霉菌、耐热性解蛋白质杆菌等；碱性蛋白酶(最适pH=9～11)主要产生菌为枯草杆菌、腊状芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌、镰刀菌等。

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。