酸性蛋白酶酶学性质

第六节酸性蛋白酶生产工艺07040642 47 李继江1 蛋白酶、蛋白类酶、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 蛋白类酶蛋白类酶主要是指由蛋白质组成的酶（P酶）；而主要由核糖核酸组成的酶称为核酸类酶（R酶）。

蛋白类酶分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶（或称连接酶）。

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。

酸性蛋白酶用微生物发酵法生产，采用液体深层发酵。

液体深层发酵是指液体培养基在发酵罐中灭菌冷却后，接入产酶细胞，一定条件下发酵，适用于微生物细胞、动植物细胞的培养。

具有机械化程度高、技术管理严格、酶产率高、质量稳定，产品回收率高的特点，是目前酶发酵的主要方式。

1.5 酸性蛋白酶制剂的性能1.5.1 酸性蛋白酶的作用机理酶是一种蛋白质，它是活细胞产生的生物催化剂，生物体的新陈代谢活动都离不开酶的作用。

酶的种类很多，酸性蛋白酶是水解酶类的一种，能够在微酸环境下（pH2．5～4．0）水解动植物蛋白质，通过内切和外切作用将蛋白质水解为小肽和氨基酸。

1.5.2 pH对酶活及酶稳定性的影响酸性蛋白酶稳定pH范围2.0～4.0之间，最适pH2.5，pH低于2．0、高于4．0将影响水解速度。

蛋白酶的分类及功能主治一、蛋白酶的分类蛋白酶是一类能够将蛋白质分解为特定的肽段或氨基酸的酶类分子。

根据其活性、结构和分解作用的特点，蛋白酶可以分为不同的分类。

1. 依据酶活性•氨基酸序列特异性酶：如胰蛋白酶、酪蛋白酶等，其在特定的氨基酸序列上具有特异的酶解活性。

•内切酶：能够将蛋白质分解为两个或多个短肽段的酶，如胰岛素水解酶。

•外切酶：能够将蛋白质从非肽链的区域进行切割，如肽链C端的内酰胺肽酶。

2. 依据酶结构•酸性蛋白酶：以酸性环境中活性最好的酶，如胃蛋白酶和某些白细胞蛋白酶。

•碱性蛋白酶：在碱性环境中活性较好的酶，如胰凝乳蛋白酶和某些胃蛋白酶。

•中性蛋白酶：在近中性条件下活性较好的酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶和某些白细胞蛋白酶。

3. 其他分类•水解酶：将蛋白质水解为肽段的酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。

•降解酶：对蛋白质分子进行降解的酶，如泛素连接酶。

二、蛋白酶的功能主治蛋白酶广泛参与许多重要的生物学过程，对于细胞的生命活动有着重要的调控和参与作用。

下面将介绍几种常见的蛋白酶及其功能主治。

1. 胃蛋白酶•功能：胃蛋白酶主要参与胃液的消化过程，将蛋白质水解为短肽段。

•主治：胃蛋白酶能够降解食物中的蛋白质，促进食物的消化吸收。

2. 胰蛋白酶•功能：胰蛋白酶主要参与肠道的消化过程，将蛋白质水解为肽段和氨基酸。

•主治：胰蛋白酶在肠道内起到消化蛋白质的重要作用，促进蛋白质的消化和吸收。

3. 组氨酸蛋白酶•功能：组氨酸蛋白酶主要参与免疫系统的调节，促进组织修复和免疫反应。

•主治：组氨酸蛋白酶能够调节炎症反应，在伤口修复和免疫应答中发挥重要作用。

4. 粒细胞弹力蛋白酶•功能：粒细胞弹力蛋白酶主要参与结缔组织的修复和重建。

•主治：粒细胞弹力蛋白酶能够降解旧的弹力纤维，促进新的弹力纤维的合成和重建，对于皮肤的弹性和紧致具有重要作用。

5. MMPs蛋白酶•功能：MMPs蛋白酶（基质金属蛋白酶）主要参与细胞外基质的降解和修复。

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。

蛋白酶的结构与功能蛋白酶是一种重要的酶类分子，它们参与了生命体内多种代谢反应过程，以及信号传导、信号转导等多种生命活动。

本文将从蛋白酶的结构与功能两方面，介绍蛋白酶在生命过程中的作用。

一. 蛋白酶的结构特征蛋白酶是一种酶类分子，它具有多种不同的结构特征。

首先，蛋白酶的结构可以分为两种，一种是胃蛋白酶，这类蛋白酶在酸性环境下活性最高，能够消化食物中的蛋白质。

另一种是胰蛋白酶，这类蛋白酶主要活跃在小肠中，不仅针对摄入的蛋白，对人体本身产生的蛋白质也有降解作用。

其次，蛋白酶的分子结构多种多样。

蛋白酶的分子分为两部分，一部分是酶原，另一部分是活性中心。

其中，酶原是蛋白酶的前体，只有经过某些条件激活后才能成为活性的蛋白酶。

而活性中心则是蛋白酶中最为关键的部位。

通过电镜的研究发现，蛋白酶活性中心主要由许多氨基酸残基组成，而且每种蛋白酶的氨基酸组成都略有差异，具体表现在各蛋白酶的残基位置不尽相同。

另外，蛋白酶的活性中心还有一个特点，即酶作用是拟合作用，也就是和底物拟手套之间的键合作用。

拟合作用主要靠两种配体的相互结合而实现，其中酶的活性中心是一个相当于人类手掌的空穴，底物则是一个相当于手套的分子结构，只有分子结构匹配才能够实现酶活性。

二. 蛋白酶的生物学功能蛋白酶是一大类具有多种不同生物学功能的酶。

它们在调节细胞内的信号转导、蛋白质合成、修饰等多种生理功能过程中，都具有非常重要的作用。

这里列出一些典型的例子，阐述蛋白酶在思想转换、细胞信号转导、蛋白分解等多种生及过程中的作用。

1.思想转换我们平时所说的思想难以转换，主要依靠于一个蛋白酶叫做α-酮酸氧化酶的作用。

这种蛋白酶主要作用于脑部神经元中的代谢途径中，能够转化掉神经元中过多的谷氨酸，从而避免了神经元细胞的死亡，同时使身体能够更加快速高效的进行思想转换。

2. 蛋白质分解蛋白酶主要参与的一大生物化学过程，是蛋白质的降解。

在身体内，由于新陈代谢的需要，身体会将一些旧的坏的蛋白质分解掉。

蛋白质酸性水解酶催化活性研究及其调控蛋白质是构成生命体的基本物质之一，其分子结构非常复杂、多样化，可以通过各种方式分解成小分子物质。

其中酸性水解酶是一种在酸性环境下活性十分强劲的蛋白水解酶，能够将复杂的蛋白质分解成较为简单的氨基酸，拥有重要的生物学功能。

本文将探讨蛋白质酸性水解酶的催化活性及其调控。

一、酸性水解酶的催化活性酸性水解酶是低pH值下活性最高的酶之一，其最适pH值通常在2.5-5.5范围内。

这是因为，酸性环境能够降低蛋白质分子的电荷密度，使其易于发生氢离子交换反应，从而使酸性水解酶得以与蛋白质结合并进行断裂反应。

酸性水解酶通常以肽键为靶基进行水解反应，具体来说，它能够切断由谷氨酸、天冬氨酸、苏氨酸或半胱氨酸等特定的氨基酸残基连接而成的多肽链。

酸性水解酶的水解能力极强，但相对来说对分子结构比较平整的蛋白质特异性较低，不能像其他水解酶那样准确地切割结构较为复杂的蛋白质。

二、酸性水解酶的调控1. pH调控由于酸性水解酶本身对酸性环境相当敏感，因此可以通过改变环境pH来控制其活性。

然而，过高或过低的pH值均会影响酶的稳定性，使其失去活性，因此需要在合适的pH条件下进行调控。

2. 温度调控酸性水解酶的活性可以通过调节温度来控制，通常其最适温度为40-60℃。

过高或过低的温度均会破坏酶的三维结构，导致酶的失活。

3. 合成与降解蛋白质的合成和降解是对蛋白质酸性水解酶活性影响最为显著的因素之一。

当蛋白质的合成速度高于降解速度时，其浓度就会逐渐提高，反之则会下降。

高浓度蛋白质可以抑制酸性水解酶的活性，而低浓度蛋白质则刺激其活性。

此外，蛋白质的降解也能影响酸性水解酶的活性，具体表现为降解产物能够作为酶的底物进一步参与水解反应。

4. 协同作用酸性水解酶常常会与其他酶一起发挥作用。

例如，蛋白酶能够结合酸性水解酶对蛋白质进行前处理，使其更易于被酸性水解酶断裂。

此外，其他类别的水解酶如碱性水解酶、中性水解酶等也可以参与酸性水解酶的作用过程中，发挥协同作用，共同完成蛋白质的分解。

(酸性)蛋白酶工艺参数
中文名称：(酸性)蛋白酶
化学简称：C100
英文名称：protease
线性分子式：转化产物
分子量约：492.8
密度:1.256 g/cm3
熔点：280℃
包装规格：25KG/桶
贮藏：
密封保存
理化性质
蛋白酶：白色或无色粉末，熔点280℃(分解)。

不溶于冷水、及一般有机溶剂，微溶于热水，溶于氢氧化钠或强碱性水溶液）。

贮存运输
密封保存。

用途说明
1、转化酶制剂系列产品是一种重要的络合剂，用途广泛，可用作洗加工的漂白液，染色助剂，纤维处理助剂，化妆品添加剂，洗涤剂，稳定剂等，能和碱金属、稀土元素和过渡金属等形成稳定的水溶性络合物。

常用于水质的软化。

防
止结垢等。

2. 此产品活性含量高，高温洗涤，洗涤时间短，适用于高PH值（10以上）。

蛋白酶的作用机理一、蛋白酶的定义和分类蛋白酶是一种能够催化蛋白质分子内部的化学键断裂反应的酶。

根据其作用的位置和方式，蛋白酶可以分为胃蛋白酶、肠蛋白酶、细胞蛋白酶等多个类别。

二、蛋白酶的结构和活性位点蛋白酶通常由多个氨基酸残基组成，其中一个或多个氨基酸残基形成具有催化活性的活性位点。

常见的蛋白酶活性位点包括丝氨酸、色氨酸、半胱氨酸和组氨酸等。

三、蛋白酶的作用机理蛋白酶通过水解反应将蛋白质分子内部的肽键进行断裂，从而使蛋白质分子失去原有的空间构象，导致其失去活性。

蛋白酶在催化反应中起到两个关键作用：结合亲和力和催化力。

1. 结合亲和力蛋白酶与底物之间的结合亲和力是催化反应进行的先决条件。

蛋白酶通过活性位点上的氨基酸残基与底物结合，形成酶底物复合体。

这种结合既可以是具有空穴的结合，也可以是完全配对的结合。

2. 催化力催化力是蛋白酶催化反应的核心。

蛋白酶通过活性位点上的氨基酸残基提供催化反应所需的酸碱性环境或功能基团。

常见的催化机制包括酸碱催化、亲核攻击和金属离子参与等。

四、蛋白酶的作用过程蛋白酶的作用过程可以分为四个步骤：底物识别、底物结合、催化反应和产物释放。

1. 底物识别蛋白酶通过活性位点上的氨基酸残基与底物中的特定肽键结合，实现对底物的识别。

2. 底物结合蛋白酶与底物形成酶底物复合体，通过结合亲和力使底物在活性位点上定向排列。

3. 催化反应蛋白酶通过活性位点的氨基酸残基提供催化反应所需的环境或功能基团，促进底物的肽键断裂。

4. 产物释放蛋白酶将底物水解成产物后，释放产物并恢复到活性状态，准备进一步的底物结合和催化反应。

五、蛋白酶的影响因素蛋白酶的活性受到多种因素的影响，包括温度、pH值、底物浓度和蛋白酶抑制剂等。

1. 温度蛋白酶的活性随温度的升高而增加，但过高的温度会导致蛋白酶变性失活。

2. pH值蛋白酶的活性通常在特定的pH范围内最高，过高或过低的pH值都会降低蛋白酶的活性。

3. 底物浓度底物浓度越高，蛋白酶的活性越高，但当底物浓度接近饱和时，蛋白酶的活性会达到饱和状态。

酸性蛋白酶降解猪瘦肉肉实验方案一、实验目的①购得黑曲霉发酵生产的酸性蛋白酶，并在其最适条件下进行研究②研究该酸性蛋白酶降解瘦肉的降解肉类效果、对酵母生长的影响。

③根据实验前后的含氮量，研究该酸性蛋白酶对瘦肉的降解度二、实验原理①酸性蛋白酶特性：活力定义：一个酶活力指1g酶粉成1ml酶液在40℃.PH3.0条件下，1分钟水解酪素产生1ug酪氨酸为一个活力单位（u/g或u/ml）pH范围：2.5～4.0（最适PH3.5）最适温度：55℃，低于40℃稳定性状：褐色或灰色粉末，由黑曲霉经发酵提炼而成而成，易溶于水用途：生化研究。

水解蛋白, 具有较强的水解能力能力，能将大分子的蛋白质水解成氨基酸等②水解度(DH)的计算公式:DH( %)) =水解液中总氨基态氮/原料中总氮含量[1]③凯氏定氮法测总氮：凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。

即在有催化剂的条件下，用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收，再以标准碱滴定，就可计算出样品中的氮量。

三、实验试剂和仪器①实验试剂：新鲜瘦猪肉(市售) ；酸性蛋白酶(5. 0×105IU/ g) (广州市凯升生物有限公司)、凯氏定氮法相关试剂②实验仪器：凯氏定氮蒸馏装置,雷磁酸度计,恒温水浴锅,电子天平、电磁炉四、实验方法①新鲜猪瘦肉预处理从市场上购得猪肉，清水洗净后，用小刀精心除去脂肪，将猪肉用自来水冲洗，去血1h后，冷冻保藏，一段时间后取出并切成块状，然后经高压灭菌灭菌，用无菌水冲洗，放置冰箱冷冻备用[3]。

②猪肉酶解工艺流程猪肉糜(经预处理) →配制pH3.5的柠檬酸缓冲液→按固液比（m/V）1：1匀浆[1、3]→加酶保温酶解→100℃灭酶15min→4500r/min离心 15min→上清液过滤→猪肉蛋白酶解液[3]③单因素实验组别设置在酶解时间5h、 pH3.5条件下实验，设置一个不加入酶的空白对照，每组设置3组平行对照：＊温度条件：55℃、30℃＊酶液加入量：按3%（M/M）（酶：底物）加入量[1]＊酵母培养：加入蛋白酶按6.5U/mL（酶：培养基）比例、不加蛋白酶对照进行液体培养猪瘦肉用量：每组15g，共8组，共120g。