第四章蛋白酶与溶解酶解析
最新蛋白质与酶学讲义完全版_图文ppt课件
三、蛋白质的氨基酸序列与生物功能
（一）同源蛋白质的物种差异与生物进化
1．同源蛋白质
同源蛋白质是指在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质。
同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性，这种相似性序列称 序列同源性（sequence homology）。
肌球蛋白（兔）
470000
核酮糖二磷酸羧化酶（菠菜） 560000
谷氨酰合成酶（E.coli）
600000
残基数目/链 21（A）, 30（B） 104 124 129 153 13（α）,132（β）,97（γ） 141（α）,146（β） 550 200 214（α）, 446（β） 500
1800 (重链h), 190 (α) ,149 (α/) ,160 (β)
用两种或几种不同的断裂方法（指断裂点不同）将每条多肽链样品降解 成两套或几套重叠的肽段或称肽碎段。
（7）测定各肽段的氨基酸序列
常用的肽段测序方法是Edman降解法，此外还有酶解法和质谱法等。
（8）重建完整多肽链的一级结构
利用两套或多套肽段的氨基酸序列彼此间有交错重叠可以拼凑出原来的 完整多肽链的氨基酸序列。
（9 )确定半胱氨酸残基间形成的S—S交联桥的位置
（二）N—末端和C—末端氨基酸残基的鉴定
1．N—末端分析
（1）二硝基氟苯（DNFB或FDNB）法
多肽或蛋白质的游离末端NH2与DNFB（称Sanger试剂） 反应后， 生成DNP—多肽或DNP—蛋白质。DNP—多肽经酸水解后，只 有N—末端氨基酸为黄色DNP—氨基酸衍生物，其余的都是游 离氨基酸。
不变碱基（invariant residue）：同源蛋白质的氨基酸序列中有许 多位置的氨基酸残基对所有已研究过的物种来说都是相同的。 可变碱基 （variant residue）：其他位置的氨基酸残基对不同物种 有相当大的变化。
食品酶学：内 容
内容第一章概述2第二章酶的结构与功能4第三章酶的提取、分离与纯化6第四章糖酶4第五章蛋白酶4第六章脂酶4第七章氧化酶类4第八章溶菌酶2第九章果胶酶类4第十章酶和酶制剂在食品加工中的应用4第一章概述酶是一种具有生物活性的蛋白质。
第二节酶的一般特征一、酶是蛋白质1、支持实验：酶在用热、强酸、强碱、重金属和洗涤剂处理时易失活，而蛋白质在用同样条件处理易变性。
与蛋白质一样，用强酸、强碱长时间处理生产氨基酸；蛋白质的所有典型实验，如双缩脲反应。
2、全酶蛋白质部分：脱辅基酶蛋白非蛋白质部分：辅助因子辅助因子：低分子量的有机化合物或者金属离子。
二、酶是催化剂影响反应的速度，但本身不没有成为反应的产物。
降低反应的活化能。
三、酶具有特异性蛋白酶水解肽键。
麦芽糖酶水解麦芽糖为葡萄糖。
第三节酶的分类和命名一、分类和命名习惯名称：底物的名称而确定。
如脲酶（Urease），乳酸脱氢酶（Lactate dehyogenase）。
老黄酶(Old yellow enzyme)，过氧化氢酶(Catalase)，木瓜蛋白酶(Payain)和胰蛋白酶(Trypsin)等。
1955年，成立了国际生物化学协会酶委员会。
该委员会对酶分为六大类：第一大类：氧化还原酶第二大类：转移酶第三大类：水解酶第四大类：裂合酶第五大类：异构酶第六大类：连接酶（合成酶）国际生物化学酶委员会的系统命名每一种酶有一个四位数的号码第一位数表示大类；第二位数表示亚类；第三位数表示次亚类；第四位数表示酶在次亚类中的编号。
如乳酸脱氢酶：1.1.1.27三糖磷酸异构酶：5.3.1.1尚有少数的酶没有系统命名，因为它所催化的反应还没有精确地确定。
缺点：1、没有考虑到酶的来源。
从不同组织和器官中提取的酶可以催化相同的反应，但他们可能含有不同的氨基酸组合；2、使用不便。
二、同功酶（同工酶）在同一个生物品种或组织中可能存在着能催化系统反应的不同的酶的形式。
它们的差异：氨基酸顺序、共价性质或三维结构等。
酶学课件之蛋白酶
高岭土吸附
洗脱、压滤
汁液
吸附物
洗脱液
盐析
盐析物
离心 湿粗酶饼 溶解、过滤 澄清液
沉淀 湿酶
干燥
精品
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菠萝蛋白酶
(2)单宁沉淀法工艺流程
压榨
菠萝下脚料
汁液
去杂质
澄清液 加稳定剂
稳稳定定液液
加单宁 单宁沉淀物 洗脱
滤液
干燥
酶制品
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菠萝蛋白酶
(3)超滤浓缩法工艺流程
菠萝下脚料 压榨
汁液 去杂质
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金属蛋白酶的特性
❖ 从鲤鱼肌肉中纯化得到的金属蛋白酶活性温 度范围为30～50℃；
❖ 来源于草鱼肌肉的金属蛋白酶最适温度为 40℃；
❖ 来源于微生物的金属蛋白酶其对温度的耐受 性更强。
❖ 最适pH值在7.5～8.0之间。
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1）广泛存在于动物胰脏、细菌、霉菌中,活性中心含 丝氨酸残基,酶活性可受到二异丙基磷酰氟(DFP),苯 甲基磺酰氟(PMSF)和马铃薯抑制剂（PI)等的专一 性抑制。
2）酶学性质 ➢ 酶的最适pH在9.5~10.5，个别为中性 ➢ 分子量在15~30kDa ➢ 等电点PI约9,在低温下于pH9~10稳定,但在65℃时
3、4、2、3 天门冬氨酸蛋白酶类
[carboxyl(asid) pritelnase]
活性中心含 Asp,最适pH 在5以下
胃蛋白酶 凝乳酶
3、4、2、4 金属蛋白酶类
活性中心含有
(metallopritelnase)学习文档Z等n金2+属、 Mg2+
枯草杆菌蛋白酶 嗜热菌蛋白酶
2.1 丝氨酸蛋白酶
蛋白酶k
作用
值得注意的是，蛋白酶K在原位杂交技术中通常用于杂交前的处理,它具有消化包围靶DNA蛋白质的作用,以增 加探针与靶核酸结合的机会,提高杂交信号.但蛋白酶K的浓度过高、消化时间过长或孵育温度过高时,都会对细胞 的结构有一定的破坏,导致组织切片的脱落,细胞核的消失,从而影响杂交结果.EDTA缓冲液可以替代蛋白酶K的作 用,解决上述出现的问题,并能达到理想的染色效果.
简介
从林伯氏白色念球菌（tritirachium album limber）中纯化得到。据资料显示：该酶有两个Ca2+结合位点， 它们离酶的活性中心有一定距离，与催化机理并无直接关系。然而，如果从该酶中除去Ca2+，由于出现远程的结 构变化，催化活性将丧失80%左右，但其剩余活性通常已足以降解在一般情况下污染酸制品的蛋白质。所以，蛋 白酶k消化过程中通常加入EDTA（以抑制依赖于Mg2+的核酸酶的作用）。但是，如果要消化对蛋白酶k具有较强耐 性的蛋白，如角蛋白一类，则可能需要使用含有1mmol/l Ca2+而不含EDTA的缓冲液。在消化完毕后、纯化核酸前 要加入EGTA（ph8.0）至终浓度为2mmol/l,以鳌合Ca2+。
蛋白酶K，是一种切割活性较广的丝氨酸蛋白酶。它切割脂族氨基酸和芳香族氨基酸的羧基端肽键。此酶经纯 化去除了RNA酶和DNA酶活性。由于蛋白酶K在尿素和SDS中稳定，还具有降解天然蛋白质的能力，因而它应用很广 泛，包括制备脉冲电泳的染色体DNA，蛋白质印迹以及去除DNA和RNA制备中的核酸酶。蛋白酶K的一般工作浓度是 50—100μg/ml。在较广的pH范围内（pH 4-12.5）均有活性。
蛋白酶k
强力蛋白溶解酶
蛋白酶催化蛋白质水解
蛋白酶催化蛋白质水解1、酶的重要性生命的最重要、最基本的特性在于生物体的新陈代谢，具体体现为活体经常由外部摄取所需要的物质，以生物能为动力，通过体内同化、更新、异构化，并排出某些物质，发散热能至外界。
机体或单个细胞的全部这些化学反映，基本上是在催化剂作用下完毕的。
酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才干进行各项生化反映。
人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。
当人体内没有了活性酶，生命也就结束。
人类的疾病，大多数均与酶缺少或合成障碍有关。
2、酶的生物学功效在生物体内，酶发挥着非常广泛的功效，具体功效以下：（1）信号转导和细胞活动的调控都离不开酶。
特别是激酶和磷酸酶的参加。
（2）酶也能产生运动。
通过催化肌球蛋白上ATP 的水解产生肌肉收缩，并且能够作为细胞骨架的一部分参加运输胞内物质。
（3）参加在动物消化系统的工作。
以淀粉酶和蛋白酶为代表的某些酶能够将进入消化道的大分子（淀粉和蛋白质）降解为小分子，方便于肠道吸取。
淀粉不能被肠道直接吸取，而酶能够将淀粉水解为麦芽糖或更进一步水解为葡萄糖等肠道能够吸取的小分子。
不同的酶分解不同的食物底物。
（4）在代谢途径中，多个酶以特定的次序发挥功效：前一种酶的产物是后一种酶的底物；每个酶催化反映后，产物被传递到另一种酶。
有些状况下，不同的酶能够平行地催化同一种反映，从而允许进行更为复杂的调控：例如一种酶能够以较低的活性持续地催化该反映，而另一种酶在被诱导后能够较高的活性进行催化。
酶的存在拟定了整个代谢按对的的途径进行；而一旦没有酶的存在，代谢既不能按所需环节进行，也无法以足够的速度完毕合成以满足细胞的需要。
事实上如果没有酶，代谢途径，如糖酵解，无法独立进行。
例如，葡萄糖能够直接与 ATP 反映使得其一种或多个碳原子被磷酸化；在没有酶的催化时，这个反映进行得非常缓慢以致能够无视；而一旦加入己糖激酶，在 6 位上的碳原子的磷酸化反映获得极大加速，即使其它碳原子的磷酸化反映也在缓慢进行，但在一段时间后检测能够发现，绝大多数产物为葡萄糖-6-磷酸。
第四章 补体
三条途径：
经典途径（classical pathway） 旁路途径（alternative pathway） MBL途径（MBL pathway）
(一) 经典（传统）激活途径：
抗原抗体复合物依次活化C1(C1q、C1r、
C1s)、C4、C2、C3,形成 C3 与 C5 转化酶, 这一激活途径称经典途径,是抗体介导的体液 免疫反应的主要效应方式.
一般性质：
A. 主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞； B. 多数组分为糖蛋白； C. 血清中各成分含量不等，C3含量最多， D因子最少； D. 正常生理情况下，以非活化形式存在； E. 性质不稳定：加热56℃， 30min 失活。
二. 补体系统的激活
生理情况下血清中的补体成分大部分以 无活性的前体形式存在，在某些活化物作用下， 或在特定的颗粒表面，补体各成分依次被激活， 最终导致溶胞效应；同时，产生多种水解片段， 参与免疫调节及炎症反应等多种活动。
CR2，CD21，C3d受体
单链膜整合的糖蛋白，是 C3d 、 iC3b 、 C3dg 和
C3b 的受体，主要结合 C3d ，多数分布在 B 细胞上。
1、调节B细胞增殖、分化、记忆和抗体的产生； 2、作为EB病毒受体，与某些疾病相关。
3、补体受体 3 型
CR3，Mac-1，CD11b/CD18）
是C3b的受体，为异源二聚体，有结合 C3降解产物（iC3b，C3d）的位点； 1、介导粘附； 2、增强吞噬细胞功能； 3、具有凝集素活性。
(三) MBL（甘露糖结合凝集素）激活途径
细菌表面的多糖（甘露糖或N氨基半乳糖）经血 浆中的甘露糖结合凝集素（Mannose binding le ctin，MBL ）和MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MBL associated serum protease，MASP）活化C4和C2。 无C1的参与
酶的概念
胰 蛋 白 酶 原
S S
S-S
胰 蛋 白 酶
各种蛋白酶的激活
酶原 激活条件 活性酶 除去的小 分子 6个多肽碎 片 六肽
胃蛋白酶原
胰蛋白酶原
H+或胃蛋白酶
胃蛋白酶
胰蛋白酶
肠激酶或胰蛋 白酶 胰凝乳蛋白酶 胰蛋白酶或胰 原 凝乳蛋白酶 羧基肽酶原A 胰蛋白酶
O 酯酶：R—C—O—R′ + H2O
CH2OH
RCOO- +R OH + H+ ′
CH2OH
5
α-葡萄糖 苷酶
5
O
1
O
1
OH OH OH
O R
+H2O
OH
OH
+ ROH
OH OH
绝对专一性：只能作用于某一底物。
O 脲酶：H2N—C—NH2 + H2O 2NH3 + CO2
（二）关于酶作用专一性的假说
3.水 解 酶 类
主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：
R COOCH2CH3
H2O
RCOOH
CH3CH2OH
4.裂解酶类
主要包括醛缩酶、水化酶（脱水酶）及脱氨酶等。
裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子而 形成双键的反应及其逆反应。 例如， 苹果酸裂合酶即延胡索酸水合酶催化的 反应。
4.1.2 酶的化学本质及其组成
（一）酶的化学本质
证明酶的化学本质是蛋白质的主要依据是：
1.酶经酸碱水解后的最终产物是氨基酸，酶能被蛋白酶水 解而失活； 2.酶是具有空间结构的生物大分子，凡使蛋白质变性的因 素都可使酶变性失活；
蛋白酶与溶解酶
白酶，以无活性的酶原形式被分泌出来。
随着小牛的长大，由摄取母乳改变成青草
和谷物时，凝乳酶的数量下降，而胃蛋白
酶的数量增加。
• 凝乳酶从无活性酶原转变成活性酶时
经受了部分水解，分子量从36000下
降到31000，pH5时酶原主要通过自 身催化作用激活，而在pH2时，激活
过程进行得非常快。
• 凝乳酶在pH5.3~6.3最稳定，在
浑浊物质主要是由蛋白质（15~65%）
和多酚类化合物（10~35%），通称茶乳酪 （creamy）,是绿茶饮料生产中的关键， 添加木瓜蛋白酶除去绿茶浸提液中的蛋白 质，对稳定绿茶饮料十分有利。
2 溶菌酶
• 溶菌酶（N-乙酰胞壁质聚糖水解酶，
EC3.2.1.17）又称为胞壁质酶，是一
种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。
适合于配制肉类嫩化剂的蛋白酶必须具
有较高的耐热性。这是因为嫩化剂的作用
主要发生在当肉类被烧煮，温度逐渐升高，
而酶尚未失活之前的这个阶段。
烧煮导致肉类结缔组织中胶原蛋白质和强性
蛋白质变性，而蛋白酶较易作用于变性的
胶原蛋白质和弹性蛋白质。木瓜蛋白酶在
60~65度时使胶原蛋白质增溶的速度最快。
• 2、绿茶饮料浑浊：
• 4、根据酶活性部位：
（1）丝氨酸蛋白酶
（2）巯基蛋白酶（木瓜蛋白酶）
（3）金属蛋白酶
（4）酸性蛋白酶（凝乳蛋白酶）
1.3木瓜蛋白酶：
• 其酶活性部位中含有巯基，属巯基蛋
白酶。
– 木瓜蛋白酶存在于木瓜汁液中，分子量 23900，至少有3个氨基酸残基存在于酶 的活性部位，它们是Cys25（半胱）、 His159（组）和Asp158（天冬）。
– 当Cys25被氧化剂氧化或与重金属离子
《生物制药》酶类药物1解析
• 3.影响酶产生的一些因素
除培养基，发酵工艺参数对产酶的 影响也十分明显。 (1) 温度
(2) pH
(3) 通气
(4) 搅拌
• (5)泡沫 发酵过程中，由于发酵液受到强烈 的通气搅拌，培养基中某些成分的变化及 代谢中产生气体，会形成较多的泡沫，而 且气泡不易消失，是由于培养基中蛋白质 分子排在气泡表面形成一层吸附膜，聚集 成泡沫层之故。 消泡剂：天然油类，醇类，脂肪酸类， 胺类，酰胺类，磷酸酯类，金属皂类，聚 硅氧烷等。
酶类药物在疾病治疗方面的应用
酶
淀粉酶 蛋白酶 脂肪酶 纤维素酶 溶菌酶 尿激酶 链激酶 青霉素酶 L-天冬酰胺酶 超氧化物歧化酶 凝血酶 胶原酶 右旋糖酐酶 胆碱酯酶 溶纤酶 弹性蛋白酶 核糖核酸酶 尿酸酶
名
来
源
用
治疗消化不良，食欲不振
途
胰脏、麦芽、微生物 胰脏、胃、植物、微生物 胰脏、微生物 霉菌 蛋清、细菌 人尿 链球菌 蜡状芽孢杆菌 大肠杆菌 微生物，植物，动物 动物，蛇，细菌，酵母等 细菌 微生物 细菌 蚯蚓 胰脏 胰脏 牛肾Fra bibliotek消化酶类
第二节 酶类药物的制造过程
• 一、原料的选择
• 1. 不同酶的用料选择
乙酰化酶（鸽肝）、凝血酶(牛 血）、透明质酸酶（羊睾丸）、溶菌酶 （鸡蛋清），超氧化物歧化酶（血、肝）
• 2. 注意不同生长发育情况及营养状况
• 3. 原料来源丰富
• 4. 从简化提纯步骤着手 • 5. 如用动物组织作原料，应在此动物宰 杀后立即取材。
能使细胞中颗粒及整个细胞破碎，使酶释放出来。
溶解酶使用方法和配比-概述说明以及解释
溶解酶使用方法和配比-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以按照以下方向进行展开：概述部分旨在向读者介绍本文的主题和重要性。
本文的主题是溶解酶的使用方法和配比，这是一个在生物化学和实验室研究中非常重要的话题。
溶解酶是一种能够将蛋白质分子分解成其组成的氨基酸的酶类物质。
在许多实验和研究中，我们经常需要对蛋白质进行溶解，以便于后续的实验操作和分析。
溶解酶的使用方法是指我们在实验中如何正确地使用溶解酶来使蛋白质溶解。
这其中包括一系列操作步骤，如酶的加入方式、酶的浓度、反应的时间和温度等因素的控制。
正确的使用方法能够确保溶解酶的最佳活性和效果，从而有助于实验结果的准确性和可靠性。
而配比原则则是指在使用溶解酶时，我们应该根据目标蛋白质的性质和实验需求，选择恰当的溶解酶配比。
配比原则中考虑的因素包括蛋白质的丰度、其结构特性、实验要求等。
正确的配比能够促进蛋白质的有效溶解，避免或最小化对目标蛋白质的损伤。
本文将深入探讨溶解酶的使用方法和配比原则，并通过实验案例和研究成果，展示了不同情况下的最佳实践。
同时，我们还将对溶解酶使用方法和配比的未来发展和应用前景进行展望，以期为生物化学和实验室研究领域的科研人员提供有益的指导和参考。
通过阅读本文，读者将能够了解到溶解酶的重要性、使用方法和配比原则，并能够根据实验需求和目标蛋白质的特性选择适当的操作和配比策略，为实验结果的准确性和可重复性提供有力支持。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述：第二部分为正文部分，分为三个小节。
首先，我们将介绍溶解酶的作用，包括其在溶解过程中所起的关键作用和具体应用场景。
其次，我们将详细探讨溶解酶的使用方法，包括使用前的准备工作、酶的添加方式和操作步骤等。
最后，我们将讨论溶解酶的配比原则，即如何确定不同材料之间的配比关系，以确保最佳效果和稳定性。
第三部分为结论部分，分为三个小节。
首先，我们将总结溶解酶的使用方法，强调关键的步骤和注意事项，以便读者能够正确并高效地使用溶解酶。
溶酶体的结构和功能（最好附图）
溶酶体的结构和功能（最好附图）
溶酶体的结构和功能
结构
溶酶体是由一个单位膜围成的球状体.主要化学成分为脂类和蛋白质.溶酶体内富含水解酶,
功能
溶酶体第一方面的功能是参与细胞内的正常消化作用.大分子物质经内吞作用进入细胞后,通过溶酶体消化,分解为小分子物质扩散到细胞质中,对细胞起营养作用.
第二个方面的作用是自体吞噬作用.溶酶体可以消化细胞内衰老的细胞器,其降解的产物重新被细胞利用.
第三个作用是自溶作用. 在一定条件下,溶酶体膜破裂,其内的水解酶释放到细胞质中,从而使整个细胞被酶水解、消化,甚至死亡,发生细胞自溶.细胞自溶在个体正常发生过程中有重要作用.如无尾两栖类尾巴的消失等.。
溶解酶知识点总结
溶解酶知识点总结一、溶解酶的定义溶解酶，也称为水解酶，是一类能够水解特定化合物的酶类蛋白质。
它能够促进生物体内部或外部的底物水解反应，将底物分解成较小的分子，使得分子内的化学键被水分解，产生相应的代谢产物。
在生物体的生理过程中，溶解酶扮演着非常重要的角色，它能够促进食物的消化、废物的分解、细胞膜的修复等等。
二、溶解酶的分类根据底物的不同，溶解酶可分为多种类型。
一般可以按照底物的种类分为蛋白质酶、糖类酶、脂质酶和核酶等等。
1. 蛋白质酶：蛋白质酶主要作用于蛋白质，能够加速蛋白质的水解反应，将蛋白质分解成氨基酸或肽链。
著名的蛋白质酶包括胃蛋白酶、胰蛋白酶等。
2. 糖类酶：糖类酶主要作用于碳水化合物，能够将多糖类物质分解成单糖。
其中最知名的就是淀粉酶和葡萄糖苷酶。
3. 脂质酶：脂质酶主要作用于脂肪类物质，能够将脂质分解成甘油和脂肪酸。
这类酶包括脂肪酶等。
4. 核酶：核酶主要作用于核酸类物质，能够将核酸分解成核苷酸或核酸碱基。
特别值得一提的是核酶还能参与DNA修复和RNA合成等生物过程。
不同种类的溶解酶在生物体内有着不同的生理功能，但它们都可以在特定条件下促进底物的水解反应。
三、溶解酶的作用溶解酶作为一种酶类蛋白质，在生物体内有着非常重要的作用。
它主要通过水解反应改变化学键，将复杂的有机物分解成较小的分子，从而满足生物体的能量需求和代谢需求。
1. 消化功能：在消化系统内，溶解酶能够帮助生物体分解食物，将复杂的蛋白质、糖类和脂肪等分解成氨基酸、葡萄糖和甘油等较小的分子，从而便于吸收和利用。
2. 分解废物：在细胞内部，溶解酶还能够帮助生物体分解废物，包括包括细胞内的老化或损坏的蛋白质、脂质和核酸等，有助于细胞的更新和修复。
3. 细胞膜修复：在细胞膜受到损伤时，溶解酶能够参与细胞膜的修复过程，促进损伤部位的修复和再生，保持细胞的完整性和稳定性。
综上所述，溶解酶在生物体内有着十分重要的作用，它不仅能够促进食物的消化和废物的分解，还能够参与细胞的修复和更新，是生命活动不可或缺的重要分子。
溶解酶会分解胶原_概述说明以及解释
溶解酶会分解胶原概述说明以及解释1. 引言1.1 概述溶解酶是一类具有酶活性的蛋白质，它们能够分解胶原这种重要的结构蛋白。
胶原是由氨基酸构成的一种具有高度稳定性和结构完整性的蛋白质，在人体中广泛存在于细胞外基质中，并且对维持组织结构和功能发挥着重要作用。
溶解酶通过特定的作用机制，参与了胶原的代谢和分解过程。
1.2 文章结构本文将首先概述胶原的定义、特点以及在生物体中的分布与功能，然后介绍胶原与细胞外基质之间的关系。
接下来，将对溶解酶进行分类，并详细解释其对胶原的作用机制。
随后，将探讨胶原在人体中代谢和分解过程，包括调控机制、溶解酶在其中所扮演的角色以及疾病状态下相关变化。
最后，我们将总结归纳溶解酶分解胶原的机制，并展望溶解酶与胶原代谢相关疾病治疗方向，并提出进一步研究的建议。
1.3 目的本文的目的是深入探讨溶解酶对胶原的作用机制，阐明胶原在人体中的代谢和分解过程，并且通过了解相关溶解酶与胶原代谢相关疾病的治疗方向，为未来的研究提供指导和启发。
同时，本文旨在向读者展示溶解酶和胶原这两个重要生物分子之间密切关系的重要性，增加对其相互作用及潜在医学应用的认识。
2. 胶原概述2.1 胶原的定义与特点胶原是一种重要的结构蛋白质，在动物体内广泛存在。
它由三个多肽链组成，这些多肽链在空间上交织在一起形成了坚韧而弹性的纤维状结构。
胶原具有以下几个主要特点：首先，它是生物体内含量最丰富的蛋白质，约占据了人体总蛋白质的30%；其次，它具有极高的拉伸强度和抗撕裂性能，可以为组织提供支撑和保护；此外，在胶原中还含有大量氢键和交叉连接结构，使得其分子稳定且不易被外界因素破坏。
2.2 胶原在生物体中的分布与功能胶原广泛分布于机体的各种组织和器官中，如皮肤、骨骼、肌腱、血管、角膜等。
不同类型的胶原在不同组织中担任着各自独特的功能。
例如，Ⅰ型胶原主要存在于皮肤和骨骼中，赋予皮肤耐磨性和骨骼强度；Ⅱ型胶原则主要存在于软骨和眼球，起到了维持软骨结构和保护眼球的作用。
蛋白酶 淀粉酶 酵母代谢物
蛋白酶淀粉酶酵母代谢物
蛋白酶、淀粉酶和酵母代谢物是生物学和生物化学领域中的重要概念。
首先，让我们从蛋白酶开始。
蛋白酶是一类能够水解蛋白质的酶类，它在生物体内起着重要的调节和催化作用。
蛋白酶可以分解蛋白质为氨基酸或小肽链，这对于细胞代谢、消化系统和蛋白质合成过程至关重要。
在生物技术和医药领域，蛋白酶也被广泛应用于蛋白质纯化和分析等方面。
接下来是淀粉酶，它是一种能够水解淀粉为糖类的酶类。
淀粉酶在生物体内和工业生产中都具有重要作用。
在生物体内，淀粉酶参与了淀粉的消化和代谢过程，帮助将淀粉分解为可供能量利用的葡萄糖。
在工业生产中，淀粉酶常被用于酿造、食品加工和生物燃料生产等领域，起着重要的催化作用。
最后，让我们谈一谈酵母代谢物。
酵母是一类单细胞真菌，其代谢产物包括酒精、二氧化碳等。
酵母在发酵过程中产生的酒精被广泛应用于酿酒和面包等食品加工行业，而二氧化碳则在食品工业和生物学实验室中扮演着重要的角色。
此外，酵母的代谢产物还被用于生物燃料生产和生物医药领域。
总的来说，蛋白酶、淀粉酶和酵母代谢物在生物学和生物化学领域中都具有重要的意义，它们不仅在生物体内发挥着关键作用，也在工业生产和科研领域中发挥着重要的作用。
对这些概念的深入理解有助于我们更好地认识生物体内的代谢过程和开发新的生物技术应用。
最新食品酶学_郑宝东_第4.44.5和第5章蛋白酶、溶菌酶.幻灯片课件
（5）可以简化工艺流程和操作步骤，有可能 使产物分离、反应物净化及化学反应等几个 单元操作在一个膜反应器中进行，从而可以 同时起到降低生产成本和增加产量的作用。 （6）膜作为相分离器和相接触器，避免了乳 化和破乳等问题，也摆脱了液泛的限制。
但是膜反应器在使用过程中也存在着一些问题， 这些问题严重制约了膜反应器的推广应用：
当然，固定化细胞也有其自身的缺点，如：必须 保持菌体的完整，需防止菌体的自溶，否则影响 产物的纯度；必须抑制细胞内蛋白酶对目的酶的 分解；胞内多酶的存在，会形成副产物；载体、 细胞膜或细胞壁会造成底物渗透与扩散的障碍等。
固定化酶和固定化细胞都是以酶的应用为目的， 其制备方法也基本相同。固定化活细胞的制备条 件比固定化酶更要温和，其制备方法主要有物理 吸附法和包埋法两种。
由于膜的加工水平较低，膜孔分布与形态结构 的均一性差，造成酶分子和小分子激活剂(金属 离子或辅助因子等)的泄漏损失，需要在酶促反 应过程中不断添加，既增加成本又造成操作过 程的复杂化。
酶在膜表面的随机吸附引起酶空间构型的改 变或活性位点的遮蔽，有些膜材料还可使酶 中毒失活，从而降低或破坏酶的催化活性。 酶分子在酶膜反应器中容易因湍流等原因而 发生剪切失活。
循环操作仍能为底物与酶提供足够的接触 机会，以达到所需的转化率。这种反应器可 用于难溶或者不溶性底物的转化反应。
4.5.3膜式反应器
膜式反应器是20世纪70年代以来发展起来的一种 新型反应器，它是利用膜的分离功能，同时完成 反应和分离过程的一种反应器。
4.5.3.1 膜式反应器的类型
根据酶的存在状态、相数、膜组件型式、膜材 料类型、耦合方式、传质推动力等的不同，酶 膜反应器有不同的分类方式。根据膜组件的型 式不同，可把酶膜反应器分为板框式、螺旋卷 式、管式和中空纤维式酶膜反应器。以下以螺 旋卷膜式反应器和中空纤维膜式反应器为例来 说明。
蛋白质酶解原理
别人用的protocol.01，切带。
用手术刀切下条带，并切成2～3mm3大小。
2，超纯水涡旋振荡洗2次，10min/次3，考染条带50mM NH4HCO3/ACN 1：1 混合，超声脱色5min或37℃脱色20min，吸去液体。
重复这一步，直至溶液和胶块无色。
银染条带用30mM K3Fe(CN)6和100mM Na2S2O3 1:1 混合，银颜色褪去后水洗至无色。
4，50mM NH4HCO3/ACN 1：1 涡旋振荡洗一次。
5，加100%乙腈(ACN)振荡脱水至胶粒变白，吸去液体，真空干燥5min。
6，加10mM DTT 50ul（1M母液以25mM NH4HCO3稀释）淹没胶块，振荡混匀至胶块泡胀透明。
56℃ 1h.7，冷却至室温，吸干，快速加55mM 碘代乙酰胺（IAM）50ul（淹没胶块），振荡混匀。
（注意快速，避光！）暗处放置45min。
8，25mM NH4HCO3，50mM NH4HCO3/ACN 1：1，100% ACN各洗一次，乙腈ACN脱水至胶粒变白。
真空干燥5min。
9，配制酶反应液。
0.1ug/ul酶储液以25mMNH4HCO3稀释。
考染样品1：10稀释，银染1：20～1：40。
酶与蛋白的质量比约1/40，在1/20~1/100之间都可以。
加入酶液的量以淹没泡胀后的胶体积为宜。
稍离心，让胶块与酶液充分接触，冰上或4℃ 30min。
10，待溶液被胶块充分吸收，吸去多余酶液，加25mM NH4HCO4淹没胶块再多10～20ul，37℃消化过夜。
11，加终浓度1%甲酸（FA）终止反应，振荡混匀，离心。
吸出液相转至新的Ep pendolf管中。
12，胶块用60%ACN/0.1%FA萃取2次，每次15min，吸出液相，合并三次抽提的溶液。
14，溶液真空离心干燥。
0.1%FA水溶液20ul溶解肽段。
-20℃保存待分析。
技术原理详解第一步，脱色。
考染条带用NH4HCO3缓冲液/30%-50%有机溶剂（一般是乙腈）多次水浴超声至胶粒无色，盐离子/有机溶剂的组成同时降低染料和蛋白的盐键和疏水相互作用。
蛋白酶4.14
9
四、X和Y的性质要求
• 肽链内切酶： X和Y必须继续衍生出去， X可以是酰 基或氨基酸残基，Y可以是酰胺基或酯基或氨基酸残 基。
• 肽链端解酶：X和Y分别是-H或-OH
– 羧肽酶：要求Y是-OH，X不是-H时，才表现出高的活力。
– 氨肽酶：要求X是-H， 并优先选择Y不是-OH。
10
五、对肽键的要求
重要
3.3 蛋白酶在食品加工中的应用
43
3.3.1 蛋白质的酶水解
一、蛋白酶来源
动物蛋白酶：胰蛋白酶、胃蛋白酶； 植物蛋白酶：木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶； 微生物蛋白酶：碱性蛋白酶、中性蛋白酶。
44
二、水解物的水解度
（1）水解程度
水解后可溶性蛋白质的质量
水解程度（%）= 底物蛋白质的总量
*100
（2）水解度
DH（%）= h（1g蛋白质被裂解的肽键数目） *100 htot（1g底物蛋白质所含有的肽键数目）
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三、蛋白酶水解物的功能性质的变化
溶解性质：酶水解提高了原蛋白的溶解性； 乳化性质：当水解度低时，肽的分子量较大，能 增加乳化能力，当水解度较高时，分子量降低， 乳化能力下降； 起泡性质：在水解度较低或中等情况下，蛋白水 解物的起泡性增加； 黏度：和原蛋白比较，明显下降。
38
（一）、钙离子激活中性蛋白酶
• 钙蛋白酶是一种降解蛋白的酶，主要是对肌肉各 种蛋白的降解。calpain把肌原纤维中的蛋白进行 降解，故而肌纤维被降解，骨骼肌的剪切力降低 ，肉的嫩度提高，是对肉的成熟嫩化起重要作用 的一种倚赖钙离子的蛋白酶。 • calpain活性受肌细胞中钙离子的浓度影响，钙离 子可以激活此蛋白，根据激活此种蛋白所需的钙 离子浓度calpain分为u-calpain（微摩尔级）和mcalpain（毫摩尔级）。
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– 木瓜蛋白酶存在于木瓜汁液中，分子量 23900，至少有3个氨基酸残基存在于酶 的活性部位，它们是Cys25（半胱）、 His159（组）和Asp158（天冬）。
– 当Cys25被氧化剂氧化或与重金属离子结 合时，酶活力被抑制，而还原剂半胱氨 酸（或亚硫酸盐）或EDTA能恢复酶的活 力。还原剂作用：从-S-S——-SH， EDTA螯合重金属离子。
– （3）对于肽链端解酶的氨肽酶，要求底物中X 是一个-H，优先选择Y不是-OH，特异性表现 在R1上。
• 5、对肽键的要求：
大多数蛋白酶不仅限于水解肽键， 尚能作用于酰胺（-NH2）、酯（COOR）、硫羟酸酯（-COSR）和异 羟污酸（力。如肽键→脂键， 即使R2满足要求也不能作为底物。
• 1、R1和R2基团的性质：
– 胰凝乳蛋白酶仅能水解R1是酪氨酸、苯 丙氨酸或色氨酸残基的侧链的肽键；胰 蛋白酶仅能水解R1是精氨酸或赖氨酸残 基的侧链的肽键。
– 胃蛋白酶和羧肽酶对R2基团具有特异性 要求，如R2是苯丙氨酸残基的侧链，那
• 2、氨基酸构型： 必须是L型的，天然蛋白质均属L
型。 • 3、底物分子大小：
5.1.2蛋白酶分类：
• 1、来源： （1）植物：菠萝、木瓜、无花果 （2）动物：胃、胰蛋白酶、凝乳酶 （胃）
（3）微生物：1398枯草杆菌、3942栖 土曲霉蛋白酶、放线菌蛋白酶
• 2、最适作用条件： （1）中性蛋白酶：pH6~8 1398枯草 杆菌、3942栖土曲霉蛋白酶 （2）碱性蛋白酶：pH9~11 2709枯草 杆菌蛋白酶
1.5 蛋白酶水解蛋白质的苦味来源：
• 水解蛋白酶的苦味和蛋白质原有的氨基
酸组成有关。特别是蛋白质中的疏水性 氨基酸是导致蛋白质经水解后产生苦肽
的重要原因。当蛋白质处于天然状态时， 这些氨基酸埋藏在蛋白质结构的内部， 因而对蛋白质的味道不会产生明显的影 响。
• 在酶水解过程中，小肽的数量将增加， 从而暴露了这些疏水性氨基酸，当它 们同味蕾相作用时就产生了苦味。
• 凝乳酶在pH5.3~6.3最稳定，在 pH3.5~4.5由于自我消化而失活。在中 性和碱性范围，无凝乳活力。
• 凝乳酶催化酪蛋白沉淀是干酪制造中 非常重要的一步。
• 原料乳杀菌——添加发酵剂、凝乳酶、 色素——凝块形成——排除乳清—— 切块、搅拌、加热
• （CaCl20.01%）——成型压榨——腌 渍——发酵成熟——上色挂蜡——成 品
• 木瓜蛋白酶在pH5时，有良好稳定性， 如pH<3或>11时酶很快失活，最适pH 随底物改变。
• 木瓜蛋白酶具有较高的耐热性，酶液在pH7 和70度下加热30分钟，而使牛乳凝结的活 力仅下降20%。
• 木瓜蛋白酶对酯和酰胺类底物表现出很高 的活力。
1.4酸性蛋白酶：（重点介绍凝乳蛋白酶） • 酸性蛋白酶是指蛋白酶具有较低的最 适pH，而不是指酸性基团存在于酶的 活性部位。酶的活性部位含有一个或 更多的羧基。
• 有胃蛋白酶、凝乳酶 • 凝乳酶是存在于哺乳期小牛第四胃中的蛋
白酶，以无活性的酶原形式被分泌出来。 随着小牛的长大，由摄取母乳改变成青草 和谷物时，凝乳酶的数量下降，而胃蛋白 酶的数量增加。
• 凝乳酶从无活性酶原转变成活性酶时 经受了部分水解，分子量从36000下降 到31000，pH5时酶原主要通过自身催 化作用激活，而在pH2时，激活过程进 行得非常快。
对于胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶， 底物分子大小不重要，如前述。
• 4、X和Y性质：X、Y可以是-H、-OH， 也可以继续衍生出去。
– （1）如果是肽链内切酶，在R1、R2能满足特 异性要求的前提下，肽链就能裂开，显然X和Y 必须继续衍生出去，内切酶活力才表现出最高。 X、Y可以是氨基酸残基。
– （2）对于肽链端解酶的羧肽酶，要求底物中Y 是一个-OH，其特异性对R2有严格要求。在X 不是-H时，可表现高活力。
• 如果采取有控制的酶水解，使蛋白质的水 解反应停止在某一个阶段，使肽键具有足 够的长度将疏水性氨基酸埋藏在它的结构 内部，就能减少水解蛋白质的苦味。
1.6蛋白酶作为食品添加剂的应用：
• 1、作为肉类嫩化剂 多使用木瓜蛋白酶。从宰杀老龄的动
物得到的肉类，经烧煮后口感粗糟和坚硬。 肉类中存在一定数量的胶原蛋白质，胶原 蛋白质中的交联数目和强度随动物年龄的 增加而提高。木瓜蛋白酶作用效果从肉类 感官评定和剪切力测定中可以看出。
（3）酸性蛋白酶：pH1~3 胃蛋白酶
• 3、对底物作用方式： （1）内肽酶：产物为脲、胨、多肽、低
肽 （2）外肽酶：羧肽酶：从以羧基末端
氨肽酶：从氨基末端
• 4、根据酶活性部位： （1）丝氨酸蛋白酶 （2）巯基蛋白酶（木瓜蛋白酶） （3）金属蛋白酶 （4）酸性蛋白酶（凝乳蛋白酶）
1.3木瓜蛋白酶：
适合于配制肉类嫩化剂的蛋白酶必须具 有较高的耐热性。这是因为嫩化剂的作用 主要发生在当肉类被烧煮，温度逐渐升高， 而酶尚未失活之前的这个阶段。
烧煮导致肉类结缔组织中胶原蛋白质和强性 蛋白质变性，而蛋白酶较易作用于变性的 胶原蛋白质和弹性蛋白质。木瓜蛋白酶在 60~65度时使胶原蛋白质增溶的速度最快。
第四章 蛋白酶、溶菌酶
主要内容： 1. 蛋白酶 2. 溶菌酶
1.蛋白酶
• 蛋白酶是食品工业中最重要的一类酶。 在干酪生产、肉类嫩化和植物蛋白质 改性中都大量使用蛋白酶。人体消化 道中存在的胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、 羧肽酶和氨肽酶使人体摄入的蛋白质 水解成小分子肽和氨基酸。
蛋白酶水解示意图：
1.1蛋白质的特异性要求
• 2、绿茶饮料浑浊： 浑浊物质主要是由蛋白质（15~65%）
和多酚类化合物（10~35%），通称茶乳酪 （creamy）,是绿茶饮料生产中的关键，添 加木瓜蛋白酶除去绿茶浸提液中的蛋白质， 对稳定绿茶饮料十分有利。
2 溶菌酶
• 溶菌酶（N-乙酰胞壁质聚糖水解酶， EC3.2.1.17）又称为胞壁质酶，是一 种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。 溶菌酶是由129个氨基酸构成的单纯碱 性球蛋白，化学性质非常稳定。