蛋白酶

2、碱性蛋白酶
• 碱性蛋白酶，指在碱性条件下能够水解蛋白质 肽键的酶，多数微生物碱性蛋白酶在pH9~11范 围内有活性。广泛应用于洗涤剂、食品、医疗、 酿造、丝绸、制革等行业。 • 碱性蛋白酶是目前市场上流行的洗涤添加剂， 能大幅度提高洗涤去污能力，特别对血渍、汗 渍、奶渍、油渍等蛋白类污垢,具有独特的洗 涤效果。碱性蛋白酶在技术上采用细菌原生质 体诱变处理方法,从国内碱性蛋白菌生产菌 2709枯草杆菌中研究选育出若干稳定高性能菌 株,在后处理上,采用去渣盐析沉淀法,减少了蛋 白酶的杂质含量和产品特有的气味，提高了溶 解速度,与洗涤剂有更好的配伍性,延长了保质 期。
也不能作为底物。
蛋白酶分类：
1、按蛋白酶水解蛋白质的方式分类： （1）切开蛋白质分子内部肽键生成分子量较少 的多肽类，产物为脲、胨、多肽、低肽,这类 酶一般叫内肽酶。 （2）切开蛋白质或多肽分子氨基或羧基末端的 肽键而游离出氨基酸，这类酶叫外肽酶。可以 分为 羧肽酶：从以羧基末端; 氨肽酶：从氨基末端 （3）水解蛋白质或多肽脂键的酶 （4）水解蛋白质或多肽酰胺键的酶
蛋白酶
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。
蛋白酶的特异性要求
蛋白酶水解示意图：
●
蛋白酶的特异性要求
• 1、R1和R2基团的性质：
• 2、a-胰凝乳蛋白酶 • 胰凝乳蛋白酶原为胰凝乳蛋白酶的前体物质。 牛的胰凝乳蛋白酶原A氨基酸残基245个，分子 量24500。 • 白色结晶或粉末。不含盐，由牛胰中提取而得。 每mg约含7000单位。可被胰蛋白酶激活，但不 被胰凝乳蛋白酶激活。,生化研究。抗溃疡药。 • 3、胰蛋白酶 • 胰蛋白酶是胰脏中主要的蛋白酶。在小肠工作， 它会将蛋白质水解为肽，进而分解为氨基酸。 这是蛋白质能被人体吸收的必要过程。这种酶 的作用原理和其他丝氨酸蛋白酶差不多
（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。
• 4、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（-CONHOH）
胃蛋白酶和其它一些酸性蛋白酶对水解键有
较高识别能力。如肽键→脂键，即使R2满足要求
• 3、X和Y性质：X、Y可以是-H、-OH， 也可以继续衍生出去。
从蛋白酶对X和Y性质的特异性要求可以判 断它们是肽链内切酶还是肽链端解酶
（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。
• 4、巯基蛋白酶 • 巯基蛋白酶的活性部位含有巯基， 巯基试剂能抑制它们。巯基蛋白酶 包括高等植物蛋白酶中的木瓜蛋白 酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶和 中华猕猴桃蛋白酶以及微生物蛋白。
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，至少有3个
力测定中可以看出。
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。
• 蛋白酶对于R1和R2基团有特殊性要求。
例如：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，那么这两种酶能以最高速度水 解肽键。
• 2、底物分子大小： 对于胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶，底物分子 大小不重要。但有些蛋白酶对于底物分子 的大小具有严格的要求，例如酸性蛋白酶。
• 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。
4、根据蛋白酶的活动中心和最适反 应PH分类： （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）
常用蛋白酶及特性
1、酸性蛋白酶：
• 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
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。
• 木瓜蛋白酶广泛用于肉类嫩化，也可作为啤酒的澄清
剂使用。我国规定可用于饼干、肉禽制品水解和动、 植物蛋白，按生产需要适量使用。
• 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。
• 原料乳均质——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——成型压榨——发酵成熟——成品——包
装冷藏
金属蛋白酶
• 活性中心中含有金属离子的蛋白酶的总称。 • 这种酶在纯化过程中始终保留定量金属离子， 用一般方法不能将其除去。但如纯化过程中 有螯合剂如EDTA等存在时，也会失去金属离 子从而失去酶活性。只有再将这种离子加入 才能恢复其活性。 • 一些金属蛋白酶及其所含金属离子有:胰蛋白 酶(Ca)、胰凝乳蛋白酶(Ca)、羧肽酶(Zn)， 中性蛋白酶(Zn)，嗜热菌蛋白酶(Ca、Zn)， 胶原酶(Ca、Zn)。这些酶的最适pH值一般在 7~9。
弹性蛋白酶
• 1.物理性质 • 其外观呈淡黄色至深黄色粉末，也可是 浅褐至深褐色液体。可溶于水，不溶于 乙醇，有吸湿性。 • 2.弹性蛋白酶降解弹性蛋白的酶促特性 • a、PH范围、等电点和温度 • b、酶降解底物的特异性 • C、激活剂、抑制剂
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
丝氨酸蛋白酶
• 1、一般性质 丝氨酸蛋白酶其激活是通过活性中心一组氨基 酸残基变化实现的，它们之中一定有一个是丝 氨酸(其名字的由来)。在哺乳类动物里面，丝 氨酸蛋白酶扮演着很重要的角色，特别是在消 化，凝血和补体系统方面。 胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和弹性蛋白酶和弹 性蛋白酶的作用机制相识，这可能因为他们都 是从胰脏分泌出来的。
3、中性蛋白酶
• 中性蛋白酶是最早用于工业生产的蛋白酶，大 多数微生物中性蛋白酶是金属酶，一部分酶蛋 白总含有一原子锌，分子量为35000~40000， 等电点pI8~9,它们是微生物蛋白酶中最不稳定 的酶，很易自溶，即使在低温冰冻干燥也会造 成分子量的明显减少。 • 用合成底物实验证明，中性蛋白酶只水解由亮 氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸等疏水大分子氨基酸 提供氨基的肽键。
氨基酸残基存在于酶的活性部位，它们是半
胱氨酸、组氨酸和天门冬氨酸。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。
• 木瓜蛋白酶在pH5时，有良好稳定性，如pH<3或>11时
蛋白酶分类：
• 2、按酶的来源分类： （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
蛋白酶分类：
• 3、按蛋白酶的最适PH：
（1）中性蛋白酶：pH6~8 菌、3942栖土曲霉蛋白酶 1398枯草杆
（2）碱性蛋白酶：pH9~11 2709枯草杆 菌蛋白酶 （3）酸性蛋白酶：pH1~3 胃蛋白酶
• 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, 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。
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