木瓜蛋白酶(Papain),又称木瓜酶,是一种蛋白水解酶。木瓜蛋白酶是番木瓜(Carieapapaya)中含有的一种低特异性蛋白水解酶,广泛地存在于番木瓜的根、茎、叶和果实内,其中在未成熟的乳汁中含量。木瓜蛋白酶的活性中心含半胱氨酸,属于巯基蛋白酶,它具有酶活高、热稳定性好、天然卫生安全等特点。
化学性质
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;木瓜蛋白酶溶于水和甘油,水溶液为无色或淡黄色,有时呈乳白色;几乎不溶于乙醇、氯/仿等有机溶剂。木瓜蛋白酶是一种含巯基(-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,但几乎不能分解蛋白胨。
木瓜蛋白酶的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;木瓜蛋白酶温度55~65℃(一般10~85℃皆可),耐热性强,在90℃时也不会失活;受氧化剂抑制,还原性物质激活。
催化机制
木瓜蛋白酶的剪切肽键的机制包括:在His-159作用下Cys-25去质子化,而Asn-158能够帮助His-159的咪唑环的摆放,使得去质子化可以发生;然后Cys-25亲核攻击肽主链上的羰基碳,并与之共价连接形成酰基-酶中间体;接着酶与一个水分子作用,发生去酰基化,并释放肽链的羰基末端。
酶活测定
基本原理
木瓜蛋白酶能使N-苯甲酰-L-精氨酸乙酯(底物)水解而释出N-苯甲酰-L-精氨酸,其释出量可用氢氧化/钠液滴定,以此确定酶活力。
酶活单位
在25℃下,每分钟内能催化分解1umol底物的酶量,称为1单位。
试液制备
1、底物溶液:准确称取N-苯甲酰-L-精氨酸乙酯盐酸盐1.42g,加10mmol/LEDTA、50mmol/L半胱氨酸液2.6mL,加适量水,用0.1mol/L氢氧化/钠液调节pH至6.2,最后定容至50.0mL。
2、待测酶液:取试样用水稀释至适当浓度,并调节至pH6.2。
测定方法
25℃恒温条件下,取25mL烧杯装在pH自动滴定仪上,加底物溶液3.75mL、3mol/L氯化钠溶液2.50mL、重蒸馏水1.25mL,混合后加入待测酶液后立即计时,用0.1mol/L氢氧化/钠在电磁搅拌下连续滴定以保持pH6.2,记下每分钟所耗0.01mol/L氢氧化/钠毫升数。同时进行空白校正。按下式计算木瓜蛋白酶的活力P(单位/mg):
P =C·ΔV·1000/W
式中:c:氢氧化/钠液的浓度,mol/L;ΔV:每分钟消耗氢氧化/钠液的体积减去空白值;W:反应液中木瓜蛋白酶的质量,mg。