PDF《微生物高温碱性蛋白酶》

陈杰,等.

微生物高温碱性蛋白酶 ・

281 ・ 收稿日期:2012-11-02 第一作者:陈杰(1991-),男,本科生,E-mail: [email protected] *通信作者:刘小宇(1971-),女,硕士,副教授,E-mail: [email protected] 生命的化学 , 2013, 33(3): 281-286 www.life.ac.cn 微生物高温碱性蛋白酶 陈杰1,2 ,刘小宇1 *,焦炳华1 (1 第二军医大学生物化学与分子生物学教研室,上海 200433;

2 第二军医大学研究生管理大队学员二队,上海 200433) 摘要:高温碱性蛋白酶是一类最适pH在碱性范围,最适温度在60℃以上的蛋白酶,往往来自于极端环 境的微生物中.高温碱性蛋白酶具有热稳定性好、耐有机溶剂、耐变性剂和半寿期长等优良的性质, 近年来在医药制剂、高温发酵、化学合成、防杂菌污染、废物处理等领域得到了广泛的应用.本文综 述了高温碱性蛋白酶的酶学性质、结构与功能的关系等研究现状及应用前景. 关键词:高温碱性蛋白酶;

微生物;

酶学性质;

应用前景 Advances on microbial thermophilic alkaline protease CHEN Jie1,2 , LIU Xiaoyu1*, JIAO Binghua1 (1 Department of Biochemistry and Molecular Biology, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China;

2 Squadron

2 of Graduated Administration Department, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China) Abstract: Microbial thermophilic alkaline proteases are proteases with the optimum pH is at alkali range and with high optimum temperature (usually over 60℃), isolated from extreme microorganisms. Thermophilic alkaline proteases have the characteristics of good thermal stability, organic solvent tolerance, denaturant tolerance and long half-life, and have been widely used in many fields such as pharmaceutical industry, thermophilic fermentation, sterilization, as well as in enzymatic synthesis and in waste treatment. This paper briefly introduces the research progress of the enzyme characteristics, the relationship between protein structure and function, and application status and prospect of microbial thermophilic alkaline proteases. Key words: thermophilic alkaline protease;

microorganism;

enzyme characteristic;

application prospect 高温碱性蛋白酶是一种具有独特酶学性质的 酶类产品,主要来源于细菌、霉菌和酵母菌等微 生物,由于所处环境的特殊性,该类蛋白酶往往 在极端温度和pH值下以及一系列较强的抑制剂和 氧化剂存在的条件下具有较高的酶学活性和稳定 性.因此,高温碱性蛋白酶在医药工业、化学工 业以及环境保护中都有着重要的应用.本文将对 目前微生物高温碱性蛋白酶的研究现状及应用前 景等方面进行综述.

1 高温碱性蛋白酶的酶学性质 1.1 最适 pH、最适温度及热稳定性 目前报道的高温碱性蛋白酶还不是很多,从 微生物来源的地域分布来看,国外大多来源于相 对极端的环境,如火山口,深海领域等;

而国内 主要来自西北地区,以温泉附近土壤较常见,另 有来源于沿海海域,并由早年的深海领域逐渐转 到了浅海领域上.大多高温碱性蛋白酶属于丝氨 酸蛋白酶家族,其最典型的酶学性质就是具有较 高的最适反应pH和最适反应温度.一般来说,其 最适pH范围为7.2~11.0,大多数在9.0以上.最适反 应温度一般在60℃以上,少数可达95℃以上(表1), 其热稳定性范围区间差值大多在30℃以上,耐受 温度范围较大,70℃加热1 h后剩余酶活性仍较 高,可以弥补中、低温碱性蛋白酶的不足.另有 《生命的化学》2013 年33 卷3期・282 ・ 综述 现象表明,部分高温碱性蛋白酶的最适温度超过 了其热稳定性温度范围. 1.2 金属离子对酶活的影响 许多高温碱性蛋白酶中,Ca2+ 对酶活性起促进 作用,分离自Bacillus cereus SV1的高温碱性蛋白 酶,在CaCl2存在的条件下,在55 ℃和60 ℃下孵育