木瓜蛋白酶第一组教学案例.ppt

木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶定义定义§中文名称：中文名称：中文名称：中文名称：木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 ，别名，别名，别名，别名番木瓜酶番木瓜酶番木瓜酶番木瓜酶, ,木瓜朊木瓜朊木瓜朊木瓜朊酶酶酶酶, ,番瓜酵素番瓜酵素番瓜酵素番瓜酵素, ,木瓜酶木瓜酶木瓜酶木瓜酶§英文名称：英文名称：英文名称：英文名称：papain papain papain papain §定义定义定义定义1 1 1 1：一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为：一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为：一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为：一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为3 3 3 3个片段 §定义定义定义定义2 2 2 2：编号：：编号：：编号：：编号：EC 3.4.22.2EC 3.4.22.2EC 3.4.22.2EC 3.4.22.2番木瓜中含有的一番木瓜中含有的一番木瓜中含有的一番木瓜中含有的一种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，属巯基蛋白酶，应用于啤酒及食品工业。

属巯基蛋白酶，应用于啤酒及食品工业属巯基蛋白酶，应用于啤酒及食品工业属巯基蛋白酶，应用于啤酒及食品工业 §　　　　酪蛋白被木瓜蛋白酶降解生成的酪氨酸在紫酪蛋白被木瓜蛋白酶降解生成的酪氨酸在紫酪蛋白被木瓜蛋白酶降解生成的酪氨酸在紫酪蛋白被木瓜蛋白酶降解生成的酪氨酸在紫外光区外光区外光区外光区 275nm275nm 处有吸收峰处有吸收峰处有吸收峰处有吸收峰 §　　木瓜蛋白酶（　　木瓜蛋白酶（　　木瓜蛋白酶（　　木瓜蛋白酶（PapainPapain）简称木瓜酶，又称）简称木瓜酶，又称）简称木瓜酶，又称）简称木瓜酶，又称为木瓜酵素是利用未成熟的番木瓜（为木瓜酵素是利用未成熟的番木瓜（为木瓜酵素是利用未成熟的番木瓜（为木瓜酵素是利用未成熟的番木瓜（Carica Carica papayapapaya）果实中的乳汁，采用现代生物工程技）果实中的乳汁，采用现代生物工程技）果实中的乳汁，采用现代生物工程技）果实中的乳汁，采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品它是一种含疏术提炼而成的纯天然生物酶制品它是一种含疏术提炼而成的纯天然生物酶制品它是一种含疏术提炼而成的纯天然生物酶制品它是一种含疏基基基基(-SH)(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，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、有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、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，同时，还具有合成功酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。

溶于水和能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质溶于水和能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质溶于水和能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂最适合乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂最适合乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂最适合乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂最适合PHPH值值值值5.7(5.7(一般一般一般一般3 3～～～～9.59.5皆可皆可皆可皆可) )，在中性或偏酸性时，在中性或偏酸性时，在中性或偏酸性时，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点亦有作用，等电点亦有作用，等电点亦有作用，等电点18.7518.75；最适合温度；最适合温度；最适合温度；最适合温度5555～～～～6060℃℃℃℃( (一般一般一般一般1010～～～～8585℃℃℃℃皆可皆可皆可皆可) )，耐热性强，，耐热性强，，耐热性强，，耐热性强，在在在在9090℃℃℃℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。

激活 木瓜蛋白酶在各个行业的应用木瓜蛋白酶在各个行业的应用 §医药工业医药工业医药工业医药工业§食品工业食品工业食品工业食品工业§美容化妆品工业美容化妆品工业美容化妆品工业美容化妆品工业 §日化品工业日化品工业日化品工业日化品工业 §饲料工业饲料工业饲料工业饲料工业 §皮革工业皮革工业皮革工业皮革工业 §细胞培养细胞培养细胞培养细胞培养 §免疫学免疫学免疫学免疫学 医药工业应用医药工业应用 §含有木瓜蛋白酶的药物，能起到抗癌、肿含有木瓜蛋白酶的药物，能起到抗癌、肿瘤、淋巴性白血病、原菌和寄生虫瘤、淋巴性白血病、原菌和寄生虫 、结核、结核杆菌等，可消炎、利胆、止痛、助消化杆菌等，可消炎、利胆、止痛、助消化治疗妇科病、青光眼、骨质增生、枪刀伤治疗妇科病、青光眼、骨质增生、枪刀伤口愈合、血型鉴别、昆虫叮咬等口愈合、血型鉴别、昆虫叮咬等 食品工业应用食品工业应用 §可利用酶促反应，使食品大分子的蛋白质可利用酶促反应，使食品大分子的蛋白质水解成小分子肽或氨基酸用于水解动植水解成小分子肽或氨基酸用于水解动植物蛋白、制成嫩肉粉、水解羊胎素、水解物蛋白、制成嫩肉粉、水解羊胎素、水解大豆、饼干松化剂、面条稳定剂、啤酒饮大豆、饼干松化剂、面条稳定剂、啤酒饮料澄清剂、高级口服液、保健食品、酱油料澄清剂、高级口服液、保健食品、酱油酿造及酒类发酵剂等。

有效转化蛋白质的酿造及酒类发酵剂等有效转化蛋白质的利用，大大提高食品营养价值，降低成本利用，大大提高食品营养价值，降低成本有利于人体的消化和吸收有利于人体的消化和吸收 美容化妆品工业应用美容化妆品工业应用 §将木瓜蛋白酶加入到含有蛋白质和油脂的将木瓜蛋白酶加入到含有蛋白质和油脂的化妆品中，具有独特的美白嫩肤、美颜保化妆品中，具有独特的美白嫩肤、美颜保健、祛斑除污垢、促进血液循环、改善肌健、祛斑除污垢、促进血液循环、改善肌肤等功效，提高产品档次可制成减肥茶、肤等功效，提高产品档次可制成减肥茶、美容护肤品等美容护肤品等 日化品工业应用日化品工业应用 §用于香皂、肥皂、洗涤剂、洗衣粉、洗手用于香皂、肥皂、洗涤剂、洗衣粉、洗手液等，去污力强，除菌消毒、安全放心液等，去污力强，除菌消毒、安全放心饲料工业应用饲料工业应用 §用于饲料添加剂，开发蛋白源，利于吸收，用于饲料添加剂，开发蛋白源，利于吸收，提高饲料的利用率，节约成本，有助于牲提高饲料的利用率，节约成本，有助于牲畜消化，加速生长如在猪、牛、羊、鸡、畜消化，加速生长如在猪、牛、羊、鸡、鸭、鹅、鱼、虾等饲料中添加还可以作鸭、鹅、鱼、虾等饲料中添加。

还可以作为蔬菜水果高级复合肥料的添加剂为蔬菜水果高级复合肥料的添加剂 皮革工业应用皮革工业应用 §利用木瓜蛋白酶制成脱毛剂，鞣制皮革，利用木瓜蛋白酶制成脱毛剂，鞣制皮革，具有毛孔细腻，皮纹光亮效果具有毛孔细腻，皮纹光亮效果 §　　纺织工业应用：可用于处理羊毛、蚕　　纺织工业应用：可用于处理羊毛、蚕蛹脱胶、蚕丝精炼，能达到手感柔软、舒蛹脱胶、蚕丝精炼，能达到手感柔软、舒适、抗收缩、抗张强度等效果适、抗收缩、抗张强度等效果 细胞培养细胞培养 §木瓜蛋白酶在准备细胞培养液（木瓜蛋白酶在准备细胞培养液（cell cell cultureculture）的第一步中被用于分离细胞的第一步中被用于分离细胞用酶处理小组织块用酶处理小组织块1010分钟后，就可以将连分钟后，就可以将连接细胞的细胞外基质打断；然后再用蛋白接细胞的细胞外基质打断；然后再用蛋白酶抑制剂来停止反应，防止木瓜蛋白酶进酶抑制剂来停止反应，防止木瓜蛋白酶进一步裂解细胞本身；最后用一步裂解细胞本身；最后用Pasteur Pasteur pipettepipette将组织块打散为单细胞悬浮液将组织块打散为单细胞悬浮液 免疫学免疫学 §在免疫学中，木瓜蛋白酶可被用于将免疫在免疫学中，木瓜蛋白酶可被用于将免疫球蛋白（即抗体）的球蛋白（即抗体）的FcFc片段（可结晶）和片段（可结晶）和FabFab片段（抗原结合）切割开。

片段（抗原结合）切割开 催化机制催化机制 §木瓜蛋白酶的剪切肽键的机制包括：在木瓜蛋白酶的剪切肽键的机制包括：在His-159His-159作用下作用下Cys-25Cys-25去质子化，而去质子化，而Asn-Asn-158158能够帮助能够帮助His-159His-159的咪唑环的摆放，使的咪唑环的摆放，使得去质子化可以发生；然后得去质子化可以发生；然后Cys-25Cys-25亲核攻亲核攻击肽主链上的羰基碳，并与之共价连接形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，并释放肽链的羰基作用，发生去酰基化，并释放肽链的羰基末端 生产生产 §通常木瓜蛋白酶是以粗制品形式被生产，主要来通常木瓜蛋白酶是以粗制品形式被生产，主要来通常木瓜蛋白酶是以粗制品形式被生产，主要来通常木瓜蛋白酶是以粗制品形式被生产，主要来源是从木瓜树的果实中提取乳液（源是从木瓜树的果实中提取乳液（源是从木瓜树的果实中提取乳液（源是从木瓜树的果实中提取乳液（latexlatexlatexlatex）后制）后制）后制）后制成的干货乳液是通过割果实的颈部进行收集，成的干货。

乳液是通过割果实的颈部进行收集，成的干货乳液是通过割果实的颈部进行收集，成的干货乳液是通过割果实的颈部进行收集，或直接在果实上风干，或滴入容器中风干后的或直接在果实上风干，或滴入容器中风干后的或直接在果实上风干，或滴入容器中风干后的或直接在果实上风干，或滴入容器中风干后的乳液就是木瓜蛋白酶的粗制品若需对其进行进乳液就是木瓜蛋白酶的粗制品若需对其进行进乳液就是木瓜蛋白酶的粗制品若需对其进行进乳液就是木瓜蛋白酶的粗制品若需对其进行进一步的纯化以除去杂质，就要先溶解粗制品，并一步的纯化以除去杂质，就要先溶解粗制品，并一步的纯化以除去杂质，就要先溶解粗制品，并一步的纯化以除去杂质，就要先溶解粗制品，并用一个标准的过程（政府注册）进行提纯纯化用一个标准的过程（政府注册）进行提纯纯化用一个标准的过程（政府注册）进行提纯纯化用一个标准的过程（政府注册）进行提纯纯化后的木瓜蛋白酶可以制为干粉或液体后的木瓜蛋白酶可以制为干粉或液体后的木瓜蛋白酶可以制为干粉或液体后的木瓜蛋白酶可以制为干粉或液体嫩肉剂嫩肉剂§嫩肉剂不是什么新鲜玩意儿，在世界各地早就有了嫩肉剂不是什么新鲜玩意儿，在世界各地早就有了嫩肉剂不是什么新鲜玩意儿，在世界各地早就有了嫩肉剂不是什么新鲜玩意儿，在世界各地早就有了各种各样的产品。

目前用得最广泛的嫩肉剂有效成各种各样的产品目前用得最广泛的嫩肉剂有效成各种各样的产品目前用得最广泛的嫩肉剂有效成各种各样的产品目前用得最广泛的嫩肉剂有效成分是木瓜蛋白酶（分是木瓜蛋白酶（分是木瓜蛋白酶（分是木瓜蛋白酶（papainpapain），此外还含有淀粉和食），此外还含有淀粉和食），此外还含有淀粉和食），此外还含有淀粉和食盐等木瓜蛋白酶负责把肉中的蛋白质分解，而淀盐等木瓜蛋白酶负责把肉中的蛋白质分解，而淀盐等木瓜蛋白酶负责把肉中的蛋白质分解，而淀盐等木瓜蛋白酶负责把肉中的蛋白质分解，而淀粉的作用跟传统烹饪中的粉的作用跟传统烹饪中的粉的作用跟传统烹饪中的粉的作用跟传统烹饪中的“ “挂芡挂芡挂芡挂芡” ”一样淀粉附着一样淀粉附着一样淀粉附着一样淀粉附着在肉的表面，在加热过程中变性交联，形成一层薄在肉的表面，在加热过程中变性交联，形成一层薄在肉的表面，在加热过程中变性交联，形成一层薄在肉的表面，在加热过程中变性交联，形成一层薄膜包在肉的表面，减少肉中水的流失，也起到让肉膜包在肉的表面，减少肉中水的流失，也起到让肉膜包在肉的表面，减少肉中水的流失，也起到让肉膜包在肉的表面，减少肉中水的流失，也起到让肉“ “嫩滑嫩滑嫩滑嫩滑” ”的作用。

的作用§如果割开未成熟的木瓜，就会有乳液流出南美的如果割开未成熟的木瓜，就会有乳液流出南美的如果割开未成熟的木瓜，就会有乳液流出南美的如果割开未成熟的木瓜，就会有乳液流出南美的土著人在几千年前就发现了用这种乳液或者乳液提土著人在几千年前就发现了用这种乳液或者乳液提土著人在几千年前就发现了用这种乳液或者乳液提土著人在几千年前就发现了用这种乳液或者乳液提取物可以让难以煮烂的肉变取物可以让难以煮烂的肉变取物可以让难以煮烂的肉变取物可以让难以煮烂的肉变“ “嫩嫩嫩嫩” ”从这个意义上从这个意义上从这个意义上从这个意义上说，以木瓜蛋白酶为基础的说，以木瓜蛋白酶为基础的说，以木瓜蛋白酶为基础的说，以木瓜蛋白酶为基础的“ “嫩肉剂嫩肉剂嫩肉剂嫩肉剂” ”有了上千年有了上千年有了上千年有了上千年的使用历史到了近代，人们分离鉴定出其中的有的使用历史到了近代，人们分离鉴定出其中的有的使用历史到了近代，人们分离鉴定出其中的有的使用历史到了近代，人们分离鉴定出其中的有效成分，就是木瓜蛋白酶效成分，就是木瓜蛋白酶效成分，就是木瓜蛋白酶效成分，就是木瓜蛋白酶§相对于其它的蛋白酶，木瓜蛋白酶的稳定性很好相对于其它的蛋白酶，木瓜蛋白酶的稳定性很好。

相对于其它的蛋白酶，木瓜蛋白酶的稳定性很好相对于其它的蛋白酶，木瓜蛋白酶的稳定性很好一般的酶都比较一般的酶都比较一般的酶都比较一般的酶都比较“ “娇气娇气娇气娇气” ”，对于工作环境的要求比，对于工作环境的要求比，对于工作环境的要求比，对于工作环境的要求比较高，酸碱度不合适就失去工作能力，温度不合适较高，酸碱度不合适就失去工作能力，温度不合适较高，酸碱度不合适就失去工作能力，温度不合适较高，酸碱度不合适就失去工作能力，温度不合适也罢工而木瓜蛋白酶比较也罢工而木瓜蛋白酶比较也罢工而木瓜蛋白酶比较也罢工而木瓜蛋白酶比较“ “皮实皮实皮实皮实” ”，酸性、碱性，酸性、碱性，酸性、碱性，酸性、碱性甚至相当高的温度下，都还兢兢业业地工作，自然甚至相当高的温度下，都还兢兢业业地工作，自然甚至相当高的温度下，都还兢兢业业地工作，自然甚至相当高的温度下，都还兢兢业业地工作，自然备受人们喜爱有了上千年的使用历史，又是来自备受人们喜爱有了上千年的使用历史，又是来自备受人们喜爱有了上千年的使用历史，又是来自备受人们喜爱有了上千年的使用历史，又是来自于木瓜这样的于木瓜这样的于木瓜这样的于木瓜这样的“ “纯天然纯天然纯天然纯天然” ”产品，所以人们自然而然产品，所以人们自然而然产品，所以人们自然而然产品，所以人们自然而然地相信它对人类很地相信它对人类很地相信它对人类很地相信它对人类很“ “友好友好友好友好” ”。

在世界各地，尤其是在世界各地，尤其是在世界各地，尤其是在世界各地，尤其是中国，木瓜蛋白酶几乎是食品工业中使用最广泛的中国，木瓜蛋白酶几乎是食品工业中使用最广泛的中国，木瓜蛋白酶几乎是食品工业中使用最广泛的中国，木瓜蛋白酶几乎是食品工业中使用最广泛的蛋白酶§其它的一些植物蛋白酶也受到了关注比如菠萝蛋其它的一些植物蛋白酶也受到了关注比如菠萝蛋其它的一些植物蛋白酶也受到了关注比如菠萝蛋其它的一些植物蛋白酶也受到了关注比如菠萝蛋白酶（白酶（白酶（白酶（bromelainbromelain），在国外已经得到了比较广泛），在国外已经得到了比较广泛），在国外已经得到了比较广泛），在国外已经得到了比较广泛的应用相比于木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶比较的应用相比于木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶比较的应用相比于木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶比较的应用相比于木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶比较“ “娇娇娇娇气气气气” ”，对工作环境的酸度和温度要求都比木瓜蛋白，对工作环境的酸度和温度要求都比木瓜蛋白，对工作环境的酸度和温度要求都比木瓜蛋白，对工作环境的酸度和温度要求都比木瓜蛋白酶高，到了酶高，到了酶高，到了酶高，到了6565度以上就会失去工作能力，而木瓜蛋度以上就会失去工作能力，而木瓜蛋度以上就会失去工作能力，而木瓜蛋度以上就会失去工作能力，而木瓜蛋白酶在白酶在白酶在白酶在9090度的环境中还有相当的战斗力。

度的环境中还有相当的战斗力度的环境中还有相当的战斗力度的环境中还有相当的战斗力。