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枯草桿菌蛋白酶
編輯枯草桿菌蛋白酶是一種蛋白酶(一種蛋白質消化酶),最初從枯草芽孢桿菌中獲得。
枯草桿菌蛋白酶屬于枯草桿菌蛋白酶,這是一組絲氨酸蛋白酶,與所有絲氨酸蛋白酶一樣,它們通過活性位點的絲氨酸殘基對肽(酰胺)鍵發起親核攻擊。枯草桿菌蛋白酶通常具有27kDa的分子量。它們可以從某些類型的土壤細菌中獲得,例如大量分泌它們的解淀粉芽孢桿菌。
命名法
編輯枯草桿菌蛋白酶在商業上也稱為Alcalase?、ALK-酶、桿菌肽酶、枯草芽孢桿菌堿性蛋白酶bioprase、biopraseAL、粘菌素酶、genenaseI、Esperase?、maxatase、蛋白酶XXVII、thermoase、superase、枯草桿菌蛋白酶DY、枯草桿菌肽酶、SP266、Savinase?,kazusase,蛋白酶VIII,protinA3L,Savinase?,orientase10B,proteaseS.它是MEROPS家族S8的絲氨酸內肽酶。
枯草桿菌蛋白酶的結構
編輯枯草桿菌蛋白酶的結構已通過X射線晶體學確定。成熟的形式是一種含有275個殘基的球狀蛋白質,帶有幾個α螺旋和一個大的β折疊片。N端包含一個I9前肽結構域(Int??erPro:IPR010259),它有助于枯草桿菌蛋白酶的折疊。域的蛋白水解去除激活酶。它在結構上與絲氨酸蛋白酶的糜蛋白酶族無關,但在活性位點使用相同類型的催化三聯體。這使它成為趨同進化的經典例子。
催化機制
編輯活性位點具有電荷中繼網絡,涉及排列成催化三聯體的Asp-32、His-64和活性位點Ser-221。電荷中繼網絡的功能如下:Asp-32的羧酸酯側鏈與His-64咪唑環上的氮鍵質子形成氫鍵。這是可能的,因為Asp在生理pH下帶負電。His-64上的另一個氮與Ser-221的OH質子形成氫鍵。最后的相互作用導致OH的電荷分離,氧原子更具親核性。這允許Ser-221的氧原子在Asn-155的相鄰羧酰胺側鏈的輔助下攻擊進入的底物(即肽鍵)。
盡管Asp-32、His-64和Ser-221依次相距很遠,但它們在3D結構中會聚形成活性位點。
總結上述相互作用,Ser-221充當親核試劑并用其部分負氧原子切割肽鍵。這是可能的,因為枯草桿菌蛋白酶的電荷中繼位點的性質。
枯草桿菌蛋白酶的應用
編輯研究工具
在使用枯草芽孢桿菌作為模式生物的分子生物學中,編碼枯草桿菌蛋白酶(aprE)的基因通常是繼amyE之后用于整合報告構建體的第二個選擇基因,因為它是可有可無的。
商業
蛋白質工程枯草桿菌蛋白酶廣泛用于商業產品(天然酶很容易被洗滌劑和高溫滅活),也被稱為去污劑,例如,在洗衣和餐具洗滌劑、化妝品、食品加工]護膚軟膏、隱形眼鏡清潔劑,以及用于合成有機化學研究。
職業安全與健康
人們可以通過吸入、吞咽、皮膚接觸和眼神接觸在工作場所接觸枯草桿菌蛋白酶。美國國家職業安全與健康研究所(NIOSH)已將60分鐘內的推薦暴露限值(REL)設定為60ng/m3。
枯草桿菌蛋白酶可引起“酶洗滌劑哮喘”。對枯草桿菌蛋白酶(Alcalase)敏感的人通常也對枯草芽孢桿菌過敏。
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