木瓜蛋白酵素，也稱為木瓜蛋白酶 I，是木瓜 (Carica papaya) 和山木瓜 (Vasconcellea cundinamarcensis) 中存在的一種半胱氨酸蛋白酶 (EC 3.4.22.2)。 它是類木瓜蛋白酶家族的同名成員。

它在皮革、化妝品、紡織品、洗滌劑、食品和制藥行業具有廣泛的商業應用。 在食品工業中，木瓜蛋白酶被用作許多商業嫩肉劑的活性成分。

木瓜蛋白酵屬于一個相關蛋白家族，被稱為類木瓜蛋白酶家族，具有廣泛的活性，包括內肽酶、氨肽酶、二肽基肽酶和具有外肽酶和內肽酶活性的酶。 木瓜蛋白酶家族的成員分布廣泛，存在于桿狀病毒、真細菌、酵母以及幾乎所有原生動物、植物和哺乳動物中。 蛋白質通常是溶酶體或分泌的，并且酶激活需要前肽的蛋白水解切割，盡管博來霉素水解酶在真菌和哺乳動物中是胞質的。 木瓜蛋白酵樣半胱氨酸蛋白酶基本上合成為具有 N 末端前肽區域的無活性酶原（酶原）。 這些酶的激活過程包括去除前肽區域，前肽區域在體內和體外發揮多種功能。 前區對于新合成酶的正確折疊、肽酶結構域的失活和酶在中性至堿性 pH 條件下的變性穩定是必需的。 前區內的氨基酸殘基介導它們的膜結合，并在將酶原轉運至溶酶體中發揮作用。 前肽最顯著的特征之一是它們能夠抑制其同源酶的活性，并且某些前肽對抑制它們所源自的肽酶表現出高選擇性。

木瓜蛋白酶前體蛋白含有345個氨基酸殘基，由信號序列(1-18)、前肽(19-133)和成熟肽(134-345)組成。 氨基酸編號基于成熟肽。 該蛋白質由三個二硫鍵穩定。 它的三維結構由兩個不同的結構域組成，它們之間有一個裂縫。 這個裂縫包含活性位點，它包含一個催化二聯體，被比作胰凝乳蛋白酶的催化三聯體。 催化二聯體由氨基酸半胱氨酸 25（從中獲得分類）和組氨酸 159 組成。 Aspartate-158 被認為在絲氨酸蛋白酶催化三聯體中起著類似于天冬氨酸的作用，但后來被推翻了。

木瓜蛋白酶破壞肽鍵的機制涉及使用具有去質子化半胱氨酸的催化二元體。 附近的 Asn-175 有助于定向 His-159 的咪唑環，使其能夠使催化性 Cys-25 去質子化。 然后，該半胱氨酸對肽主鏈的羰基碳進行親核攻擊。 這形成共價酰基酶中間體并釋放肽的氨基末端。 該酶被水分子脫酰并釋放肽的羧基末端部分。 在免疫學中，已知木瓜蛋白酶可從 Fab（抗原結合）部分切割免疫球蛋白（抗體）的 Fc（可結晶）部分。

木瓜蛋白酵素是一種比較耐熱的酶，最適溫度范圍為60-70℃。

木瓜蛋白酵素喜歡在疏水單元（Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Tyr）前面的精氨酸或賴氨酸之后切割，而不是后面跟著纈氨酸。

木瓜蛋白醋可以分解堅韌的肉纖維，在與歐洲接觸之前就已經被用來軟化在其本土南美洲食用的肉。 以木瓜蛋白酶為活性成分的粉末狀嫩肉粉被廣泛銷售，木瓜皮的烹飪用途已在研究論文中有所提及。

木瓜蛋白酵素可用于細胞培養準備的xxx步解離細胞。 對小組織塊（小于 1 立方毫米）進行 10 分鐘的處理將使木瓜蛋白酶開始裂解將細胞聚集在一起的細胞外基質分子。

十分鐘后，應使用蛋白酶抑制劑溶液處理組織以停止蛋白酶作用。 如果不進行處理，木瓜蛋白酶活性將導致細胞完全裂解。 然后必須將組織研磨（通過巴斯德吸管快速上下傳遞）以將組織碎片分解成單細胞懸液。

它還用作各種酶清創制劑的成分，特別是 Accuzyme。 這些用于護理一些慢性傷口以清理壞死組織。

木瓜蛋白醋被添加到一些牙膏和薄荷糖中作為牙齒增白劑。 它的美白效果很小，因為木瓜蛋白酶的濃度很低，很快就會被唾液稀釋。 需要幾個月的使用才能產生明顯的效果。