蛋白质综述

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蛋白质化学总结

蛋白质化学总结

蛋白质化学总结蛋白质是生命体中最重要的有机分子之一,承担着维持生命活动的许多关键功能。

它们在细胞中起着结构支持、酶催化、信号传递、运输和免疫反应等重要的生物学角色。

蛋白质的化学性质和结构决定了它们的功能和特性。

本文将对蛋白质的化学性质和结构进行综述。

首先,蛋白质是由氨基酸组成的聚合物。

氨基酸是蛋白质的基本组成单元,它由一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)组成,同时还有一个侧链。

氨基酸的侧链决定了蛋白质的特性和功能。

共有20种不同的氨基酸,它们的化学性质各不相同,可以根据它们的侧链特征分为疏水性、亲水性和两性氨基酸。

其次,蛋白质的化学性质包括酸碱性和氧化还原性。

蛋白质中的氨基酸具有酸碱性,因为它们可以在溶液中失去或接受质子,形成离子。

这决定了蛋白质的溶解和缩聚行为,并且也是酶催化和信号传递的基础。

此外,蛋白质中的硫醚键对蛋白质的氧化还原性起着重要的作用。

这些硫醚键可以在氧化环境中被氧气氧化形成二硫键,从而影响蛋白质的稳定性和功能。

蛋白质的结构可以根据不同的层次进行分类。

最基本的是一级结构,即氨基酸的线性排列。

二级结构是由氢键相互作用形成的空间结构,包括α螺旋和β折叠。

三级结构是蛋白质的整体折叠形态,由各种作用力如氢键、疏水相互作用和离子键等相互作用所影响。

最复杂的是四级结构,是多个蛋白质亚单位的组合形成的蛋白质复合物。

蛋白质的结构与其功能密切相关,结构的变化可以引起蛋白质功能的改变。

此外,蛋白质的化学修饰也是其重要的特性之一。

蛋白质可以通过糖基化、磷酸化、甲基化、乙酰化和泛素化等化学修饰而改变其功能和稳定性。

这些修饰在细胞信号传导、表观遗传和转录调控等生物过程中发挥着重要的作用。

总结起来,蛋白质是生命体中至关重要的有机分子,它们在维持生命活动中扮演着重要的角色。

蛋白质的化学性质和结构决定了它们的功能和特性。

深入理解蛋白质的化学性质和结构对于研究生物学、药物设计和生物工程等领域具有重要意义。

随着科学技术的进步,对于蛋白质的分析和研究的方法也不断完善和发展,为我们揭示蛋白质的奥秘提供了更多的可能性。

蛋白质定位预测方法综述及比较分析

蛋白质定位预测方法综述及比较分析

蛋白质定位预测方法综述及比较分析引言:蛋白质是细胞中最重要的生物大分子之一,其功能与其所处的亚细胞定位密切相关。

准确预测蛋白质定位是理解蛋白质功能的重要一环。

随着计算机科学和生物学的快速发展,越来越多的蛋白质定位预测方法被提出。

本文将对常见的蛋白质定位预测方法进行综述和比较分析,以期为进一步研究提供参考。

一、蛋白质定位预测的重要性蛋白质在细胞内发挥特定的功能,其定位信息对于理解和研究蛋白质功能至关重要。

准确预测蛋白质的定位可以为进一步研究蛋白质的功能和相互作用提供指导。

二、蛋白质定位预测方法的分类1. 基于氨基酸序列的方法这种方法根据蛋白质的氨基酸序列进行预测。

其中,物化性质(如蛋白质溶解性、亲水性等)、序列模式(如信号肽、跨膜蛋白等)及机器学习算法(如隐马尔科夫模型、支持向量机等)是常用的预测依据。

2. 基于蛋白质相似性的方法这种方法通过比对已知定位的蛋白质序列和待预测的蛋白质序列的相似性来预测其定位。

常用的方法有同源比对、核酸水平的序列相似性等。

3. 基于蛋白质结构的方法这种方法通过预测蛋白质的三维结构来预测其定位。

常见的方法有蛋白质结构模拟、蛋白质结构域预测等。

三、常见蛋白质定位预测方法的综述与分析1. 密集神经网络(DNN)方法DNN方法利用神经网络模型和大量的训练数据来预测蛋白质的定位。

该方法具有较高的准确性和可靠性,但需要大量的训练数据和计算资源。

2. 支持向量机(SVM)方法SVM方法利用训练集中已知定位的蛋白质特征,建立分类模型来预测待测蛋白质的定位。

该方法较为简单,但需要手动提取特征。

3. 隐马尔科夫模型(HMM)方法HMM方法通过使用隐马尔科夫模型对序列数据进行建模,预测蛋白质的定位。

该方法能够捕捉到序列中的潜在模式,但对训练数据的依赖较大。

四、基于机器学习的蛋白质定位预测方法比较分析1. 准确性比较DNN方法在大规模训练数据和计算资源的支持下,具有较高的准确性。

SVM方法相对简单,准确性较低。

蛋白质结构预测技术发展综述

蛋白质结构预测技术发展综述

蛋白质结构预测技术发展综述蛋白质是组成生命活动的重要基础物质,其结构和功能之间的关系是生命科学和医学领域的重要研究方向。

因此,对蛋白质结构进行预测和分析,已成为当前生命科学、生物工程和计算机科学等领域的重要课题。

随着计算机技术和生物信息学的不断发展,蛋白质结构预测技术也取得了长足的进步和发展。

蛋白质结构预测技术的发展历程早期,蛋白质结构的预测多采用实验手段进行,例如X射线晶体衍射和核磁共振技术等。

但这些实验方法的成本和时间代价较高,仅适用于结构较小的蛋白质分子,而对于较大和复杂的蛋白质分子则多不适用。

因此,人们开始尝试用数学模型和计算机模拟的方法来预测蛋白质结构。

20世纪60年代,Pauling和Corey首次提出了"多肽链折叠概念",并开发出基于"菊花链"模型的蛋白质结构预测方法。

此后,人们提出了许多简化模型和分类模型,如Helix、Loop和Beta sheet。

这些模型的作用是减少蛋白质结构预测的计算量,提高预测准确性。

20世纪80年代,人们开始尝试用分子动力学模拟技术预测蛋白质结构。

分子动力学模拟是通过计算分子的平衡轨迹和能量状态,来预测分子的结构和性质的一种方法。

此外,还有一些基于序列和结构比对的反演预测方法,如PSI-BLAST和PHYRE。

21世纪以来,以机器学习和深度学习为代表的人工智能技术的快速发展,为蛋白质结构预测提供了新的思路和方法。

此外,利用分子动力学仿真和一些先进的计算机算法来研究蛋白质分子的空间结构和功能之间的关系,也成为了当前的研究热点。

蛋白质结构预测技术的应用价值蛋白质结构预测技术的应用价值是多方面的。

首先,它有助于解决部分蛋白质结构无法通过实验手段确定的问题,可以辅助实验进行验证和理解蛋白质功能和机理。

其次,它可用于药物研究和设计,避免药物和蛋白质之间的非特异性作用,增强药物的选择性和效果。

此外,蛋白质结构预测技术还可应用于食品添加剂、生物肥料、重金属污染等环节的治理和监管。

蛋白质组学综述

蛋白质组学综述

蛋白质组学在肿瘤研究中的应用摘要:随着人类基因组全序列草图的完成,从基因水平向蛋白质水平的深化,已成为生命科学研究的迫切需要和新的任务。

蛋白质组学的建立为研究蛋白质水平的生命活动开辟了更为广阔的前景,提供了新型有效的研究手段。

从蛋白质整体水平上研究肿瘤的发生与转移,寻找与肿瘤发生及转移相关的新的蛋白质、肿瘤特异性的标志物及肿瘤药物治疗的靶标,对肿瘤的诊治将起到重要作用。

本文对肿瘤蛋白质组学的研究进展进行了简要综述。

关键词蛋白质组学蛋白质组肿瘤研究进展人类基因组计划全基因组测序的完成,标志着后基因组时代的到来,其主要任务是分析细胞全部蛋白质的结构、功能和相互作用,即蛋白质组学。

恶性肿瘤是危害人类的主要疾病之一,但其发生发展机制仍不清楚,诊断、治疗效果也不理想,而蛋白质组学方法可望为肿瘤发生机制的研究和防治带来新的突破。

本文将蛋白质组学基本概念、研究技术和肿瘤蛋白质组学研究进展作一综述。

1. 蛋白质组和蛋白质组学概念蛋白质组(proteome)的概念最早是由澳大利亚Macquarie大学的Wilkins等于1994年在意大利的一次科学会议上提出的,他们对蛋白质组的定义:“蛋白质组指的是一个基因组所表达的蛋白质”;即“proteome”是由蛋白质的“prote”和基因组的“ome”字母拼接而成。

它是对应于一个基因组所有蛋白质构成的整体,而不是局限于一个或者几个蛋白质。

由于同一基因组在不同细胞、组织中的蛋白质表达情况各不相同,即使是同一细胞,在不同的发育阶段、不同的生理病理条件下甚至不同的环境影响下,其蛋白质的存在状态也不尽相同。

因此,蛋白质组是一个在时间和空间动态变化着的整体。

蛋白质组学(proteomics)是指以蛋白质组为研究对象,从整体的角度,分析细胞内动态变化的蛋白质组成与活动规律。

蛋白质组学研究主要包括:①表达蛋白质组学(expression proteomics),研究细胞或组织中蛋白质表达的质和量的变化,以及不同时间基因表达谱的改变;②功能蛋白组学(functional proteomics),研究在不同生理和病理条件下,细胞中各种蛋白质之间的相互作用关系及其调控网络,以及蛋白质的转录后修饰等;③结构蛋白组学(structure proteomics),以阐明生物大分子蛋白质的三维结构特性为目的[1]。

蛋白质结构预测方法综述

蛋白质结构预测方法综述

蛋白质结构预测方法综述蛋白质是构成生命体的基本单元之一,它们在生命过程中扮演着重要的角色。

蛋白质的功能通常与其三维结构密切相关,因此,准确地预测蛋白质的结构对于深入理解其功能和生命过程至关重要。

本文将综述几种常见的蛋白质结构预测方法。

一、基于模板的方法基于模板的方法是指利用已知蛋白质结构作为模板,预测未知蛋白质结构的方法。

这种方法又可分为序列比对和结构比对两种。

1. 序列比对序列比对是将待预测蛋白质的氨基酸序列与已知蛋白质结构的氨基酸序列进行比对,通过寻找序列相似性来预测未知蛋白质的结构。

这种方法的关键是在序列比对时找到相较于已知蛋白质更多的同源序列。

常见的序列比对工具包括BLAST、PSI-BLAST、HMMER等。

2. 结构比对结构比对是将待预测蛋白质的氨基酸序列与已知蛋白质结构的三维结构进行比对,通过寻找结构相似性来预测未知蛋白质的结构。

这种方法的关键是在结构比对时找到相较于已知蛋白质更多的同源结构。

常见的结构比对工具包括DALI、CE、TM-align等。

二、基于物理力学的方法基于物理力学的方法是指根据蛋白质结构和物理力学原理,通过计算机模拟和数学建模来预测蛋白质的结构。

这种方法的基本思路是根据蛋白质的氨基酸序列和结构参数作为输入,通过计算机模拟和数学建模来组织蛋白质的三维结构。

常见的基于物理力学的方法包括能量函数法和蒙特卡洛法。

1. 能量函数法能量函数法是指利用能量最优化原则,将蛋白质的三维结构作为一个能量函数的最小值,通过调整结构参数来最小化能量函数,得到最优化的蛋白质结构。

常见的能量函数包括力场法、分子动力学法、蛋白质力学法等。

2. 蒙特卡洛法蒙特卡洛法是指通过数值方法,在结构空间内进行搜索,采样概率分布,得到蛋白质的稳定结构。

该方法通过调整结构参数,使得目标函数(通常是能量函数)最小,从而得到最优化的蛋白质结构。

三、神经网络方法神经网络方法是指通过深度学习算法,利用大量的蛋白质序列和结构数据,以自主学习的方式预测蛋白质的结构。

蛋白质结构解析的方法对比综述

蛋白质结构解析的方法对比综述

蛋白质结构解析的方法对比综述蛋白质是生物体内重要的大分子,它们具有多样而复杂的结构和功能。

了解蛋白质的结构对于我们理解其功能和相互作用的机制至关重要。

在过去几十年中,科学家们开发了许多不同的方法来解析蛋白质结构。

本文将对这些方法进行对比综述。

1.X射线晶体学:X射线晶体学是解析蛋白质结构最常用的方法之一、它利用蛋白质晶体对X射线的散射来推断蛋白质的原子位置。

这种方法的优势在于可以提供高分辨率的结构信息,可以精确地确定原子的空间位置和相互作用。

然而,蛋白质晶体的培养和数据的解析是一个复杂且耗时的过程。

2.核磁共振(NMR):NMR是一种解析蛋白质结构的方法,它利用核磁共振信号来获取蛋白质的结构信息。

相比于X射线晶体学,NMR可以在溶液中解析蛋白质结构,无需进行晶体培养。

NMR还可以提供蛋白质动力学和相互作用的信息,因此在研究蛋白质的功能和与其他分子的相互作用方面非常有用。

然而,NMR的结构分辨率相对较低,并且对于较大的蛋白质,数据的解析和结构模型的生成也是一项挑战。

3.电子显微镜(EM):近年来,电子显微镜成为解析蛋白质结构的重要工具之一、通过冷冻电子显微镜,可以解析蛋白质的高分辨率结构。

相对于其他方法,EM的优势在于可以解析非晶态样品和大蛋白复合物的结构。

然而,EM的挑战在于解析过程对相片的对焦和加倍,以获得高质量的图像,同时也需要解决连接图像以生成完整的分子模型的问题。

4.融合方法:蛋白质结构的解析往往需要使用多种方法的组合来解决不同的问题。

例如,可以使用NMR和EM相结合的方法来解析大蛋白复合物的结构。

其他融合方法还包括将分子建模与实验数据相结合来获得高分辨率的结构信息。

总的来说,蛋白质结构解析的方法多种多样,每种方法都有其优缺点。

选择合适的方法取决于研究者的具体需求和研究对象的特点。

随着技术的不断发展,相信未来会有更多创新的方法被开发出来,用于解析蛋白质的结构。

蛋白质结构解析的发展将为我们理解生物体内复杂生命过程的机制提供重要的支持。

蛋白质语言模型 综述

蛋白质语言模型 综述

蛋白质语言模型综述蛋白质是生命的基础,也是细胞内各种生物过程的主要参与者。

它们广泛存在于细胞内外,参与构建细胞结构、传递信号、催化反应等重要功能。

蛋白质的多样性和复杂性使得研究人员对其进行了广泛的研究,进一步揭示了蛋白质的语言模型。

蛋白质语言模型是指通过对蛋白质序列和结构进行分析和挖掘,解码出蛋白质的功能和相互作用。

通过研究蛋白质的语言模型,科学家们可以更好地理解蛋白质与疾病之间的关系,为疾病的预防和治疗提供新的思路。

在蛋白质语言模型的研究中,科学家们通常会运用计算机模拟和机器学习的方法。

他们通过对大量的蛋白质序列和结构数据进行分析,提取出蛋白质的特征和模式。

这些特征和模式可以被用来预测蛋白质的功能、结构和相互作用。

蛋白质语言模型的研究还涉及到蛋白质的折叠和结构预测。

蛋白质的折叠是指蛋白质从线性序列到三维结构的过程。

这一过程对于蛋白质的功能和相互作用至关重要。

通过研究蛋白质的折叠规律和机制,科学家们可以预测蛋白质的结构和稳定性,从而为药物的设计和疾病的治疗提供指导。

蛋白质语言模型还可以用于预测蛋白质的相互作用和复合物的组装。

蛋白质的相互作用是指两个或多个蛋白质之间的相互作用,这一过程对于细胞内各种生物过程的调节和执行至关重要。

通过研究蛋白质的相互作用模式和网络,科学家们可以揭示蛋白质相互作用网络的拓扑结构,从而为疾病的诊断和治疗提供新的途径。

蛋白质语言模型的研究为我们深入了解蛋白质的功能和相互作用提供了重要的工具和方法。

通过对蛋白质语言模型的研究,我们可以更好地理解生命的奥秘,从而为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。

蛋白质语言模型的研究还有许多挑战和机遇,相信在不久的将来,蛋白质语言模型的研究将会取得更加令人瞩目的成果。

蛋白质综述

蛋白质综述

生物医学工程导论学院:电子信息学院班级:生物医学工程101班姓名:潘浩学号:1011082021关于蛋白质的综述摘要:蛋白质组学是后基因组时代的新兴学科,是当今生命科学领域新的增长点,本文根据所查阅的资料就蛋白质组学中的分离和鉴定技术包括双向凝胶电泳、色谱和质谱等技术近几年的发展状况及最新研究进展进行综述。

关键词:蛋白质组学;色谱;质谱;生物信息学1、概念及相关内容随着人类基因组测序计划的完成,生命科学的重心开始转移到对基因的功能性产物即蛋白质的研究,并产生了一门新的学科———蛋白质组学。

“蛋白质组”一词是1995 年由澳大利亚科学家Marc Wilkins 和Keith Wil2liams最早提出的,是由蛋白质和基因组派生而来。

被定义为“一个细胞或组织所表达的所有蛋白质产物或某一特定时期内所表达的所有蛋白质产物”。

蛋白质组研究与以往的蛋白质化学研究不同,它着重于全面性和整体性,研究的对象不是单一或少数的蛋白质,而是从细胞整体水平上对蛋白质的结构和功能进行研究,包括蛋白质在细胞内的表达水平、位置、功能和调节以及翻译后的修饰、剪接等加工信息。

蛋白质组研究使人们对生命系统与活动分子机制的认识由间接的基因、核酸层次深入到生命的直接执行者———蛋白质水平。

蛋白质组研究已成为后基因组时代的主要任务。

2、蛋白质组研究的主要技术相对于基因组的研究,蛋白质组的研究相对滞后,主要原因是缺乏像基因组研究那样成熟的技术。

当前蛋白质组研究的主要技术可分为两大类,一类是蛋白质组的分离技术,包括双向电泳、双向高效柱层析等;另一类是蛋白质组的鉴定技术,包括质谱技术、生物信息技术等。

蛋白质组的分离技术双向凝胶电泳技术(2-DE):双向凝胶电泳技术是目前应用最为广泛的研究蛋白质组学的方法之一。

这项技术是O′far2rell 、Klose 和Scheele 等于1975发明的。

双向凝胶电泳技术利用蛋白质的等电点和分子量差别将各种蛋白质区分开来。

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蛋白酶的研究与进展The research and advance of protease蛋白酶的研究与进展摘要蛋白酶是一类极为重要的工业生产和应用的酶类,现今已广泛的应用于食品行业、洗涤行业、皮革行业、医药卫生行业、饲料行业等。

蛋白酶在国外的研究已经较为深入,而在我国关于蛋白酶的研究和发展还有很大的空间。

本文主要关于蛋白酶的性质、应用、菌种选育和分类等方面进行了综述,并且对于蛋白酶的发展进行了展望。

关键词:蛋白酶应用菌种选育The research and advance of proteaseAbstractprotease is one of very important enzymes of industrial production and application,and it was be widely used in the food industry, washing industry, leather industry, medicine and health care industry, fodder industry and so on. protease has researched more thoroughly in abroad, however, it has a lot of space of protease’s research and advance in our own country. This paper mainly summarized that the protease’s nature, application,strain breeding, classification and so on, at the same time, it has looked into the distance of protease.Keywords: protease, application, strain breed一、蛋白酶的基本信息蛋白酶是酶学研究最早的催化蛋白质水解的一类酶,是水解蛋白质多肽链肽解的一类酶的总称,蛋白酶与生物体内的生理活动和疾病的发生密切相关,如食物消化吸收,血液凝固,溶血,炎症,调节血压,细胞分化自溶,机体衰老、癌症转移,生理活性肽的活化等[1]。

蛋白酶在动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中广泛存在[2],但由于微生物具有生长快速、生长条件较为简单,代谢过程特殊和分布广等特点,使得微生物成为蛋白酶的重要来源,最主要来源于细菌、放线菌和真菌中[3]。

目前所用蛋白酶一般都是中温蛋白酶,最适酶活温度一般都在50℃左右,产酶菌的最适生长与产酶温度在30℃以上。

1957年我国开始对蛋白酶进行研究,经过40多年来几代人的努力,已具备一定的规模和水平,无论是酶的品种、产量和发酵水平上都有很大提高,个别酶制剂的发酵活力还达到国际领先水平。

蛋白酶是一种用途广泛的酶制剂,各种蛋白酶已广泛使用在我国工农业生产的各个方面,有力地促进了有关行业的发展,但总体来说与国际先进水平相比各方面还有相当差距,我国碱性蛋白酶研究总体趋势发展较好,主要集中在高温耐碱性蛋白酶和常温碱性蛋白酶的研究,而酶活力不高仍是当前工业化工生产的一个最主要限制因素,高产碱性蛋白酶基因的筛选、克隆及表达方面的研究将为碱性蛋白酶活力的大大提高做出巨大的贡献[4]。

目前,国外蛋白酶由于运用于多个行业,因此市场出现了供不应求的现象,其高产菌株的选育主要用基因工程技术和蛋白质工程手段进行工业微生物菌种的定向选育,目的性强,而且酶的结构也研究的比较深入,相信随着对蛋白酶研究的进一步深入,市场蛋白酶紧缺的现象将有所缓解[5,6]。

二、蛋白酶的分类蛋白酶有外肽酶和内肽酶两大类,外肽酶对第五的C端或N端的肽键有作用,内肽酶只能水解大分子蛋白内部的肽键,是真正的蛋白酶。

2.1 蛋白酶按活性中心分类2.1.1 丝氨酸蛋白酶:最适PH为9.5-10.5,碱性蛋白酶,部分为中性。

广泛存在于动物胰脏、细菌、霉菌中,活性中心含丝氨酸残基,酶活性可受到二异丙基磷酰氟( D F P),苯甲基磺酰氟( PMSF) 和马铃薯抑制剂( P I) 等的专一性抑制。

生产碱性丝氨酸蛋白酶的微生物有节杆菌、链霉菌、黄杆菌、芽孢杆菌等细菌,在酵母、链孢霉、曲霉、担子菌等真菌中也存在碱性蛋白酶,丝氨酸蛋白酶依其专一性还可分为胰蛋白酶型、糜蛋白酶型、粘细菌型和葡萄球菌型四种类型。

其中地衣芽孢杆菌生产的碱性蛋白酶因广泛使用在洗涤剂中,故知名度最高。

2.1.2 金属蛋白酶:最适PH7~8,主要为中性蛋白酶,活性中心大多数含Zn2+等二价金属,可受到金属螯合剂EDTA或菲绕呤( OP)的抑制。

中性蛋白酶主要广泛存在于曲霉、芽孢杆菌、链霉菌等中,许多曲霉除生产中性蛋白酶外还生产酸性蛋白酶以及外肽酶,中性蛋白酶易自溶,使得酶的提取和应用都产生困难。

2.1.3 天门冬氨酸蛋白酶:最适PH2.0~5.0,在酸性稳定,PH高于6时迅速失活,胃蛋白酶、真菌酸性蛋白酶都是活性中心含天门冬氨酸的酸性蛋白酶。

2.1.4 半胱氨酸蛋白酶:PH除个别为酸性外其余为中性,也称为巯基蛋白酶,广泛存在于原核生物和真核生物中,这类酶受到对氯汞苯甲酸( PCMB)的专一性抑制,但DFP、金属螯合剂对其无影响。

2.2 按其作用的最适PH分类分为酸性蛋白酶,中性蛋白酶和碱性蛋白酶。

三、蛋白酶的性质3.1 碱性蛋白酶的性质碱性蛋白酶的分子量多数集中在18~35Kda,少数达到45Kda或82Kda,也有部分只有8Kda。

大部分碱性蛋白酶的最适PH为9~11,少数蛋白酶的PH可达更高。

部分二价金属离子如Fe2+、Mg2+、Mn2+等都能显著提高蛋白酶的活性,同时蛋白酶还具有强烈的底物特异性和自我剪切能力,并且受到温度、PH等外界环境的影响。

微生物碱性蛋白酶均为胞外酶,与动植物源碱性蛋白酶相比具有下游技术处理相对简单、价格低廉、来源广、菌体易于培养、产量高、高产菌株选育简单、快速、具有动植物碱性蛋白酶所具有的全部特性,并且相对中性蛋白酶具有更强的水解能力和耐碱能力,有较大耐热性且有一定的酯酶活力,易于实现工业化生产,使得碱性蛋白酶的研究成为研究的热点[7]。

3.2 中性蛋白酶的性质微生物来源的中性蛋白酶分为细菌性中性蛋白酶、真菌性中性蛋白酶、以及其它来源的中性蛋白酶。

中性蛋白酶是最适作用PH介于6.0~7.5之间的一类蛋白酶,作为一种生物催化剂,它具有催化的反应速度快,无工业污染等优点,而且耐热性相对较低,在食物蛋白水解物的生产过程中成为控制酶活力的关键,大多数微生物中性蛋白酶中含有金属元素,部分酶蛋白含有一分子锌,起着酶同底物之间的桥梁作用,有些酶分子中尚含有若干原子的钙,钙离子能增加中性蛋白酶的稳定性[8]。

3.3 酸性蛋白酶的特性在白酒酿造中已发现能分泌酸性蛋白酶的主要是各种霉菌,如曲霉、根霉、青霉等,另外根据国外文献报道,在白酒及啤酒酿造过程中,所使用的酵母菌不仅可产生孢内酸性蛋白酶,还可分泌孢外酸性蛋白酶。

酸性蛋白酶作用的最适PH值一般在PH2~4,但不同微生物的酶稍有差异。

酸性蛋白酶一般在50℃以下可保持稳定,但也随产酶微生物菌种不同而有所差异。

一般来说酸性蛋白酶的抑制剂主要是重氮酮化合物和十二烷基硫酸钠,霉菌酸性蛋白酶通常不受胃蛋白酶抑制剂对-溴苯的抑制,但对N-溴氮琥珀酰亚胺和高锰酸钾敏感,且并非每种酸性蛋白酶都会被胃蛋白酶抑制剂或链霉素胃蛋白酶抑制剂(S-PI)抑制[9]。

四、蛋白酶高产菌株的选育对产酶菌株的产酶能力进行定向或非定向的改造时,可以利用传统的物理、化学因子单独或复合诱变选育高活力菌株,或利用原生质体技术选育蛋白酶高产菌株,还可以利用基因工程技术进行高产菌株的构建和选育。

陈向东等人[6]以利福平抗性及牛奶平板上产生的透明水解圈的大小作为选择标记,用钴60对实验室筛选获得的碱性蛋白酶高产菌株地衣芽孢杆菌C6进行诱变处理,筛选获得了一株酶产量大幅度提高的菌株I.106,经发酵条件优化,其产酶活性稳定在19000U/ml左右,是出发茼株的1.9倍,与出发菌株相比,该菌的发酵周期也有所缩短,而产酶的最适温度和最适pH保持小变,并保持了芽孢形成较少的优良特性,具有良好的实际应用潜力[10][11]。

薛林贵[7]等人使用一株从土壤中分离出的碱性蛋白酶产生菌,对其进行重离子辐照诱变处理,获得的突变株再次经重离子诱变,从大量突变株中筛选出两株碱性蛋白酶高产菌株,与出发菌株相比较,两株突变株的活力分别提高了1.58倍和2.65倍,当对突变株的发酵条件进行优化以后,该菌株的酶活力有了进一步的提高[12]。

张秀江等人[8]采用紫外线和亚硝酸基胍联合的技术对一株具有产酸性蛋白酶能力的黑曲霉菌株进行诱变,结果表明突变后的菌株产酶能力与出发菌株相比提高了46倍[13]。

袁艳玲等人[9]利用紫外线和化学诱变剂硫酸二乙酯联合的技术对一株产中性蛋白酶的米曲霉菌株进行诱变,突变后的菌株与对照菌株相比产酶能力提高了108.5%[14]。

五、蛋白酶的生产蛋白酶是用途最广泛的酶制剂之一,其广泛使用不不仅简化了有关行业的生产工艺,节约了投资,降低了原材料消耗,提高了产品得率与产量,对改善环保减少二氧化碳的排放也作出了积极贡献[15][16]。

影响微生物蛋白酶生产的因素十分复杂,同一种微生物因培养条件不同可生产多种蛋白酶,芽孢杆菌大多数是好气性不产毒素和非致病性的,培养容易,广泛用于中性蛋白酶和碱性蛋白酶的生产,真菌主要是曲霉(米曲霉、黑曲霉),根霉、毛霉和栗疫霉,也是生产中性和酸性蛋白酶的菌种。

微生物蛋白酶系组成至为复杂,同一种酶用电泳、层析等分离技术还可以分离出若干分子量、氨基酸组成、最适PH、温度及等电点等不同的组成,用免疫学抗原抗体反应也可以看出酶的氨基酸序列和构象上的异同。

细菌的中性、碱性蛋白酶通常是用液体深层培养法生产的,而霉菌蛋白酶则更适于采用固体培养法生产,固体培养不易污染,管理容易,节省能源,单位容器产量高,日本和欧洲不少工厂广为采用。

但需要注意,在两种培养方式下,同一菌种所产蛋白酶即使在相同活性水平下,有时固体培养的实用效果更好。

固体培养物经过辐照或环氧乙烷灭菌处理,视用途不同而可直接作为粗酶来使用以降低成本,例如用于饲料添加剂、制革工业或其它。

微生物生产蛋白酶与生长有关,芽孢杆菌中性蛋白酶在对数生长期与细胞生长同步产生,而碱性蛋白酶则在对数生长期末芽孢形成时大量生成,芽孢形成起到产酶的触发作用。

不能形成芽孢的突变株一般不能大量合成碱性蛋白酶,丧失蛋白酶合成能力的突变株不能形成芽孢。

曲霉固体培养时,蛋白酶活性在分生孢子老熟时达到最大值,液体培养中当菌体衰老自溶时,蛋白酶活性达到高峰。

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