碱性蛋白酶的来源与生物应用

碱性蛋白酶，英文名为Basic protease，是一种能够水解蛋白的的酶，它是小分子肽的制备过程中必不可少的酶解工具。碱性蛋白酶是一种无毒、无副作用的蛋白质，属于丝氨酸型内切蛋白酶，应用在食品行业可水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸，形成蛋白质水解液。该物质可以水解蛋白质，但是它需要在碱性条件下（PH在9~11）才可以进行水解过程，并且它是通过破坏氨基酸中的肽键将蛋白质水解成多肽。[1]

图1 碱性蛋白酶的性状图

来源

一般从芽孢杆菌，枯草杆菌，链霉菌等微生物中提取碱性蛋白酶，然而天然菌种的生产能力和所含的酶活性、稳定性往往达不到工业生产的需求。天然菌种的生产能力和所含的酶活性、稳定性往往达不到工业生产的需求，需要对菌种进行筛选改进，常用的方法变、基因工程、蛋白质工程、孢子热处理等。主要目标是提高酶的活性、稳定性（耐温耐碱）、抗氧化、抗螯合性能。

结构性质

碱性蛋白酶在pH6～10下稳定，低于6或大于11时很快失活。其活性中心含丝氨酸，所以又称丝氨酸蛋白酶。常见的两种碱性蛋白酶，一为Novo蛋白酶，另一为Carsberg蛋白酶，两者的性质和构造相近。它不但能水解肽键，还具有水解酰胺键、酯键以及转酯和转肽的功能。由于酶的专一性，它只能对蛋白质水解。

生物活性

碱性蛋白酶是由细菌原生质体诱变选育出的地衣芽孢杆菌2709，经深层发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶，其主要酶成分为地衣芽孢杆菌蛋白酶，是一种丝氨酸型的内切蛋白酶，它能水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸，具有较强的分解蛋白质的能力，广泛应用于食品、医疗、酿造、洗涤、丝绸、制革等行业。小分子肽是以常见食物为原料。经过溶热，酶解，脱色脱臭，过滤浓缩，调配均质，灭菌干燥，筛分混配，内包外包，检验出品等流程制备出来的小分子物质，而大部分情况下常以碱性蛋白酶来作为蛋白质的酶解工具。[1]

生物应用

在生物技术领域，碱性蛋白酶可作为工具酶用于核酸纯化过程中的蛋白质（包括核酸酶类）去除，而对DNA无降解作用，避免对DNA完整性的破坏。碱性蛋白酶指在碱性条件下能够水解蛋白质肽键的酶，最适pH在9～11范围内，广泛应用于洗涤剂、食品、医疗、酿造、丝绸、制革等行业。该活性分子可用于水解蛋白质肽键的的生产中，它不仅可以使复杂的大分子蛋白质结构变成简单的小分子肽链或者氨基酸，还可以部分破坏蛋白质结构，使物质组分之间实现分离，还可以促进环境污染物降解，催化水解反应。该活性分子的应用主要围绕其水解蛋白质肽键的功能展开，生产生活中有几个主要的需求：一是使复杂的大分子蛋白质结构变成简单的小分子肽链或者氨基酸，从而变得易于吸收或洗去，比如食品、洗涤剂、饲料等领域。二是部分破坏蛋白质结构，使物质组分之间实现分离，这在皮革、丝绸等含蛋白质丰富的材料加工时十分有效。三是促进环境污染物降解，用于环保领域。四是蛋白酶既能催化水解反应，也能催化其逆反应而且具备高度的活性和专一性，非常适合医药工业对某些特定分子的生产需求。

日化品生产

碱性蛋白酶成功应用于洗涤剂用酶工业，可添加在普通洗衣粉、浓缩洗衣粉和液体洗涤剂当中，既可用于家庭洗衣，也可用于工业洗衣，可以有效的去除血渍、蛋类、乳制品、或肉汁、菜汁等蛋白类的污渍，另外也可作为医用试剂酶清洗生化仪器等。日常生活中最常见的例子是洗衣粉中的蓝粒子，包装上一般会附有其使用方法，需要注意，碱性蛋白酶只有在合适的pH区间内才有活性，在酸性条件下没有活性。各种小窍门中经常介绍用醋泡、果皮擦等方式除去衣物上的污渍，而醋和一些果皮是酸性的，当它们和含有该活性分子的洗衣粉、洗衣液一起使用时，碱性蛋白酶实际上是没有发挥功效的，即便去除了污渍，也是其他成分的效果。

使用方法

碱性蛋白酶用于酶解方面，底物浓度10-25％，温度50-60℃，PH值8.5-10.5，反应时间3-6小时（根据要求可长可短），添加酶0.1-0.2%（以水解溶液重量计）。

使用说明

碱性蛋白酶属于纯天然的酶制剂，是蛋白质，食用酶制剂的食品如同食用含有蛋白质类食物一般，对人体有益无害。对于部分敏感人群，如直接摄入高浓缩的酶粉或雾滴，有可能引起过敏，过长时间接触有可能刺激皮肤、眼睛和粘膜组织。在操作过程中建议配戴口罩、眼罩等防护用具，剩余或洒出的酶粉需及时处理，对于大量洒出的酶粉应轻轻扫回容器，少量则用真空吸走或用水浸湿清理。碱性蛋白酶是一种生物活性物质，易受重金属离子（Fe3+、Cu2+、Hg+、Pb+等）和氧化剂的抑制及破坏作用，在贮存或使用过程中应避免与之接触。[1]

储存条件

碱性蛋白酶建议在阴凉干燥的环境下避光保存，储存温度：零度以下；该物质贮藏过久或贮藏条件不利，会使酶活不同程度的降低；如温度湿度过高则需要在使用时适当的增加使用量。

参考文献

[1] 肖怀秋,林亲录,李玉珍,等.微生物碱性蛋白酶研究进展 [J]. 中国食品添加剂, 2005(5): 5.