蛋白酶 K(Proteinase K)是一種廣譜絲氨酸蛋白酶,蛋白酶 K于1974年在fungus Engyodontium album的提取物中發(fā)現(xiàn),。能合成該種蛋白酶的微生物能在以角蛋白(Keratin)作為碳源和氮源的環(huán)境中生長,,說明該酶可以消化角蛋白,,因此被稱為“蛋白酶 K”,。蛋白酶K由一條肽鏈組成,,含有277個氨基酸,該蛋白的相對分子量~28.9kDa,,蛋白酶K是一種穩(wěn)定且具有高活性的絲氨酸蛋白酶,。晶體和分子結(jié)構(gòu)研究證據(jù)表明該酶屬于枯草素家族,具有活性位點催化三聯(lián)體(Asp39-His69-Ser224),。蛋白酶K家族包含了各種由革蘭氏陰性細菌,、酵母及真菌分泌的細胞內(nèi)肽酶。
蛋白酶K具有非常穩(wěn)定的蛋白結(jié)構(gòu),、超高的蛋白水解活性以及廣泛的底物特異性,,偏好于帶有脂肪族及芳香烴的肽鏈,能優(yōu)先分解與含硫氨基酸,、疏水性氨基酸,、芳香族氨基酸的羧基端連接的肽鍵。與其它的蛋白酶相比較,,蛋白酶在一系列廣泛的環(huán)境中均穩(wěn)定:pH,,緩沖鹽,去污劑(SDS)以及溫度,。如:該酶的活力不會被尿素,、SDS和EDTA等變性劑抑制,在高溫,、高鹽或較高的pH等條件下,,蛋白酶K仍能保持非常高活力。因該酶可以在較廣的pH范圍(4~12.5)內(nèi)及高溫(50~70℃)均有活性,,在0.1-0.5% SDS存在的情況下,,蛋白酶K可保持活性,在不損害分離DNA完整性的前提下,,可以消化DNA制劑中的多種蛋白質(zhì)和核酸酶,。
蛋白酶K /國家標(biāo)準:
《蛋白酶K》(GB/T 34793-2017)是2018年5月1日實施的一項中華人民共和國國家標(biāo)準,歸口于中國標(biāo)準化研究院,?!兜鞍酌窴》(GB/T 34793-2017)規(guī)定了蛋白酶K產(chǎn)品的術(shù)語和定義,、技術(shù)要求、試驗方法,、檢驗規(guī)則,、標(biāo)志、包裝,、運輸及貯存,。《蛋白酶K》(GB/T 34793-2017)適用于生化試劑蛋白酶K產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢測,。
蛋白酶K生產(chǎn)過程中的挑戰(zhàn):
①表達量低:由于蛋白酶K能夠非特異性的降解大多數(shù)蛋白,,因此在使用微生物表達生產(chǎn)該蛋白時,其表達的蛋白酶K可以對表達宿主中的有功能的蛋白進行水解,,造成表達宿主不能持續(xù)的表達該蛋白,,因此蛋白酶K的表達量很低。而篩選高表達量蛋白酶K的表達系統(tǒng)或菌株,,需要花費大量的精力和較長的時間,。
②不穩(wěn)定性:雖然蛋白酶K可以在高溫、高鹽或較高的pH等苛刻的條件下保持很高的活性,,但是該酶可以自己酶解自己,,在無保護劑時,在37℃條件下很難長期穩(wěn)定保存,。
③該酶易沉淀:在制備蛋白酶K的凍干粉時,,為了保證凍干粉中蛋白酶K的固含量維持在一個比較大的水平,通常需要在高濃度時加入凍干保護劑,,然而在蛋白酶K濃度達到20mg/mL或者以上時,,該酶很容易聚集形成沉淀,這給蛋白酶K的高固含量凍干造成了極大的挑戰(zhàn),。
④生產(chǎn)投入大:在大規(guī)模發(fā)酵時,,會產(chǎn)生大量色素和宿主核酸的殘留,簡單的純化工藝很難除去這些雜質(zhì),,而使用復(fù)雜的純化工藝則會降低了回收率并且使生產(chǎn)成本加大,。蛋白酶K具有很強的蛋白水解活性,能夠?qū)嶒炇一蜍囬g使用到的其它酶或蛋白水解,,所以生產(chǎn)蛋白酶K需要專門的產(chǎn)地,、儀器設(shè)備及配套設(shè)施。
蘇州阿爾法生物提供的生物試劑包括天根試劑盒,、碧云天試劑,、蛋白酶K、轉(zhuǎn)染試劑,、elisa試劑等應(yīng)用于細胞生物學(xué),、分子生物學(xué),、免疫組化學(xué)等,同時提供實驗室儀器設(shè)備,、實驗耗材供應(yīng)服務(wù),。
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