Máy nông nghiệpPotease (Papain) là gì?
1) Protease (Papain) là: các chất proteolytic được tinh chế từ quả đu đủ Carica Papaya (L) (Fam.Caricaceae)
2) Các hoạt chất của Protease (Papain): Papain (papaya peptidase I, cystein proteinase) và Chymopapain (cystein proteinase)
3) Các phản ứng được xúc tác: Các enzyme này thủy phân các polypeptid, các amid và ester, đặc biệt tại các liên kết của các amino acid có tính base, hoặc leucin hoặc glycin, tạo ra các peptid với phân tử lượng nhỏ hơn.
4) Cảm quan: Dạng bột vô định hình hoặc dạng lỏng có màu trắng đến vàng nâu nhạt; tan trong nước, dung dịch từ không màu đến vàng nhạt và đôi khi có màu trắng đục; không tan trong cồn, clorform và ether
5) Ứng dụng của Protease (Papain):
5.1. Trong y học:– Chữa bệnh giun kim, gium đũa.
– Dùng tiêu diệt các dị vật thừa, các protein chết trong cơ thể. Hỗn hợp papain-bromelin-celluloza được sử dụng hiệu quả để phá sỏi thận.
– Làm thành phần chính của các loại thuốc trị bệnh biếng ăn, ăn không tiêu.
– Làm 1 sổ vi trùng gram (+) và gram (-) ngưng phát triển, vi trùng thương hàn, Staphylococus rất nhạy cảm với papain.
– Protease (Papain) có tác dụng giảm độc tố với toxin và toxabumin:
– Dung dịch papain cysteine salicilate có công dụng chữa bỏng.
– Protease (Papain) có tác dụng lên hệ mạch dùng trị bệnh bạch cầu, viêm họng…
5.2. Trong công nghiệp thực phẩm:
– Protease (Papain) được sử dụng rất rộng rãi trong chế biến thịt, cá và đã mang lại hiệu quả kinh tế cao. Với phương pháp này, người ta có thể biến đổi những loại thịt cá rẻ tiền, khô cứng, những phần không ngon thành các chế phẩm có tính chất tốt hơn.
– Protease (Papain) còn được dùng để thủy phân protein và ngăn ngừa vi khuẩn gây thối, do nhiệt độ tối ưu của nó là 70 độ C.
– Protease (Papain) được dùng để làm mềm thịt, dùng để thủy phân gan cá ngừ làm thuốc bổ. Papain còn được dùng trong sản xuất bia vì nó giúp tiêu hóa các protein còn hòa tan trong bia.
5.3. Trong các ngành công nghiệp khác:
– Protease (Papain) được dùng làm mềm da trong ngành công nghiệp thuộc da, dùng tẩy các vết máu trên quần áo.
– Trong công nghiệp mỹ phẩm, Protease (Papain) được dùng để tẩy các vết nám, tàn nhang trên da, làm cho da mềm mại hơn.
6. Tính chất của Protease (Papain)
6.1. Tính chất vật lý
|
Tính chất vật lý |
Giá trị |
|
Điểm đẳng điện |
pI = 8.75 |
|
Hằng số sa lắng S20 |
2.42 ± 0.04 |
|
Hằng số phân tán D20 (10-7giây.cm2) |
10.27 ± 0.13 |
|
Phân tử lượng |
20,700 |
|
Độ triền quang [α]D |
-66.70 |
|
Độ xoắn |
17% |
|
Vòng hiệu ứng cotton |
290nm |
|
Thể tích riêng phần V(mL/g) |
0.724 |
|
Trị số ma sát f/fo |
1.16 |
|
Bột màu vàng hay màu nâu nhạt, tùy thuộc phương pháp sấy, không tan trong hầu hết các chất hữu cơ nhưng tan một phần trong H2O hay glycerine. Bền nhiệt. |
|
6.2. Tính chất hóa học
a) Cấu tạo hóa học:
– Protease (Papain) là 1 endoprotease có chứa 16% N và 1.2% S. Papain là 1 protease thiol, theo nghiên cứu của R. L. Hill và E. L Smith, papain là 1 chuỗi polypeptide gồm 185 amino acid, trọng lượng phân tử là 20.900 Dalton.
– Thành phần hóa học:
|
Amino acid |
Số lượng |
Amino acid |
Số lượng |
|
Alanine |
13 |
Lyeine |
9 |
|
Arginine |
10 |
Proline |
4 |
|
Aspartic acid |
17 |
Serine |
9 |
|
Half – Cysteine |
6 |
Threonie |
11 |
|
Glutamid acid |
17 |
Tryptophan |
7 |
|
Glycine |
23 |
Tyrosine |
5 |
|
Histidine |
2 |
Valine |
17 |
|
Isoleucine |
10 |
Methionine |
15 |
|
Leucine |
10 |
|
0 |
|
Tổng cộng: 185 |
|||
Theo kết quả phân tích bằng tia X, phân tử papain được cấu tạo bởi 212 acid amin trong đó không có chứa methionine. Phân tử lượng khoảng 23,350 Da, phân tử là một mạch polypeptide với đầu N là isoleucine, đầu C là asparagine, có 6 gốc cysteine tạo thành 3 cầu disulfur ở các vị trí 22-63, 56-95, 153-200 không có chức năng sinh học, chỉ làm tăng tính bền vững của cấu trúc và một nhóm – SH tự do ở vị trí 25.
b) Cấu trúc không gian
Phân tử papain có dạng hình cầu với kích thước 36 x 48 x 36AO và mạch chính bị gấp thành hai phần riêng biệt bởi một khe. Trung tâm hoạt động nằm tại bề mặt của khe này, nhóm -SH hoạt động của cysteine 25 nằm bên trái khe và nhóm histidine 159 nằm bên phải khe. Phần xoắn chiếm 20% toàn bộ các amino acid có trong phân tử.
Hoạt tính của papain dựa trên hai tâm hoạt động là Cys25 và His159. Khoảng pH hoạt động của papain khá rộng (3.5 – 8.0) tùy thuộc vào cơ chất. Khi cơ chất là casein thì hoạt tính tối ưu của papain trong vùng pH từ 5.7 – 7.0 và nhiệt độ thích hợp là 50 – 57 độ C.
c) Cấu trúc tâm hoạt động của Protease (Papain)
– Tâm hoạt động của papain gồm có nhóm –SH của cysteine 25 và nitrogen bậc 3 của histidine 159. Bên cạnh đó nhóm imidazole của His 159 cũng liên kết với Asp 175 bởi liên kết hydrogen.
– Vùng tâm hoạt động của papain chứa mạch polypeptide với các amino acid là:
Lys-Asp-Glu-Gly-Ser-Cys-Gly-Ser-Cys.
– Theo các nghiên cứu của Lowe, chuỗi polypeptide trong trung tâm hoạt động của papain gần giống như của ficin hay trypsin, mặc dù chúng có nguồn gốc khác nhau.
Ficin: Arg-Glu-Glu-Gly-Glu-Cys-Gly-Ser-Cys.
Trypsin: Lys-Asp-Ser-Cys-Glu-Gly-Gly-Asp-Ser.
Hoạt tính enzyme và cơ chất tác dụng:
– Protease (Papain) thủy phân peotein thành các polypeptide và các polypeptide và các amino acid, đóng vai trò vừa như endopeptidase vừa như exopeptidase.
– Các endopeptidase thủy phân protein chủ yếu thành các peptid:
(-NH-CH(R)-CO-NH-CH(R)-CO-)n + HOH (-NH-CH(R)-COOH)I + (H2N- CH(R)-CO-)k
i+k=n
– Các exopeptidase thủy phân các peptide thành các amino acid
(H2N-CH(R )-CO-NH-CH(R )-CO-)n + HOH (H2N-CH(R)-COOH)n` + (H2N-CH(R)-CO-)k
n`+k = n
– So với các protease có nguồn gốc động vật và vi sinh vật khác th&am
