Protease là gì

Một protease (còn được gọi là peptidase hoặc proteinase) là một enzyme xúc tác (tăng tốc độ) phân giải protein, phân hủy protein thành các polypeptide nhỏ hơn hoặc các axit amin đơn lẻ. Chúng làm điều này bằng cách cắt các liên kết peptide trong protein bằng cách thủy phân, một phản ứng trong đó nước phá vỡ liên kết. Protease tham gia vào nhiều chức năng sinh học, bao gồm tiêu hóa protein ăn, dị hóa protein (phân hủy protein cũ) và tín hiệu tế bào.

Bạn đang xem: Protease là gì

PHẦN 1: PROTEASE

Giới thiệu chung về protease:

Nếu không có các cơ chế trợ giúp bổ sung, sự phân giải protein sẽ rất chậm, mất hàng trăm năm. Protease có thể được tìm thấy trong tất cả các dạng của sự sống và virus. Chúng đã tiến hóa độc lập nhiều lần và các lớp protease khác nhau có thể thực hiện cùng một phản ứng bằng các cơ chế xúc tác hoàn toàn khác nhau.

Các protease dường như đã phát sinh ở giai đoạn sớm nhất của quá trình tiến hóa protein là các enzyme phá hủy đơn giản cần thiết cho quá trình dị hóa protein và tạo ra các axit amin trong các sinh vật nguyên thủy.

Cấu trúc của protease:

Minh họa cấu trúc của một protease (TEV protease) phức tạp với chất nền peptide của nó màu đen với dư lượng xúc tác màu đỏ.

Phân loại protease:

Protease có thể được phân thành bảy nhóm lớn:

Protease huyết thanh – sử dụng rượu serine

Protease cystein – sử dụng một cysteine thiol

Threonine protease – sử dụng rượu thứ cấp threonine

Protease Aspartic – sử dụng axit cacboxylic aspartate

Protease glutamic – sử dụng axit carboxylic glutamate

Metalloprotease – sử dụng kim loại, thường là kẽm

Các pha peptide asparagine – sử dụng asparagine để thực hiện phản ứng loại bỏ (không cần nước)

Chức năng của protease:

Trước đây người ta tin rằng hoạt động của protease được cho là bị hạn chế cho mục đích tiêu hóa, mô hình ngoại bào và / hoặc tái tạo các mô, chủ yếu thông qua hoạt động phân giải protein trên các phân tử kẽ, xảy ra trong quá trình cân bằng nội môi và phát triển hoặc trong các trường hợp bệnh ác tính, trong quá trình phát sinh bệnh. Protease có liên quan đến nhiều khía cạnh của sinh học con người. Ví dụ, trong ruột non, protease tiêu hóa protein trong chế độ ăn uống để cho phép hấp thụ axit amin. Các quá trình khác qua trung gian protease bao gồm đông máu, chức năng miễn dịch, trưởng thành của prohormone, hình thành xương, chết tế bào được lập trình và tái chế protein tế bào không còn cần thiết.

Xem thêm: nộp bài tiếng anh là gì

Tuy nhiên protease không chỉ đơn thuần giới hạn trong mục đích tiêu hóa và tu sửa ma trận ngoại bào và mô, mà còn là yếu tố chính để tạo ra các phản ứng miễn dịch sinh lý. Cảm ứng này có thể là trực tiếp, thông qua sự suy giảm các mầm bệnh trong phagolysosome hoặc gián tiếp, thông qua việc kích hoạt các thụ thể nhận dạng mẫu chính (PRR).

Protease cũng cung cấp một mục tiêu có giá trị trong nhiều môi trường trị liệu, bao gồm Alzheimer, ung thư và nhiễm virus. MMP-9, một ma trận metallicopeptidase, đóng vai trò trong sự hình thành mạch và là mục tiêu điều trị ung thư. Do tầm quan trọng của chúng trong bệnh lý của bệnh, protease là nhóm thuốc mục tiêu có liên quan.

Ứng dụng của protease trong chất tẩy rửa

Protease là một thành phần tiêu chuẩn của tất cả các loại chất tẩy rửa, từ thuốc thử giặt trong nhà đến thuốc thử dùng trong việc làm sạch kính áp tròng hoặc răng giả. Việc sử dụng protease trong bột giặt chiếm khoảng 25% tổng doanh số bán enzyme trên toàn thế giới. Việc chuẩn bị chất tẩy enzyme đầu tiên, burnus, có từ năm 1913, và bao gồm natri cacbonat và một chiết xuất tuyến tụy thô. Chất tẩy đầu tiên chứa enzyme vi khuẩn được giới thiệu vào năm 1956 dưới tên thương mại BIO-40.

Bụi bẩn có nhiều dạng và bao gồm protein, tinh bột và lipid. Ngoài ra, quần áo đã bị dính tinh bột phải được giải phóng tinh bột. Sử dụng chất tẩy rửa trong nước ở nhiệt độ cao và pha trộn mạnh mẽ, có thể loại bỏ hầu hết các loại bụi bẩn nhưng chi phí làm nóng nước cao và trộn lâu hoặc va đập sẽ rút ngắn tuổi thọ của quần áo và các vật liệu khác. Việc sử dụng enzyme cho phép nhiệt độ thấp hơn được sử dụng và thời gian khuấy trộn ngắn hơn là cần thiết, thường là sau một thời gian ngâm sơ bộ. Nói chung, chất tẩy rửa enzyme loại bỏ protein từ quần áo dính máu, sữa, mồ hôi, cỏ, v.v … hiệu quả hơn nhiều so với chất tẩy rửa không chứa enzyme. Tuy nhiên, sử dụng các chất tẩy trắng và làm sáng hiện đại, sự khác biệt giữa nhìn sạch và sạch sẽ có thể khó nhận ra. Hiện tại chỉ có protease và amylase thường được sử dụng. Mặc dù một loạt các lipase được biết đến, nhưng chỉ gần đây, các lipase phù hợp để sử dụng trong các chế phẩm tẩy rửa đã được mô tả. Enzyme sử dụng trong sản xuất chất tẩy rửa phải hiệu quả về mặt chi phí và an toàn để sử dụng. Các nhà khoa học đã phát triển các hạt không bụi (đường kính khoảng 0,5 mm) trong đó enzyme được tích hợp vào lõi bên trong, chứa muối vô cơ (ví dụ NaCI) và đường làm chất bảo quản, liên kết với cốt sợi, sợi carboxymethyl cellulose hoặc tương tự keo bảo vệ. Lõi này được phủ bằng vật liệu sáp trơ làm từ dầu parafin hoặc polyethylen glycol cộng với các chất kết dính ưa nước khác nhau, sau đó phân tán trong nước rửa. Sự kết hợp các vật liệu này vừa ngăn ngừa sự hình thành bụi vừa bảo vệ các enzyme chống lại sự phá hủy của các thành phần tẩy rửa khác trong quá trình bảo quản.

Các nghiên cứu khoa học về Protease

P. A. Levene báo cáo các nghiên cứu của mình về “các sản phẩm phân tách của các Proteoza” (The Cleavage Products of Proteoses) trong số đầu tiên của Tạp chí Hóa sinh học xuất bản ngày 1 tháng 10 năm 1905.

Xem thêm: Javascript Là Gì – Viết ứng Dụng Javascript đầu Tiên

Tạp chí Hóa sinh (JBC) là một phương tiện chính để phổ biến và ghi lại sự khám phá và đặc tính của các enzyme phân giải protein. Tốc độ khám phá trong lĩnh vực protease đã được tăng tốc trong giai đoạn 1971 – 2010 khi Tiến sĩ Herb Tabor từng là tổng biên tập của JBC. Khi ông bắt đầu nhiệm kỳ của mình, chỉ một vài protease được biết đến; bây giờ hàng ngàn protease đã được đặc trưng hóa, và hơn 600 gen cho protease đã được xác định trong bộ gen của con người.

Chuyên mục: Hỏi Đáp