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蛋白酶K
2023-08-15 11:13:20 來源:個人圖書館-和元李記

蛋白酶K來源于林伯氏白色念球菌(Tritirachium album Limber),是一種與枯草桿菌蛋白酶相關的絲氨酸蛋白酶。由于它能降解角蛋白(keratin),因此被命名為蛋白酶K。它是一種高活性的廣譜蛋白酶,在變性劑尿素或十二烷基磺酸鈉(sodium dodecyl sulfonate,SDS)溶液中依然能保持較高酶活力,所以被廣泛應用于各種生物材料中的DNA或RNA的提取。


(資料圖片僅供參考)

一、

①在分離DNA和RNA的過程中,用于核酸酶的蛋白水解失活。蛋白酶K能降解與核酸結合的蛋白質,促進蛋白與核酸的分離,因此該酶在提取高分子量的核酸時具有很大的優勢。蛋白酶K還常被用于RNA提取過程中抑制和降解RNase,防止提取的RNA被降解。RNA的質量對于cDNA合成、Northem印跡及雜交分析及體外翻譯等實驗的成敗至關重要。但是RNA極不穩定、易于被環境中廣泛存在的RNase降解,而利用蛋白酶K可創造一個不含RNase的環境、以防止在提取RNA時被RNase污染,因此該酶的使用是成功提取RNA的關鍵。在核酸提取實驗中蛋白酶K的工作濃度大約是0.05-0.2mg/mL,一般情況下,提取一個樣本的核酸大約需要0.1mg的蛋白酶K ,而在實際使用過程中,為了增加核酸提取效率,通常會將蛋白酶K進行加量使用。新冠病毒的核酸檢測量劇增,造成對蛋白酶K需求激增,蛋白酶K原有的供需平衡被迅速打破,導致蛋白酶K一夜之間成為了緊缺的防疫物資。

②在生活和工業用水中滅活病毒。病毒外層結構一般以衣殼蛋白為主,因此蛋白酶K可以對病毒表面的蛋白進行破壞,進而造成病毒因結構不完整不再具有攻擊宿主細胞的能力。有研究結構表明,在蛋白酶K濃度為67.51ug/mL條件下對純水和生活污水中病毒處理lh,其對病毒的滅活率分別達到了99.4%和49.4%,而處理3h時,其病毒滅活率分別為>99.9%和81.8%。用含蛋白酶K的消毒劑對病毒滅活的優點是消毒劑為蛋白質,無污染,不產生有害消毒產物,是一種高效且環保的消毒方法。

③在肉類嫩化中的應用蛋白酶K能分解肉中肌纖維與結締組織的蛋白質,甚至可以分解彈性蛋白及膠原蛋白,使肉類的各組織結構發生改變,如肉中部分肽鍵斷裂,吸水膨脹,質地變嫩,增強肉的口感。

④在其它生物行業中的應用,主要包括:

1)用于去除內毒素結合的陽離子蛋白,如溶茵酶和核糖核酸酶A。

2)可用于分離肝、酵母和綠豆線粒體

3)用于測定酶在細胞膜上的定位

4)用于石蠟包埋組織切片的處理,暴露用于抗體標記的抗原結合位點。

5)用于可傳播海綿狀腦病(TSE)研究中朊病毒腦組織樣本蛋白的消化。

①在分離DNA和RNA的過程中,用于核酸酶的蛋白水解失活。蛋白酶K能降解與核酸結合的蛋白質,促進蛋白與核酸的分離,因此該酶在提取高分子量的核酸時具有很大的優勢。蛋白酶K還常被用于RNA提取過程中抑制和降解RNase,防止提取的RNA被降解。RNA的質量對于cDNA合成、Northem印跡及雜交分析及體外翻譯等實驗的成敗至關重要。但是RNA極不穩定、易于被環境中廣泛存在的RNase降解,而利用蛋白酶K可創造一個不含RNase的環境、以防止在提取RNA時被RNase污染,因此該酶的使用是成功提取RNA的關鍵。在核酸提取實驗中蛋白酶K的工作濃度大約是0.05-0.2mg/mL,一般情況下,提取一個樣本的核酸大約需要0.1mg的蛋白酶K ,而在實際使用過程中,為了增加核酸提取效率,通常會將蛋白酶K進行加量使用。新冠病毒的核酸檢測量劇增,造成對蛋白酶K需求激增,蛋白酶K原有的供需平衡被迅速打破,導致蛋白酶K一夜之間成為了緊缺的防疫物資。

②在生活和工業用水中滅活病毒。病毒外層結構一般以衣殼蛋白為主,因此蛋白酶K可以對病毒表面的蛋白進行破壞,進而造成病毒因結構不完整不再具有攻擊宿主細胞的能力。有研究結構表明,在蛋白酶K濃度為67.51ug/mL條件下對純水和生活污水中病毒處理lh,其對病毒的滅活率分別達到了99.4%和49.4%,而處理3h時,其病毒滅活率分別為>99.9%和81.8%。用含蛋白酶K的消毒劑對病毒滅活的優點是消毒劑為蛋白質,無污染,不產生有害消毒產物,是一種高效且環保的消毒方法。

③在肉類嫩化中的應用蛋白酶K能分解肉中肌纖維與結締組織的蛋白質,甚至可以分解彈性蛋白及膠原蛋白,使肉類的各組織結構發生改變,如肉中部分肽鍵斷裂,吸水膨脹,質地變嫩,增強肉的口感。

④在其它生物行業中的應用,主要包括:

1)用于去除內毒素結合的陽離子蛋白,如溶茵酶和核糖核酸酶A。

2)可用于分離肝、酵母和綠豆線粒體

3)用于測定酶在細胞膜上的定位

4)用于石蠟包埋組織切片的處理,暴露用于抗體標記的抗原結合位點。

5)用于可傳播海綿狀腦病(TSE)研究中朊病毒腦組織樣本蛋白的消化。

附:蛋白酶K具有廣泛的底物特異性。即便存在洗滌劑的情況下,其仍可降解許多非變性 狀態的蛋白質。

蛋白酶K分離自身一種可在角質上生長的真菌白色側齒霉菌(Engyodontiumalbum)(前稱腐生真菌(Tritirachiumalbum)。

因此,蛋白酶K能夠降解非變性狀態的角質(頭發),因而稱為“蛋白酶K”。

1其切割的主要位點為帶有封閉氨基基團、鄰近脂族或芳香族氨基酸羧基端的肽鍵。因其廣泛的特異性,其較為常用。

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