蛋白酶K的性质从这三个方面介绍
时间:2022-11-27 阅读:983
蛋白酶K来源于林伯氏白色念球菌(Tritirachium album Limber),是一种与枯草杆菌蛋白酶相关的丝氨酸蛋白酶。由于它能降解角蛋白(keratin),因此被命名为蛋白酶K。它是一种高活性的广谱蛋白酶,在变性剂尿素或十二烷基磺酸钠(sodium dodecyl sulfonate,SDS)溶液中依然能保持较高酶活力,所以被广泛应用于各种生物材料中的DNA或RNA的提取。
蛋白酶K的性质从这三个方面介绍:
一、分子结构
蛋白酶K由一条肽链组成,包含277个氨基酸残基,相对分子质量为28 930。活性部位由D39、H69和S224组成,底物识别位点主要为G100-Y104和S132-G136两个片段。蛋白酶K的氨基酸序列与枯草芽孢杆菌蛋白酶具有高度同源性,因此被划分为枯草芽孢杆菌蛋白酶类。蛋白酶K包含两个二硫键(C34-C124,C179-C248),两个色氨酸残基(W8,W212)和一个游离半胱氨酸(C73)。X射线晶体学研究表明,蛋白酶K的三维结构为一个明确的球形折叠。蛋白酶K属于α/β类蛋白质,包含6个α-螺旋,15个β-折叠和一个3/10螺旋。
二、荧光性
蛋白酶K在295 nm处被激发,它的荧光性由两个色氨酸残基W8和W212决定。但是,两个色氨酸的光反应活性表现不同,W212要活泼得多。在pH 3~9范围内,色氨酸荧光量子产率恒定。对已激发的色氨酸进行热力灭活时,活化能需达到54 kJ/mol。这个值大幅地高于来自微生物的其他蛋白酶,因此可用来解释蛋白酶K较高的热稳定性。
三、酶学性质
蛋白酶K具有很高的切割活性,底物识别位点能和底物组成一个3股的反平行β片层,可催化脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸的羧基端肽键断裂。α-螺旋是保持蛋白酶K活性中心构象稳定性的主要结构。α-螺旋共包含90个氨基酸残基,占残基总数的1/3,大部分残基处在伸展的β-折叠结构中。这使得整个分子有序度低,变性熵不大,比变性焓值极低,反映了酶稳定性的本质。分子中两个二硫键及两个Ca2+也对三级结构的热稳定性有贡献。pH、温度、Ca2+、激活剂和抑制剂等是影响蛋白酶K活力的主要因素。