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木瓜蛋白酶Papain
来源：木瓜 Carica papaya
CAS[9001-73-4]
EC 3.4.22.2
别名：木瓜酶，番木瓜酶
定义：是一种蛋白水解酶。木瓜蛋白酶是番木瓜（Carieapapaya）中含有的一种低特异性蛋白水解酶，广泛地存在于番木瓜的根、茎、叶和果实内，其中在未成熟的乳汁中含量最丰富。
特点：木瓜蛋白酶的活性中心含半胱氨酸，属于巯基蛋白酶，它具有酶活高、热稳定性好、天然卫生安全等。
应用：食品、医药、饲料、日化、皮革及纺织等行业。
组成结构：番木瓜未成熟果实中含有木瓜蛋白酶(Papain)、木瓜凝乳蛋白酶A(Chymopapain A )、木瓜凝乳蛋白酶B(Chym opapain B )、木瓜肽酶B (PapayaPeptidase B ) 等多种蛋白水解酶。且已知四种半胱氨酸蛋白酶的一级结构具有高度的同源性。其中，木瓜蛋白酶属巯基蛋白酶，可水解蛋白质和多肽中精氨酸和赖氨酸的羧基端，并能优先水解那些在肽键的N-端具有二个羧基的氨基酸或芳香L-氨基酸的肽键。
木瓜蛋白酶是一种蛋白水解酶，分子量为23406，由一种单肽链组成，含有212个氨基酸残基。至少有三个氨基酸残基存在于酶的活性中心部位，他们分别是Cys25、His159和Asp158，另外六个半胱氨酸残基形成了三对二硫键,且都不在活性部位。纯木瓜蛋白酶制品可含有：
（1）木瓜蛋白酶，分子量21000，约占可溶性蛋白质的10%；
（2）木瓜凝乳蛋白酶，分子量26000，约占可溶性蛋白质的45%；
（3）溶菌酶，分子量25000，约占可溶性蛋白质的20%；及纤维素酶等不同的酶。
催化机制：木瓜蛋白酶的剪切肽键的机制包括：在His-159作用下Cys-25去质子化，而Asn-158能够帮助His-159的咪唑环的摆放，使得去质子化可以发生；然后Cys-25亲核攻击肽主链上的羰基碳，并与之共价连接形成酰基－酶中间体；接着酶与一个水分子作用，发生去酰基化，并释放肽链的羰基末端。
国内产地：在中国，木瓜种植主要分布在广西的横县和邕宁县等地，属于广西特产水果，因此，木瓜蛋白酶生产厂家主要集中在广西南宁市，木瓜蛋白酶的生产和研究有将近20年的时间。
生产方法：由木瓜的未成熟果实，经提取乳液、凝固、沉降、干燥而成粗制品。一般工业上以粗制品的应用为主。木瓜蛋白酶韵生产方法有三种，分别是直接热风烘干法、喷雾干燥法及膜分离冻干法。
(1)直接烘干
生产方法较简单、快速，但生产出来的成品只是粗酶，杂质多、色泽差且微生物超标，酶活力也较低，只有60万～80万单位/g。多为个体工厂采用，已不能满足国内食品质量卫生安全等。
(2)喷雾干燥
此法是先通过离心去除部分杂质后再进行喷雾干燥，所生产出的成品酶活力相对高，达到100万单位/g左右，杂质相对也较少，色泽相对也较白。但产品喷雾时容易粘壁，酶活损失较大，水溶性相对也较差，而且酶活稳定性也较差。
(3)膜分离法
该生产方法不但避免了以上两种方法的缺点，且生产过程卫生安全，收率也高，所生产的成品酶活损失小，酶活力一般可达到280万～350万单位/g，最高可达400万单位/g，且酶活稳定性好，纯度高，色泽洁白，细菌数低，严格操作可达到医药级别。
其提取工艺条件为超声波功率300W，超声处理时间200s，果浆质量分数30%；经超声波强化提取，酶活力提高到原先的1.71倍；该酶在40℃以下，pH为5.4～6.0时酶活力相对稳定；EDTA、Cys和维生素C对酶活力具有激活作用，CuS04和ZnCl2具有抑制作用，而KCl、NaCI、CaCl2、MgS04对酶活力的影响不大。
木瓜蛋白酶的分离纯化工艺：采用初步采集处理，20%、40%硫酸铵分级沉淀、SP-sephadexC50柱色谱、羟基磷灰石柱色谱，从番木瓜乳汁中分离纯化木瓜蛋白酶。可获得比活为1184U/mg的纯酶，活力回收率为55.79%，纯度达到99.31%，为高纯度的木瓜蛋白酶。
