什么是蛋白酶？

Question

如题所述

Answer 1

蛋白酶体(proteasomes)
是在真核生物和古菌中普遍存在的，在一些原核生物中也存在的一种巨型蛋白质复合物。在真核生物中，蛋白酶体位于细胞核和细胞质中。蛋白酶体的主要作用是降解细胞不需要的或受到损伤的蛋白质，这一作用是通过打断肽键的化学反应来实现。能够发挥这一作用的酶被称为蛋白酶。蛋白酶体是细胞用来调控特定蛋白质和除去错误折叠蛋白质的主要机制。经过蛋白酶体的降解，蛋白质被切割为约7-8个氨基酸长的肽段；这些肽段可以被进一步降解为单个氨基酸分子，然后被用于合成新的蛋白质。需要被降解的蛋白质会先被一个称为泛素的小型蛋白质所标记（即连接上）。这一标记反应是被泛素连接酶所催化。一旦一个蛋白质被标记上一个泛素分子，就会引发其它连接酶加上更多的泛素分子；这就形成了可以与蛋白酶体结合的“多泛素链”，从而将蛋白酶体带到这一标记的蛋白质上，开始其降解过程。
从结构上看，蛋白酶体是一个桶状的复合物，包括一个由四个堆积在一起的环所组成的“核心”（右图中蓝色部分），核心中空，形成一个空腔。其中，每一个环由七个蛋白质分子组成。中间的两个环各由七个β亚基组成，并含有六个蛋白酶的活性位点。这些位点位于环的内表面，所以蛋白质必须进入到蛋白酶体的“空腔”中才能够被降解。外部的两个环各含有七个α亚基，可以发挥“门”的作用，是蛋白质进入“空腔”中的必由之路。这些α亚基，或者说“门”，是由结合在它们上的“帽”状结构（即调节颗粒，右图中红色部分）进行控制；调节颗粒可以识别连接在蛋白质上的多泛素链标签，并启动降解过程。包括泛素化和蛋白酶体降解的整个系统被称为“泛素-蛋白酶体系统”。
蛋白酶体降解途径对于许多细胞进程，包括细胞周期、基因表达的调控、氧化应激反应等，都是必不可少的。2004年诺贝尔化学奖的获奖主题就是蛋白质酶解在细胞中的重要性和泛素在酶解途径的作用，而三位获奖者为阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和欧文·罗斯。

Answer 2

自从新颖洗涤剂——加酶洗衣粉问世，人们再也不用为衣服上沾有各种污渍烦恼了，不论是血渍、汗渍或油渍、食渍，只要使用这种洗涤剂，便可洗得干干净净。

加酶洗衣粉这种独特的洗涤能力，来自它所含有的蛋白酶。

蛋白酶是至今发现的2000多种酶的一种。我们知道，酶是一种具有非凡功能的生物催化剂，它不需要什么特殊的设备和条件，在常温常压下就能使许多复杂的化学反应迅速完成，效率比普通催化剂高出千万倍。各种酶都有各自的催化对象，蛋白酶的专长则是能够水解蛋白质。有人做过试验，1克胃蛋白酶在2小时内，就能溶解50公斤煮熟的鸡蛋白。

蛋白酶和其他许多酶一样，人们首先是从动植物体内提取，然后再把它用到生产、生活中去。但是用这种方法不但成本高、产量低，而且还受到动植物来源的限制，使酶的应用大受影响。直到人们发现，动植物体内的许多酶种都可以在小小的微生物体内找到，比如加酶洗衣粉用的蛋白酶，便是一种短小芽孢杆菌产生的，这才打开了新局面。因为微生物的特点是繁殖快，产量高，生产原料来源丰富，大量培养并不困难，当然也不受地区、季节、气候的限制，这就为酶的大规模生产和应用创造了有利条件。

能够生产蛋白酶的微生物是很多的。放线菌、细菌和霉菌等大家族中的许多成员，在生长繁殖和新陈代谢过程中都能产生蛋白酶，我们分别把它们称为放线菌蛋白酶、细菌蛋白酶和霉菌蛋白酶。如按它们作用最适酸碱度，又可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。

蛋白酶是用量最多的微生物酶之一。从工农业生产到日常生活，从医学卫生到饮料食品，到处都有它们的踪迹。比如猪、牛、羊皮制革时，首先要除去皮上的毛，然后才能进行加工鞣制成革。过去一直沿用灰碱法脱毛，工序复杂，操作繁重，是有名的脏、累、臭行业。自采用酶法脱毛，只要用少量蛋白酶就能破坏毛囊，使毛脱落，大大简化了工序，改善了劳动条件，还使原来污染环境、对农作物有害的废水，变成了很好的肥料。蛋白酶还可以除去皮纤维中的可溶性蛋白，使皮纤维进一步松散，给鞣制创造更为有利的条件。

现在，微生物为我们提供的酶已有好几十种，在很多方面取代了动植物酶制剂的生产，已成为生产酶制剂的宝库。

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Answer 3

蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称，按其降解多肽的方式分成内肽酶和端肽酶。

Answer 4