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蛋白酶K來(lái)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(guān)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(yīng)用于各種生物材料中的DNA或RNA的提取。
蛋白酶K的性質(zhì)從這三個(gè)方面介紹：
一、分子結(jié)構(gòu)
蛋白酶K由一條肽鏈組成，包含277個(gè)氨基酸殘基，相對(duì)分子質(zhì)量為28 930。活性部位由D39、H69和S224組成，底物識(shí)別位點(diǎn)主要為G100-Y104和S132-G136兩個(gè)片段。蛋白酶K的氨基酸序列與枯草芽孢桿菌蛋白酶具有高度同源性，因此被劃分為枯草芽孢桿菌蛋白酶類。蛋白酶K包含兩個(gè)二硫鍵（C34-C124，C179-C248），兩個(gè)色氨酸殘基（W8，W212）和一個(gè)游離半胱氨酸（C73）。X射線晶體學(xué)研究表明，蛋白酶K的三維結(jié)構(gòu)為一個(gè)明確的球形折疊。蛋白酶K屬于α/β類蛋白質(zhì)，包含6個(gè)α-螺旋，15個(gè)β-折疊和一個(gè)3/10螺旋。
二、熒光性
蛋白酶K在295 nm處被激發(fā)，它的熒光性由兩個(gè)色氨酸殘基W8和W212決定。但是，兩個(gè)色氨酸的光反應(yīng)活性表現(xiàn)不同，W212要活潑得多。在pH 3～9范圍內(nèi)，色氨酸熒光量子產(chǎn)率恒定。對(duì)已激發(fā)的色氨酸進(jìn)行熱力滅活時(shí)，活化能需達(dá)到54 kJ/mol。這個(gè)值大幅地高于來(lái)自微生物的其他蛋白酶，因此可用來(lái)解釋蛋白酶K較高的熱穩(wěn)定性。
三、酶學(xué)性質(zhì)
蛋白酶K具有很高的切割活性，底物識(shí)別位點(diǎn)能和底物組成一個(gè)3股的反平行β片層，可催化脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸的羧基端肽鍵斷裂。α-螺旋是保持蛋白酶K活性中心構(gòu)象穩(wěn)定性的主要結(jié)構(gòu)。α-螺旋共包含90個(gè)氨基酸殘基，占?xì)埢倲?shù)的1/3，大部分殘基處在伸展的β-折疊結(jié)構(gòu)中。這使得整個(gè)分子有序度低，變性熵不大，比變性焓值極低，反映了酶穩(wěn)定性的本質(zhì)。分子中兩個(gè)二硫鍵及兩個(gè)Ca2+也對(duì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性有貢獻(xiàn)。pH、溫度、Ca2+、激活劑和抑制劑等是影響蛋白酶K活力的主要因素。
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