蛋白酶k
蛋白酶K / 是什么？
蛋白酶K(Proteinase K)，屬絲氨酸蛋白酶類，1974年，Wolfgang Ebeling等利用沉淀、離子交換層析和凝聚層析等方法在林伯氏白色念球菌的培養(yǎng)基中分離純化出蛋白酶K。因能合成該種蛋白酶的微生物能在以角蛋白(Keratin)為唯一碳氮源的環(huán)境中生長，即能夠消化角蛋白，因此被命名為蛋白酶K(Proteinase K)。蛋白酶K由一條肽鏈組成，包含277個氨基酸殘基，相對分子質(zhì)量為28.9kDa。蛋白酶K家族包含了各種由真菌、酵母及革蘭氏陰性細(xì)菌分泌的細(xì)胞內(nèi)肽酶。
蛋白酶K具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、極高的酶活力和廣泛的底物特異性，但偏好于帶有脂肪族及芳香烴的肽鏈，能優(yōu)先分解與疏水性氨基酸、含硫氨基酸、芳香族氨基酸羧基端連接的肽鍵。與其它的蛋白酶相比較，蛋白酶K具有高活力和高穩(wěn)定性，其酶活不會被尿素、SDS和EDTA等變性劑抑制，且在高溫、高鹽或較高的pH等條件下，蛋白酶K仍能保持較高活性。因該酶在較廣的pH范圍(4～12.5)內(nèi)及高溫(50～70℃)均有活性，在提取DNA和RNA的緩沖液中具有很高的活性，可用于質(zhì)粒或基因組DNA、RNA的分離，是DNA提取的關(guān)鍵試劑。
蛋白酶 K 是現(xiàn)有蛋白酶中活性最高的品種，在 pH 4 到 pH 12 的條件下均有活性，反應(yīng)溫度介于 0～75ºC 之間。在常用濃度的 SDS、尿素或 EDTA 存在時亦很穩(wěn)定。酶切割位點(diǎn)在脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸的羧基端肽鍵，可以用于所有蛋白質(zhì)的降解。
蛋白酶K /國家標(biāo)準(zhǔn)
《蛋白酶K》（GB/T 34793-2017）是2018年5月1日實(shí)施的一項(xiàng)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，歸口于中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院?！兜鞍酌窴》（GB/T 34793-2017）規(guī)定了蛋白酶K產(chǎn)品的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸及貯存?！兜鞍酌窴》（GB/T 34793-2017）適用于生化試劑蛋白酶K產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢測。
蛋白酶K /有什么作用？
蛋白酶K已廣泛應(yīng)用在皮革、毛皮、絲綢、醫(yī)藥、食品、釀造等方面。皮革工業(yè)的脫毛和軟化已大量利用蛋白酶，既節(jié)省時間，又改善勞動衛(wèi)生條件。蛋白酶還可用于蠶絲脫膠、肉類嫩化、酒類澄清。臨床上可作藥用，如用胃蛋白酶治療消化不良，用酸性蛋白酶治療支氣管炎，用彈性蛋白酶治療脈管炎以及用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶對外科化膿性創(chuàng)口的凈化及胸腔間漿膜粘連的治療。加酶洗衣粉是洗滌劑中的新產(chǎn)品，含堿性蛋白酶，能去除衣物上的血漬和蛋白污物，但使用時注意不要接觸皮膚，以免損傷皮膚表面的蛋白質(zhì)，引起皮疹、濕疹等過敏現(xiàn)象
蛋白酶K /大規(guī)模生產(chǎn)難點(diǎn)
雖然隨著疫情的發(fā)展，蛋白酶K的重要價(jià)值被人們所重視，然而尷尬的是，由于蛋白酶K的過度低調(diào)，以至于國內(nèi)很少有企業(yè)涉獵過蛋白酶K的生產(chǎn)，當(dāng)人們想建立蛋白酶K的生產(chǎn)工藝時，卻發(fā)現(xiàn)蛋白酶K是一個極其特殊的蛋白，短時間內(nèi)擴(kuò)大蛋白酶K的產(chǎn)能極具挑戰(zhàn)性。
01表達(dá)量低
蛋白酶K能夠非特異性的降解大多數(shù)蛋白，對于表達(dá)宿主細(xì)胞造成嚴(yán)重毒性，因此蛋白酶K的表達(dá)量一般都很低。篩選高表達(dá)蛋白酶K的表達(dá)系統(tǒng)和菌株，一般需要較長的周期。
02色素和核酸的殘留
大規(guī)模發(fā)酵，引入大量色素和宿主核酸的殘留，簡單的純化工藝很難除去這些雜質(zhì)，而復(fù)雜的純化又增加了成本和降低了回收率。
03不穩(wěn)定性
蛋白酶K不夠穩(wěn)定，自己能酶解自己，在無保護(hù)劑時，37℃很難長期穩(wěn)定保存。
04易沉淀
在制備蛋白酶K的凍干粉時，為了保證凍干粉中蛋白酶K的固含量較大，需要在高濃度時加入凍干保護(hù)劑，但是蛋白酶K在濃度達(dá)到20mg/mL及以上時，很容易聚集形成沉淀，這給蛋白酶K的高固含量凍干帶來很大的困難。
05投入大
蛋白酶K具有很強(qiáng)的蛋白酶活性，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室的其它蛋白酶解，所以蛋白酶K需要專門的產(chǎn)地、儀器設(shè)備、人員來進(jìn)行研發(fā)與生產(chǎn)。
蛋白酶K在體外診斷、藥物加工等生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著不可替代的重要作用。長期以來，我國實(shí)驗(yàn)室所用的蛋白酶K都是從各級代理商中買到的進(jìn)口產(chǎn)品，下游產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重依賴進(jìn)口。隨著新冠疫情的全球大流行，蛋白酶K供不應(yīng)求，導(dǎo)致國內(nèi)嚴(yán)重缺貨，“卡脖子”效應(yīng)明顯。為了不受制于人，降低成本，國產(chǎn)蛋白酶K替代進(jìn)口將成必然趨勢。