- O CH2 COOH phõn ly
b: Dòng dịch chuyờ̉n đụ̣ng theo phương ngang
1.3.2. Thu nhận enzyme protease
Protease là nhúm enzyme phõn giải protein. Protease được sử dụng khá phụ̉ biờ́n trong cụng nghợ̀ thực phõ̉m như trong quá trình sản xuṍt bia, sản xuṍt fromage, sản xuṍt nước chṍm, trong chờ́ biờ́n thịt, cá. Ngoài ra, protease còn được sử dụng trong cụng nghiợ̀p thuụ̣c da, trong sản xuṍt chṍt tõ̉y rửa, trong y dược, vv... Protease thu nhọ̃n từ nguụ̀n vi sinh vọ̃t có hoạt tính mạnh, giá thành rẻ nờn rṍt được ưa chuụ̣ng trờn thị trường.
1-Phõn loại enzyme protease
Năm 1984, hiợ̀p hụ̣i Hoá sinh và Sinh học phõn tử quụ́c tờ́ đã đờ̀ nghị sử dụng thuọ̃t ngữ "peptidase" đờ̉ chỉ các enzyme thuỷ phõn liờn kờ́t peptid. Thuọ̃t ngữ protease cũng được sử dụng mụ̣t cách rụ̣ng rãi, đụ̀ng nghĩa với peptidase.
Dựa vào vị trí của liờn kờ́t peptid bị thuỷ phõn trong mạch phõn tử protein, người ta chia peptidase ra làm 2 nhúm là:
- Exopeptidase: Xúc tác thuỷ phõn các mụ́i liờn kờ́t peptid đõ̀u mạch phõn tử. - Endopeptidase: Xúc tác thuỷ phõn thuỷ phõn các mụ́i liờn kờ́t peptid nụ̣i mạch phõn tử. Thuọ̃t ngữ proteinase cũng được sử dụng đụ̀ng nghĩa với endopeptiase.
Serine proteinase: Là những proteinase có nhóm –OH của serin trong trung tõm hoạt đụ̣ng. Các serin proteinase có tính đặc hiợ̀u cơ chṍt tương đụ́i rụ̣ng, thường hoạt đụ̣ng ở vùng trung tính và kiờ̀m tính. Nhiờ̀u vi sinh vọ̃t có khả năng tụ̉ng hợp loại enzyme này, trong đó có cả nhóm vi khuõ̉n Bacillus subtilis.
Cysteine proteinase: Các proteainse thuụ̣c nhóm này có nhóm –SH của cystein trong trung tõm hoạt đụ̣ng. Các cystein protease thường hoạt đụ̣ng tụ́t ở vùng trung
tính, có tính đặc hiợ̀u cơ chṍt rụ̣ng và chỉ hoạt đụ̣ng được khi nhúm –SH trong trung tõm hoạt đụ̣ng khụng bị bao võy. Các cystein proteinase tiờu biờ̉u là papain, bromelain, actinidin.
Aspartic proteainse: Trung tõm hoạt đụ̣ng có chứa nhóm –COOH của axit aspartic. Mụ̣t sụ́ aspartic tiờu biờ̉u như pepsin, chymosin, renin là những enzyme protease trong hợ̀ tiờu hoá của người và đụ̣ng vọ̃t
Metalloproteinase: Trung tõm hoạt đụ̣ng của các enzyme này có chứa ion kim loại nờn khi cho tác dụng với EDTA thì hoạt tính của enzyme bị giảm mạnh. Nhóm protease này được tìm thṍy ở mụ̣t sụ́ loài vi khuõ̉n.
Hỡnh 4.3. Sơ đồ phõn loại enzyme protease
Aminopeptidase: Enzyme thủy phõn liờn kờ́t peptid giữa 2 axit amin mà mụ̣t trong đó có chứa nhóm - NH2 tự do. Như vọ̃y enzyme sẽ thủy phõn các liờn kờ́t peptid từ đõ̀u chứa nhóm - NH2 đờ́n đõ̀u có chứa nhóm - COOH của chuụ̃i polypeptid.
Carboxypeptidase: Enzyme thủy phõn liờn kờ́t peptid giữa 2 axit amin mà mụ̣t trong đó có chứa nhóm -COOH tự do. Như vọ̃y enzyme sẽ thủy phõn các liờn kờ́t peptid từ đõ̀u chứa nhóm - COOH đờ́n đõ̀u có chứa nhóm - NH2 của chuụ̃i polypeptid.
Ngoài ra, dựa vào vùng pH hoạt đụ̣ng thích hợp người ta còn chia các protease thành 3 nhúm sau: Protease-axit, Protease-kiờ̀m và Protease-trung tớnh.
2-Một số vi sinh vật cú khả năng tổng hợp protease cao
Bảng 4.3. Một số vi sinh vật thuộc chi Bacillus cú khả năng tổng hợp mạnh protease
TT Tờn vi sinh vật Loại enzyme protease
1 Bacillus subtilis Trung tính và kiờ̀m tính
2 Bacillus coagulants Kiờ̀m tính
3 Bacillus licheniformis Trung tính, kiờ̀m tính
4 Bacillus mesentericus Trung tớnh và axit
5 Bacillus pumilus Kiờ̀m tính
Peptidase (Protease) Endopeptidase (proteinase) Serine proteinase Cysteine Proteinase Aspartic proteinase Metallo-proteinase Exopeptidase Aminopeptidase Carboxypeptidase
TT Tờn vi sinh vật Loại enzyme protease
6 Bacillus amyloliquefaciens Trung tớnh
Protease vi sinh vọ̃t thương mại được thu nhọ̃n chủ yờ́u từ vi khuõ̉n và nṍm mụ́c. Vi khuõ̉n thuụ̣c chi Bacillus thường có khả năng tụ̉ng hợp protease cao và là nguụ̀n nguyờn liợ̀u đờ̉ sản xuṍt enzyme hiợ̀n nay. Các protease của vi khuõ̉n có khả năng hoạt đụ̣ng ở pH khá rụ̣ng nờn được nhiờ̀u nhà sản xuṍt và ứng dụng ưa thích. Protease thu nhọ̃n từ mụ̣t sụ́ loài nṍm mụ́c như từ Rhizopus rhizopodiformis thu nhọ̃n proteinase axit tớnh, từ Aspergillus oryzae cũng có thờ̉ thu nhọ̃n proteinase có khả năng hoạt đụ̣ng trong phạm vi pH rṍt rụ̣ng (pH 4ữ11). Bảng 4.3 giới thiợ̀u mụ̣t sụ́ loài vi khuõ̉n thuụ̣c chi Bacillus cú enzyme protease cao.
Protease của nṍm mụ́c thờ̉ hiợ̀n tính đặc hiợ̀u cơ chṍt cao, tuy nhiờn tụ́c đụ̣ phản ứng thṍp hơn và mức đụ̣ chịu nhiợ̀t kộm hơn so với các enzyme của vi khuõ̉n.