Hình 2.8: Sơ đồ phân loại protease
Protease gồm những enzyme ngoại bào và nội bào được chia thành hai loại theo cơ chế hoạt động của protease là: Endopeptidase và exopeptidase [3].
Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide, exopeptidase được phân thành hai loại: Aminopeptidase và Carboxypeptidase.
Aminopeptidase: Xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của chuỗi polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một tripeptide.
Carboxypeptidase: Xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide.
Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành bốn nhóm: Serin protease, Cyseine protease, Aspartic protease, Metallo protease.
Serin proteinase: Là những proteinase chứa nhóm -OH của gốc serine trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme. Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: Chymotrypsin và subtilisin.
Aspartic proteinase Peptidase (protease) Exopeptidase Aminopeptidase Carboxypeptidase Serine proteinase Cystein proteinase Metallo proteinase Endopeptidase
Nhóm chymotrypsin bao gồm các enzyme động vật như chymotrypsin, trypsin, elastase. Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn như subtilisin
Carlsberg, subtilisin BPN. Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng
kiềm tính và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng.
Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm -SH trong trung tâm hoạt động. Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vật như papain, bromelin, một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng. Các cystein proteinase thường hoạt động ở vùng pH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng.
Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin. Nhóm pepsin bao gồm các enzyme tiêu hóa như: Pepsin, chymosin, cathepsin, renin. Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và thường hoạt động mạnh ở pH trung tính.
Metallo proteinase: Metallo proteinase là nhóm proteinase được tìm thấy ở vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn. Các metallo proteinase thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA.
Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm: Protease acid: pH 2-4 có nhiều ở tế bào động vật, nấm men, nhưng ít thấy ở vi khuẩn.
Protease trung tính: pH 7-8 như papain từ quả đu đủ, bromelain từ quả dứa, ficin từ Ficus sp.
Protease kiềm có pH 9-11.
Ngoài ra có thể phân thành 2 loại khác:
Enzyme protease nội bào là những enzyme được tiết ra từ bên ngoài hoặc ngoại biên màng protein và được trích ly vào môi trường bằng kỹ thuật trích ly.
Enzyme protease ngoại bào được thu nhận từ quá trình lên men, như quá trình lên men trên môi trường rắn. Enzyme được thu nhận khi quá trình lên men hoàn tất hoặc ngay khi quá trình lên men đang diễn ra.