Protease là enzyme thủy phân liên kết peptid của phân tử protein. Enzyme protease được phân thành hai dạng là endoprotease và exoprotease. Các endoprotease như trypsin, chymotrypsin, chymosin thủy phân các liên kết peptide ở bên trong chuỗi polypeptid. Các exoprotease cắt các liên kết ở hai đầu tận cùng của chuỗi polypeptide, các exoprotease cắt vào đầu có nhóm carboxyl tận cùng được gọi là carboxylpeptidase còn những enzyme tác dụng
vào đầu có nhóm amin tận cùng gọi là aminopeptidases .
Các endoprotease và exoprotease kể trên cộng tác một cách rất có hiệu quả trong việc phân giải protein. Có thể nói rằng, chức năng chính của endoprotease tạo ra một lượng lớn các chuổi peptid có đầu C và đầu N tự do để tạo điều kiện cho các exoprotease hoạt động .
Tuy nhiên, tác dụng của các protease rất phức tạp, bản chất của các mạch nhánh của axít amin ở bên cạnh các liên kết peptid có ảnh hưởng mạnh đến hoạt động của các enzyme. Trên thực tế, các protease rất đặc hiệu và tỷ lệ những liên kết peptid trong một phân tử protein bị bẻ gãy bởi một protease là không cao.Ví dụ, trypsin chỉ thủy phân liên kết peptid giữa lysine và argininine, Chymotrypsin chỉ thủy phân những liên kết peptid giữa tyrosine, phenylalanine, tryptophan. Thậm chí chymosin chỉ thủy phân liên kết peptid giữa Phe105-Met106 của kappa-casein .
Hiện nay, có rất nhiều loại protease đã được phát hiện và chúng được chia thành 4 nhóm cơ bản: serine protease (EC 3.4.21), cysteine protease (EC 3.4.22), aspartic protease (EC 3.4.23), và metalloprotease (EC 3.4.24) .
1.2.2.Một số enzyme protease thương mại
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại protease, một số loại protease được sử dụng phổ biến hiện nay là: Flavourzyme, Alcalase, Neutrase, Protamex…
Flavourzyme là peptidase mang cả hai hoạt tính endo và exoprotease (aminopeptidase), được sản xuất từ quá trình lên men chìm loài Aspergillus oryzae. Enzyme này hoạt động thủy phân protein trong điều kiện trung tính
hoặc acid yếu. Điều kiện hoạt động tối ưu của Flavourzyme 500L là pH 5,0– 7,0, nhiệt độ khoảng 500C. Flavourzyme 500L có hoạt tính 500 LAPU/g.
Flavourzyme có thể bị ức chế hoạt động ở 90°C trong 10 phút hoặc 120°C trong 5 giây. Đây là một trong những enzyme khi thủy phân protein thu được dịch đạm vị không đắng so với các loại enzyme thủy phân như Neutrase, Alcalase hay Protamex (Nilsang, 2005).
Neutrase là endoprotease được chiết từ vi khuẩn được sử dụng để thủy phân protein. Enzyme này chỉ cắt protein ở mức độ vừa phải hoặc tạo thành các đoạn peptid. Điều kiện hoạt động tốt của Neutrase 0,8L là pH 5,5– 7,5 ở nhiệt độ 45–550C. Neutrase 0,8 L có hoạt tính 0,8 AU/g và bị ức chế khi pH <4 (Kamnerdpetch, 2007).
Alcalase 2,4 L (Novo Nordisk, Bagsvaerd, Denmark) là protease của
Bacillus licheniformis với hoạt tính endopeptidase. Alcalase là enzyme thương
mại thuộc nhóm serine protease subtilisin A. Hoạt tính của Alcalase 2,4L là 2,4 AU/g, bị ức chế ở pH thấp, điều kiện hoạt động tốt nhất của Alcalase là pH = 8, nhiệt độ 50 – 600C (Liaset, 2002).
Protamex là protease của Bacillus (Bagsvaerd, Denmark). Enzyme
này có hoạt tính endoprotease. Điều kiện hoạt động tối ưu của protamex trong khoảng pH 5,5–7,5 ở nhiệt độ 35–60 °C. Protamex có hoạt tính 1,5 AU/g. Enzyme này cũng bị bất hoạt ở 85oC trong 10 phút và ở pH thấp (Liaset, 2002)