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蛋白酶k

蛋白酶K / 是什么？

蛋白酶K(Proteinase K)，属丝氨酸蛋白酶类，1974年，Wolfgang Ebeling等利用沉淀、离子交换层析和凝聚层析等方法在林伯氏白色念球菌的培养基中分离纯化出蛋白酶K。因能合成该种蛋白酶的微生物能在以角蛋白(Keratin)为唯一碳氮源的环境中生长，即能够消化角蛋白，因此被命名为蛋白酶K(Proteinase K)。蛋白酶K由一条肽链组成，包含277个氨基酸残基，相对分子质量为28.9kDa。蛋白酶K家族包含了各种由真菌、酵母及革兰氏阴性细菌分泌的细胞内肽酶。

蛋白酶K具有稳定的结构、极高的酶活力和广泛的底物特异性，但偏好于带有脂肪族及芳香烃的肽链，能优先分解与疏水性氨基酸、含硫氨基酸、芳香族氨基酸羧基端连接的肽键。与其它的蛋白酶相比较，蛋白酶K具有高活力和高稳定性，其酶活不会被尿素、SDS和EDTA等变性剂抑制，且在高温、高盐或较高的pH等条件下，蛋白酶K仍能保持较高活性。因该酶在较广的pH范围(4～12.5)内及高温(50～70℃)均有活性，在提取DNA和RNA的缓冲液中具有很高的活性，可用于质粒或基因组DNA、RNA的分离，是DNA提取的关键试剂。

蛋白酶 K 是现有蛋白酶中活性最高的品种，在 pH 4 到 pH 12 的条件下均有活性，反应温度介于 0～75ºC 之间。在常用浓度的 SDS、尿素或 EDTA 存在时亦很稳定。酶切割位点在脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸的羧基端肽键，可以用于所有蛋白质的降解。

蛋白酶K /国家标准

《蛋白酶K》（GB/T 34793-2017）是2018年5月1日实施的一项中华人民共和国国家标准，归口于中国标准化研究院。《蛋白酶K》（GB/T 34793-2017）规定了蛋白酶K产品的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。《蛋白酶K》（GB/T 34793-2017）适用于生化试剂蛋白酶K产品的生产和检测。

蛋白酶K /有什么作用？

蛋白酶K已广泛应用在皮革、毛皮、丝绸、医药、食品、酿造等方面。皮革工业的脱毛和软化已大量利用蛋白酶，既节省时间，又改善劳动卫生条件。蛋白酶还可用于蚕丝脱胶、肉类嫩化、酒类澄清。临床上可作药用，如用胃蛋白酶治疗消化不良，用酸性蛋白酶治疗支气管炎，用弹性蛋白酶治疗脉管炎以及用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶对外科化脓性创口的净化及胸腔间浆膜粘连的治疗。加酶洗衣粉是洗涤剂中的新产品，含碱性蛋白酶，能去除衣物上的血渍和蛋白污物，但使用时注意不要接触皮肤，以免损伤皮肤表面的蛋白质，引起皮疹、湿疹等过敏现象

蛋白酶K /大规模生产难点

虽然随着疫情的发展，蛋白酶K的重要价值被人们所重视，然而尴尬的是，由于蛋白酶K的过度低调，以至于国内很少有企业涉猎过蛋白酶K的生产，当人们想建立蛋白酶K的生产工艺时，却发现蛋白酶K是一个极其特殊的蛋白，短时间内扩大蛋白酶K的产能极具挑战性。

01表达量低

蛋白酶K能够非特异性的降解大多数蛋白，对于表达宿主细胞造成严重毒性，因此蛋白酶K的表达量一般都很低。筛选高表达蛋白酶K的表达系统和菌株，一般需要较长的周期。
 

02色素和核酸的残留

大规模发酵，引入大量色素和宿主核酸的残留，简单的纯化工艺很难除去这些杂质，而复杂的纯化又增加了成本和降低了回收率。
 

03不稳定性

蛋白酶K不够稳定，自己能酶解自己，在无保护剂时，37℃很难长期稳定保存。
 

04易沉淀

在制备蛋白酶K的冻干粉时，为了保证冻干粉中蛋白酶K的固含量较大，需要在高浓度时加入冻干保护剂，但是蛋白酶K在浓度达到20mg/mL及以上时，很容易聚集形成沉淀，这给蛋白酶K的高固含量冻干带来很大的困难。
 

05投入大

蛋白酶K具有很强的蛋白酶活性，能够将实验室的其它蛋白酶解，所以蛋白酶K需要专门的产地、仪器设备、人员来进行研发与生产。
蛋白酶K在体外诊断、药物加工等生物医药领域有着不可替代的重要作用。长期以来，我国实验室所用的蛋白酶K都是从各级代理商中买到的进口产品，下游产业严重依赖进口。随着新冠疫情的全球大流行，蛋白酶K供不应求，导致国内严重缺货，“卡脖子”效应明显。为了不受制于人，降低成本，国产蛋白酶K替代进口将成必然趋势。