蛋白酶K来源于林伯氏白色念球菌（Tritirachium album Limber），是一种与枯草杆菌蛋白酶相关的丝氨酸蛋白酶。由于它能降解角蛋白（keratin），因此被命名为蛋白酶K。它是一种高活性的广谱蛋白酶，在变性剂尿素或十二烷基磺酸钠（sodium dodecyl sulfonate，SDS）溶液中依然能保持较高酶活力，所以被广泛应用于各种生物材料中的DNA或RNA的提取。
1、分子结构
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28 930。活性部位由D39、H69和S224组成，底物识别位点主要为G100-Y104和S132-G136两个片段。蛋白酶K的氨基酸序列与枯草芽孢杆菌蛋白酶具有高度同源性，因此被划分为枯草芽孢杆菌蛋白酶类。蛋白酶K包含两个二硫键（C34-C124，C179-C248），两个色氨酸残基（W8，W212）和一个游离半胱氨酸（C73）。X射线晶体学研究表明，蛋白酶K的三维结构为一个明确的球形折叠。蛋白酶K属于α/β类蛋白质，包含6个α-螺旋，15个β-折叠和一个3/10螺旋。
2、荧光性
蛋白酶K在295 nm处被激发，它的荧光性由两个色氨酸残基W8和W212决定。但是，两个色氨酸的光反应活性表现不同，W212要活泼得多。在pH 3～9范围内，色氨酸荧光量子产率恒定。对已激发的色氨酸进行热力灭活时，活化能需达到54 kJ/mol。这个值大幅地高于来自微生物的其他蛋白酶，因此可用来解释蛋白酶K较高的热稳定性。
3、酶学性质
蛋白酶K具有很高的切割活性，底物识别位点能和底物组成一个3股的反平行β片层，可催化脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸的羧基端肽键断裂。α-螺旋是保持蛋白酶K活性中心构象稳定性的主要结构。α-螺旋共包含90个氨基酸残基，占残基总数的1/3，大部分残基处在伸展的β-折叠结构中。这使得整个分子有序度低，变性熵不大，比变性焓值极低，反映了酶稳定性的本质。分子中两个二硫键及两个Ca2+也对三级结构的热稳定性有贡献。pH、温度、Ca2+、激活剂和抑制剂等是影响蛋白酶K活力的主要因素。
①在分离DNA和RNA的过程中，用于核酸酶的蛋白水解失活。蛋白酶K能降解与核酸结合的蛋白质，促进蛋白与核酸的分离，因此该酶在提取高分子量的核酸时具有很大的优势。蛋白酶K还常被用于RNA提取过程中抑制和降解RNase，防止提取的RNA被降解。RNA的质量对于cDNA合成、Northem印迹及杂交分析及体外翻译等实验的成败至关重要。但是RNA极不稳定、易于被环境中广泛存在的RNase降解，而利用蛋白酶K可创造一个不含RNase的环境、以防止在提取RNA时被RNase污染，因此该酶的使用是成功提取RNA的关键。在核酸提取实验中蛋白酶K的工作浓度大约是0.05-0.2mg/mL，一般情况下，提取一个样本的核酸大约需要0.1mg的蛋白酶K ，而在实际使用过程中，为了增加核酸提取效率，通常会将蛋白酶K进行加量使用。新冠病毒的核酸检测量剧增，造成对蛋白酶K需求激增，蛋白酶K原有的供需平衡被迅速打破，导致蛋白酶K一夜之间成为了紧缺的防疫物资。
②在生活和工业用水中灭活病毒。病毒外层结构一般以衣壳蛋白为主，因此蛋白酶K可以对病毒表面的蛋白进行破坏，进而造成病毒因结构不完整不再具有攻击宿主细胞的能力。有研究结构表明，在蛋白酶K浓度为67.51ug/mL条件下对纯水和生活污水中病毒处理lh，其对病毒的灭活率分别达到了99.4％和49.4％，而处理3h时，其病毒灭活率分别为>99.9％和81.8％。用含蛋白酶K的消毒剂对病毒灭活的优点是消毒剂为蛋白质，无污染，不产生有害消毒产物，是一种高效且环保的消毒方法。
③在肉类嫩化中的应用蛋白酶K能分解肉中肌纤维与结缔组织的蛋白质，甚至可以分解弹性蛋白及胶原蛋白，使肉类的各组织结构发生改变，如肉中部分肽键断裂，吸水膨胀，质地变嫩，增强肉的口感。
④在其它生物行业中的应用，主要包括：
1）用于去除内毒素结合的阳离子蛋白，如溶茵酶和核糖核酸酶A。
2）可用于分离肝、酵母和绿豆线粒体
3）用于测定酶在细胞膜上的定位
4）用于石蜡包埋组织切片的处理，暴露用于抗体标记的抗原结合位点。
5）用于可传播海绵状脑病(TSE)研究中朊病毒脑组织样本蛋白的消化。
附：蛋白酶K具有广泛的底物特异性。即便存在洗涤剂的情况下，其仍可降解许多非变性 状态的蛋白质。
蛋白酶K分离自身一种可在角质上生长的真菌白色侧齿霉菌(Engyodontiumalbum)（前称腐生真菌(Tritirachiumalbum)。
因此，蛋白酶K能够降解非变性状态的角质（头发），因而称为“蛋白酶K”。
1其切割的主要位点为带有封闭氨基基团、邻近脂族或芳香族氨基酸羧基端的肽键。因其广泛的特异性，其较为常用。
蛋白酶K来源于林伯氏白色念球菌（Tritirachium album Limber），是一种与枯草杆菌蛋白酶相关的丝氨酸蛋白酶。由于它能降解角蛋白（keratin），因此被命名为蛋白酶K。它是一种高活性的广谱蛋白酶，在变性剂尿素或十二烷基磺酸钠（sodium dodecyl sulfonate，SDS）溶液中依然能保持较高酶活力，所以被广泛应用于各种生物材料中的DNA或RNA的提取。
1、分子结构
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28 930。活性部位由D39、H69和S224组成，底物识别位点主要为G100-Y104和S132-G136两个片段。蛋白酶K的氨基酸序列与枯草芽孢杆菌蛋白酶具有高度同源性，因此被划分为枯草芽孢杆菌蛋白酶类。蛋白酶K包含两个二硫键（C34-C124，C179-C248），两个色氨酸残基（W8，W212）和一个游离半胱氨酸（C73）。X射线晶体学研究表明，蛋白酶K的三维结构为一个明确的球形折叠。蛋白酶K属于α/β类蛋白质，包含6个α-螺旋，15个β-折叠和一个3/10螺旋。
2、荧光性
蛋白酶K在295 nm处被激发，它的荧光性由两个色氨酸残基W8和W212决定。但是，两个色氨酸的光反应活性表现不同，W212要活泼得多。在pH 3～9范围内，色氨酸荧光量子产率恒定。对已激发的色氨酸进行热力灭活时，活化能需达到54 kJ/mol。这个值大幅地高于来自微生物的其他蛋白酶，因此可用来解释蛋白酶K较高的热稳定性。
3、酶学性质
蛋白酶K具有很高的切割活性，底物识别位点能和底物组成一个3股的反平行β片层，可催化脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸的羧基端肽键断裂。α-螺旋是保持蛋白酶K活性中心构象稳定性的主要结构。α-螺旋共包含90个氨基酸残基，占残基总数的1/3，大部分残基处在伸展的β-折叠结构中。这使得整个分子有序度低，变性熵不大，比变性焓值极低，反映了酶稳定性的本质。分子中两个二硫键及两个Ca2+也对三级结构的热稳定性有贡献。pH、温度、Ca2+、激活剂和抑制剂等是影响蛋白酶K活力的主要因素。
①在分离DNA和RNA的过程中，用于核酸酶的蛋白水解失活。蛋白酶K能降解与核酸结合的蛋白质，促进蛋白与核酸的分离，因此该酶在提取高分子量的核酸时具有很大的优势。蛋白酶K还常被用于RNA提取过程中抑制和降解RNase，防止提取的RNA被降解。RNA的质量对于cDNA合成、Northem印迹及杂交分析及体外翻译等实验的成败至关重要。但是RNA极不稳定、易于被环境中广泛存在的RNase降解，而利用蛋白酶K可创造一个不含RNase的环境、以防止在提取RNA时被RNase污染，因此该酶的使用是成功提取RNA的关键。在核酸提取实验中蛋白酶K的工作浓度大约是0.05-0.2mg/mL，一般情况下，提取一个样本的核酸大约需要0.1mg的蛋白酶K ，而在实际使用过程中，为了增加核酸提取效率，通常会将蛋白酶K进行加量使用。新冠病毒的核酸检测量剧增，造成对蛋白酶K需求激增，蛋白酶K原有的供需平衡被迅速打破，导致蛋白酶K一夜之间成为了紧缺的防疫物资。
②在生活和工业用水中灭活病毒。病毒外层结构一般以衣壳蛋白为主，因此蛋白酶K可以对病毒表面的蛋白进行破坏，进而造成病毒因结构不完整不再具有攻击宿主细胞的能力。有研究结构表明，在蛋白酶K浓度为67.51ug/mL条件下对纯水和生活污水中病毒处理lh，其对病毒的灭活率分别达到了99.4％和49.4％，而处理3h时，其病毒灭活率分别为>99.9％和81.8％。用含蛋白酶K的消毒剂对病毒灭活的优点是消毒剂为蛋白质，无污染，不产生有害消毒产物，是一种高效且环保的消毒方法。
③在肉类嫩化中的应用蛋白酶K能分解肉中肌纤维与结缔组织的蛋白质，甚至可以分解弹性蛋白及胶原蛋白，使肉类的各组织结构发生改变，如肉中部分肽键断裂，吸水膨胀，质地变嫩，增强肉的口感。
④在其它生物行业中的应用，主要包括：
1）用于去除内毒素结合的阳离子蛋白，如溶茵酶和核糖核酸酶A。
2）可用于分离肝、酵母和绿豆线粒体
3）用于测定酶在细胞膜上的定位
4）用于石蜡包埋组织切片的处理，暴露用于抗体标记的抗原结合位点。
5）用于可传播海绵状脑病(TSE)研究中朊病毒脑组织样本蛋白的消化。
附：蛋白酶K具有广泛的底物特异性。即便存在洗涤剂的情况下，其仍可降解许多非变性 状态的蛋白质。
蛋白酶K分离自身一种可在角质上生长的真菌白色侧齿霉菌(Engyodontiumalbum)（前称腐生真菌(Tritirachiumalbum)。
因此，蛋白酶K能够降解非变性状态的角质（头发），因而称为“蛋白酶K”。
1其切割的主要位点为带有封闭氨基基团、邻近脂族或芳香族氨基酸羧基端的肽键。因其广泛的特异性，其较为常用。
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