胰蛋白酶,最初在牛的胰腺中被發(fā)現(xiàn),現(xiàn)已從多種來源中分離出來,包括哺乳動(dòng)物(人、牛、豬和狗)和無脊椎動(dòng)物。近年來,還發(fā)現(xiàn)了微生物來源的胰蛋白酶,例如Streptomyces Griseus、Bacillus licheniformis和Fusarium oxysporum。過去商業(yè)化生產(chǎn)胰蛋白酶主要依賴于從?;蚱渌溉閯?dòng)物的胰腺組織提取,然而這種方法存在一些缺點(diǎn),如生產(chǎn)成本高、與結(jié)構(gòu)和功能類似的蛋白酶α-糜蛋白酶的污染、穩(wěn)定性低、純度低、污染性強(qiáng)等,這些缺點(diǎn)限制了其深入應(yīng)用。將胰蛋白酶在微生物中進(jìn)行異源表達(dá)可以在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的活性胰蛋白酶,并通過改造和發(fā)酵優(yōu)化可以提高表達(dá)量和改善催化性質(zhì)等,為其在醫(yī)療、皮革行業(yè)中的應(yīng)用等提供了更多可能性。
胰蛋白酶(EC 3.4.21.4)是一種絲氨酸蛋白酶,通過斷裂賴氨酸和精氨酸C末端的肽鍵而形成。重組胰蛋白酶是利用基因工程菌進(jìn)行表達(dá),并通過層析色譜法純化獲得,其氨基酸序列與豬胰腺源的陽離子型胰蛋白酶完全相同,分子量為24 kDa,最適pH范圍為7.0-9.0。它可以取代豬胰腺源胰蛋白酶在各種生物技術(shù)過程中的應(yīng)用,如重組胰島素的制備、細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞發(fā)酵、蛋白質(zhì)的酶解、測序以及各種組織的細(xì)胞分離等。
目前市面上常用的細(xì)胞消化液包括非酶法的EDTA和酶法的Trypsin、TrypLE和Neptry胰酶細(xì)胞消化液:EDTA屬于非酶法解離細(xì)胞,能夠保持細(xì)胞活力和回收率,快速安全;Trypsin是一種絲氨酸蛋白酶,可水解賴氨酸或精氨酸羧基側(cè)蛋白質(zhì),是常用的動(dòng)物源性胰蛋白酶,但在細(xì)胞消化的同時(shí)容易引入外源污染;TrypLE是一種非動(dòng)物源性重組胰蛋白酶,適用于解離多種貼壁哺乳動(dòng)物細(xì)胞,可切割賴氨酸和精氨酸C-末端上的肽鍵,替代胰蛋白酶。其極高的純度提高了特異性,減少了一些胰蛋白酶提取物中存在的其他酶對(duì)細(xì)胞可能造成的損害;中科百抗Neptry胰酶細(xì)胞消化液是一種來源于Fusarium oxysporum的胰蛋白酶樣蛋白酶,該酶是從大腸桿菌中表達(dá)純化而來,是一種非動(dòng)物源性重組蛋白酶,與胰蛋白酶的酶切位點(diǎn)和pH活性范圍一致,能對(duì)蛋白序列中精氨酸和賴氨酸的羧基端肽鍵進(jìn)行切割,但其具有更高的穩(wěn)定性、更好的純度、更溫和的消化和更低的細(xì)胞毒性。該重組胰蛋白酶在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中已被證實(shí)可以有效地解離貼壁生長哺乳動(dòng)物細(xì)胞,具有與豬胰蛋白酶相似的解離動(dòng)力學(xué),并表現(xiàn)出較低的細(xì)胞毒性。純度分析表明,Neptry胰酶細(xì)胞消化液相較于傳統(tǒng)胰蛋白酶,純度更高,分子更加穩(wěn)定,活性保持更加優(yōu)異。