Войти
| Цистеиновая протеаза семейства папаина | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Папаин из Карики папайи | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Условное обозначение | Пептидаза_C1 | ||||||||
| Pfam | PF00112 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR000668 | ||||||||
| ПРОФИЛЬ | PDOC00126 | ||||||||
| SCOP2 | 1aec / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
| папаин | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| ЕС нет. | 3.4.22.2 | ||||||||
| № CAS | 9001-73-4 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| BRENDA | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
Папаин, также известный как протеиназа I папайи, представляет собой фермент цистеиновой протеазы ( EC 3.4.22.2 ), присутствующий в папайе ( Carica papaya) и горной папайе ( Vasconcellea cundinamarcensis).
Он имеет широкое коммерческое применение в кожевенной, косметической, текстильной, моющей, пищевой и фармацевтической промышленности. В пищевой промышленности папаин используется в качестве активного ингредиента во многих коммерческих размягчителях мяса.
Папаин принадлежит к семейству родственных белков с широким спектром активности, включая эндопептидазы, аминопептидазы, дипептидилпептидазы и ферменты как с экзо-, так и с эндопептидазной активностью. Члены семейства папаина широко распространены, обнаружены в бакуловирусах, эубактериях, дрожжах и практически во всех простейших, растениях и млекопитающих. Белки обычно являются лизосомными или секретируемыми, и для активации фермента требуется протеолитическое расщепление пропептида, хотя блеомицин гидролаза является цитозольной у грибов и млекопитающих. Папаин-подобные цистеиновые протеиназы по существу синтезируются как неактивные проферменты ( зимогены ) с N- концевыми пропептидными областями. Процесс активации этих ферментов включает удаление участков пропептида, которые выполняют множество функций in vivo и in vitro. Про-область требуется для правильного сворачивания вновь синтезированного фермента, инактивации домена пептидазы и стабилизации фермента против денатурирования в условиях нейтрального или щелочного pH. Аминокислотные остатки в про-области опосредуют их мембранную ассоциацию и играют роль в транспорте профермента в лизосомы. Среди наиболее примечательных особенностей пропептидов - их способность ингибировать активность родственных им ферментов, а также то, что некоторые пропептиды проявляют высокую селективность в отношении ингибирования пептидаз, из которых они происходят.
Белок-предшественник папаина содержит 345 аминокислотных остатков и состоит из сигнальной последовательности (1-18), пропептида (19-133) и зрелого пептида (134-345). Аминокислотные номера основаны на зрелом пептиде. Белок стабилизирован тремя дисульфидными мостиками. Его трехмерная структура состоит из двух отдельных структурных доменов с щелью между ними. Это расщелины содержит активный сайт, который содержит каталитический диаду, который можно было сравнить с каталитической триады из химотрипсина. Каталитическая диада состоит из аминокислот цистеина-25 (из которого он получил свою классификацию) и гистидина-159. Считалось, что аспартат-158 играет роль, аналогичную роли аспартата в каталитической триаде сериновой протеазы, но с тех пор это было опровергнуто.
Механизм, с помощью которого папаин разрывает пептидные связи, включает использование каталитической диады с депротонированным цистеином. Близлежащий Asn-175 помогает ориентировать имидазольное кольцо His-159, чтобы позволить ему депротонировать каталитический Cys-25. Затем этот цистеин выполняет нуклеофильную атаку на карбонильный углерод пептидного остова. Это образует ковалентный промежуточный ацил-фермент и освобождает аминный конец пептида. Фермент деацилируется молекулой воды и высвобождает карбоксиконцевую часть пептида. В иммунологии известно, что папаин отщепляет Fc (кристаллизующуюся) часть иммуноглобулинов (антител) от Fab (антигенсвязывающую) часть.
Папаин - относительно термостойкий фермент с оптимальным температурным диапазоном от 60 до 70 ° C.
Папаин предпочитает расщепляться после аргинина или лизина, которому предшествует гидрофобная единица ( Ala, Val, Leu, Ile, Phe, Trp, Tyr ), а не после валина.
Воспроизвести медиа Глистогонное действие папаина на червя Heligmosomoides bakeri. Папаин разрушает жесткие мясные волокна и использовался еще до контакта с европейцами для придания мягкости мясу, употребляемому в его родной Южной Америке. Мясные смягчители в виде порошка с папаином в качестве активного компонента широко продаются, а использование кожуры папайи в кулинарии описано в исследовательских работах.
Папаин можно использовать для диссоциации клеток на первом этапе приготовления клеточных культур. Десятиминутная обработка небольших кусочков ткани (менее 1 мм 3) позволит папаину начать расщепление молекул внеклеточного матрикса, удерживающих клетки вместе. Через десять минут ткань следует обработать раствором ингибитора протеазы, чтобы прекратить действие протеазы. При отсутствии лечения активность папаина приведет к полному лизису клеток. Затем ткань необходимо растереть (быстро провести вверх и вниз через пипетку Пастера ), чтобы разбить кусочки ткани на суспензию отдельных клеток.
Он также используется в качестве ингредиента в различных ферментативных препаратах для очистки, особенно в Accuzyme. Они используются при лечении некоторых хронических ран, чтобы очистить мертвые ткани.
Папаин добавляют в некоторые зубные пасты и мятные сладости в качестве отбеливателя для зубов. Его отбеливающий эффект минимален, поскольку папаин присутствует в низких концентрациях и быстро растворяется слюной. Для заметного эффекта потребуется несколько месяцев использования.
Папаин является основным ингредиентом геля Papacarie, используемого для химико-механического удаления кариеса зубов. Не требует сверления и не влияет на прочность сцепления реставрационных материалов с дентином.
Папаин было известно, вмешиваться в моче наркотиков тестов для каннабиноидов. Он содержится в некоторых продуктах детоксикации наркотиков.
В последнее время было показано, что папаин может быть использован для сборки тонких пленок из диоксида титана, используемого в фотоэлектрических элементах.
Папаин также использовался для создания модели дегенеративного заболевания диска для оценки различных типов инъекционной терапии.
Папаин расщепляют антитела: два фрагмента Fab и фрагмент Fc. Антитела перевариваются папаин выходами три фрагмента: два 50 кДа фрагменты Fab и один 50 кДа фрагмент Fc. Антитело, расщепленное папаином, не способно способствовать агглютинации, преципитации, опсонизации и лизису, однако Fab-фрагмент все еще способен связываться с соответствующими антигенами и нейтрализовать их, что наиболее часто наблюдается при использовании препаратов антител к токсину кроталида овец, известных как как CroFab и в Digibind, аналогичный фрагмент овечьей антисыворотки, используемый для нейтрализации сердечного лекарства дигоксина в ситуациях острой передозировки.
Папаин обычно получают в виде сырого высушенного материала путем сбора латекса из плодов папайи. Латекс собирают после надрезания шейки плода, где он может высохнуть на фрукте или капать в контейнер. Затем этот латекс дополнительно сушат. Теперь он классифицируется как высушенный сырой материал. Для удаления загрязняющих веществ необходима стадия очистки. Эта очистка состоит из солюбилизации и экстракции активной ферментной системы папаина с помощью процесса, зарегистрированного государством. Этот очищенный папаин может поставляться в виде порошка или жидкости.
23 сентября 2008 г. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) предупредило компании о прекращении сбыта офтальмологических сбалансированных солевых растворов и лекарственных препаратов для местного применения, содержащих папаин, к 4 ноября 2008 г. FDA заявило: «Исторически сложилось так, что лекарственные препараты для местного применения, содержащие папаин. были проданы без одобрения... ". Согласно заявлению FDA по этому вопросу, «Эти неутвержденные продукты поставили под угрозу здоровье потребителей, от сообщений о необратимой потере зрения из-за неутвержденных сбалансированных солевых растворов до серьезного падения артериального давления и учащенного сердцебиения из-за местных продуктов из папаина». сказала Джанет Вудкок, директор Центра оценки лекарств и исследований.
Лекарственные мази для местного применения, содержащие папаин, используются для удаления мертвых или загрязненных тканей при острых и хронических поражениях, таких как диабетические язвы, пролежни, варикозные язвы и травматические инфицированные раны. Торговые наименования этих продуктов включают Accuzyme, Allanfil, Allanzyme, Ethezyme, Gladase, Kovia, Panafil, Pap Urea и Ziox. Другие продукты продаются под названиями активных ингредиентов, например, папаин-мочевинная мазь.
В 2008 году FDA объявило о своем намерении принять меры против этих продуктов, поскольку оно получило сообщения о серьезных побочных эффектах у пациентов, принимающих продукты, содержащие папаин. Сообщения включали реакции гиперчувствительности (аллергические), которые приводят к гипотензии (низкому кровяному давлению) и тахикардии (учащенному сердцебиению). Кроме того, люди с аллергией на латекс также могут иметь аллергию на папайю, источник папаина, а это означает, что люди с чувствительностью к латексу могут подвергаться повышенному риску возникновения побочной реакции на лекарственный препарат папаина для местного применения.
FDA рекомендовало людям, которые беспокоятся об использовании препаратов папаина для местного применения, обратиться к своему врачу с просьбой о прекращении использования.
Биологический портал 