文 献 综 述

1、前言

蛋白酶，水解蛋白质肽键的一类酶的总称，是使蛋白质中肽键的断裂产生游离氨基酸、小肽或肽段的催化剂。它广泛存在于植物、动物和微生物中，是一种重要的工业化应用的酶制剂，与淀粉酶、脂肪酶并称三大酶类^[1]。广泛用于洗涤剂、制革、医药、食品加工、饲料、化学工业、废物处理等行业。蛋白酶的多样性以及它们特定的功能已经引起了世界范围内对开发它们的生理学和生物工程的的广泛关注。微生物具有生长速度快、生长条件较简单、代谢过程特殊和分布广等特点，以微生物为来源的蛋白酶，由于具有培养简便，产量丰富等特点，适于工业化生产而得到广泛应用^[2]。高温蛋白酶属于蛋白酶的一类，它具有高温热稳定性、耐蛋白质变性剂、耐有机溶剂、半衰期较长等特性^[1]。

2.1、蛋白酶的分类。

目前，对蛋白酶进行分类主要依据三个标准:①裂解反应的类型；②裂解位点的化学特征;③与结构相关的进化关系。根据国际生物化学和分子生物学命名委员会的建议，微生物蛋白酶根据作用于蛋白酶底物的位点总体上分为内肽酶和外肽酶；外肽酶切开蛋白质或多肽分子氨基或羧基末端的肽键而游离出氨基酸。其中作用于氨基末端的称为氨肽酶，作用于羧基末端的称为羧肽酶。内肽酶切开蛋白质分子内部肽键，生成分子量较小的多肽类。根据它们的活性中心和必需基团分又可以分为四类：1丝氨酸蛋白酶、2天冬氨酸蛋白酶、3半胱氨酸蛋白酶、4金属蛋白酶，这是目前比较流行的分类方法；根据其最适作用pH还可以分为酸性蛋白酶，中性蛋白酶和碱性蛋白酶^[3]。

高温蛋白酶作为蛋白酶的一中，其分类方法在在1984年版的国际生物化学联合会酶的命名法一书中已有体现。这类酶的共通点就是最适活性温度在50-100℃之间，某些会达到100℃以上，当时分类的主要依据就是根据已经发现的高温蛋白酶进行分类，主要有高温氨肽酶、二肽水解酶、高温真菌蛋白酶和嗜热菌蛋白酶^[4]。到目前为止，已在多种高温真细菌和古生菌中发现了复杂多样的高温蛋白酶。

2.2、高温蛋白酶的来源

与动、植物相比，微生物作为蛋白酶的来源具有更多的生理生化上的优越性^[5]。菌、细菌、放线菌甚至病毒都可以产生蛋白酶。微生物蛋白酶的产量与菌株有关，通常一株细菌可分泌一种以上的蛋白酶，如枯草杆菌可产生枯草菌素、蛋白酶E等。通常就算是同一菌种，其产生蛋白酶的种类和数量随菌株不同而有很大差异。由此而产生了微生物蛋白酶的多种多样。所以，微生物是蛋白酶尤其是高温蛋白酶的最佳来源。微生物蛋白酶己占了世界上酶总酶量的40%左右^[6]。高温蛋白酶的产生菌主要有嗜热真菌、高温细菌和高温古生菌，其中最重要的就是高温细菌和高温古生菌。在超高温细菌、高温细菌和古生菌域的高温古生菌以及超高温古生菌中均可以找到高温蛋白酶，它们的最适活性温度高于超高温细菌和高温细菌。在微生物酶中，芽孢杆菌是具有重要工业、商业应用价值酶的主要来源之一，高温枯草芽孢杆菌spp所产生有应用价值酶的报道己有许多，这些酶的最适活性温度超过60"C，有的甚至高达85"C，在90℃仍有很高的活性^[7]。

2.3、高温蛋白酶的应用

酶的应用前景主要在于是否能进行工业化生产，所以对酶有一定的要求。影响酶的主要因素有ＰＨ和温度，这也是工业生产上最为重视的因素。经过大量的实验研究结果表明高温蛋白酶是最具发展前景的一类酶。高温蛋白酶最适活性在50-100℃之间或更高温度^[4]，很好的满足了工业生产的过程中对有机溶剂，温度，PH的要求，具有良好的发展前景。近几年有关高温蛋白酶的研究进展很快．高温蛋白酶的研究，大大拓宽了人们对酶的特性的认识和生物催化剂的应用范围。目前，能从常温细菌中分离到的各类型蛋白酶在高温细菌中都基本上能分离到，国内外蛋白酶研究得很多，它的应用范围正在不断拓宽，其国产化并且产业化成为当前研究的重点。将来一方面可以借助于酶固定化技术可解决酶催化工业化的实际问题，通过将高温蛋白酶固定化在载体上提高其稳定性，使高温蛋白酶重复连续使用。另一方面基因工程在高温蛋白酶应用技术上具有光明的前景，相信随着研究的持续深入以及DNA重组技术的利用，寻找高生产力的产高温蛋白酶菌株是完全可能的^[8]。