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,包括哺乳動物(人、牛、豬和狗)和無脊椎動物。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?;蚱渌溉閯游锏囊认俳M織提取,然而這種方法存在一些缺點,如生產(chǎn)成本高、與結構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、污染性強等,這些缺點限制了其深入應用。將胰蛋白酶在微生物中進行異源表達可以在短時間內產(chǎn)生大量的活性胰蛋白酶,并通過改造和發(fā)酵優(yōu)化可以提高表達量和改善催化性質等,為其在醫(yī)療、皮革行業(yè)中的應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行表達,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過程中的應用,如重組胰島素的制備、細胞培養(yǎng)、細胞發(fā)酵、蛋白質的酶解、測序以及各種組織的細胞分離等。
目前市面上常用的細胞消化液包括非酶法的EDTA和酶法的Trypsin、TrypLE和Neptry胰酶細胞消化液:EDTA屬于非酶法解離細胞,能夠保持細胞活力和回收率,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蛋白質,是常用的動物源性胰蛋白酶,但在細胞消化的同時容易引入外源污染;TrypLE是一種非動物源性重組胰蛋白酶,適用于解離多種貼壁哺乳動物細胞,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細胞可能造成的損害;中科百抗Neptry胰酶細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純化而來,是一種非動物源性重組蛋白酶,與胰蛋白酶的酶切位點和pH活性范圍一致,能對蛋白序列中精氨酸和賴氨酸的羧基端肽鍵進行切割,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胞毒性。該重組胰蛋白酶在細胞實驗中已被證實可以有效地解離貼壁生長哺乳動物細胞,具有與豬胰蛋白酶相似的解離動力學,并表現(xiàn)出較低的細胞毒性。純度分析表明,Neptry胰酶細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。