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重組Kex2蛋白酶:推動(dòng)生物制藥企業(yè)實(shí)現高效生產(chǎn)
2025/01/08

近年來(lái),隨著(zhù)全球對生物制藥和精準醫療需求的持續增長(cháng),對高效、特異性蛋白酶的需求也在不斷攀升。國內企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)方面的實(shí)力逐漸增強,尤其在Kex2蛋白酶的生產(chǎn)技術(shù)、純度提升和應用開(kāi)發(fā)等方面取得了顯著(zhù)進(jìn)展。Kex2蛋白酶(E.C.3.4.21.61)憑借其卓越的特異性和高效性,在生物制藥、蛋白質(zhì)研究和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的重要性日益凸顯,成為眾多生物技術(shù)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

* 重組雙堿性氨基酸內肽酶(重組Kex2蛋白酶)的結構分析


來(lái)源解析

Kex2蛋白酶(E.C.3.4.21.61)屬于枯草桿菌蛋白酶家族,為酵母自身編碼的一種前體加工酶,分為Kex2蛋白酶和重組Kex2蛋白酶兩大類(lèi)。天然存在的Kex2蛋白酶,主要是通過(guò)傳統的發(fā)酵技術(shù)從釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中提取和純化,生產(chǎn)過(guò)程較為復雜,產(chǎn)量相對較低,可能會(huì )含有少量的宿主蛋白和其他雜質(zhì)。

冀百康生物重組Kex2蛋白酶采用重組畢赤酵母(Pichia pastoris)高效分泌表達技術(shù),經(jīng)分離純化得到,適合進(jìn)行大規模生產(chǎn),活性更高,純度更高,宿主蛋白殘留少,質(zhì)量更加穩定



作用機制探秘

 識別與結合

· 特異性識別位點(diǎn):能夠專(zhuān)一性地識別和切割 Lys-Arg,Arg-Arg,Pro-Arg 等雙堿性氨基酸的羧基端肽鍵。這種特異性識別是通過(guò)其獨特的活性中心實(shí)現的,該活性中心能夠精確地識別并結合到目標肽段的特定序列上。

· 底物結合:酶的活性位點(diǎn)與底物的雙堿性氨基酸殘基對結合,形成酶-底物復合物.這種結合是通過(guò)氫鍵、疏水作用和離子鍵等多種相互作用力共同作用的結果。

 Ca2+依賴(lài)性

· 重組Kex2蛋白酶的活性依賴(lài)于Ca2+的存在。Ca2+在酶的活性中心中起到穩定酶結構和促進(jìn)催化反應的作用。這種依賴(lài)性使得重組Kex2蛋白酶酶在沒(méi)有Ca2+的環(huán)境中活性大大降低,從而在實(shí)驗和應用中需要添加Ca2+以維持其活性。

 催化過(guò)程

· 催化三聯(lián)體:重組Kex2蛋白酶的催化機制依賴(lài)于其絲氨酸蛋白酶的催化三聯(lián)體,即絲氨酸(Ser)、組氨酸(His)和天冬氨酸(Asp)這三個(gè)氨基酸殘基協(xié)同作用,形成一個(gè)有效的催化中心。

· 質(zhì)子轉移:組氨酸在反應中起到質(zhì)子轉移的作用,幫助穩定過(guò)渡態(tài)并促進(jìn)反應的進(jìn)行。

· 水解反應:隨后,水分子進(jìn)入活性中心,與酰基-酶中間體發(fā)生水解反應,最終釋放出切割后的肽段。

 切割特性

· 切割位點(diǎn):重組Kex2蛋白酶特異性切割雙堿性氨基酸殘基對的羧基端肽鍵。例如,在A(yíng)rg-Arg序列中,切割發(fā)生在第二個(gè)Arg的羧基端,從而將蛋白質(zhì)前體切割成成熟的蛋白質(zhì).

· 非特異性切割的避免:與胰蛋白酶不同,Kex2蛋白酶不能識別和切割單一堿性氨基酸(如Arg或Lys)的羧基端肽鍵。這種特異性避免了不必要的非特異性切割,提高了切割的準確性。

* Kex2切割點(diǎn)位

(來(lái)源:Improving the Secretory Expression of an -Galactosidase from Aspergillus niger in Pichia pastoris - Scientific Figure on ResearchGate. Available from: https://www.researchgate.net/figure/a-The-Kex2-signal-peptide-cleavage-site-The-extracellular-b-and-intracellular-c_fig5_306394202 [accessed 6 Jan 2025])



優(yōu)勢亮點(diǎn)清晰

? 高特異性 

能夠專(zhuān)一性地識別和切割 Lys-Arg,Arg-Arg,Pro-Arg 等雙堿性氨基酸的羧基端肽鍵,避免非特異性切割。


? 高純度和活性 

重組腸激酶通過(guò)基因工程技術(shù)生產(chǎn),具有更高的純度和活性,避免了天然腸激酶來(lái)源有限和易污染的缺點(diǎn)。


? 穩定性強 

在偏酸性環(huán)境中(pH 5.0-6.0)穩定,且不受常規絲氨酸蛋白酶抑制劑(如PMSF、TPCK)的抑制。


? 無(wú)動(dòng)物源性 

重組Kex2蛋白酶采用重組畢赤酵母高效分泌表達技術(shù)的生產(chǎn),過(guò)程中不使用動(dòng)物來(lái)源的原料,避免了動(dòng)物病毒和外源因子的污染。


產(chǎn)品參數


圖片

* 實(shí)際參數以產(chǎn)品每批次COA為準;


應用領(lǐng)域廣泛

1

生物制藥

胰島素類(lèi)似物生產(chǎn):重組Kex2蛋白酶在重組胰島素及其類(lèi)似物(如門(mén)冬胰島素、地特胰島素、谷胰島素)的生產(chǎn)中用于前體蛋白的酶切加工。

多肽藥物生產(chǎn):在GLP-1類(lèi)似物及其他多肽藥物的生產(chǎn)過(guò)程中,重組Kex2蛋白酶用于工藝酶切或轉肽。

外源蛋白表達:在畢赤酵母表達系統中,設計蛋白序列時(shí)引入重組Kex2蛋白酶切位點(diǎn),使在后期的分泌表達過(guò)程中被酵母自身重組Kex2蛋白酶識別而酶切,從而實(shí)現重組蛋白的大量表達。


2

蛋白質(zhì)研究

酶解和肽圖分析:重組Kex2蛋白酶用于蛋白質(zhì)的酶解和肽圖分析,幫助研究蛋白質(zhì)的結構和功能。

蛋白質(zhì)測序:在蛋白質(zhì)測序過(guò)程中,重組Kex2蛋白酶可用于切割蛋白質(zhì),生成適合測序的肽段。


3

生物技術(shù)

酵母表達系統:在畢赤酵母表達系統中,重組Kex2蛋白酶用于外源蛋白的前體加工,確保目標蛋白的正確折疊和分泌。

基因工程:在基因工程研究中,重組Kex2蛋白酶可用于切割特定的蛋白質(zhì)片段,以便進(jìn)行進(jìn)一步的基因克隆和表達。


4

其他應用

食品工業(yè):在食品加工過(guò)程中,重組Kex2蛋白酶可以用于蛋白質(zhì)的改性,改善食品的口感和營(yíng)養價(jià)值。

化妝品行業(yè):用于化妝品中蛋白質(zhì)的加工和改性,以提高產(chǎn)品的功效。



結語(yǔ)

重組Kex2蛋白酶作為一種高純度、高活性、特異性強的酶,憑借其在生物制藥、蛋白質(zhì)研究和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的廣泛應用,已經(jīng)成為現代生物技術(shù)不可或缺的重要工具。隨著(zhù)生物技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的持續增長(cháng),重組Kex2蛋白酶的應用前景將更加廣闊。未來(lái),冀百康生物將繼續加強重組Kex2蛋白酶在研發(fā)和生產(chǎn)方面的技術(shù)創(chuàng )新和質(zhì)量控制,以提升產(chǎn)品競爭力,滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的市場(chǎng)需求。




* 本品僅用于科研生產(chǎn)應用,不得用于人體。

END

參考文獻:

1、王彤, 徐巖, 喻曉蔚. 畢赤酵母Kex2蛋白酶的同源表達及酶學(xué)性質(zhì) *[J]. 中國生物工程雜志, 2019, 39(1): 38-45 https://doi.org/10.13523/j.cb.20190105

2、Improving the Secretory Expression of an -Galactosidase from Aspergillus niger in Pichia pastoris - Scientific Figure on ResearchGate. Available from: https://www.researchgate.net/figure/a-The-Kex2-signal-peptide-cleavage-site-The-extracellular-b-and-intracellular-c_fig5_306394202 [accessed 6 Jan 2025]


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