133876-92-3
中文名稱(chēng)
納豆激酶
英文名稱(chēng)
Nattokinase
CAS
133876-92-3
分子式
N/A
分子量
517.122
MOL 文件
133876-92-3.mol
更新日期
2024/12/20 09:15:54
133876-92-3 結(jié)構(gòu)式
基本信息
中文別名
納豆激酶納豆紅麴
納豆激酶原粉
納豆激酶廠(chǎng)家
納豆激酶作用
納豆激酶生產(chǎn)廠(chǎng)家
食品級(jí)納豆激酶價(jià)格
食品級(jí)納豆激酶生產(chǎn)廠(chǎng)家
納豆激酶脂質(zhì)體、納米包裹納豆激酶、納豆激酶納米乳、油溶性納豆激酶
英文別名
NattoLifeNatokonase
Nattokinase
Nattokinease
NATTOKINASE 20,000 FIP
Nattoesse Haruno-Ogawa
Nattokinase (peptidolytic)
Nattokinase extract：Nattoesse extract
Liposomal NATTOKINASE, NATTOKINASE NanoEmulsion, NanoActive NATTOKINASE, Oil-Soluble NATTOKINASE
4-(Carboxymethyl)-2-[(1R)-1-{[N-(2,5-dichlorobenzoyl)glycyl]amino}-3-methylbutyl]-6-oxo-1,3,2-dioxaborinane-4-carboxylic acid
所屬類(lèi)別
生物化工：提取物物理化學(xué)性質(zhì)
形態(tài)Solid
顏色White to off-white
InChIKeyYTXSYWAKVMZICI-VVSYKVCONA-N
SMILESO1C(=O)CC(CC(O)=O)(C(O)=O)OB1[C@@H](NC(CNC(=O)C1=CC(Cl)=CC=C1Cl)=O)CC(C)C |&1:14,r|
常見(jiàn)問(wèn)題列表
簡(jiǎn)介
納豆激酶納豆在發(fā)酵過(guò)程中，由納豆枯草桿菌產(chǎn)生一種絲氨酸蛋白酶。納豆激酶具有纖溶活性，可以治療和預(yù)防血栓疾病。
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理化性質(zhì)
英文名：NattoKinase結(jié)構(gòu)類(lèi)型：?jiǎn)捂湺嚯?，堿性蛋白酶
1.納豆激酶的穩(wěn)定性
pH穩(wěn)定性
在自然pH值狀態(tài)下，相對(duì)比較穩(wěn)定，在pH值從7升至12時(shí)，室溫下10min內(nèi)穩(wěn)定；pH值低于5時(shí)，則極為不穩(wěn)定，很快失去活性；當(dāng)溫度超過(guò)60時(shí)則迅速因蛋白變性而失活。反復(fù)凍融五個(gè)循環(huán)時(shí)，其活性仍保存95%以上，從而表明凍融對(duì)納豆激酶的活性無(wú)較大影響。當(dāng)納豆激酶與煮沸的小麥提取液、煮沸的肉湯以及血清蛋白和胃粘液蛋白混合后，納豆激酶的穩(wěn)定有明顯增加，甚至在酸性pH值時(shí)，酶活性也并不完全失掉。
熱穩(wěn)定性
在溫度低于45°C時(shí)活性相對(duì)穩(wěn)定，高于60°C則因蛋白質(zhì)變性而迅速失活，凍融對(duì)納豆激酶的活性無(wú)較大影響，反復(fù)凍融5次后，該酶仍能保持95%以上的活性。
金屬離子穩(wěn)定性
納豆激酶的活性還受一些金屬離子的影響，Hg2+會(huì)使其完全失活，Cu2+、Zn2+、Al3+、Ca2+等離子對(duì)該酶有不同的抑制作用，而Mg2+、Co2+則對(duì)其有激活作用。
其他物質(zhì)穩(wěn)定性
E-ACA和EDTA對(duì)納豆激酶活性無(wú)明顯影響，而PMSF能完全抑制其活性。1mmol/L的DFP和neguvon則能完全抑制納豆激酶的活性。
2分子量
納豆激酶是一種單鏈多肽酶，由于測(cè)定分子量的技術(shù)方法不同，因此所測(cè)得到的分子量也有明顯不同。用SephadexG100柱凝膠過(guò)濾法，得到的結(jié)果為20000，用園二色方法測(cè)定為27300。根據(jù)氨基酸順序計(jì)算出該酶的準(zhǔn)確分子量為27.728。
3.PI值（等電點(diǎn)）
用Svunsson的柱型電泳法，等電聚焦測(cè)定納豆激酶具有對(duì)稱(chēng)的單一的纖溶酶峰，其PI值為8.6±0.3。等電點(diǎn)可以提供在分離提純納豆激酶時(shí)，考慮調(diào)pH值在PI值附近，有利于酶的純化。
4.納豆激酶的底物特異性
NK作為絲氨酸蛋白酶，其酰胺水解活性可通過(guò)許多合成底物進(jìn)行觀察。對(duì)納豆激酶最敏感的底物為血漿纖溶酶的底物，即S2251；對(duì)底物H2DLArgPNA，S2238，S2266和S2302具有一定的活性，而對(duì)S2444和S2484則明顯地?zé)o活性。納豆激酶有其特異的水解蛋白的氨基酸作用和識(shí)別位點(diǎn)。
來(lái)源及應(yīng)用歷史
納豆是種古老的傳統(tǒng)食品，起源于我國(guó)的秦漢時(shí)期，大約在唐朝時(shí)期由禪僧傳入日本，至今已有一千多年的歷史。納豆(Natto)是日本的一種傳統(tǒng)的發(fā)酵豆制品，由納豆菌(Bacillusnatto)在一定溫度、濕度下發(fā)酵蒸煮大豆而成，作為日本人的主要佐餐食品已有兩千多年的歷史，在民間一直藥食兼用。成熟的納豆色澤金黃，表面覆有一層黏性物質(zhì)，挑起時(shí)有長(zhǎng)長(zhǎng)的拉絲狀物質(zhì)。納豆風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富，具有多種保健功能，被譽(yù)為“超級(jí)健康食品”，深受日本人民的喜愛(ài)。目前，納豆已成為盛行于日本、加拿大、美國(guó)和歐洲一些國(guó)家的一種保健食品，我國(guó)也有企業(yè)開(kāi)始生產(chǎn)和銷(xiāo)售。
納豆在發(fā)酵過(guò)程中，納豆菌產(chǎn)生一種絲氨酸蛋白酶(納豆激酶NattoKinase)，該酶最早于1987年由日本宮崎醫(yī)科大學(xué)的須見(jiàn)洋行等發(fā)現(xiàn)。
圖1為納豆
納豆的營(yíng)養(yǎng)成分
納豆在制作過(guò)程中，原料大豆經(jīng)發(fā)酵使大豆蛋白質(zhì)分解，納豆的消化率從原來(lái)的50%提高到85%，因而更容易吸收。納豆具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其蛋白質(zhì)、纖維素、鈣、鐵、維生素B、維生素PP、維生素E的含量均高于蒸煮大豆，特別是維生素B的含量比蒸煮大豆高6倍以上。納豆中還含有蛋白酶、多種維生素、γ-谷氨?；D(zhuǎn)肽酶、γ-多聚谷氨酸等多種物質(zhì)，同時(shí)也含有較高的活性物質(zhì)，如納豆激酶、異黃酮、大豆磷脂、糖化酶、超氧化物歧化酶(SOD)、皂甙素、生育酚、吡啶二羧酸、維生素K2等。藥理活性
研究表明，納豆激酶具有纖溶活性，可以治療和預(yù)防血栓疾病。目前，關(guān)于納豆菌的研究和應(yīng)用主要集中在納豆激酶的作用上。但是，作為保健食品的納豆還具有多種保健功能，如溶血栓、抗腫瘤、降血壓、抗菌等作用，可預(yù)防骨質(zhì)疏松、提高蛋白質(zhì)的消化率、抗氧化等。1.溶栓作用
1987年日本富崎醫(yī)科大學(xué)須見(jiàn)洋行等首先發(fā)現(xiàn)，隨之將提取出的納豆激酶應(yīng)用于狗的血栓作用，證明是一種有纖溶活性的酶制劑，所以定名為納豆激酶。
對(duì)200種具有口服纖溶作用的物質(zhì)進(jìn)行了研究了發(fā)現(xiàn)納豆激酶是目前發(fā)現(xiàn)的最具潛力的溶纖蛋白酶。與尿激酶、鏈激酶相比，體內(nèi)半衰期長(zhǎng)，能溫和持續(xù)地提高血液的纖溶活性，不易引起出血。
2.溶栓機(jī)制
①使血漿壓D一二聚體呈陽(yáng)性，直接分解血栓，明顯增高纖維蛋白降解產(chǎn)物FDP的含量；②激活纖溶酶原激活物，刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生組織型纖溶酶原激活劑，溶解纖維蛋白，降解血栓，將體內(nèi)的尿激酶原激活為尿激酶，尿激酶與t-PA一同激活纖溶酶原，溶解血栓。還可以滅活纖溶酶原激活劑的阻斷劑PAI-1，進(jìn)一步激活更多的尿激酶和t-PA，促進(jìn)血纖維蛋白的溶解。而分解血栓；③抑制內(nèi)源性及外源性凝血系統(tǒng)而達(dá)到抗栓溶栓作用。主要通過(guò)增高TT，顯著降低血漿ELT和影響機(jī)體凝血因子即Fig，明顯延長(zhǎng)APTT，CT和PT；④該酶是一種絲氨酸蛋白酶，具有直接水解交聯(lián)纖維蛋白的作用，但對(duì)纖維蛋白原并不敏感，故該酶發(fā)揮溶纖作用時(shí)不水解血漿纖維蛋白原，不易引起出血。
3.溶栓優(yōu)點(diǎn)
作為溶血栓藥物具有以下優(yōu)點(diǎn)：納豆菌被FDA認(rèn)證為食品工業(yè)的安全性的細(xì)菌；納豆激酶的分子量小，更易為人體吸收；可以由消化道吸收，因此可以成為第一個(gè)口服性溶血栓藥物；可直接作用于纖維蛋白，且作用迅速；可以利用細(xì)菌發(fā)酵生產(chǎn)，因此造價(jià)低廉有望開(kāi)發(fā)為一種安全的食用血栓預(yù)防劑。
4.其它藥理作用
納豆激酶中含有可以治療高血壓的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑成分，因此可以進(jìn)一步研究其在治療高血壓方面的應(yīng)用。有研究表明，口服能明顯降低深靜脈血栓和肢體水腫的發(fā)生。在骨質(zhì)疏松和糖尿病的預(yù)防和治療中的也有作用。
基因與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
基因結(jié)構(gòu)NakamuraT于1992年首次對(duì)一株納豆芽孢桿菌NC21中的NK基因進(jìn)行了研究，報(bào)道了包括調(diào)控順序在內(nèi)的1473bp的NK全基因序列[5]。NK基因從第181個(gè)堿基開(kāi)始，以GTG為起始密碼子，隨后是1143bp組成的閱讀框架，分為三個(gè)部分(見(jiàn)圖1):分別是信號(hào)序列(signalsequence)、前序列(prosequence)和成熟序列(maturegene)，相應(yīng)的編碼29個(gè)氨基酸的信號(hào)肽(signalpeptide)、77個(gè)氨基酸的前肽(propeptide)和275個(gè)氨基酸的成熟肽(maturepeptide)。結(jié)構(gòu)基因的3末端為連續(xù)的三個(gè)終止密碼子TAA，TAG，TAA。終止密碼子之后一段序列可形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)，即因子非依賴(lài)性終止順序。起始密碼子上游17bp處為核糖體結(jié)合位點(diǎn)AAAGGAG。SD序列上游是一個(gè)AT含量高達(dá)72%的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域，但在此區(qū)域尚未找到與已知枯草桿菌啟動(dòng)子相類(lèi)似的保守序列。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
根據(jù)NK基因的DNA序列推出其氨基酸序列的一級(jí)結(jié)構(gòu)，確定納豆激酶由275個(gè)氨基酸組成，是一種單鏈多肽酶，其含有8個(gè)賴(lài)氨酸殘基，肽酶可將其水解成9個(gè)小肽，該酶的活性部位在Asp32，His64，Ser221處，底物結(jié)合部位在Ser125，Leu26和Gly127處。NK基因的閱讀框序列推導(dǎo)的氨基酸組成顯示其共編碼381個(gè)氨基酸，其中N端29個(gè)氨基酸組成信號(hào)肽(signalpeptide)，隨后的77個(gè)氨基酸組成前肽(propeptide)，成熟肽組成與氨基酸序列測(cè)定相符。
活性測(cè)定方法
目前國(guó)內(nèi)外納豆激酶活性測(cè)定常用方法主要有：瓊脂糖-纖維蛋白平板法、纖維蛋白塊溶解時(shí)間法、四肽底物法、血清板法等。如瓊脂糖-纖維蛋白平板法：纖維蛋白平板法是最早用于納豆激酶活性的測(cè)定方法之一，它以標(biāo)準(zhǔn)尿激酶、纖溶酶等作為標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上讀取樣品的酶活性。它測(cè)定的原理是將瓊脂糖、纖維蛋白原和凝血酶按一定比例混合，生成的交聯(lián)纖維蛋白為底物，酶活性與溶解圈面積呈線(xiàn)性關(guān)系。因此用溶解圈面積表示納豆激酶的溶纖維活性。
納豆激酶的生產(chǎn)
納豆激酶的生產(chǎn)有固態(tài)發(fā)酵技術(shù)和液態(tài)發(fā)酵技術(shù)兩種方法。如黃占旺等人從我國(guó)傳統(tǒng)食品豆鼓中分離出納豆芽孢桿菌菌株，并對(duì)其進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵條件研究得出納豆芽孢桿菌菌株固態(tài)發(fā)酵適宜條件為：玉米粉與麥麩質(zhì)量比為3:7，含水量60%，種齡15h，接種量5%，發(fā)酵溫度37°C，發(fā)酵時(shí)間5d。周伏忠等人從原料來(lái)源容易得到、提取工藝簡(jiǎn)便易行、節(jié)能環(huán)保等方面著手，研究出一種新的納豆激酶固體發(fā)酵方法，該方法簡(jiǎn)單工藝為：采用自選納豆激酶生產(chǎn)菌株，加入鮮豆渣或干豆渣進(jìn)行固體發(fā)酵，通過(guò)滅菌、接種、發(fā)酵、干燥等步驟產(chǎn)生納豆激酶。由于傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵易染雜菌，回收率低，很難滿(mǎn)足生物制品的嚴(yán)格生產(chǎn)要求，近年來(lái)許多學(xué)者轉(zhuǎn)而研究其液態(tài)發(fā)酵方法。液態(tài)發(fā)酵納豆激酶用培養(yǎng)基中的氮源一般主要以?xún)r(jià)格較高的大豆蛋白胨、胰蛋白胨、酵母膏等為主，有些學(xué)者從經(jīng)濟(jì)效益的角度，提出以納豆枯草桿菌作為發(fā)酵菌株，利用價(jià)廉、資源豐富的豆粕浸提液作為發(fā)酵培養(yǎng)基的氮源進(jìn)行發(fā)酵條件實(shí)驗(yàn)，為開(kāi)發(fā)低成本的納豆激酶液體發(fā)酵工藝技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)。
應(yīng)用現(xiàn)狀
鑒于納豆激酶的神奇功能，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)納豆食品和含納豆激酶的保健食品進(jìn)行深入開(kāi)發(fā)，將其作為一種可以治療和預(yù)防心腦血栓，冠心病，心絞痛，腦中風(fēng)，老年癡呆以及各種常見(jiàn)多發(fā)病的功能食品向世界各地開(kāi)拓市場(chǎng)。1.在國(guó)際市場(chǎng)上，納豆激酶產(chǎn)品的最大生產(chǎn)國(guó)家是日本，日本有多家企業(yè)推出含有納豆激酶為主要成分的產(chǎn)品，并已在世界各地設(shè)有銷(xiāo)售服務(wù)機(jī)構(gòu)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，日本每年消費(fèi)納豆22萬(wàn)噸，約1600億日元，有400多家工廠(chǎng)生產(chǎn)納豆及納豆激酶產(chǎn)品，供應(yīng)國(guó)內(nèi)外。
2.國(guó)內(nèi)方面，目前，黑龍江省科學(xué)院應(yīng)用微生物研究所研制的納豆激酶制劑——恩開(kāi)膠囊已處于中試階段。而國(guó)內(nèi)企業(yè)中有北京燕京中發(fā)的燕京牌納豆、北京龍興的納豆膠囊、天津百德公司的納豆口嚼片湖南貴生坊的納豆素膠囊等。
應(yīng)用前景
1.科學(xué)研究表明，納豆激酶能夠有效的清除人體血液內(nèi)的血栓，而且對(duì)高血壓，衰老，中風(fēng)，肌肉痙攣和心腦血管疾病也有很好的療效。而血栓疾病是嚴(yán)重危害人類(lèi)健康的主要疾病之一，如急性心肌梗塞等。全世界現(xiàn)有血栓塞病人約1500萬(wàn)，所需的溶栓藥的潛在市場(chǎng)約20億美元。納豆中的活性成分納豆激酶作為新一代的溶栓劑或保健食品，克服我國(guó)血栓溶解藥物口服性差、價(jià)格昂貴、并發(fā)癥多等缺點(diǎn)，具有極為誘人的廣闊前景。2.由于納豆有一股特殊的氨臭味而不易被人們接受，這也致使納豆的發(fā)展受到一定程度的限制，對(duì)納豆中特殊氨臭味的處理成為研究的熱點(diǎn)，我們可以將納豆與我國(guó)傳統(tǒng)食物的風(fēng)味結(jié)合起來(lái)，通過(guò)調(diào)整產(chǎn)品的形態(tài)、添加風(fēng)味物質(zhì)、低溫干燥等處理方法，去除其特殊的味道，同時(shí)又保留原有的功能特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值
分離純化
有關(guān)納豆激酶分離純化的研究報(bào)道，絕大部分采用的是傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)分離純化手段，交替使用沉淀、鹽析、離心、過(guò)濾和色譜等技術(shù)。1.通過(guò)硫酸銨分級(jí)沉淀、CM-SepharoseF.F.柱層析、冷凍干燥得到納豆激酶。優(yōu)化了納豆激酶分離純化工藝。
2.以SubtilisinCarlsberg為模擬蛋白，以AOT/isooctane反膠團(tuán)體系為有機(jī)相，利用AOT/isooctane反膠團(tuán)體系從發(fā)酵液中分離純化納豆激酶.納豆激酶經(jīng)過(guò)一次萃取循環(huán)，蛋白質(zhì)回收率約為33.25%，酶活力回收率達(dá)到80.2%，純化因子約為2.5左右.
基因工程研究進(jìn)展
迄今為止，國(guó)外對(duì)納豆激酶基因的研究?jī)H限于Nakamura等利用鳥(niǎo)槍法得到了NK基因重組到Puc19質(zhì)粒上，轉(zhuǎn)化到E.coliHB101受體菌中，該基因工程菌發(fā)酵產(chǎn)物具有胞外蛋白酶活性，但沒(méi)有檢測(cè)其溶栓活性單位。至于對(duì)納豆激酶基因的克隆、表達(dá)及表達(dá)產(chǎn)物的研究還未見(jiàn)報(bào)道，但與納豆激酶同源性很高的枯草桿菌蛋白E和枯草桿菌蛋白酶amylosacchariticus都已有基因克隆的報(bào)道。