枯草桿菌蛋白酶是芽孢桿菌屬細(xì)菌所分泌的胞外堿性蛋白酶 ,屬絲氨酸蛋白水解酶類

枯草桿菌蛋白酶催化水解蛋白質(zhì)為氨基酸 ,在有機(jī)溶劑中也能催化多肽的合成。這些堿性蛋白酶具有重要的應(yīng)用價(jià)值 ,被廣泛應(yīng)用于洗滌劑、制革及絲綢工業(yè)。產(chǎn)生這類酶的菌有地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、緩慢芽孢桿菌、嗜堿芽孢桿菌和南極嗜冷芽孢桿菌等。它們產(chǎn)生的酶分別被稱為枯草桿菌蛋白Carlsberg、BPN’、E、BL 、YaB 等。對于枯草桿菌蛋白酶結(jié)構(gòu)與功能的研究已有較長的歷史 ,其蛋白結(jié)構(gòu)、生化特性、催化機(jī)理等均有了較清晰的了解。這些酶的三維結(jié)構(gòu)及編碼基因都基本研究清楚。大部分枯草桿菌蛋白酶是由 270多個(gè)氨基酸殘基組成?？莶輻U菌蛋白酶BPN’與E 的區(qū)別是43 個(gè)氨基酸殘基發(fā)生替換,Carlsberg 與E 在序列上的區(qū)別是89 個(gè)氨基酸殘基替換再加上第 56位殘基缺失 ,BL與 BPN’的區(qū)別是在275 個(gè)氨基酸殘基上有103 個(gè)殘基替換再加上4 個(gè)殘基(160～163)缺失。南極嗜冷芽孢桿菌分泌的堿性蛋白酶酶原由 419個(gè)氨基酸殘基組成 ,成熟的酶蛋白由 309個(gè)氨基酸殘基組成 ,與嗜溫枯草桿菌蛋白酶有52 %的氨基酸序列相同。由于枯草桿菌蛋白酶的高分辨率的結(jié)構(gòu)已經(jīng)清楚 ,而且有合適的克隆、表達(dá)系統(tǒng)以及準(zhǔn)確的定量分析酶的催化活性的方法 ,因此它是進(jìn)行蛋白質(zhì)工程研究的合適的對象。迄今為止對枯草桿菌蛋白酶所做的定位誘變已有 400多個(gè) ,在理論和應(yīng)用上都取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展和成功。另外 ,利用體外誘變和體外重組技術(shù)對該酶的改造也取得了一些很好的成績。人們對細(xì)菌進(jìn)行基因工程改造 ,其目的就是為了使產(chǎn)物高表達(dá)或獲得性能改進(jìn)的產(chǎn)物 ,這一目的在枯草桿菌蛋白酶中已經(jīng)取得很多成功的例子。 

10 年前,所謂洗滌用酶簡直就是枯草桿菌蛋白酶的同義詞 ,目前枯草桿菌蛋白酶仍然是最基本、最重要和使用最廣泛、最成熟的酶種。國外 60年代推出枯草桿菌蛋白酶 ,目前洗滌劑的 90 %為加酶洗滌劑。國內(nèi) 1979年推出枯草桿菌蛋白酶 ,1990年國內(nèi)枯草桿菌蛋白酶產(chǎn)量約 13000噸 ,加酶洗衣粉占洗滌劑總量約 10 %。因此 ,國際上許多研究單位或公司競相對枯草桿菌蛋白酶進(jìn)行多方面的工程研究 ,其商業(yè)價(jià)值是不言而喻的。另一方面 ,枯草桿菌蛋白酶作為蛋白質(zhì)工程的一個(gè)對象 ,對它的研究不僅僅改善了其性能 ,更為重要的是豐富了蛋白質(zhì)工程的理論 ,為其它酶 ,尤其是其它工業(yè)酶(主要為水解酶類)的性能改造提供了范例和理論指導(dǎo)