Enzyme phân giải và thủy phân protein là gì? Phân loại và ứng dụng

Enzyme phân giải hay enzyme thủy phân protein là các dưỡng chất sinh học có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên cũng như trong đời sống xã hội. Có những loại enzyme phân giải protein nào? Ứng dụng của enzyme thủy phân protein trong đời sống là gì? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu ở bài viết này nhé!

Enzyme phân giải và thủy phân protein là gì? Phân loại và ứng dụng 1

Enzyme phân giải và thủy phân protein – Protease

Enzyme phân giải và thủy phân protein là gì?

Enzyme phân giải và thủy phân protein có các tên gọi khoa học thường được sử dụng là protease, peptidase hay proteinase. Đây là các enzyme có đặc tính sinh học xúc tác cho phản ứng phân giải các phân tử protein thành các chất có kích thước nhỏ hơn như chuỗi peptid mạch ngắn hay những acid amin đơn phân tử mà cơ thể có thể dễ dàng hấp thu được. 

Protein là một vật chất dinh dưỡng quan trọng cấu thành nên các tế bào – đơn vị cơ bản của những sinh vật sống trên trái đất. Trong cơ thể của động vật, hệ tiêu hóa sẽ không thể hấp thu được các chất protein vì chúng có kích thước quá lớn. Do đó, sẽ cần phải có các enzyme tiêu hóa hay các chất phân giải protein thành những chất nhỏ hơn để có thể hấp thu được.

Thủy phân là một loại phản ứng hóa học có mặt của phân tử nước (H2O) trong đó một phân tử sẽ bị phân cắt thành hai hay nhiều chất mới. Một phần của phân tử bị phân giải sẽ tương tác với ion H+ từ phân tử nước, phần khác sẽ liên kết với ion OH- còn lại. 

Bản chất của phản ứng thủy phân protein là quá trình phá vỡ liên kết peptid (-CO-NH-) liên kết giữa các acid amin trong phân tử protein với sự có mặt của nước. Do liên kết peptid thuộc loại liên kết tương đối bền vững nên để phản ứng diễn ra được cần có chất xúc tác là tác nhân hóa học (acid hoặc base) hoặc tác nhân sinh học ( enzyme thủy phân protein – protease).

Mỗi một loại enzyme protease sẽ có những đặc tính và cách thủy phân protein khác nhau đặc trưng cho từng loại riêng biệt. 

Enzyme phân giải và thủy phân protein là gì? Phân loại và ứng dụng 2

Enzyme phân giải protein có mặt trong một số loài thực vật

Phân loại các enzyme phân giải protein

Tính đến thời điểm hiện tại đã có hàng trăm enzyme phân giải protein được tìm thấy trên thế giới. Các enzyme này có nhiều cách phân loại khác nhau, từ phân loại theo nguồn gốc xuất xứ, theo độ pH hoạt động tối ưu đến phân loại theo vị trí trung tâm hoạt động. 

Xét về cách phân loại theo nguồn gốc, các protease trong tự nhiên có mặt rất nhiều các loài sinh vật đa dạng khác nhau bao gồm thực vật, động vật và cả vi sinh vật:

+ Các enzyme phân giải protein xuất hiện nhiều và phổ biến nhất là ở các loài động vật. Các enzyme này thường được tiết ra nhiều ở trong hệ tiêu hóa để phục vụ cho quá trình tiêu hóa thức ăn và hấp thu chất dinh dưỡng. Một số enzyme tiêu biểu có nguồn gốc từ động vật như: trypsin, chymotrypsin, pepsin, dipeptidase, aminopeptidase…

+ Các enzyme phân giải protein có mặt ở trong các loài thực vật sẽ ít hơn rất nhiều so với động vật, chúng chỉ xuất hiện ở một số loài thực vật đặc trưng như: enzyme papain ở đu đủ, enzyme bromelain ở dứa. 

+ Các enzyme phân giải protein trong vi sinh vật thường đóng vai trò chủ yếu là gây hại cho vật chủ. Các loài vi sinh vật có chứa protease trong tự nhiên cũng rất đa dạng từ các loài vi khuẩn, nấm cho đến một số chủng virus. 

Xét theo độ pH hoạt động, enzyme phân giải protein được phân loại thành 3 nhóm:

+ Protease ưa acid: hoạt động tối ưu trong khoảng pH < 6.

+ Protease trung tính: hoạt động tối ưu trong khoảng pH 6-8.

+ Protease ưa acid: hoạt động tối ưu trong khoảng pH > 8.

Còn về vị trí trung tâm hoạt động thì các enzyme phân giải protein được phân loại thành 7 nhóm khác nhau bao gồm: Serine protease, Cysteine ​​protease, Protease threonine, Protease Aspartic, protease glutamic, Metalloproteases và các lyase peptit. 

Enzyme phân giải và thủy phân protein là gì? Phân loại và ứng dụng 3

Các enzyme thủy phân protein được ứng dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm 

Ứng dụng của các enzyme thủy phân protein trong đời sống

Các enzyme thủy phân protein là một trong những loại enzyme có nhiều tác dụng và được ứng dụng rộng rãi nhất trong đời sống xã hội hiện nay. Những ứng dụng đáng kể nhất của các enzyme thuộc nhóm protease này là: 

+ Ứng dụng trong y học: nhiều enzyme thủy phân protein có thể được dùng làm thành phần của các thuốc hỗ trợ tiêu hóa, thuốc chống viêm, chống oxy hóa hay bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe. 

+ Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm: các enzyme thủy phân protein được sử dụng nhiều trong quá trình sản xuất nhiều loại thực phẩm và đồ ăn thức uống. 

+ Ứng dụng trong công nghiệp thuộc da: enzyme thủy phân protein có thể dùng trong giai đoạn làm sạch, làm mềm da để chuẩn bị cho quá trình nhuộm màu sau đó. 

+ Ứng dụng trong công nghiệp chất tẩy rửa: protease có thể làm thành phần trong các sản phẩm tẩy rửa và làm sạch trong phòng bếp. 

+ Ứng dụng trong lĩnh vực xử lý rác thải và bảo vệ môi trường

Hy vọng rằng những thông tin chia sẻ trong bài viết vừa rồi đã giúp bạn đọc biết thêm được nhiều kiến thức cũng như hiểu rõ hơn về các loại enzyme phân giải và thủy phân protein. Để tìm hiểu thêm về nhiều kiến thức bổ ích khác, xin vui lòng truy cập vào địa chỉ: https://biogreenjsc.com.vn/tin-tuc/