Enzyme là chất xúc tác sinh học được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và đóng góp vai trò rất quan trọng trong đời sống. Trong các loại enzyme, Protease nằm trong số những enzyme có nhiều ứng dụng nhất. Ở bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về bản chất và quy trình sản xuất của enzyme protease tái tổ hợp.
Protease tái tổ hợp có nhiều ưu điểm hơn protease tự nhiên
Enzyme protease tái tổ hợp là gì?
Theo định nghĩa protease hay peptidase, proteinase là nhóm các enzyme có tác dụng xúc tác cho phản ứng thủy phân liên kết peptide có trong các phân tử protein hay chuỗi polypeptide. Đây là enzyme sinh học được sử dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay nên nhu cầu tìm kiếm là rất lớn.
Trong tự nhiên, protease có thể thu nhận hay chiết tách từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm:
+ Nguồn động vật: protease được chiết xuất nhiều từ gan của một số loài động vật.
+ Nguồn thực vật: quả của các loài cây như dứa, đu đủ…
+ Nguồn vi sinh vật: nấm, vi khuẩn…
Trong số các nguồn trên, protease từ vi sinh vật được ứng dụng nhiều hơn cả do hoạt lực thủy phân chất đạm cao hơn. Đồng thời sản lượng protease chiết xuất từ vi sinh vật cũng lớn hơn nhờ khả năng sinh sản nhanh chóng, nhờ đó mà giá thành được giảm đi đáng kể.
Mặc dù vậy sản lượng cũng như hoạt tính của protease từ nguồn vi sinh vật nuôi cấy bằng phương pháp truyền thống vẫn chưa đáp ứng được nhiều yêu cầu về việc mở rộng và ứng dụng trong xã hội ngày càng phát triển như hiện nay. Do đó các chuyên gia đã nghiên cứu và áp dụng những kỹ thuật lai tạo gen, ADN hiện đại để sản xuất ra protease.
Sự kết hợp của công nghệ ADN tái tổ hợp cùng với kỹ thuật nuôi cấy vi sinh vật hiện đại là cơ sở để sản xuất ra protease tái tổ hợp với sản lượng và chất lượng tốt hơn.
Protease tái tổ hợp được tạo ra nhờ nuôi cấy E.coli biến đổi gen
Quy trình sản xuất protease tái tổ hợp
Công nghệ DNA tái tổ hợp được nghiên cứu và phát triển từ những năm 70 của thế kỷ trước nhờ áp dụng các phương pháp và kỹ thuật dùng trong nghiên cứu các quá trình sinh học ở mức độ phân tử. Từ đó cho phép phân lập, phân tích, thao tác trên các gen theo nhiều phương thức khác nhau và tạo ra những loại thuốc mới, enzyme mới…
Để tạo ra protease tái tổ hợp với ưu điểm vượt trội, các nhà khoa học sẽ tách mã gen sản xuất protease ở 1 loài vi khuẩn trong tự nhiên, sau đó biến đổi cấu trúc gen để tăng hoạt lực của protease rồi cấy vào 1 loài vi khuẩn có khả năng sinh sản mạnh mẽ hơn để tăng sản lượng sản xuất.
Quy trình sản xuất enzyme protease tái tổ hợp sẽ bao gồm 3 giai đoạn chính là:
+ Tách gen mã hóa protease của chủng vi khuẩn Bacillus subtilis tự nhiên.
+ Tạo dòng gen sản xuất protease trong vector biểu hiện và biến nạp vào chủng vi khuẩn E. coli.
+ Nuôi cấy vi khuẩn E.coli biến đổi gen.
+ Thu nhận chế phẩm protease của E. coli tái tổ hợp.
Tại Việt Nam, quá trình nghiên cứu sản xuất protease tái tổ hợp mới chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm chưa tiến lên quy mô công nghiệp được do còn nhiều hạn chế về mặt công nghệ kỹ thuật so với thế giới. Hy vọng rằng trong thời gian sớm nhất chúng ta có thể phát triển được công nghệ này để ứng dụng nâng cao chất lượng đời sống xã hội.
Protease được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực
Ứng dụng của protease tái tổ hợp
Nhờ khả năng phân giải mạnh protein mà protease nói chung và protease tái tổ hợp nói riêng được ứng dụng vào trong hàng loạt các lĩnh vực và ngành nghề khác nhau, đó là:
+ Lĩnh vực sản xuất xà phòng, kem mỹ phẩm làm mịn da, thuốc đánh răng.
+ Công nghiệp thuộc da: protease giúp làm sạch lông, làm mềm da không những hạn chế ô
nhiễm môi trường mà còn giúp tiết kiệm được năng lượng trong quá trình sản xuất nữa.
+ Ứng dụng trong ngành dược phẩm: protease được sử dụng làm thuốc chống tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thương, làm thông đường hô hấp, chống viêm, thuốc hỗ trợ tiêu hóa và làm thành phần của các loại thuốc dùng trong da liễu…
+ Công nghiệp thực phẩm: protease được sử dụng trong sản xuất pho mát, làm bánh nướng, sản xuất bia, chế biến cá, sản xuất dịch thủy phân đậu, làm mềm thịt…
+ Lĩnh vực chăn nuôi: protease được bổ sung vào trong thức ăn cho vật nuôi giúp hỗ trợ tiêu hóa và tăng cường hấp thu dinh dưỡng. Bên cạnh đó protease cũng là thành phần của những sản phẩm làm sạch môi trường tạo điều kiện cho vật nuôi sinh trưởng và phát triển.
Qua bài viết vừa rồi hy vọng rằng độc giả đã biết thêm được nhiều thông tin bổ ích cũng như hiểu rõ hơn về loại enzyme protease tái tổ hợp. Nếu có nhu cầu mua nguyên liệu protease hay các enzyme sinh học khác xin vui lòng liên hệ Công ty cổ phần hóa dược và công nghệ sinh học Biogreen – Hotline: 0972.867.686 hoặc email: kinhdoanh.biogreen@gmail.com