البروتياز موجود في كل مكان في النظم الحيوية، حيث يكون له أدوار متنوعة في الجوانب البيوكيميائية والفسيولوجية والتنظيمية للخلايا والكائنات الحية، ويمثل البروتياز الجزء الأكبر من سوق الإنزيمات الصناعية حيث يتم استخدامه في المنظفات، وفي معالجة الأغذية، وفي ترقية الجلود والنسيج، وكمحفزات في التخليق العضوي، وكعلاجات.
ما هو البروتياز
البروتياز عبارة عن إنزيمات تكسر روابط البروتينات الببتيدية، وهي مقسمة إلى بروتياز حامض ومحايد وقلوي، ويمكن الحصول على هذه الإنزيمات من النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة في عدة ظروف مثل تركيزات الملح العالية وتمتلك البروتياز المحبة للملح نشاطًا مستقرًا عند درجة حرارة عالية وقوة أيونية في وجود مذيبات عضوية، وبعض إنزيمات البروتياز لها استخدامات محتملة في المنظفات، وصناعة الأدوية، وعمليات المعالجة الحيوية، والصناعات الغذائية.
تطبيقات البروتياز
وجد البروتياز أيضًا تطبيقات أكثر تخصصًا في عمليات تنقية المنتجات غير البروتينية من المستخلصات الحيوانية أو النباتية بما في ذلك استخراج اللثة الكربوهيدراتية وعديدات السكاريد المخاطية، ويمكن استخدام البروتياز لإذابة مواد الكيراتين لتحويل مواد النفايات مثل الريش إلى مركزات بروتين لاستخدامها كعلف للحيوانات، ويحتوي البروتياز القلوي من أنواع (Streptomyces) أيضًا على نشاط كيراتين قوي.
يعتبر البروتياز النباتي، غراء وبروميلين، فعالين مثل إنزيمات تليين اللحوم، كما هو الحال في بكتيريا B، والبروتياز المحايد، وتشمل التطبيقات الصناعية الأخرى للبروتياز استخدامها في استعادة الفضة من أفلام التصوير التقليدية المحتوية على الجيلاتين بما في ذلك فيلم الأشعة السينية، وفي تسييل النفايات العضوية الصناعية والمنزلية. يمكن أيضًا أن يستهلك الإنسان والحيوان البروتياز كمساعدات في الجهاز الهضمي.
إنزيم البروتياز في التحلل المائي
إن البروتياز قادر على تحفيز تفاعلات التحلل المائي التي تحلل جزيئات البروتين وصولاً إلى الببتيدات وفي النهاية لتحرير الأحماض الأمينية؛ وإلى جانب تنفيذ تفاعلات تحلل البروتين، ينظم البروتياز أيضًا العديد من الشلالات الإنزيمية كجزء من الدورات الأيضية (على سبيل المثال، تكسير الدهون والكربوهيدرات) عن طريق الهجوم على زيموجينات الإنزيم، والتي تطلق في النهاية إنزيمات نشطة أخرى من تسلسلات الببتيد الأطول، ولكن غير النشطة.
تشكل البروتياز مجموعة كبيرة ومعقدة من الإنزيمات، والتي تختلف عن بعضها البعض من حيث خصوصية الركيزة وطبيعة الموقع النشط والآلية التحفيزية المتبعة، بالإضافة إلى درجة الحموضة ودرجة الحرارة المثلى واستقرار الحرارة تخضع خصوصية البروتياز، على وجه الخصوص، لنوع بقايا (بقايا) الأحماض الأمينية في موقعها التحفيزي.
أخيرا، البروتياز عبارة عن إنزيمات محطمة للبروتين يتم تكميلها في حمية الدواجن لتحطيم البروتينات المخزنة في الأعلاف النباتية المتنوعة ومضادات التغذية البروتينية في البروتينات النباتية، وتحتوي بذور البقوليات، مثل البازلاء، على كميات كبيرة من بروتينات التخزين.
