파파인

Papain
파파인과시스테인프로테아제
Papain cartoon.png
카리카 파파야에서 온 파파인
식별자
기호펩티다아제_C1
PfamPF00112
인터프로IPR000668
프로사이트PDOC00126
SCOP21aec / SCOPe / SUPFAM
교황의
식별자
EC 번호3.4.22.2
CAS 번호.9001-73-4
데이터베이스
인텐츠IntEnz 뷰
브렌다브렌다 입력
엑스퍼시나이스자이메 뷰
케그KEG 입력
메타사이크대사통로
프리암프로필
PDB 구조RCSB PDB PDBe PDBsum

파파야 단백질 분해효소 I로도 알려진 파파인은 파파야(Carica papaya)와 마운틴 파파야(Vasconcellea cundinamarcensis)에 존재하는 시스테인 프로테아제(EC 3.4.22.2) 효소다. 그것은 교황과 같은 프로테아제 계열의 이름난 구성원이다.

그것은 가죽, 화장품, 섬유, 세제, 식품, 제약 산업에서 광범위한 상업적 용도를 가지고 있다. 식품 산업에서, 파파인은 많은 상업적인 고기 안심제의 활성 성분으로 사용된다.[1]

파파인 가문

파파인은 자궁내막증, 아미노펩타이드제, 디펩타일 펩타이드제, 엑소와 자궁내막증후군 효소 등 다양한 활동을 하는 관련 단백질군에 속한다.[2] 바쿨로비루스,[3] 에우박테리아, 효모, 그리고 실질적으로 모든 원생동물, 식물, 포유류에서 발견되는 파파인과의 구성원들은 널리 퍼져 있다.[2] 단백질은 전형적으로 리소솜 또는 분비물이며, 블로마이신 하이드롤라아제는 곰팡이와 포유류에서 세포질이지만 효소 활성에는 프로펠러피드의 단백질 분해효소가 필요하다.[4] 파파인 유사시스테인 단백질은 N-단자 프로펠러피드 부위와 함께 기본적으로 비활성 프로엔자임(자이모겐)으로 합성된다. 이러한 효소의 활성화 과정에는 체내 및 체외에서 다양한 기능을 제공하는 프로펠러피드 부위의 제거가 포함된다. 프로 영역은 새로 합성된 효소의 적절한 접기, 펩티다아제 영역의 불활성화 및 중성에서 알칼리성 pH 조건에서의 변성 방지 효소의 안정화를 위해 필요하다. 프로 영역 내의 아미노산 잔류물은 그들의 막 결합을 중재하며 프로엔자임에서 리소솜으로의 수송에 역할을 한다. 프로펩타이드의 가장 주목할 만한 특징들 중 하나는 인지 효소의 활동을 억제하는 능력과 특정 프로페타이드들은 그들이 유래한 펩타이드제의 억제를 위한 높은 선택성을 보인다는 것이다.[5]

구조

파파인 전구 단백질은 345개의 아미노산 잔류물을 함유하고 있으며,[6] 신호순서(1-18), 프로펠트화(19-133) 및 숙성 펩타이드(134-345)로 구성된다. 아미노산 수치는 성숙한 펩타이드에 기초한다. 단백질은 이황화 교량 3개로 안정화된다. 그것의 3차원 구조는 두 개의 뚜렷한 구조 영역으로 이루어져 있으며, 그 사이에 구분이 있다. 이 구획에는 활성 부위가 포함되어 있으며, 여기에는 치모트립신의 촉매 3중창에 비유된 촉매 다이아드가 포함되어 있다. 촉매 다이아드는 아미노산 시스테인-25와 히스티딘-159로 구성된다. 아스파라테-158은 세린 프로테아제 촉매 3종에서 아스파라테의 역할과 유사한 역할을 하는 것으로 생각되었지만, 그 이후로 그것은 반증되었다.[7]

함수

참고 항목: 촉매 트라이어드

파핀이 펩타이드 결합을 깨는 메커니즘은 디프로톤화 시스틴과 촉매 다이아드의 사용을 포함한다.[8] Asn-175 근처에 있는 Asn-175는 His-159의 이미다졸 링의 방향을 조정하여 촉매 Cys-25를 감압할 수 있도록 돕는다. 그리고 나서 이 사이스틴은 펩타이드 백본의 카보닐 탄소에 핵포틸 공격을 수행한다. 이것은 아킬-엔자임 중간을 형성하고 펩타이드의 아미노 종단부를 자유롭게 한다. 이 효소는 물 분자에 의해 탈아실화되며 펩타이드의 카르복시 단자 부분을 방출한다. 면역학에서 파파인은 면역글로불린(항체 결합)의 Fc(결정 가능) 부분을 Fab(항체 결합) 부분으로부터 분리하는 것으로 알려져 있다.

파파인은 비교적 열에 강한 효소로 최적의 온도 범위는 60~70℃이다.[9]

파파인은 소수성 단위(알라, 발, 레우, 일레, 페, 트르, 티르)가 선행하는 아르기닌이나 리신을 따라 갈라지는 것을 선호하며 발레가 뒤따르지 않는다.[10]

사용하다

파핀이 헬리그모아데스 베이커리 지렁이에 미치는 안테민트 효과.

파파인은 질긴 육질의 섬유질을 분해하고, 유럽이 접촉하기 이전부터 원산지인 남미에서 먹는 고기를 연하게 하기 위해 사용되어 왔다. 파파인을 활성 성분으로 한 분말 형태의 고기 연고기가 널리 판매되고 있으며 파파야 껍질의 요리법이 연구 논문에 실렸다.[1][11]

파파인은 세포 배양 준비의 첫 단계에서 세포를 분리하는 데 사용될 수 있다. 10분 동안 작은 조직 조각(1mm 미만3)을 치료하면 파핀이 세포들을 함께 잡고 있는 세포외 매트릭스 분자를 분리하기 시작할 수 있을 것이다. 10분 후, 프로테아제 작용을 멈추기 위해 프로테아제 억제제 용액으로 조직을 처리해야 한다. 치료되지 않은 채 방치되면, 교황의 활동이 세포의 완전한 용해로 이어질 것이다. 그런 다음 조직을 삼중수소(Pasteur pipette를 통해 위아래로 빠르게 통과)하여 조직 조각을 단일 세포 서스펜션으로 분할해야 한다.

그것은 또한 다양한 효소 괴사조직 제거 준비의 재료로 사용되는데, 특히 아큐자임(Accuzyme)이 특히 그러하다. 이것들은 죽은 조직을 청소하기 위해 만성적인 상처를 치료하는데 사용된다.

파파인은 치아 화이트너로 몇몇 이쑤시개와 민트 과자에 첨가된다. 미백 효과는 미백 효과가 미미한데, 이는 파핀이 낮은 농도로 존재하며 침에 의해 빠르게 희석되기 때문이다. 눈에 띄는 효과를 거두려면 몇 달 동안 써야 할 것이다.[12]

파파카리는 화학적 치과용 캐리 제거에 사용되는 젤로 파파카리의 주성분이다. 시추 작업이 필요 없으며 덴틴에 대한 복원 재료의 결합 강도를 방해하지 않는다.[13]

파파인은 카나비노이드에 대한 소변 약물 검사를 방해하는 것으로 알려져 왔다.[14] 그것은 몇몇 약물 해독 제품에서 발견된다.

최근, 파핀이 광전지에 사용되는 타이타니아 박막을 조립하는 데 사용될 수 있다는 것이 증명되었다.[15]

파파인은 또한 다양한 종류의 주사 가능한 치료법을 평가하기 위해 퇴화된 디스크 질병 모델을 만드는 데 사용되었다.[16][17]

면역글로불린

파판 소화가 진행된 항체: 팹 파편 2개와 fc 파편 1개.

파핀이 소화한 항체는 파편 50kDa Fab 파편 2개와 50kDa Fc 파편 1개 등 3개의 파편을 산출한다. 파판 소화가 진행된 항체는 응고, 강수량, 오소닉화, 용융화를 촉진할 수 없지만, 팹 파편은 여전히 적절한 항원에 결합하여 중화시킬 수 있는데, 이는 크로파브(CroFab)라고 알려진 양 항크로탈리아드 독소 항체 제제제제제제제제약과 유사한 양의 항시료 파편인 디지빈드(Digibind)에서 가장 흔히 볼 수 있다. 급성 약물 과다복용 상황에서 심장 약품 디옥신을 중화시키는 것.

생산

파파인은 보통 파파야 나무의 열매에서 라텍스를 채취하여 조잡하고 건조한 물질로 생산된다. 라텍스는 과일의 목 부분을 채점한 후 수집되는데, 여기서 과일에 말리거나 용기에 떨어질 수 있다. 이 라텍스는 그 후 더 건조된다. 지금은 건조하고 조잡한 물질로 분류된다. 오염 물질을 제거하기 위해서는 정화 조치가 필요하다. 이 정화는 정부 등록 과정을 통해 활성 파파인 효소 계통의 용해와 추출로 이루어진다. 이 정제된 파핀은 분말 또는 액체로 공급될 수 있다.

미국의 마케팅 제한

참고 항목: 프로테아제(의료 및 관련 용도)

2008년 9월 23일, 미국 식품의약국(FDA)은 2008년 11월 4일까지 안과 균형의 소금 용액과 파파인을 함유한 국소 의약품의 마케팅을 중단하라고 기업에 경고했다. FDA는 "역사적으로 국소적인 형태의 의약품은 승인 없이 시판되어 왔다"고 밝혔다.[18] 자넷 우드콕 약물평가센터 소장은 "이러한 미승인 제품들은 승인되지 않은 균형잡힌 소금 용액으로 영구적인 시력 상실에 대한 보고에서부터 혈압의 심각한 하락과 국소적인 파파 제품의 심장 박동수 증가까지 소비자들의 건강을 위험에 빠뜨렸다"고 말했다.ation and Research

승인되지 않은 주제 파파인 제품

당뇨병성 궤양, 압력성 궤양, 하지궤양, 외상성 감염상 등 급성 및 만성 병변에서 사망하거나 오염된 조직을 제거하기 위해 파파인을 함유한 국소 약물 연고를 사용한다. 이들 제품의 트레이드 네임에는 아큐자임, 알란필, 알란자임, 에테자임, 글래다세, 코비아, 파나필, 파파우레아, 지오엑스 등이 있다. 다른 제품들은 파파인우레아 연고 같은 활성 성분 이름으로 판매된다.

2008년 FDA는 파파인이 함유된 제품을 사용하는 환자들에게 심각한 이상반응이 발생한다는 보고를 받았기 때문에 이러한 제품에 대해 조치를 취할 것이라고 발표했다. 저혈압(저혈압)과 빈맥(급속 심박수)으로 이어지는 과민성(알레르기) 반응이 보고됐다. 게다가 라텍스에 알레르기가 있는 사람들은 파파인의 근원인 파파야에도 알레르기가 있을 수 있는데, 라텍스 민감성을 가진 사람들은 국소적인 파파인 약물 제품에 대한 부작용을 겪을 위험이 증가할 수 있음을 암시한다.

FDA는 국소적 교황 준비물을 사용하는 것에 대한 우려가 있는 사람들은 그들의 의료 서비스 제공자에게 사용을 중단하는 것에 대해 연락할 것을 권고했다.

파파인과의 인간 사이스티인 보호제

참고 항목

참조

  1. ^ a b Islam MN, Molinar-Toribio EM (July–December 2013). "Development of a meat tenderizer based on papaya peel. Observación por Pares Basada en Mapas Conceptuales: Una Estrategia para Fomentar el "Scholarship of Teaching and Learning" en la Universidad Tecnológica de Panamá. 2013;24" (PDF). RIDTEC. 9 (2).
  2. ^ a b Rawlings ND, Barrett AJ (1994). "Families of cysteine peptidases". Methods in Enzymology. 244: 461–86. doi:10.1016/0076-6879(94)44034-4. PMC 7172846. PMID 7845226.
  3. ^ Rawlings ND, Barrett AJ (February 1993). "Evolutionary families of peptidases". The Biochemical Journal. 290 ( Pt 1): 205–18. doi:10.1042/bj2900205. PMC 1132403. PMID 8439290.
  4. ^ Sebti SM, DeLeon JC, Lazo JS (July 1987). "Purification, characterization, and amino acid composition of rabbit pulmonary bleomycin hydrolase". Biochemistry. 26 (14): 4213–9. doi:10.1021/bi00388a006. PMID 3117099.
  5. ^ Yamamoto Y, Kurata M, Watabe S, Murakami R, Takahashi SY (April 2002). "Novel cysteine proteinase inhibitors homologous to the proregions of cysteine proteinases". Current Protein & Peptide Science. 3 (2): 231–8. doi:10.2174/1389203024605331. PMID 12188906.
  6. ^ "UniProt P00784: Papain precursor – Carica papaya (Papaya)". UniProtKB.
  7. ^ Ménard R, Khouri HE, Plouffe C, Dupras R, Ripoll D, Vernet T, et al. (July 1990). "A protein engineering study of the role of aspartate 158 in the catalytic mechanism of papain". Biochemistry. 29 (28): 6706–13. doi:10.1021/bi00480a021. PMID 2397208.
  8. ^ Shokhen M, Khazanov N, Albeck A (December 2009). "Challenging a paradigm: theoretical calculations of the protonation state of the Cys25-His159 catalytic dyad in free papain". Proteins. 77 (4): 916–26. doi:10.1002/prot.22516. PMC 2767454. PMID 19688822.
  9. ^ "Data Sheet - Papain". Archived from the original on 2014-07-15. Retrieved 2010-08-08.
  10. ^ "Papain - Selective Proteolytic Enzymes". Sigma-Aldrich. Retrieved 2 August 2020.
  11. ^ Maiti AK, Ahlawat SS, Sharma DP, Khanna N (2008). "Application of natural tenderizers in meat-a review" (PDF). Agricultural Reviews. 29 (3): 226–30.
  12. ^ Chakravarthy P, Acharya S (October 2012). "Efficacy of extrinsic stain removal by novel dentifrice containing papain and bromelain extracts". Journal of Young Pharmacists. 4 (4): 245–9. doi:10.4103/0975-1483.104368. PMC 3573376. PMID 23493413.
  13. ^ Lopes MC, Mascarini RC, da Silva BM, Flório FM, Basting RT (2007). "Effect of a papain-based gel for chemomechanical caries removal on dentin shear bond strength". Journal of Dentistry for Children. 74 (2): 93–7. PMID 18477426.
  14. ^ Burrows DL, Nicolaides A, Rice PJ, Dufforc M, Johnson DA, Ferslew KE (July 2005). "Papain: a novel urine adulterant". Journal of Analytical Toxicology. 29 (5): 275–95. doi:10.1093/jat/29.5.275. PMID 16105251.
  15. ^ Bawazer LA, Ihli J, Levenstein MA, Jeuken LJ, Meldrum FC, McMillan DG (June 2018). "Enzymatically-controlled biomimetic synthesis of titania/protein hybrid thin films" (PDF). Journal of Materials Chemistry B. 6 (23): 3979–3988. doi:10.1039/C8TB00381E. PMID 32254326.
  16. ^ Chan SC, Bürki A, Bonél HM, Benneker LM, Gantenbein-Ritter B (March 2013). "Papain-induced in vitro disc degeneration model for the study of injectable nucleus pulposus therapy". The Spine Journal. 13 (3): 273–83. doi:10.1016/j.spinee.2012.12.007. PMID 23353003.
  17. ^ Roberts S, Menage J, Sivan S, Urban JP (February 2008). "Bovine explant model of degeneration of the intervertebral disc". BMC Musculoskeletal Disorders. 9 (1): 24. doi:10.1186/1471-2474-9-24. PMC 2266744. PMID 18298830.
  18. ^ Shuren J (2008-09-22). "Topical Drug Products Containing Papain; Enforcement Action Dates" (PDF). United States Food and Drug Administration, Department of Health and Human Services. Archived from the original (PDF) on 1 March 2017.

외부 링크