2
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC CHIÊM LÂM PHÚC DIỄM

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ ENZYME PAPAIN
1.1.1 Cysteine protease
[8, 9, 19, 34, 43]
Cysteine proteases (EC.3.4.22) là nhóm các protein có trọng lượng phân tử
trong khoảng 21-30 kDa, các protein này có khả năng xúc tác để thủy phân các loại
liên kết: peptide, amide, ester thiol. Đây cũng là những enzyme có nhóm –SH trong
tâm hoạt động.
Người ta đã tìm thấy hơn 20 họ cysteine proteases (Barrett, 1994) và nhiều
enzyme trong số này (papain, bromelain, ficain, animal cathepsins) được ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp.
Có hai loại cysteine proteases là exopeptidase (cathepsin X,
carboxypeptidase B) và endopeptidases (bromelain, ficain, cathepsin...).
Exopeptidase thủy phân liên kết peptide ở đầu N hoặc đầu C tự do trong khi đó
endopeptidase cắt đứt các liên kết peptide ở giữa chuỗi polypeptide.
1.1.2 Papain
1.1.2.1 Nguồn gốc
[2,17, 19, 32 ]
Papain (EC 3.4.22.3) là cysteine protease được biết đến nhiều nhất và được
phân lập lần đầu tiên vào năm 1879 từ nhựa trái đu đủ (Carica papaya). Đây cũng
là enzyme đầu tiên được xác định cấu trúc tinh thể (Drenth et al., 1968; Kamphuis
et al., 1894). Trong nhựa đu đủ ngoài enzyme papain còn có các loại protease khác
như chymopapain, caricain, glycyl endopeptidase và một số enzyme khác (Baines
and Brock-lehurst, 1979). Nhựa đu đủ có hàm lượng và hoạt tính papain cao nhất
tập trung ở vùng có nắng nóng và độ ẩm ổn định quanh năm.
3
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC CHIÊM LÂM PHÚC DIỄM

1. Nhựa đu đủ có thể gây viêm da.
2. Ở Trung Mỹ, trong dân gian, người ta sử dụng đu đủ để điều trị bệnh lỵ
amip (Entamoeba histolytica), một loại ký sinh trùng gây tiêu chảy dạng lỵ và biến
chứng áp- xe gan.
3. Ở Samoa, người dân dùng phần dưới vỏ thân cây đu đủ để chữa chứng
nhức răng.
4. Nhựa đu đủ có chứa papain, là một trong hai loại men tiêu hủy protein
(proteolytic enzymes) có tác dụng làm mềm thịt bắp. Chính do tác dụng này, khi
dùng đu đủ hầm chung với thịt, thịt sẽ mềm hơn. Người dân vùng Ca-ri-bê, Trung
Mỹ cho biết họ có thể dùng khẩu phần với số lượng lớn thịt cá nhưng vẫn không hề
gì nếu ăn đu đủ xanh sau đó.
5. Phần cơm đu đủ là thành phần chính của các loại mỹ phẩm như kem nền
(mặt), kem đánh răng, xà bông gội đầu.
6. Các ứng dụng quan trọng trong y học của nhựa đu đủ là chiết xuất papain
để dùng trong phẫu thuật cột sống (là một loại "dao phẫu thuật tự nhiên" để mở đĩa
đệm). Nghiên cứu cho thấy chiết xuất papain có hoạt tính kháng sinh (antibiotic
activity) với tác dụng chống vi khuẩn gram dương (gram-positive bacteria). Nó còn
được dùng để điều trị lở loét, làm tiêu giả mạc trong bệnh bạch hầu, chống kết dính
sau phẫu thuật, làm thuốc giúp tiêu hóa. Trong công nghiệp, papain được dùng để
5
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC CHIÊM LÂM PHÚC DIỄM

tinh chế bia; xử lý len và lụa trước khi nhuộm; là phụ gia trong công nghệ chế biến
cao su; khi tinh chế dầu gan cá tuna, người ta tiêm papain vào gan trước khi chiết
xuất, làm cho thành phẩm giàu Vitamin A và D hơn. Khoảng 1,500 quả đu đủ xanh
cỡ vừa cho được khoảng 650g papain.
1.1.2.2 Tính chất của papain
[8]
1.1.2.2.1 Tính chất vật lý
Bảng 1.1 Tính chất vật lý của papain

Bền nhiệt.
1.1.2.2.2 Tính chất hóa học
[8, 34]
a) Cấu tạo hóa học
Theo kết quả phân tích bằng tia X, phân tử papain được cấu tạo bởi 212 acid
amin trong đó không có chứa methionine. Phân tử lượng khoảng 23,350 Da, phân tử
là một mạch polypeptide với đầu N là isoleucine, đầu C là asparagine, có 6 gốc
cysteine tạo thành 3 cầu disulfur ở các vị trí 22-63, 56-95, 153-200 không có chức
năng sinh học, chỉ làm tăng tính bền vững của cấu trúc và một nhóm –SH tự do ở vị
trí 25.

6
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC CHIÊM LÂM PHÚC DIỄM

b) Cấu trúc không gian
Phân tử papain có dạng hình cầu với kích thước 36x48x36A
o
và mạch chính
bị gấp thành hai phần riêng biệt bởi một khe. Trung tâm hoạt động nằm tại bề mặt
của khe này, nhóm -SH hoạt động của cysteine 25 nằm bên trái khe và nhóm
histidine 159 nằm bên phải khe. Phần xoắn  chiếm 20% toàn bộ các amino acid có
trong phân tử. Hình 1.2 Cấu trúc bậc 3 của papain
Hoạt tính của papain dựa trên hai tâm hoạt động là Cys
25
và His
159
. Khoảng