Công nghệ enzyme. GV: ThS. Trịnh Đình Khá.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay không ai có thể phủ nhận được tầm quan trọng của công nghệ
sinh học đối với nền kinh tế quốc dân nước ta nói riêng và thế giới nói chung.
Thế kỷ 21 được coi là thế kỷ của ngành công nghệ sinh học, được coi là
thời điểm lịch sử mà con tầu vũ trụ mang tên “công nghệ sinh học” đã rời
khỏi bệ phóng để bay đến tầm cao mới.
Đối với Việt Nam, theo xếp hạng của Biotechnologi Atlas, công nghệ
sinh học (CNSH) Việt Nam đứng ở nhóm giữa trong khu vực ASEAN nhưng
vẫn lạc hậu so với các nước Singapore, Thái Lan trong việc ứng dụng nghiên
cứu vào sản xuất, tạo ra các sản phẩm chủ lực… Rõ ràng, Việt Nam còn rất
nhiều việc phải làm để đưa các kết quả nghiên cứu “vượt” ra ngoài phòng thí
nghiệm. Việt Nam là nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, rất thuận lợi cho sự
phát triển của sinh vật và đây được coi là một kho tàng vô giá về nguồn gen
trong tự nhiên và nguồn nguyên liệu để phát triển ngành công nghệ sinh học
nước nhà.
Công nghệ sinh học Việt Nam đang được coi là một hướng phát triển
mũi nhọn của đất nước. Trong đó có sự chú trọng đầu tư cho lĩnh vực công
nghệ enzyme. Trong đó công nghệ enzyme tái tổ hợp là một hướng đi mới.
Có rất nhiều loại enzyme tái tổ hợp đã được nghiên cứu để đưa vào ứng trong
thực tiễn. Protease là một trong những enzyme được ứng dụng rất nhiều trong
mọi lĩnh vực, trong đó, đặc biệt là công nghiệp thực phẩm Protease đã có
những đóng góp rất to lớn trong việc phục vụ, nâng cao đời sống của con
người. Vì vậy nhu cầu cải tiến tạo ra enzyme Protease tái tổ hợp mang những
đặc tính ưu việt hơn rất được quan tâm.
Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tìm hiểu
“ Các bước sản xuất enzyme Protease tái tổ hợp từ chủng Bacillus sp Việt Nam
biết trên genbank có một số trình tự mã hóa cho protein của một số loài trong
chi Bacillus. ”.
SV: Vũ Xuân Tạo K5 Công nghệ sinh học.


hoạt động như các yếu tố phát triển của cả tế bào ác tính và tế bào bình
thường đó là tǎng sự phân chia tế bào, sinh tổng hợp ADN...[2]. So với
Protease động vật và thực vật, Protease vi sinh vật có những đặc điểm khác
biệt. Trước hết hệ Protease vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm
nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử
nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất.
Cũng do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nên Protease vi sinh
vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thủy phân triệt để và đa
dạng.

1.1.2 Đặc điểm và tính chất của Protease vi sinh vật [5]
Các công trình nghiên cứu Protease vi sinh vật ngày càng nhiều. Các
kết quả nghiên cứu cho thấy ngay cả các Protease của cùng một loài vi sinh
vật cũng có thể khác nhau về
nhiều tính chất. Căn cứ vào cơ
chất phản ứng, pH hoạt động
thích hợp,… các nhà khoa học đã
phân loại các Protease vi sinh vật
thành bốn nhóm như sau:
P-xerin; P-thiol; P-kim loại;
P-acid
SV: Vũ Xuân Tạo K5 Công nghệ sinh học.

3
Hình 1.3. Cấu trúc tinh thể của Tripsin
(1 Protease xerin tiêu biểu)
Hình 1.2. Cấu trúc không gian enzyme Protease
Công nghệ enzyme. GV: ThS. Trịnh Đình Khá.
Một số tác giả khác chia Protease ra ba nhóm, dựa vào hoạt động pH của
chúng bao gồm: Protease-acid; Protease trung tính; Protease kiềm.

Asp.flavus
Asp.sojae
E.coli
DFP
+
Xerin Kiềm
P-tiol Streplococcus Indoaxeta-mit -SH 7,5
SV: Vũ Xuân Tạo K5 Công nghệ sinh học.

4
Công nghệ enzyme. GV: ThS. Trịnh Đình Khá.
Clostridium histoly-ticum Ps.cloromer-
curbenzoat
7,0
P kim
loại
Bac.subtilus
Bac.subtilus NRRL B3411
Bac. Subtilisamy
Losaccarilicis
Bac. Megaterium
Psuedomonasaeruginoa
Atreptomeces naraensis
Asp. Oryzae
Acremonium kiliense
Clostridiumhisttolytium
EDTA
++
1,10octa-
fenantrolin

5
Công nghệ enzyme. GV: ThS. Trịnh Đình Khá.
+ Đối với các Protease acid, theo nhiều nghiên cứu cấu trúc TTHĐ của
các tinh thể Protease acid của Phizopus chinenis và Endothia parasilica đã cho
thấy phân tử các Protease này gồm có hai hạt, giữa chúng có khe hở vào
khoảng 20
0
A. Khe hở này là phần xúc tác của các E, các gốc Asp-35 và Asp-
215 xếp đối diện nhau trong khe ấy.
- Đối với các Protease không chứa cysteine, TTHĐ của chúng có tính
mềm dẻo hơn vì cấu trúc không gian của chúng không được giữ vững bởi các
cầu disulphide.
Mặc dù TTHĐ của các Protease vi sinh vật có khác nhau nhưng các
enzyme này đều xúc tác cho phản ứng thủy phân liên kết peptide theo cùng
một cơ chế chung như sau:
Trong đó: E: enzyme, S: cơ chất, enzyme - S: Phức chất enzym- cơ
chất, P
1
: Là sản phẩm đầu tiên của phản ứng, P
2
: Là sản phẩm thứ hai của
phản ứng.
1.2. Nguồn thu nhận Protease [8]
- Enzyme là protein được sinh vật tổng hợp trong tế bào và là chất tham
gia xúc tác cho mọi phản ứng sinh học. Chính vì thế, mọi sinh vật đều được
xem là nguồn thu nhận để sản xuất enzyme. Nhưng vẫn chủ yếu là ba nguồn
chính: Động vật, thực vật và vi sinh vật.
- Protease phân bố ở thực vật, động vật, vi sinh vật. Tuy nhiên nguồn
enzyme ở vi sinh vật phong phú nhất, có ở hầu hết các vi sinh vật như vi
khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn… có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu

enzyme của vi sinh vật hoàn toàn không phụ thuộc vào khí hậu bên ngoài.
Trong khi đó, sản xuất enzyme từ nguồn thực vật và động vật không thể đưa
vào quy mô công nghiệp được.
+ Nguồn nguyên liệu dùng sản xuất enzyme theo quy mô công nghiệp
rẽ tiền và dễ kiếm, không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa rất
lớn về mặt môi trường sống. vi sinh vật không đòi hỏi quá khắc khe những
yếu tố dinh dưỡng của môi trường, nhất là những vi sinh vật tổng hợp enzyne.
Chính vì thế enzyme được sản xuất từ vi sinh vật thường rẻ tiền hơn enzyme
từ các nguồn khác.
SV: Vũ Xuân Tạo K5 Công nghệ sinh học.

7