蛋白酶K來源于林伯氏白色念球菌（Tritirachium album Limber），是一種與枯草桿菌蛋白酶相關的絲氨酸蛋白酶。由于它能降解角蛋白（keratin），因此被命名為蛋白酶K。它是一種高活性的廣譜蛋白酶，在變性劑尿素或十二烷基磺酸鈉（sodium dodecyl sulfonate，SDS）溶液中依然能保持較高酶活力，所以被廣泛應用于各種生物材料中的DNA或RNA的提取。

一、蛋白酶K的性質從這三個方面介紹：

　　1、分子結構

　　蛋白酶K由一條肽鏈組成，包含277個氨基酸殘基，相對分子質量為28 930。活性部位由D39、H69和S224組成，底物識別位點主要為G100-Y104和S132-G136兩個片段。蛋白酶K的氨基酸序列與枯草芽孢桿菌蛋白酶具有高度同源性，因此被劃分為枯草芽孢桿菌蛋白酶類。蛋白酶K包含兩個二硫鍵（C34-C124，C179-C248），兩個色氨酸殘基（W8，W212）和一個游離半胱氨酸（C73）。X射線晶體學研究表明，蛋白酶K的三維結構為一個明確的球形折疊。蛋白酶K屬于α/β類蛋白質，包含6個α-螺旋，15個β-折疊和一個3/10螺旋。

　　2、熒光性

　　蛋白酶K在295 nm處被激發(fā)，它的熒光性由兩個色氨酸殘基W8和W212決定。但是，兩個色氨酸的光反應活性表現(xiàn)不同，W212要活潑得多。在pH 3～9范圍內，色氨酸熒光量子產率恒定。對已激發(fā)的色氨酸進行熱力滅活時，活化能需達到54 kJ/mol。這個值大幅地高于來自微生物的其他蛋白酶，因此可用來解釋蛋白酶K較高的熱穩(wěn)定性。

　　3、酶學性質

　　蛋白酶K具有很高的切割活性，底物識別位點能和底物組成一個3股的反平行β片層，可催化脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸的羧基端肽鍵斷裂。α-螺旋是保持蛋白酶K活性中心構象穩(wěn)定性的主要結構。α-螺旋共包含90個氨基酸殘基，占殘基總數(shù)的1/3，大部分殘基處在伸展的β-折疊結構中。這使得整個分子有序度低，變性熵不大，比變性焓值極低，反映了酶穩(wěn)定性的本質。分子中兩個二硫鍵及兩個Ca2+也對三級結構的熱穩(wěn)定性有貢獻。pH、溫度、Ca2+、激活劑和抑制劑等是影響蛋白酶K活力的主要因素。

二、蛋白酶K的運用

①在分離DNA和RNA的過程中，用于核酸酶的蛋白水解失活。蛋白酶K能降解與核酸結合的蛋白質，促進蛋白與核酸的分離，因此該酶在提取高分子量的核酸時具有很大的優(yōu)勢。蛋白酶K還常被用于RNA提取過程中抑制和降解RNase，防止提取的RNA被降解。RNA的質量對于cDNA合成、Northem印跡及雜交分析及體外翻譯等實驗的成敗至關重要。但是RNA極不穩(wěn)定、易于被環(huán)境中廣泛存在的RNase降解，而利用蛋白酶K可創(chuàng)造一個不含RNase的環(huán)境、以防止在提取RNA時被RNase污染，因此該酶的使用是成功提取RNA的關鍵。在核酸提取實驗中蛋白酶K的工作濃度大約是0.05-0.2mg/mL，一般情況下，提取一個樣本的核酸大約需要0.1mg的蛋白酶K ，而在實際使用過程中，為了增加核酸提取效率，通常會將蛋白酶K進行加量使用。新冠病毒的核酸檢測量劇增，造成對蛋白酶K需求激增，蛋白酶K原有的供需平衡被迅速打破，導致蛋白酶K一夜之間成為了緊缺的防疫物資。

②在生活和工業(yè)用水中滅活病毒。病毒外層結構一般以衣殼蛋白為主，因此蛋白酶K可以對病毒表面的蛋白進行破壞，進而造成病毒因結構不完整不再具有攻擊宿主細胞的能力。有研究結構表明，在蛋白酶K濃度為67.51ug/mL條件下對純水和生活污水中病毒處理lh，其對病毒的滅活率分別達到了99.4％和49.4％，而處理3h時，其病毒滅活率分別為>99.9％和81.8％。用含蛋白酶K的消毒劑對病毒滅活的優(yōu)點是消毒劑為蛋白質，無污染，不產生有害消毒產物，是一種高效且環(huán)保的消毒方法。

③在肉類嫩化中的應用蛋白酶K能分解肉中肌纖維與結締組織的蛋白質，甚至可以分解彈性蛋白及膠原蛋白，使肉類的各組織結構發(fā)生改變，如肉中部分肽鍵斷裂，吸水膨脹，質地變嫩，增強肉的口感。

④在其它生物行業(yè)中的應用，主要包括：

1）用于去除內毒素結合的陽離子蛋白，如溶茵酶和核糖核酸酶A。

2）可用于分離肝、酵母和綠豆線粒體

3）用于測定酶在細胞膜上的定位

4）用于石蠟包埋組織切片的處理，暴露用于抗體標記的抗原結合位點。

5）用于可傳播海綿狀腦病(TSE)研究中朊病毒腦組織樣本蛋白的消化。

附：蛋白酶K具有廣泛的底物特異性。即便存在洗滌劑的情況下，其仍可降解許多非變性 狀態(tài)的蛋白質。

蛋白酶K分離自身一種可在角質上生長的真菌白色側齒霉菌(Engyodontiumalbum)（前稱腐生真菌(Tritirachiumalbum)。

因此，蛋白酶K能夠降解非變性狀態(tài)的角質（頭發(fā)），因而稱為“蛋白酶K”。

1其切割的主要位點為帶有封閉氨基基團、鄰近脂族或芳香族氨基酸羧基端的肽鍵。因其廣泛的特異性，其較為常用。