Đối với ngành dược phẩm, công nghệ thực phẩm, enzyme thuỷ phân protein đóng vai trò là chất cắt đứt liên kết peptide. Trong số các protease: Papain (nguồn gốc thực vật) và Trypsin (nguồn gốc động vật) là hai loại enzyme phổ biến nhất đều có nhiệm vụ phân thuỷ protein nhưng có cơ chế hoạt động và điều kiện môi trường tối ưu khác nhau. Hãy cùng tìm hiểu sự khác biệt của 2 loại enzyme này qua bài viết dưới đây.
1. Tổng quan về enzyme Papain và Trypsin
Papain là gì?
Papain là một cysteine protease được chiết xuất tự nhiên từ nhựa quả đu đủ xanh (Carica papaya). Cấu tạo là một chuỗi polypeptide đơn bao gồm 212 axit amin, có khối lượng phân tử khoảng 23,400 Dalton (Da), hoạt động theo cơ chế thủy phân acyl hóa. Đây là một trong những enzyme thực vật có khả năng phân huỷ hầu hết các liên kết peptid trừ liên kết với proline và với axit glutamic có nhóm -COOH tự do.
Trypsin là gì?
Trypsin là một serine protease, sản xuất ở tuyến tụy của các động vật có vú dưới dạng tiền chất bất hoạt trypsinogen. Khi có tín hiệu thức ăn, trypsinogen được bài tiết vào ruột non (tá tràng), dưới tác động của enzyme tại niêm mạc ruột biến đổi thành Trypsin. Trypsin đóng vai trò chủ chốt trong hệ thống tiêu hóa của động vật và con người.
2. Sự khác biệt giữa Papain và Trypsin
Mặc dù Papain và Trypsin đều là những enzyme phân huỷ protein nhưng các đặc tính lý hoá của 2 loại enzyme này lại có sự khác biệt. Dưới đây là bảng so sánh:
| Đặc tính | Papain | Trypsin |
| Nguồn gốc | Thực vật (Chủ yếu từ nhựa quả đu đủ xanh) | Là enzyme tiêu hoá được sản xuất tại tuyến tụy động vật có vú và con người |
| Phân loại enzyme | Cysteine Protease (EC 3.4.22.2) | Serine Protease (EC 3.4.21.4) |
| Trung tâm hoạt động | Axit amin Cysteine và Histidine | Axit amin Serine, Histidine và Aspartate |
| Tính đặc hiệu | Rộng, cắt được hầu hết các liên kết peptit trừ liên kết với proline và với axit glutamic có nhóm -COOH tự do. Nó có xu hướng ưu tiên cắt tại vị trí sau các axit amin có chuỗi bên cồng kềnh hoặc ưa nước như Phenylalanine, Tyrosine hoặc Leucine. | Có tính đặc hiệu cảo, chỉ cắt tại các vị trí axit amin có chứa Lysine (Lys) và Arginine (Arg).) |
| pH tối ưu | 6.0 – 7.0 | 7.5 – 8.5 (môi trường ruột non) |
| Khả năng chịu nhiệt | Hoạt động tốt ở nhiệt độ từ 60-70 độ C, bắt đầu biến tính khi nhiệt độ > 80 độ C. | Hoạt động tối ưu ở mức nhiệt độ cơ thể từ 37 – 40 độ C, dễ bị mất hoạt tính khi gặp nhiệt độ cao. |
3. Khi nào dùng Papain, khi nào dùng Trypsin?
Với những đặc tính riêng biệt, Papain và Trypsin thường phân chia vào các lĩnh vực ứng dụng khác biệt, rất ít khi thay thế hoàn toàn cho nhau.
3.1. Ứng dụng của Papain
– Công nghệ thực phẩm: Nhờ tính bền nhiệt (tối ưu ở nhiệt độ 60-70 độ C) và khả năng cắt được hầu hết liên kết peptid , Papain là thành phần chính trong các loại bột làm mềm thịt. Ngoài ra, Papain còn được dùng để làm trong bia (thủy phân protein gây đục).
– Chăn nuôi và Nuôi trồng thủy sản: Papain được bổ sung vào thức ăn chăn nuôi nhằm hỗ trợ hệ tiêu hóa của vật nuôi/thủy sản, giúp tăng tỷ lệ hấp thụ protein thô và giảm hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR).
– Y dược và Mỹ phẩm: Papain được ứng dụng trong các loại kem trị sẹo, kem tẩy tế bào chết sinh học nhờ khả năng phân hủy tế bào da chết (protein đã biến tính) mà không làm tổn thương các mô sống khỏe mạnh bên dưới.
3.2. Ứng dụng của Trypsin
– Nuôi cấy tế bào: Trong các phòng thí nghiệm, Trypsin được sử dụng để cắt đứt các protein bám dính của tế bào vào bề mặt đĩa nuôi cấy, giúp tách rời các tế bào động vật phục vụ cho việc cấy chuyền.
Nghiên cứu Proteomics và Bản đồ Peptide: Do tính đặc hiệu cao tại vị trí Lysine và Arginine, Trypsin là enzyme không thể thay thế trong quy trình chuẩn bị mẫu cho máy sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS/MS) để phân tích cấu trúc protein.
– Y học lâm sàng: Kết hợp với Chymotrypsin, Trypsin được bào chế thành các loại thuốc kháng viêm, giảm phù nề sau chấn thương hoặc phẫu thuật (ví dụ: các thuốc chứa Alphachymotrypsin). Đồng thời, nó còn là thành phần trong các loại thuốc bổ sung enzyme cho người mắc bệnh lý tuyến tụy, suy tụy hoặc khó hấp thu.
Mặc dù có nhiều điểm khác biệt nhưng 2 loại enzyme này vẫn được kết hợp với nhau (có thể kèm theo bromelain) để phân huỷ các protein lạ hoặc giảm viêm nhanh.
Hy vọng với những kiến thức chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ về sự khác biệt giữa enzyme papain và trypsin.
