钙蛋白酶是一种降解蛋白的酶,主要是对肌肉各种蛋白的降解。calpain把肌原纤维中的蛋白进行降解,故而肌纤维被降解,骨骼肌的剪切力降低,肉的嫩度提高,是对肉品质起重要作用的一种倚赖钙离子的蛋白酶。calpain活性受肌细胞中钙离子的浓度影响,钙离子可以激活此蛋白,根据激活此种蛋白所需的钙离子浓度calpain分为u-calpain(微摩尔级)和m-calpain(毫摩尔级)。
钙蛋白酶(EC3,4,22,17)是细胞内依钙中性半胱氨酸内肽酶。在体内,通过Ca2+激活及自溶而表现出蛋白水解酶的活性,并通过钙蛋白酶抑制活化的钙蛋白酶活性。钙蛋白酶系统的主要作用对象是细胞骨架蛋白、蛋白激酶和磷酸酶以及激素受体。广泛存在的钙蛋白酶有钙蛋白酶1(u-calpain)、钙蛋白酶2(m-calpain),还有钙蛋白酶3(p94)。前两者都由2个亚基组成,分子量相近,但两者表现活性所需的Ca2+浓度不同。u-calpain所需的Ca2+为1~12umoL/L,而m-calpain所需的钙离子为250~750u moL/L。它们的小亚基相同,而大亚基是两个相关基因的产物,两种大亚基之间存在一定的免疫交叉反应。有功能的钙蛋白酶是由大亚基(催化区,80kd)和小亚基(调节区,30kd)组成,小亚基是单个基因的产物,而大亚基则是不同基因的产物。
不同来源的钙蛋白酶cDNA序列发现其大亚基由4个结构域组成,其中结构域Ⅱ是表现水解活性的关键部位,它约占大亚基氨基酸残基数的35%左右;结构域Ⅳ,位于羧基端,占氨基酸残基数的20%,是钙离子结合部位;结构域I和结构域Ⅲ分别占氨基酸残基的10%和35%,可能起活性调节作用。calpain3(p94)也是一个与肌肉的嫩度密切相关的蛋白酶。
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