Purification and characterization of bromelain isolated from pineapple

파인애플 bromelain의 정제 및 특성

Bromelains (EC 3.4.4.24) isolated from pineapple fruit and stem have been purified about 18 and 46-folds to homogenity in the same yield of 23%. Molecular weights of fruit and stem-bromelain were estimated to be 32.5 KDa and 37 KDa by Sephadex G-200, respectively. The enzymes were composed of one subunit. The fruit and stem-bromelain had their maximum activity at pH 8.0, $70^{\circ}C$ and at pH 7.0, $60^{\circ}C$. Especially the enzymes catalyzed hydrolysis of plant proteins such as ISP (Isolated soybean protein) and wheat gluten with high molecular activity compared to animal proteins. The enzymes were competitively inhibited by sulfhydryl reagent; $K_i$ values of fruit and stem-bromelain for pCMB(p-chloromercuribenzoate) were 0.18 mM and 0.10 mM. Activities of the enzymes inhibited by pCMB were reversibly restored with increasing concentration of cysteine.

파인애플의 과육과 줄기로부터 fruit-bromelain을 정제도 18배와 수율 23%, stem-bromelain을 정제도 46배와 수율 23%로 각각 전기영동적으로 균일하게 정제하였다. 두 효소의 분자량을 Sephadex G-200에 의해 측정한 결과, fruit-와 stem-bromelain의 분자량은 32.5 KDa와 37 KDa이었으며, 이들은 공히 1개의 subunit로 구성된 효소단백질이었다. Fruit-bromelain은 pH 8.0과 $70^{\circ}C$, stem-bromelain은 pH 7.0과 $60^{\circ}C$ 에서 각각 최대 활성을 나타내었다. 동 식물 유래의 천연단백질을 중심으로 기질 특이성을 검토한 결과 동물성 단백질보다는 밀단백 또는 ISP와 같은 식물성 단백질에 높은 기질 특이성을 보였으며, casein에 대한 fruit와 stem-bromelain의 또 $K_m$값은 0.18 mM와 0.34 mM이었다. pCMB는 경쟁적 저해제로서 fruit와 stem-bromelain의 $K_i$값은 0.18 mM과 0.10 mM이었다. pCMB에 의해 저하된 두 효소의 활성은 cysteine에 의해 재활성화 되었으며 또한 과량의 cysteine 첨가에 의해 활성화됨으로써 이 효소들은 전형적인 thiol계 단백분해효소임을 알 수 있었다.