พาเพอิน (อังกฤษ: papain เสียงอ่านภาษาอังกฤษ: /pəˈpeɪɪn/) หรือ พาพายาโพรทีเนส I (อังกฤษ: papaya proteinase I) เป็นซิสทีอีนโพรทีเอสตัวหนึ่ง มีฤทธิ์เป็นเอนไซม์โปรตีน พบมากในยางมะละกอ

กลุ่มโปรตีนของพาเพอิน

พาเพอินจัดอยู่ในกลุ่มโปรตีนที่มีกิจกรรมหลากหลาย รวมไปถึง เอนโดเพปทิเดส อะมิโนเพปทิเดส ไดเพปทิดิลเพปทิเดส และเอนไซม์ที่มีกิจกรรมทั้งเอกโซและเอนโดเพปทิเดส สมาชิกของโปรตีนกลุ่มนี้พบได้ทั่วไปอย่างกว้างขวาง เช่นในแบคิวโลไวรัส ยูแบคทีเรีย ยีสต์ รวมทั้งโพรโทซัว พืช และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมทั้งหมด โปรตีนเหล่านี้ปกติจะเป็นตัวแบ่งแยกในรูปไลโซโซมหรือสารคัดหลั่งและตัวย่อยสลายโปรตีนของโพรเพปไทด์ ซึ่งจำเป็นต่อกิจกรรมของเอนไซม์ ถึงแม้ว่าบลีโอไมซินไฮโดรเลสจะเป็นน้ำในเซลล์ของเห็ดราและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมซิสทีอีนโพรทีเอสต่าง ๆ ที่คล้ายพาเพอินถูกสังเคราะห์ขึ้นเป็นหลักจากโพรเอนไซม์ที่ไร้ฤทธิ์ (ไซโมเจน) ด้วยบริเวณโพรเพปไทด์ปลายเอ็น กระบวนการที่ทำให้เกิดฤทธิ์ของเอนไซม์เหล่านี้รวมไปถึงการขจัดบริเวณโพรเพปไทด์ ซึ่งมีการทำงานหลากหลายทั้งภายในและภายนอก (in vivo & in vitro) บริเวณเริ่มแรกเป็นสิ่งที่จำเป็น เพื่อให้การพับทบของเอนไซม์ที่สังเคราะห์ใหม่เป็นไปอย่างถูกต้อง เพื่อให้ขอบเขตเพปทิเดสไร้ฤทธิ์ และเพื่อรักษาเสถียรภาพของเอนไซม์ที่ต้านทานการแผลงโครงสร้างเมื่อสภาพพีเอชเปลี่ยนจากกลางไปเป็นเบส กรดอะมิโนที่เป็นเศษตกค้างอยู่ภายในบริเวณเริ่มแรกจะถูกถ่ายออกไปยังชั้นเยื่อหุ้มของมัน และจะมีบทบาทในการส่งถ่ายโพรเอนไซม์ไปยังไลโซโซม คุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของโพรเพปไทด์คือ ความสามารถในการยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์ที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน และโพรเพปไทด์เจาะจงบางชนิดจะแสดงสมรรถนะการเลือกอย่างสูงเพื่อยับยั้งเพปทิเดสจากที่ที่มันถูกสร้างขึ้นมา

โครงสร้าง

โปรตีนที่เป็นสารตั้งต้นของพาเพอินประกอบขึ้นจากกรดอะมิโนที่เป็นเศษตกค้าง 345 โมเลกุล ซึ่งประกอบด้วยลำดับสัญญาณ (1-18) โพรเพปไทด์ (19-133) และเพปไทด์สมบูรณ์ (134-345) จำนวนของกรดอะมิโนขึ้นอยู่กับเพปไทด์สมบูรณ์ โปรตีนนี้เสถียรด้วยพันธะไดซัลไฟด์สามพันธะ โครงสร้างสามมิติของมันประกอบด้วยขอบเขตโครงสร้างสองแบบต่างกันโดยมีร่องเว้าระหว่างกลาง ร่องเว้านี้เป็นตำแหน่งออกฤทธิ์ที่บรรจุแคแทไลติกไดแอด ซึ่งถูกทำให้เหมือนแคแทไลติกไทรแอดของไคโมทริปซิน แคแทไลติกไดแอดดังกล่าวสร้างขึ้นจากกรดอะมิโนสองชนิดได้แก่ ซิสทีอีน-25 และ ฮิสทิดีน-159 เคยมีข้อสันนิษฐานว่า แอสพาร์เทต-158 มีบทบาทการทำงานคล้ายกับแอสพาร์เทตที่อยู่ในแคแทไลติกไทรแอดของเซรีนโพรทีเอส แต่ต่อมาก็พิสูจน์แล้วว่าผิด ถึงกระนั้นก็ตาม แอสพาร์เทต-158 ก็ดูเหมือนว่าไม่ได้มีบทบาทอะไร

ฟังก์ชัน

กลไกทำลายพันธะเปปไทด์เกี่ยวพันธ์กับการสูญเสียโปรตอนหรือการดึงโปรตอนของ ซีสเทอีน-25 โดยการกระทำของ ฮีสทิดีน-159.แอสปาเตท-175 ช่วยปรับทิศทางวงแหวานอิมิดาโซล ของฮีสทิดีน-159เพื่ออนุญาตให้เกิดการสูญเสียโปรตรอนไป จากนั้น ซีสเทอีน-25 จึงทำปฏิกิริยาnucleophilic กับคาร์บอนของหมู่คาร์บอนิล ที่แกนเปปไทด์หลัก, อะมิโนตัวสุดท้ายที่สามารถหลุดได้ของเปปไทด์ และสร้างพันธะโควาเลนต์ระหว่างหมู่ acylกับเอนไซม์ เอนไซม์ถูกดึงหมู่ acyl ออกโดยโมเลกุลน้ำ และนำโปรตรอนตัวสุดท้ายที่หมู่คาร์บอกซีของเปปไทด์ออกด้วย พาเพอินเป็นเอนไซม์ที่ค่อนข้างต้านทานความร้อนได้,ช่วงอุณหภูมิที่ดีที่สุดคือ 60-70 องศาเซลเซียส พาเพอินชอบยึดติดอยู่กับพวก อาร์จินีนหรือไลซีนซึ่งเป็นพวกไม่ชอบน้ำมากกว่าอะมิโนชนิดอื่นๆที่ไม่ชอบน้ำเช่นกัน

ประโยชน์

ประโยชน์ของมันคือทำลายเส้นใยที่มีเนื้อเหนียวและถูกนำมาใช้เป็นพันๆปีในท้องถิ่นทางภาคใต้ของอเมริกาพาเพอินในรูปแบบของผงเมื่อนำมาผสมกับน้ำ สามารถทำเป็นยารักษาแผลได้ที่บ้าน เวลาที่โดนเหล็กในจากผึ้ง แตน หรือยุงกัดและบาดแผลจากปลากระเบน จะไปทำลายโปรตีนในสารพิษ พาเพอินสามารถแยกเซลล์ออกจากขั้นตอนแรกของการเตียมอาหารเลี้ยงเชื้อ เนื้อเยื่อที่มีขนาดเล็ก ซึ่งสามารถใช้เวลา 10 นาทีในการย่อยสลาย extracellular matrix ของโมเลกุลที่จับตัวกันไว้แน่น แล้วหลังจาก 10 นาทีต่อมา เนื้อเยื่อจะมีการซ่อมแซมตัวเองป้องกันจากการถูกย่อยสลายจากพาเพอิน เนื้อเยื่อจะถูกบดละเอียดอย่างรวดเร็วโดยผ่าน Pasteur pipetteจนเป็นเซลล์เดียว นอกจากนี้สามารถนำไปใช้เป็นองค์ประกอบของเอนไซม์ของไวรัส เอน”ซม์ Accuzyme นำไปใช้ในการล้างแผลที่มีเนื้อเยื่อตายได้ เราสามารถพบว่าพาเพอินเป็นส่วนผสมในยาสีฟัน หรือmints ซึ่งทำให้ฟันขาว อย่างไรก็ตามpapainที่อยุ่ในยาสีฟันหรือmintsมีผลในการทำให้ฟันขาวน้อยมาก เพราะปริมาณความเข้มข้นของพาเพอินในยาสีฟันหรือmintsมีอยู่ต่ำมากและพาเพอินจะถูกเจือจางอย่างรวดเร็วด้วย้ำลายของคนเรา การใช้ผลิตภัณฑ์ไวท์เทนนิ่งอาจจะต้องใช้เวลาหลายเดือนในการที่จะทำให้ฟันขาวอย่างเห็นได้ชัด. พาเพอินยังเป็นส่วนผผสมหลักของPapacarieซึ่งเป็นเจลที่ใช้ในchemochemicalเพื่อรักษาโรคฟันผุ

ผลิตภัณฑ์

พาเพอินที่ผลิตมักจะเป็นแบบแห้ง โดยการเก็บรวบรวมน้ำยางจากผลของต้นมะละกอ น้ำยางจะถูกเก็บรวบรวมหลังจากที่ต้นมะละกอถูกทำให้เป็นรอยหรือเป็นแผลจากการกรีดจนมีน้ำยางหยดลงในภาชนะ หลังจากน้ำยางนี้ที่แห้งแล้ว จะถูกจัดเก็บในรูปของวัสดุแห้ง ขั้นตอนในการทำให้บริสุทธิ์นี้มีความจำเป็นต้องเอาสารปนเปื้อนออก การทำให้บริสุทธิ์นี้ประกอบด้วยการละลายและการสกัดเอาเอนไซม์ที่ใช้งานได้ออก อย่างเป็นระบบ จนได้เป็นพาเพอินที่บริสุทธิ์ พาเพอินหลังจากที่ผ่านกระบวนการดังกล่าวแล้วอาจนำมาทำในรูปแบบผงหรือของเหลวก็ได้

การดำเนินการโดยองค์กรอาหารและยา เพื่อจำกัดผลิตภัณฑ์ของพาเพอิน

วันที่ 23 กันยายน 2008 องค์กรอาหารและยา เตือนบริษัทหยุดยา ที่เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบที่ที พาเพอินอยู่ ในตลาด วันที่ 4 พฤศจิกายน 2008 ทางองค์กรอาหารและยากล่าวว่า ผลิตภัณฑ์ยาที่มีความจำเพาะต่อพาเพอินในอดีตที่เคยได้รับการอนุมัติให้มีการขายอยู่ในตลาด มีรายงานว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไม่ได้มีการอนุมัติถึงอันตรายของสุขภาพผู้บริโภคที่เกิดขึ้น จากรายงานการสูญเสียดวงตาหรือการมองเห็น ที่เกิดขึ้นสังเกตได้ชัดเจนว่าสาเหตุมาจากการสูญเสียสมดุลเกลือโซลูชั่นมีค่าลดลงอย่างรุนแรง ในกระแสเลือดและค่าอัตราการเต้นของหัวใจที่เพิ่มสูงขึ้น Janet Woodcock ผู้อำนวยการองค์กรกล่าวถึงการประเมินผลและการวิจัย ขององค์สหรัฐได้ประกาศไว้ดังต่อไปนี้ว่า เกี่ยวข้องกับผลผลิตจากพาเพอินที่ยังไม่ผ่านการอนุมัติเช่น ขี้ผึ้งทำจากพาเพอิน ที่สามารถใช้ประโยชน์ได้หลายอย่าง คือ เพื่อเอาเนื่อเยื่อที่ตายแล้ว หรือเนื้อเยื่อที่เกิดการติดเชื้ออย่างฉับพลัน , แผลเรื้อรัง เช่นแผลที่เกิดจากเบาหวาน แผลกดทับ แผลโป่งขด ชื่อทางการค้าของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ คือ Accuzyme, Allanfil, Allanzyme, Ethezyme, Gladase, Kovia, Panafil, Pap Urea, และ Ziox นอกจากนี้ยังรวมถึงผลิตภัณฑ์ที่มีชื่อของปาเปนเป็นส่วนผสมอยู่ด้วย เช่น พาเพอินยูเรีย