赖氨酰肽链内切酶（Lysyl Endopeptidase，简称Lys-C）是一种具高度特异性的蛋白酶，广泛应用于生物医疗、生物化学和蛋白质组学等领域。其独特之处在于能够精准切割多肽链中赖氨酸（Lys）残基的羧基端，是蛋白质测序、结构分析及重组蛋白生产的关键工具。本文将详细探讨Lys-C的分类、作用机制、应用场景和最新研究进展。

来源与结构

天然来源于土壤细菌（如Lysobacter enzymogenes），也可通过基因重组技术在大肠杆菌或酵母中表达。作为丝氨酸蛋白酶家族的一员，Lys-C的分子量约为25-30 kDa，其活性依赖于特定的pH（最佳pH为80-90）和温度（37℃）。

该酶具有独特的底物特异性，仅切割多肽链中赖氨酸残基的C末端，并对邻近氨基酸序列敏感（如Pro残基可能抑制切割）。与胰蛋白酶（Trypsin）相比，Lys-C的切割位点更单一，避免过度水解，适合复杂样本的分析。

催化原理

Lys-C的催化原理基于其活性中心的丝氨酸残基（Ser）与底物形成共价中间体，从而水解赖氨酸羧基端的肽键。该酶需要钙离子（Ca²⁺）作为辅助因子以维持结构的稳定性。

实验优势

在生物医疗研究中，Lys-C展现出众多实验优势：

• 高特异性：减少非目标切割，提高质谱分析的准确性。
• 兼容性广：可以在含有尿素、SDS等变性剂的环境下工作，适用于膜蛋白或难溶蛋白的处理。
• 低自切活性：在长时间反应中保持稳定性，减少副产物的干扰。

蛋白质组学研究中的应用

在蛋白质组学研究中，Lys-C被用于肽段制备，将蛋白质酶解为适合质谱分析的小肽段，以帮助鉴定翻译后修饰（如磷酸化、泛素化）。同时结合交联质谱（XL-MS），Lys-C能应用于解析蛋白质的三维结构及相互作用网络。

生物制药的开发

在生物制药领域，Lys-C的应用尤为广泛。例如，它可以切割单克隆抗体（mAb）的铰链区，以研究Fab/Fc片段的功能。此外，Lys-C还可用于重组蛋白的质量控制，检测蛋白纯度、降解位点及序列完整性。

基因编辑与合成生物学

在基因编辑与合成生物学的领域，Lys-C也发挥着重要作用，如辅助Cas9蛋白的纯化与功能验证，或作为模板改造新型蛋白酶，以提升催化效率。

商业化产品

主要供应商如XPJ、ThermoFisher、Roche、Sigma-Aldrich等提供高纯度的Lys-C（≥95%），价格区间在200-500元/毫克之间。市面上还有“Lys-C/Trypsin双酶解法”试剂盒，以提升蛋白质的覆盖率。

前沿研究方向

在前沿研究方面，定点突变优化技术被应用于基因工程改造Lys-C的热稳定性，拓展其工业应用场景。此外，纳米载体固定化技术利用磁性纳米颗粒固定Lys-C，实现酶的重复利用，大幅降低成本。

赖氨酰肽链内切酶凭借其高特异性和广泛兼容性，已经成为生命科学研究中的核心工具。随着合成生物学与纳米技术的融合，未来可能在个性化医疗及绿色生物制造等方向实现突破。XPJ将持续为客户提供高质量的Lys-C及相关产品，欢迎咨询选购！