蛋白酶是催化多肽或蛋白水解的酶的统称。根据蛋白酶活性部位的性质不同,蛋白酶可以分为丝氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶以及金属蛋白酶。金属蛋白酶(Metalloproteinase)是一类活性中心金属离子和其他氨基酸残基组成的蛋白酶。基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases, MMPs)是能够降解细胞外基质(Extracellular matrix, ECM)的最重要的Zn2+依赖性金属蛋白酶。研究发现,MMPs参与鱼死后软化过程中细胞外基质蛋白的降解。迄今为止,国内淡水鱼肌肉中基质金属蛋白酶的研究还未见报道。本文以淡水鲤鱼为研究对象,分析肌肉中金属蛋白酶的存在情况、酶学性质,实现了金属蛋白酶的高度纯化并对其性质进行深入的分析,为MMPs在鱼类肌肉中的生理学功能的进一步研究提供了理论依据,为研究鱼死后肌肉软化机理提供理论依据,填补了国内在淡水鱼肌肉基质金属蛋白酶研究领域的空白。利用明胶酶谱对鲤鱼肌肉中的基质金属蛋白酶进行研究,在60 kDa到97 kDa之间,发现鲤鱼肌肉中分别存在两种降解明胶的酶,且红色肉中的酶活性远高于白色肉。用基质金属蛋白酶激活剂APMA处理后,产生了其它的活性形式,说明这些活性是基质金属蛋白酶的酶原和活性形式。金属离子螯合剂EDTA、EGTA和1,10-phenanthroline能有效抑制其活性,而其他抑制剂没有明显抑制作用,因此,这些酶是金属蛋白酶。采用硫酸铵分级盐析、DEAE-Sephacel离子交换层析、Sephacryl S-200凝胶过滤层析、Econo-Pac Macro-Prep High Q离子交换层析和Gelatin SepharoseTM 4B亲和层析等方法,从鲤鱼红色肌肉中分离纯化得到三种MMPs。它们的分子量分别为75 kDa、67 kDa和64 kDa。三者的最适反应温度约为40℃,最适pH为8.0。金属螯合剂EDTA, EGTA和1,10-phenanthroline能有效抑制其活性,而其他抑制剂没有明显抑制作用,Ca2+能够促进这些酶的活性,此外,这些酶可以高效降解胶原蛋白,但不能降解肌原纤维蛋白。同时,我们还发现鲤鱼肌肉中存在肌原纤维结合型金属蛋白酶,这为研究肌原纤维蛋白的降解提供了新途径,有助于研究肌原纤维蛋白的降解。通过一年间季节变化的实验发现,鲤鱼红色肉肌球蛋白重链的自身降解比白色肉明显。金属蛋白酶抑制剂EDTA和EGTA能够有效抑制肌球蛋白的降解,金属离子Cu2+和Mn2+对肌原纤维的降解有很强的促进作用,而Zn2+和Ge2+对肌原纤维降解有一定的抑制作用。因此,金属蛋白酶对肌原纤维蛋白的降解起主要作用,即鲤鱼肌肉中存在肌原纤维结合型金属蛋白酶。同时,该酶的活力与季节变化密切相关。总的来说,本文的创新有以下三点:1.将鲤鱼肌肉中的红色肉和白色肉分开进行研究,比较其中金属蛋白酶活性,并发现红色肉中金属蛋白酶的活性比白色肉强;2.首次从鲤鱼红色肉中纯化得到降解胶原蛋白的基质金属蛋白酶,并对其生化性质做了详细的研究;3.首次从发现鲤鱼肌原纤维蛋白中存在肌原纤维结合型金属蛋白酶(MBMP),研究了MBMP活性的季节性变化。