Папаин — сильный протеолитический фермент, содержащийся, в латексе растения папайи.
Он был получен в кристаллическом состоянии как в виде нативного белка, так и в виде ртутного производного Смитом и его сотрудниками. Этот фермент чрезвычайно интересен как модель для изучения связи между структурой и функцией, поскольку он, по-видимому, содержит много структур, совершенно «лишних» в смысле участия в ферментативной активности. Молекула папаина содержит 6 сульфгидрильных групп, 5 из которых неспособны реагировать с обычными реагентами на сульфгидрильные группы в нативном белке и «обнажаются» лишь после соответствующей денатурации. Шестая и единственная реакционноспособная сульфгидрильная группа необходима для проявления активности. Полная инактивация молекулы происходит после того, как две молекулы белка реагируют с одной молекулой иона ртути, образуя димерный меркаптид. Никакой другой серы, кроме серы 6 остатков цистеина, не обнаружено, и поэтому исключается возможность поперечных связей через цистиновые мостики.
Наиболее интересным моментом в изучении папаина было наблюдение, сделанное Хиллом и Смитом. Оказалось, что 80 аминокислотных остатков можно удалить с N-конца цепи лейцинаминопептидазой и при этом молекула не теряет каталитической активности. Остающийся С-концевой фрагмент относительно беден основными аминокислотами, но содержит большое количество тирозина и валина. Боковые цепи лизина не имеют существенного значения для активности, что доказывается возможностью превратить ε-аминогруппы в производные гуанидина при обработке О-метилизомочевиной. При этом повышения активности фермента не наблюдалось.
Папаин обратимо инактивируется концентрированными растворами мочевины и до некоторой степени необратимо — ионами гуанидина. При таких условиях денатурации существенно изменяется форма молекулы, на что указывают изменения вращения плоскости поляризации, вязкости и седиментационных свойств. Поэтому, хотя и ясно, что только часть цепи молекулы папаина имеет значение для проявления каталитической активности и что последняя не зависит от ковалентных поперечных связей, однако, по всей вероятности, имеются какие-то важные особенности, связанные с вторичной и третичной структурой, определяющие активность каталитического центра.