Papain termasuk dalam keluarga protein terkait yang dikenal sebagai keluarga protease mirip papain, dengan berbagai aktivitas, termasuk endopeptidase, aminopeptidase, dipeptidyl peptidase, dan enzim dengan aktivitas exo- dan endopeptidase . Anggota keluarga papain tersebar luas, ditemukan dalam baculovirus, eubakteri, ragi, dan hampir semua protozoa, tanaman, serta mamalia . Protein-protein ini biasanya bersifat lisosomal atau disekresikan, dan pemecahan proteolitik dari propeptida diperlukan untuk aktivasi enzim, meskipun bleomisin hidrolase bersifat sitosolik pada jamur dan mamalia . Protease sistein mirip papain pada dasarnya disintesis sebagai proenzim tidak aktif (zimogen) dengan daerah propeptida terminal N. Proses aktivasi enzim-enzim ini melibatkan penghapusan daerah propeptida, yang memiliki berbagai fungsi in vivo dan in vitro. Daerah propeptida diperlukan untuk pelipatan yang tepat dari enzim yang baru disintesis, inaktivasi domain peptidase, dan stabilisasi enzim terhadap denaturasi pada kondisi pH netral hingga basa. Asam amino dalam daerah propeptida memediasi asosiasi membran mereka, dan berperan dalam transportasi proenzim ke lisosom. Salah satu fitur yang paling menonjol dari propeptida adalah kemampuannya untuk menghambat aktivitas enzim terkait dan bahwa beberapa propeptida menunjukkan selektivitas tinggi untuk menghambat peptidase dari mana mereka berasal
Struktur
Protein prekursor papain mengandung 345 residu asam amino  dan terdiri dari urutan sinyal (1-18), propeptida (19-133), dan peptida matang (134-345). Nomor asam amino didasarkan pada peptida matang. Protein ini distabilkan oleh tiga jembatan disulfida. Struktur tiga dimensinya terdiri dari dua domain struktural yang terpisah dengan celah di antaranya. Celah ini mengandung situs aktif, yang berisi dyad katalitik yang telah disamakan dengan triad katalitik dari kimotripsin. Dyad katalitik terdiri dari asam amino sistein-25 (yang memberi nama klasifikasinya) dan histidin-159. Aspartat-158 dianggap memainkan peran yang setara dengan peran aspartat dalam triad katalitik protease serin, tetapi itu kemudian dibantah
Fungsi
Mekanisme papain dalam memutus ikatan peptida melibatkan penggunaan dyad katalitik dengan sistein yang terdeprotonasi . Asn-175 yang berada di dekatnya membantu mengarahkan cincin imidazol His-159 untuk memungkinkan deprotonasi sistein katalitik Cys-25. Sistein ini kemudian melakukan serangan nukleofilik pada karbonil karbon dari tulang punggung peptida. Ini membentuk intermediat enzim asil-kovalen dan membebaskan ujung amino dari peptida. Enzim ini kemudian dideasilasi oleh molekul air dan melepaskan bagian karboksil terminal dari peptida. Dalam imunologi, papain dikenal dapat memotong bagian Fc (bagian kristalisabel) dari imunoglobulin (antibodi) dari bagian Fab (pengikat antigen).
Papain adalah enzim yang relatif tahan panas, dengan kisaran suhu optimal antara 60 hingga 70 C
Papain lebih suka memotong setelah arginin atau lisin yang didahului oleh unit hidrofobik (Ala, Val, Leu, Ile, Phe, Trp, Tyr) dan tidak diikuti oleh valin
Penggunaan
Papain memecah serat daging yang keras, dan telah digunakan sebelum kontak dengan Eropa untuk melembutkan daging yang dimakan di Amerika Selatan asli. Pengempuk daging dalam bentuk bubuk dengan papain sebagai komponen aktif banyak dijual, dan penggunaan kulit pepaya dalam masakan telah dibahas dalam beberapa makalah penelitian
Papain dapat digunakan untuk mendissosiasi sel pada langkah pertama persiapan kultur sel. Perlakuan selama sepuluh menit pada potongan jaringan kecil (kurang dari 1 mm) akan memungkinkan papain mulai memecah molekul matriks ekstraseluler yang menahan sel-sel bersama-sama. Setelah sepuluh menit, jaringan harus diperlakukan dengan larutan inhibitor protease untuk menghentikan aksi protease. Jika tidak diobati, aktivitas papain akan menyebabkan lisis sel yang lengkap. Jaringan kemudian harus dihancurkan (dilewatkan dengan cepat naik turun melalui pipet Pasteur) untuk memecah potongan-potongan jaringan menjadi suspensi sel tunggal.
Papain juga digunakan sebagai bahan dalam berbagai persiapan debridement enzimatik, terutama Accuzyme. Ini digunakan dalam perawatan beberapa luka kronis untuk membersihkan jaringan mati.
Papain ditambahkan ke beberapa pasta gigi dan permen mint sebagai pemutih gigi. Efek pemutihnya minimal, karena papain hadir dalam konsentrasi rendah dan cepat terlarut oleh air liur. Dibutuhkan beberapa bulan penggunaan untuk mendapatkan efek yang terlihat.
