12溶菌酶

null溶菌酶 溶菌酶 null溶菌酶(Lysozyme)是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶，又称细胞壁溶解酶。人们对溶菌酶的研究始于本世纪初，英国细菌学家弗莱明(Fleming)在发现青霉素的前6年(1922年)发现人的唾液、眼泪中存在有溶解细菌细胞壁的酶，因其具有溶菌作用，故命名为溶菌酶。此后人们在人和动物的多种组织、分泌液及某些植物、微生物中也发现了溶菌酶的存在。随着研究的不断深入，发现溶菌酶不仅有溶解细菌细胞壁的种类，还有作用于真菌细胞壁的种类，同时对其作用机制也有了更进一步的了解。近几年，人们根据溶菌酶的溶菌特性，将其应用于医疗、食品防腐及生物工程中，特别是在食品防腐方面，以代替化学合成的食品防腐剂，具有一定的潜在应用价值。 一、溶菌酶的种类及作用机制 一、溶菌酶的种类及作用机制 溶菌酶按其所作用的微生物不同分两大类，即细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞壁溶菌酶。细菌细胞壁溶菌酶有两种，一种是作用于β-1.4糖苷键的细胞壁溶解酶，另一种是作用于肽“尾”和酰胺部分的细胞壁溶解酶。真菌细胞壁溶菌酶包括酵母菌细胞壁溶解酶和霉菌细胞壁溶解酶。 溶菌酶广泛地分布于自然界中，按它的来源分，分为动物组织来源的（以鸡蛋清中含量最多），植物组织来源的以及微生物细胞来源的。它们的性质及作用机制略有差异。 1、鸡蛋清溶菌酶 1、鸡蛋清溶菌酶 鸡蛋清溶菌酶占蛋清总蛋白的3.4％～3.5％，作为溶菌酶类的典型代表，是目前重点研究的对象，也是了解最清楚的溶菌酶之一。它由18种129个氨基酸残基组成，具有4个S-S键，其分子量为14 000，最适pH为6～7。null鸡蛋清溶菌酶以溶解革兰氏阴性细菌及革兰氏阳性菌的细胞壁而具有溶菌作用，因为革兰氏阳性细菌的细胞壁主要是由胞质壁和磷酸质组成的，其中的主要成分胞质壁又是由杂多糖与多肽组成的糖蛋白，而这种杂多糖正是由N-乙酰胞壁酸和乙酰氨基脱氧葡萄糖以β-1,4糖苷键连结的；而溶菌酶能水解N-乙酰葡萄糖胺与N-乙酰胞壁酸之间的β-1.4糖苷键。这是溶菌酶应用的基础，也是它得名的原因。 2、 人及哺乳动物溶菌酶 2、 人及哺乳动物溶菌酶 人溶菌酶存在于眼泪、唾液、鼻粘液、乳汁等分泌液以及淋巴腺和白血球中，1ml眼泪中含7mg溶菌酶，1ml乳汁中含0.1～0.5mg。人溶菌酶由130个氨基酸残基组成，有4个S-S键，分子量为14 600，其溶菌活性比鸡蛋清溶菌酶高3倍。 对于哺乳动物溶菌酶，目前仅从牛、马、羊等动物的乳汁中分离出溶菌酶，其化学性质与人溶菌酶相似，但结构尚不清楚，其溶菌活性也远低于人溶菌酶约3 000倍。人及哺乳动物溶菌酶的作用机制与鸡蛋清溶菌酶相同。 3、植物溶菌酶 3、植物溶菌酶 目前已从木瓜、无花果、芜菁、大麦等植物中分离出溶菌酶，其分子量较大，约为24 000～29 100。植物溶菌酶对溶壁小球菌的溶菌活性不超过鸡蛋清溶菌酶的1/3，但对胶体状甲壳质的分解活性则是鸡蛋清溶菌酶的10倍。 4、微生物产生的溶菌酶 4、微生物产生的溶菌酶 人们从60年代发现微生物也产生溶菌酶，并且进展很快。目前微生物产生的溶菌酶大体上分以下5种。 (1)内N-乙酰已糖胺酶，此酶同于鸡蛋清溶菌酶，破坏细菌细胞壁肽聚糖中的β-1.4糖苷键。 (2)酰胺酶，切断细菌细胞壁肽聚糖中NAM与肽“尾”之间的N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸键。 (3)内肽酶，使肽“尾”及肽“桥”内的肽键断裂。 (4)β-1.3、β-1.6葡聚糖酶和甘露聚糖酶，此酶分解酵母细胞的细胞壁。 (5)壳多糖酶，这是分解霉菌细胞壁一种溶菌酶。 二、 溶菌酶的应用 二、 溶菌酶的应用 1、溶菌酶在医学上的应用 　　溶菌酶作为一种存在于人体正常体液及组织中的非特异性免疫因素，具有多种药理作用，它具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤的功效。溶菌酶首先适用于五官科各种炎症。研究表明它对眼、耳、喉、口腔等的急、慢性炎症均有一定疗效。溶菌酶也可用于扁平疣、传染性软疣、尖锐湿疣、带状疱疹等多种皮肤病。另外，人体溶菌酶浓度还可以作为多种疾病的诊断指标。目前日本已生产出医用溶菌酶，其适应症为出血、血尿、血痰和鼻炎等。 2、 溶菌酶在食品工业中的应用 2、 溶菌酶在食品工业中的应用 　　溶菌酶是一种无毒、无副作用的蛋白质，又具有一定的溶菌作用，因此可用作食品防腐剂。现已广泛应用于水产品、肉食品、蛋糕、清酒、料酒及饮料中的防腐；日本用15mg/kg溶菌酶用于低度酒的防腐，还可以添入乳粉中，使牛乳人乳化，以抑制肠道中腐败微生物的生存，同时直接或间接地促进肠道中双歧杆菌的增殖。溶菌酶杀菌防腐，由于不经过加热，属于冷杀菌，因而避免了高温杀菌对食品风味的破坏作用，尤其对热敏感的物质更具有重要意义。此外，溶菌酶对人体安全、无毒、无害，且具有一定的保健作用。3、溶菌酶在畜牧上的应用 3、溶菌酶在畜牧上的应用 　　邵春荣（1996）在肉仔鸡中添加4mg/kg、8mg/kg、16mg/kg和100mg/kg溶菌酶，结果表明在肉仔鸡饲料中添加10mg/kg溶菌酶（相当于15 000单位），可降低饲料消耗，提高日增重。在仔猪（7~60日龄）中添加15mg/kg溶菌酶，日增重提高4.96%，腹泻率降低22%。 4、溶菌酶在酵母法生产蛋白的作用 4、溶菌酶在酵母法生产蛋白的作用 　　酵母法生产蛋白的一个主要问题是蛋白处于酵母细胞壁的包围之中，故蛋白质的自身利用率低，Knorr等研究了溶菌酶处理酵母菌后在培养过程中的氮和蛋白质的释放量增加，提高了酵母蛋白质的利用率。 5、溶菌酶在生物工程的应用 溶菌酶具有破坏细菌细胞壁结构的功能，以此酶处理G+细菌得到原生质体，因此，溶菌酶是基因工程、细胞工程中细胞融合操作必不可少的工具酶。三、发展前景 三、发展前景 　　目前实际应用的也已商品化的是鸡蛋清溶菌酶。采用蛋厂鸡蛋壳中残留的蛋清为原料生产溶菌酶为白色、无臭结晶粉末，味甜。近年来，人们正研究用微生物发酵法生产溶菌酶，同时还采用酶修饰法先后合成了溶菌酶-环糊精和溶菌酶-半乳甘露聚糖，经过修饰后的溶菌酶不仅抗菌活性稳定，而且具有良好的乳化性能。此外，由于溶菌酶抗菌谱较窄，只对G+细菌起作用，为了加强其溶菌作用，人们常与甘氨酸、植酸、聚合磷酸盐等物质配合使用，以增强对G-细菌的溶菌作用。 　　溶菌酶的研究和应用尚处于起步阶段，开发新的溶菌酶资源，降低生产成本，才能促使溶菌酶在实践中的应用。可喜的是，酶工程的发展进步，使人类可以合成酶，开发合成杀菌谱广、成本低、安全性高的溶菌酶。可以预见，溶菌酶在21世纪将发挥越来越大的作用。