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溶菌酶作用机理

2012-12-11 17页 ppt 2MB 91阅读

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溶菌酶作用机理nullnull简介简介 溶菌酶,又称胞壁质酶,微生物细胞壁的水解酶,是一种碱性蛋白质 分 子 量 为14338Da,由129个氨基酸残基组成 单 一 肽 链 ,整个分子大小约为.5*3*3nm. 等电点为 10.7-11 分子内含 4对二硫键 常见分类常见分类目前大多根据来源进 行分类,其中研究最多、最具代表性的是c-型溶菌 酶,鸡蛋清中天然c一型溶菌酶含量最丰富,c一型溶菌酶也存在于多种动 物的组织和分泌物中 。 g一型溶菌酶,无脊椎动物中有i一型溶菌酶,此外,还 有植物源溶菌酶和微生物源溶菌酶。而在病毒中发现的v...
溶菌酶作用机理
nullnull简介简介 溶菌酶,又称胞壁质酶,微生物细胞壁的水解酶,是一种碱性蛋白质 分 子 量 为14338Da,由129个氨基酸残基组成 单 一 肽 链 ,整个分子大小约为.5*3*3nm. 等电点为 10.7-11 分子内含 4对二硫键 常见分类常见分类目前大多根据来源进 行分类,其中研究最多、最具代性的是c-型溶菌 酶,鸡蛋清中天然c一型溶菌酶含量最丰富,c一型溶菌酶也存在于多种动 物的组织和分泌物中 。 g一型溶菌酶,无脊椎动物中有i一型溶菌酶,此外,还 有植物源溶菌酶和微生物源溶菌酶。而在病毒中发现的v一型溶 菌酶具有转糖苷酶的性质,区别于其他种类的溶菌酶。 虽然这些溶菌酶的氨基酸组成和排列不同, 但其活性中心的活性位点非常保守,因此均具有水 解功能 作用部位(图示)作用部位(图示) β- 1 , 4 糖苷键底物简介底物简介肽聚糖是细菌细胞壁的主要成份,它是由 N- 乙酰氨基葡糖乳酸NAM、N- 乙酰氨基葡糖NAG和肽“尾”(一般是4个氨基酸)组成,NAM与NAG通过β-1.4糖苷键相连。 肽“尾”则是通过D-乳酰羧基连在NAM的第3位碳原子上,肽尾之间通过肽“桥”(肽键或少数几个氨基酸)连接,NAM、NAG、肽“尾”与肽“桥”共同组成了肽聚糖的多层网状结构,作为细胞壁的骨架。 底物简介底物简介革兰氏阳性菌(G+),如藤黄微球菌、枯草杆菌或溶壁微球菌等,其细胞壁几乎全部由肽聚糖组成。 革兰氏阴性菌(G-),如大肠杆菌、变形杆菌、痢疾杆菌、肺炎杆菌等,细菌只有内壁层为肽聚糖。 该酶对革兰氏阳性菌G+有分解作用。 革兰氏阴性菌G-也有一定程度溶解作用,其最有效浓度为0.05%。 因此,溶菌酶对于破坏G+细菌的细胞壁较G-细菌强。null催化过程的要点:(The Critical Elements of This Catalytic Scheme) ① 一般性的酸催化(General acid catalysis) 未离子化的Glu35,它离糖苷键氧原子3Å,一个氢离子从它转移出来; ② 促进碳正离子中间物的形成 两个稳定碳正离子中间物的因素显著的促进此酶催化反应null(a) 一般酸性催化 带负电的基团ASP52上的羧基,离碳正离子中间物约3Å远。因此,存在着静电相吸的因素,它和D环上C1正电荷静电相互作用,一个氢离子从它那里转移出来。 (b) 椅式扭曲到半椅式(促进碳正离子中间物的形成) D环必须从习惯的椅式扭曲到半椅式,NAG的6聚体才能适应活性部位的裂缝。因为半椅式的几何结构显著的促进碳正离子的形成,因而促进了催化过程。在半椅式,C1,C2,C5和O原子成平面,使正电荷被C1和环O共享。催化过程的要点: (The Critical Elements of This Catalytic Scheme)null正常的糖环:椅式构象两个糖环交联肽扭曲了的糖环,变平了一些,不稳定的“半椅式”构象,易于断裂。新进展新进展但随着溶菌酶在不同 组织中参与机体防御机制的作用证实,表明溶菌酶 的作用机制首先依赖于其特有的结构,然后才是直 接杀菌作用。 最新研究表明,热变性后的溶菌酶仍然具有抑 菌作用,即溶菌酶能够通过非酶途径杀灭革兰氏 阳性和阴性菌 。新分类新分类参与细菌细胞壁溶解作用的酶大致可分为作用于糖苷键和作用于肽和酰胺部分的两类。 目前主要有七种微生物溶菌酶: 内- N- 乙酰己糖胺酶、酰胺酶、β-1,3 , β- 1,6 葡聚糖酶和甘露聚糖酶、壳多糖酶( 几丁质 酶) 、磷酸甘露糖酶、脱乙酰壳多糖酶。新作用机理新作用机理溶菌酶可以对微生物相关结 构进行识别,通过结构改变发挥杀菌作用。 Ibrahim等用梭菌蛋白酶水解蛋清溶菌 酶,发现溶菌 酶的一个 螺旋一环一螺旋 基元结构域为活性 位点,其中包括两个(一螺旋结构和一个连接环)。 该区域对革兰氏阳性和阴性菌及真菌~白色念珠菌均有杀菌活性。其中N一端螺旋对革兰氏阳 性菌有特效,而C一端螺旋对革兰氏阳性和阴性菌都 有效。null外膜作用机制外膜作用机制人工合成的HLH多肽和C一端螺旋区 域能通过自身促进吸收穿透外膜并用形成通道的 方式破坏内膜。 HLH结构中的a一螺旋发夹抗菌多肽以自身促进吸收途径穿透大肠杆菌外膜 。 作用机制是:抗菌肽分子中的多价阳离子与结合在脂多糖表面的二价阳离 子发生交互作用,由于这些多肽与脂多糖的亲和力 比原来结合在脂多糖上的Ca 和Mg 的亲和力 高三个数量级,可以大量地进行竞争性取代,导致正常细胞膜屏障的破坏,产生暂时性的“溃穴”,使 各种分子如疏水性化合物和小分子蛋白和/或抗菌 药物进入胞内,更为重要的是促进抗菌肽本身大量 地吸收进人胞内(这就是自身促进吸收)nullIbrahim等还通过定点突变研究了酶活性位点 改变而结构不变时对鸡蛋c一型溶菌酶抑菌作用的 影响,认为溶菌酶的抗菌作用随构象的改变而改 变,与酶活性关系不大。null溶菌酶杀灭革兰氏阳性 菌,除水解肽聚糖外,还对微生物相关结构进行识 别,其中的特定结构诱导细菌产生自溶酶,以非酶 机制激发微生物产生自溶酶而杀菌,但此机理有待 于进一步研究。 nullThank you !
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