公共營養(yǎng)師考試:綠色添加劑溶菌酶及應(yīng)用
溶菌酶（lysozyme，ec3.2.1.17)又稱細(xì)胞壁質(zhì)酶（muramidase)或n-乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶（n- acetylmuramideglycanohydralase)。1922年英國細(xì)菌學(xué)家a.fleming發(fā)現(xiàn)人的唾液、眼淚中存在有溶解細(xì)菌細(xì)胞壁的酶，因其具有溶菌作用，故命名為溶菌酶。此后在人和動(dòng)物的多種組織、分泌液及某些植物、微生物中也發(fā)現(xiàn)了溶菌酶的存在。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)不僅有溶解細(xì)菌細(xì)胞壁的溶菌酶，還有作用于真菌細(xì)胞壁的種類，同時(shí)對(duì)其作用機(jī)制也有了更進(jìn)一步的了解。近幾年，人們根據(jù)溶菌酶的溶菌特性，將其應(yīng)用于醫(yī)療、食品防腐、畜牧及生物工程中，具有一定的應(yīng)用價(jià)值醫(yī)學(xué)全在線gydjdsj.org.cn。
溶菌酶按其所作用的微生物不同分兩大類，即細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶和真菌細(xì)胞壁溶菌酶。細(xì)菌細(xì)胞壁溶菌酶有兩種，一種是作用于β-1，4糖苷鍵的細(xì)胞壁溶解酶，另一種是作用于肽“尾”和酰胺部分的細(xì)胞壁溶解酶。真菌細(xì)胞壁溶菌酶包括酵母菌細(xì)胞壁溶解酶和霉菌細(xì)胞壁溶解酶。
溶菌酶廣泛地分布于自然界中，在人的組織及分泌物中可以找到，動(dòng)物組織中也有，以雞蛋清中含量最多。其它植物組織及微生物細(xì)胞中也存在。根據(jù)來源不同，其性質(zhì)及作用機(jī)制略有差異。
雞蛋清溶菌酶占蛋清總蛋白的3.4%～3.5%，作為溶菌酶類的典型代表，是目前重點(diǎn)研究的對(duì)象，也是了解最清楚的溶菌酶之一。它由18種129個(gè)氨基酸殘基組成，具有4個(gè)s-s鍵，分子量為14000，等電點(diǎn)為11.1，最適溫度為50℃，最適ph值為6～7，其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，在 ph1.2~11.3范圍內(nèi)劇烈變化時(shí)，結(jié)構(gòu)仍穩(wěn)定不變。遇熱也很穩(wěn)定，在ph4～7、100℃處理1min不失活，是一種穩(wěn)定的堿性蛋白質(zhì)，但在堿性條件下對(duì)熱穩(wěn)定性較差。
其它鳥類如鵪鶉、珍珠雞、火雞等的蛋清中也分離純化出溶菌酶，與雞蛋清溶菌酶活性非常相似，也由129個(gè)氨基酸組成，雖排列順序有所不同，但活性部位的氨基酸排列則大體相同。
人溶菌酶存在于眼淚、唾液、鼻粘液、乳汁等分泌液以及淋巴腺、白血球、肝、腎、淋巴組織中，1ml眼淚中含7mg溶菌酶，1ml乳汁中含0.1～0.5mg。人溶菌酶由130個(gè)氨基酸殘基組成，有4個(gè)s-s鍵，分子量為14600，其溶菌活性比雞蛋清溶菌酶高3倍。
對(duì)于哺乳動(dòng)物溶菌酶，目前已從牛、豬、貓、兔、猴、馬、羊等動(dòng)物的乳汁中分離出溶菌酶，其化學(xué)性質(zhì)與人溶菌酶相似，但結(jié)構(gòu)尚不清楚，其溶菌活性也遠(yuǎn)低于人溶菌酶約3000倍。曾林（1999)采用瓊脂平板法測定家兔初乳溶菌酶含量。結(jié)果表明：初乳溶菌酶含量為（7.96±2.01)μg/ml，常乳溶菌酶含量（5.01±1.32)μg/ml。人及哺乳動(dòng)物溶菌酶的作用機(jī)制與雞蛋清溶菌酶相同。
目前已從木瓜、無花果、蕪菁、大麥等植物中分離出溶菌酶，其分子量較大，約為24000~29100。植物溶菌酶對(duì)溶壁小球菌的溶菌活性不超過雞蛋清溶菌酶的1/3，但對(duì)膠體狀甲殼質(zhì)的分解活性則是雞蛋清溶菌酶的10倍。周澤文（1994)從菜心分離溶菌酶表明，酶比活力達(dá)3414.6u/mg，純化倍數(shù)為197.4。菜心溶菌酶在較寬的溫度和ph植范圍內(nèi)均有活性，最適溫度為60℃，最適ph值為5.8。高向陽（1997)研究了蘿卜溶菌酶對(duì)白色葡萄球菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿3種革蘭氏陽性菌和變形菌、大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏桿菌、多殺巴斯德氏桿菌、雛白痢沙門氏菌、產(chǎn)氣桿菌6種革蘭氏陰性菌及釀酒酵母、總狀毛霉、黑根霉、黑曲霉、青霉5種真菌的抑菌效果。同時(shí)還研究了蘿卜溶菌酶對(duì)白菜軟腐病菌、柑橘潰瘍病菌、番茄青枯病菌、水稻細(xì)條病菌、水稻白葉枯病菌及煙草青枯病菌6種植物病原細(xì)菌的抑菌效果。試驗(yàn)證明：蘿卜溶菌酶對(duì)上述參試的菌種都有不同程度的抑菌作用醫(yī) 學(xué)全,在線.搜集.整理gydjdsj.org.cn。
目前微生物產(chǎn)生的溶菌酶分為7類：①內(nèi)n-乙酰已糖胺酶，此酶同于雞蛋清溶菌酶，破壞細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中的β-1，4糖苷鍵；②酰胺酶，切斷細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中nam與肽“尾”之間的n-乙酰胞壁酸-l-丙氨酸鍵；③內(nèi)肽酶，使肽“尾”及肽“橋”內(nèi)的肽鍵斷裂；④β-1，3、β-1，6葡聚糖酶和甘露聚糖酶，此酶分解酵母細(xì)胞的細(xì)胞壁；⑤殼多糖酶，與葡聚糖酶共同作用，可分解霉菌和酵母；⑥磷酸甘露糖酶，與葡甘露糖酶共同作用，可分解原生質(zhì)；⑦脫乙酰殼多糖酶，主要分解毛霉和根霉。
該酶是一種特異性的酶，由噬菌體感染、誘導(dǎo)產(chǎn)生，但未被感染的宿主細(xì)胞上不存在該酶。
溶菌酶是一種能水解粘多糖的堿性水解酶，此類粘多糖是細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分之一，該酶能催化水解細(xì)胞壁中的n-乙酰胞壁酸和n-乙酰氨基葡萄糖之間的 β-1，4糖苷鍵，使細(xì)胞壁不溶性多糖分解成可溶性糖肽，細(xì)菌內(nèi)容物逸出而使細(xì)胞壁溶解。溶菌酶能直接水解革蘭氏陽性菌，在分泌型免疫球蛋白a、補(bǔ)體的參與下，還能水解革蘭氏陰性菌如大腸桿菌等。此外，它還可與各種誘發(fā)炎癥的酸性物質(zhì)結(jié)合，使其失活，并能增強(qiáng)抗生素和其它藥物的療效，改善組織基質(zhì)的粘多糖代謝，從而達(dá)到消炎、修復(fù)組織的目的。
梁愛華（2001)考察在不同溫度下雞蛋清溶菌酶與β-內(nèi)酰胺類抗生素聯(lián)合應(yīng)用對(duì)大腸埃希氏菌的生長及內(nèi)毒素釋放的影響。結(jié)果：在不同的培養(yǎng)溫度下，氨芐西林或頭孢噻肟50μg/ml均可導(dǎo)致細(xì)菌溶解，并誘導(dǎo)escherichiacoli釋放大量的內(nèi)毒素到培養(yǎng)上清液中，這些培養(yǎng)上清液在體外培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞上可誘導(dǎo)大量的腫瘤壞死因子（tnfα)和白細(xì)胞介素6（il-6)產(chǎn)生。而雞蛋清溶菌酶與β-內(nèi)酰胺類抗生素聯(lián)合使用能阻止細(xì)菌溶解，降低細(xì)菌內(nèi)毒素的釋放，并減少巨噬細(xì)胞tnf-和il-6的產(chǎn)生。
溶菌酶能與帶負(fù)電荷的病毒蛋白直接作用，與dna、rna、脫輔基蛋白形成復(fù)鹽，使病毒失活。該酶也可以預(yù)防和治療病毒性肝炎，尤其對(duì)輸血后肝炎及急性肝炎的效果較為顯著。在機(jī)體內(nèi)它還有抗流感病毒的活性，其與膽酸鹽的復(fù)合物能強(qiáng)烈抑制流感病毒和腺病毒的生長，并能防止皰疹性病毒感染。
溶菌酶作為機(jī)體非特異免疫因子之一，參與機(jī)體多種免疫反應(yīng)，在機(jī)體正常防御功能和非特異免疫中，具有保持機(jī)體生理平衡的重要作用�？筛纳坪驮鰪�(qiáng)巨嗜細(xì)胞吞噬和消化功能，激活白細(xì)胞吞噬功能，并能改善細(xì)胞抑制劑所導(dǎo)致的白細(xì)胞減少，從而增強(qiáng)機(jī)體的抵抗力。
溶菌酶還具有激活血小板的功能，可以改善組織局部血液循環(huán)障礙醫(yī).學(xué)全在線提供gydjdsj.org.cn，分泌膿液，增強(qiáng)局部防衛(wèi)功能，從而體現(xiàn)其止血、消腫等作用。它還可以作為一種宿主抵抗因子，對(duì)組織局部起保護(hù)作用。
溶菌酶在嬰兒體內(nèi)可以直接或間接促進(jìn)嬰兒腸道細(xì)菌雙歧乳酸桿菌的增殖，促進(jìn)嬰兒消化吸收，可以促進(jìn)人工喂養(yǎng)嬰兒腸道細(xì)菌的正�；荒軌蚣訌�(qiáng)血清滅菌蛋白（properdin)，γ-球蛋白（γ-globulin)等體內(nèi)防御因子對(duì)感染的抵抗力，特別對(duì)早產(chǎn)嬰兒有防御體重減輕、預(yù)防消化器官疾病、增進(jìn)體重等功效。
細(xì)菌的細(xì)胞壁由胞壁質(zhì)組成，胞壁質(zhì)是由n-乙酰氨基葡萄糖（n-acetylglucosamine)及n-乙酰胞壁酸（n- acetylmuramicacid)交替組成的多聚物，胞壁酸殘基上可以連接多肽，稱為肽聚糖（peptidoglycan)。肽聚糖是細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分，它是由nam、nag和肽“尾”（一般是4個(gè)氨基酸)組成，nam與nag通過β-1，4糖苷鍵相連，肽“尾”則是通過d-乳酰羧基連在nam的第3位碳原子上，肽尾之間通過肽“橋”（肽鍵或少數(shù)幾個(gè)氨基酸)連接，nam、nag、肽“尾”與肽“橋”共同組成了肽聚糖的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，作為細(xì)胞壁的骨架，上述結(jié)構(gòu)中的任何化學(xué)鍵斷裂，皆能導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞壁的損傷。溶菌酶能有效地水解細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖，其水解位點(diǎn)是n-乙酰胞壁酸（nam)的1位碳原子和n-乙酰葡萄糖胺（nag)的4位碳原子間的β-1，4糖苷鍵，結(jié)果使細(xì)菌細(xì)胞壁變得松弛，失去對(duì)細(xì)胞的保護(hù)作用，最后細(xì)胞溶解死亡。
對(duì)于g+細(xì)菌與g-細(xì)菌，其細(xì)胞壁中肽聚糖含量不同，g+細(xì)菌細(xì)胞壁幾乎全部由肽聚糖組成，而g-細(xì)菌只有內(nèi)壁層為肽聚糖，因此，溶菌酶只能破壞g+細(xì)菌的細(xì)胞壁，而對(duì)g-細(xì)菌作用不大。
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