溶菌酶
溶菌酶

前景与展望: 溶菌酶是一种小分子碱性蛋白,长期以来一直被作 为一种"模型"体系,用于研究蛋白质的空间构象、 酶动力学及其与分子进化、分子免疫间的关系。 溶菌酶具有分解细菌细胞壁中的肽聚糖的特殊作 用,因而起着防腐和杀菌作用,同时溶菌酶是高盐 基蛋白质,具有一定保健作用,而且与植酸、聚合 磷酸盐、甘氨酸等结合使用,可大大提高其防腐效 果
简介:
溶菌酶(lysozyme)又称胞壁质(muramidase) 或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,是一种能水解致病 菌中黏多糖的碱性酶。主要通过破坏细胞壁中的 N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β -1,4糖 苷键,使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽, 导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。溶菌 酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合,与DNA、 RNA、脱辅基蛋白形成复盐,使病毒失活。因此, 该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
制备原理:
溶菌酶广泛存在于动植物及微生物体内,鸡蛋(含量约为 2%~4%)和哺乳动物的乳汁是溶菌酶的主要来源,目前, 溶菌酶仍属于紧销的生化物质,广泛应用于医学临床,具 有抗感染、消炎、消肿、增强体内免疫反应等多种药理作 用。 溶菌酶常温下在中性盐溶液中具有较高天然活性 ,在中 性条件下溶菌酶带正电荷,因此在分离制备时,先后采用 等电点法,D152型树脂柱层析法除杂蛋白,再经Sephadex G-50层析柱进一步纯化。最后用SDS-PAGE鉴定为一条带。 采用福林酚法测蛋白含量,分光光度法测定酶活性。
步骤: 蛋清溶菌酶分离提取步骤
溶菌酶活力测定
变性与等 电点选择 性沉淀
丙烯酸处 理
乙二醇浓缩
Sephade x G-50 柱层析
蛋清溶菌酶分离提取步骤
取上述各待测酶液稀释30~50倍,进行酶活测定。 用微量进样器取酶液样品10μ L,加入0.5mL 的 0.5mol/L 磷酸缓冲液(pH6.5),混合均匀,37℃ 预热2min,然后加入同样已预热过的菌悬液0.5mL。 37℃保温反应15min 后,用2mL 乳化剂停止反应。 反应液经3000r/min 离心10min,取清液在721型 分光光度计上进行比色(540nm)。空白管用磷酸缓 冲液替代样液。
溶菌酶

溶菌酶溶菌酶溶菌酶( Lysozyme,E.C.3.2.17),全称为1,4-p -N -溶菌酶,又称为细胞壁溶解酶,是自然界普遍存在的一种酶,因其能溶解细菌细胞壁具有溶菌作用而得名。
(一)溶菌酶的结构及物理化学性质溶菌酶易溶于水,遇碱易破坏,不溶于丙酮、乙醚,是一种白色、无臭的结晶粉末。
相对分子质量为14.7ku,由129个氨基酸残基组成,碱性氨基酸残基及芳香族氨基酸如色氨酸残基的比例很高,含有4个二硫键,如图2 -24所示,其等电点为10~11。
在37℃条件下溶菌酶的生物学活性可保持6h,当温度较低时保持时间更长,利于溶菌酶在体内发挥作用。
禽蛋蛋清是溶菌酶的重要来源,蛋清溶菌酶的物理化学性质如表17 -1所示。
溶菌酶由两个区域组成,由一个长的α螺旋所联接,其二级结构大多是α螺旋。
N末端的区域( f40~80)由一些螺旋线组成,大多数是反平行的β折叠。
第二个区域由fl~39和f89~129氨基酸残基组成。
分子中的这两个区域被一个螺旋体(f87天冬氨酸- 114精氨酸)所分离,分子组成了内部疏水外部亲水的基本结构,对溶菌酶发挥抗菌功能起着巨大的作用。
表17 -1 蛋清溶菌酶的物理化学特性特性数值相对分子质量14 400亚基数 1氨基酸129等电点10.7二硫键数 4碳水化合物所占比例0E1%280nm 26.493℃时的D热值(每分钟破坏90%的活性)110酶活力的实验通过浑浊溶壁微球菌的细胞溶解(二)溶菌酶的来源溶菌酶在自然界中普遍存在,在人和许多哺乳动物的组织和分泌液中,均发现有溶菌酶存在,其物化性质基本相似,溶菌酶的来源如表17 -2所示。
溶菌酶主要分布于禽蛋和鸟类蛋清中,尤其是浓厚蛋白的系带膜状层中。
禽蛋中异常丰富,占整个蛋清中的 3.5%,鸡蛋蛋清是溶菌酶的主要商业来源。
表17 -2溶菌酶的来源溶菌酶的来源溶菌酶的含量鸡蛋清 2 500 ~ 3 500μg/mL鸭蛋清 1 000 ~ 1 300μg/mL鹅蛋清500 ~ 700μg/mL眼泪 3 000 ~5 000μg/mL人乳55~ 75 μg/mL牛奶10~ 15μg/mL脾脏50 ~ 160μg/kg胸腺60~ 80μg/kg胰腺20~ 35μg/kg花椰菜汁25~ 28μg/mL木瓜汁8~ 9μg/mL卷心菜汁7~8μg/mL(三)溶菌酶的溶菌机制溶菌酶是一种糖苷水解酶,专门作用于微生物细胞壁,可以破坏组成微生物细胞壁的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺之间的β-1,4-糖苷键,其作用机理见图17 -1。
溶菌酶知识

溶菌酶的研究前景
溶菌酶的作用机制研究
深入探究溶菌酶的作用机制,有助于发现新的溶菌酶种类和功能,为应用研究提供更多可能性。
溶菌酶的基因工程研究
基因工程技术的发展为溶菌酶的研究提供了新的手段,通过基因工程方法改良溶菌酶的性能,提高其稳定性和活性。
溶菌酶的抗菌作用研究
溶菌酶的抗菌作用研究可以为开发新型抗菌药物提供理论基础,有助于解决当前抗生素滥用和耐药性问题。
溶菌酶可以裂解细菌细胞壁,杀死多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,包括金黄 色葡萄球菌、大肠杆菌、志贺氏菌等。
溶菌酶的抗菌作用主要通过裂解肽聚糖中的N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸之间 的β-1,4糖苷键,破坏细菌细胞壁,导致细菌溶解死亡。
溶菌酶的抗肿瘤作用
溶菌酶能够激活机体免疫系统,诱导肿瘤细胞凋亡,抑制肿 瘤细胞的生长和扩散。
溶菌酶知识
xx年xx月xx日
目录
• 溶菌酶简介 • 溶菌酶的生物活性 • 溶菌酶的生产和应用 • 溶菌酶的研究进展 • 溶菌酶的前景展望
01
溶菌酶简介
溶菌酶的定义
溶菌酶是一种能够裂解细菌细胞壁的肽酶。
它具有广谱的抗菌活性,能够破坏细菌细胞 壁,导致细菌溶解死亡。
溶菌酶的发现
溶菌酶最早是在19世纪末由法国微生物学家Jules Bordet发 现。
05
溶菌酶的前景展望
溶菌酶的应用前景
生物医药领域
在生物医药领域,溶菌酶作为 天然的抗菌剂,具有良好的生 物相容性和安全性,可用于药 物开发、医疗器械灭菌等方面
。
食品安全领域
在食品安全领域,溶菌酶可以用 于食品保鲜和防腐,提高食品卫 生质量,保障食品安全。
环保领域
在环保领域,溶菌酶可以用于水处 理、污染治理等方面,提高环保治 理效果。
溶菌酶的名词解释

溶菌酶的名词解释溶菌酶是一种存在于细菌、动物和植物等生物体内的酶类物质,具有分解细菌细胞壁的能力。
这种酶广泛存在于自然界中,对于维持生态平衡和机体免疫防御方面都起着重要作用。
在这篇文章中,我们将详细探讨溶菌酶的特性、功能和应用。
一、溶菌酶的特性溶菌酶是一种水解酶,主要通过水解β-1,4-糖苷键的酶解作用,切断细菌细胞壁的纤维素和肽聚糖链。
溶菌酶可以依据其作用对象分为两类:1)内源性溶菌酶:存在于许多生物体内,如人体分泌的唾液、眼泪、鼻涕中,以及动物和植物体内的细胞和体液中;2)外源性溶菌酶:来自于环境中,如一些细菌和真菌分泌的溶菌酶。
溶菌酶的分子量通常在10,000至20,000道尔顿之间,具有抗菌谱较广的特点。
它是一种相对稳定、热稳定性较好且在酸性条件下活性仍保持较高的酶类物质。
二、溶菌酶的功能溶菌酶在生物体内扮演着重要的角色,具有多种功能。
1)免疫防御:溶菌酶在机体免疫系统中起到重要的作用。
当细菌感染机体时,免疫细胞会释放溶菌酶来破坏细菌的细胞壁,从而抑制其生长和扩散。
这对于维持机体的免疫稳态具有至关重要的意义。
2)消化道健康:人体消化道中存在着多种细菌,其中一些是有益的菌群。
溶菌酶可以促进这些有益菌的生长和繁殖,维护消化道健康。
同时,它还能降低有害菌在消化道内的数量,减少感染和疾病的风险。
3)食品工业应用:由于溶菌酶对细菌具有特异性的杀菌作用,它在食品工业中具有广泛的应用前景。
比如,将溶菌酶应用于食品加工中,可以延长食品的保质期,改善产品的质量和卫生安全性。
三、溶菌酶的应用溶菌酶的研究和应用领域非常广泛,涉及生物医药、食品工业、环境科学等多个领域。
1)生物医药领域:溶菌酶已被广泛应用于临床医学中,特别是在抗生素研发和治疗上。
由于细菌在抗生素中产生耐药性的情况日益严重,溶菌酶作为一种具有独特杀菌作用的物质,被认为是改善抗生素疗效的有力补充。
此外,溶菌酶还可用于细菌感染的快速诊断和疗效评估。
2)食品工业领域:溶菌酶在食品加工过程中的应用正在得到重视。
高考溶菌酶常考知识点

高考溶菌酶常考知识点溶菌酶是一种可以破坏细菌细胞壁的酶类物质。
在高考生物考试中,溶菌酶是一个常见的知识点。
本文将介绍溶菌酶的基本概念、作用机理、应用领域以及相关实验方法。
一、溶菌酶的基本概念溶菌酶也被称为葡萄球菌溶菌酶,是一种能够裂解葡萄球菌细胞壁的酶类物质。
它主要存在于人类和动物体内的各种组织和分泌物中,是一种天然的防御机制。
溶菌酶是由细菌、真菌、植物和动物等生物体产生的一类酶,具有广泛的生物学活性。
二、溶菌酶的作用机理溶菌酶的作用机理主要是通过破坏细菌细胞壁而导致细菌死亡。
它能够降低细菌细胞壁的完整性,导致内部渗漏和细胞内容物外泄,最终导致细胞溶解。
在免疫防御中,溶菌酶可以识别病原菌细胞壁上的特定抗原,从而发挥抗菌作用。
三、溶菌酶的应用领域溶菌酶在医药领域具有广泛的应用价值。
首先,它可以作为一种抗菌剂用于治疗细菌感染性疾病。
其次,溶菌酶还可以作为一种重要的实验工具,用于细菌分子生物学研究中,如基因工程、DNA重组等领域。
此外,溶菌酶还广泛应用于食品工业、饲料工业、环境保护等领域。
四、溶菌酶相关的实验方法在研究溶菌酶时,有几种常用的实验方法可以用来检测其活性和测定其浓度。
首先是溶菌酶活性的检测,常用的方法有酶活性测定法和酒石酸盐凝胶电泳法。
其次是溶菌酶浓度的测定,常用的方法有比色法、生物学活性测定法和免疫学测定法。
五、总结通过对溶菌酶的基本概念、作用机理、应用领域和相关实验方法的介绍,可以看出溶菌酶在生物学领域中具有重要的研究和应用价值。
对于高考生物考试来说,了解溶菌酶的相关知识点,有助于理解细菌的抵抗机制以及抗菌药物的开发和应用。
同时,掌握溶菌酶相关实验方法,可以对细菌研究提供有力的实验手段。
本文对高考溶菌酶的常考知识点进行了概括性的介绍,希望对广大考生有所帮助。
在备考过程中,建议考生加强对溶菌酶相关知识的学习和理解,注重实验方法的掌握,提高解题能力和实验操作水平。
祝愿各位考生取得优异的成绩!。
溶菌酶

眼泪中的溶菌酶能杀死细胞壁
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溶菌酶的分离与提纯
溶菌酶的纯化
离子交换层析法:离子交换层析(IEC)是基于 待分离物质的酸碱性、极性等差异,它们与离子 交换剂的亲和力不同,通过离子之间的吸附和脱 吸附而将各组分依次从层析柱中洗脱下来,从而 达到分离目的。 聚丙烯层析柱、 CM Sepharose FF(快速羧甲 基琼脂糖凝胶)、 0.5 M NaCl洗脱溶菌酶、用考 马斯亮蓝G-250检测杂蛋白的洗脱情况。
bacteria)]的细胞壁多糖是N-乙酰氨基葡糖(Nacetylglucosamine, NAG)-N-乙酰氨基葡糖乳酸 (N-acetylmuramic acid, NAM)的共聚物,其中 的NAG及NAM通过β-1,4糖苷键而交替排列。溶 菌酶对于破坏G+细菌的细胞壁较G-细菌强。 )
溶菌酶是一种葡糖苷酶,作用底物是几丁质。 溶菌酶的内部几乎全部是非极性的 (nonpolar) 。疏水的相互作用在溶菌酶的 折叠构象中起重要作用。在溶菌酶分子的表 面,有一个比较深的裂缝,其大小恰好能容 纳多糖底物的6个单糖,这是溶菌酶的活性 部位。活性部位所在的裂缝(cleft)正好被6 个糖残基所装满,水解部位只能发生在D-E 之间。
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来源
最早对溶菌酶的研究起于 1907 年发表的枯草芽孢杆菌中的溶解 子,1922年,在人的唾液、眼泪 中存在有能够溶解细胞壁杀死细 菌的酶,因而被命名为溶菌酶。 1937年从卵蛋白中分离出溶菌 酶晶体,揭开了研究溶菌酶的历 史篇章。1965年,英国的菲利普 等用X衍射法对溶菌酶进行研究 分析,第一个完全弄清了溶菌酶 的立体结构。
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应用
溶菌酶在食品工业中的应用
替代有害人体健康的化学防腐剂(如苯甲酸及其 钠盐等),以达到延长食品货架期的目的 溶菌酶可以作为婴儿食品的添加剂,主要用于牛 乳的“人乳化”(尤其在欧洲)。 溶菌酶是一种无毒、无害的高盐基蛋白质,且具 有一定的保健作用,有抗感染和增强抗生素作用 效力,促进血液凝固及止血作用,有组织再生作 用。可以在保健食品中添加一定量以提高保健效 果。
高中生物溶菌酶知识点总结大全

高中生物溶菌酶知识点总结大全溶菌酶是一种在生物体中广泛存在的酶类,它在高中生物课程中占有重要地位,因为其在生物防御机制中的作用以及在科学研究中的应用。
本文将对溶菌酶的结构、功能、分类、生物学意义以及在工业和医学上的应用进行详细的总结。
一、溶菌酶的结构溶菌酶是一种基本不受糖基化影响的酶,其结构主要由氨基酸序列决定。
人类溶菌酶由130个氨基酸残基组成,具有一个明显的β-折叠结构。
这种结构使得溶菌酶能够紧密地结合到细菌细胞壁的多糖上,从而破坏细胞壁的结构完整性。
二、溶菌酶的功能溶菌酶的主要功能是作为生物体的防御机制,对抗外来细菌的侵袭。
它通过水解细菌细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之间的β-1,4-糖苷键,导致细胞壁破裂,细菌最终溶解死亡。
这种抗菌作用对于人体的免疫系统尤为重要,尤其是在皮肤和黏膜表面,溶菌酶能够帮助抵御病原体的入侵。
三、溶菌酶的分类根据溶菌酶的来源和特性,可以将溶菌酶分为几类:1. 鸡蛋溶菌酶:从鸡蛋清中提取,是最常用的溶菌酶之一。
2. 人类溶菌酶:存在于人的唾液、泪液和其他体液中,对维护人体健康起到重要作用。
3. 植物溶菌酶:在某些植物中也发现有溶菌酶的存在,如菠萝和木瓜。
4. 微生物溶菌酶:由某些微生物产生,用于对抗其他微生物。
四、生物学意义溶菌酶在生物体中具有重要的生物学意义。
首先,它是天然免疫系统的一部分,帮助生物体抵御细菌感染。
其次,溶菌酶还能够调节炎症反应,因为它能够影响免疫细胞的活性。
此外,溶菌酶的存在也能够帮助生物体清除死亡的细胞和细胞碎片,维持组织的健康状态。
五、工业和医学应用溶菌酶在工业和医学领域有着广泛的应用。
在工业上,溶菌酶可用于食品保鲜,防止食品变质和延长保质期。
在医学上,溶菌酶可用于治疗某些细菌感染,尤其是在对抗生素有耐药性的细菌面前,溶菌酶提供了另一种治疗选择。
此外,溶菌酶也被用于化妆品和清洁产品中,利用其抗菌特性来保持产品的卫生和安全性。
六、溶菌酶的提取和纯化溶菌酶的提取通常采用物理和化学方法相结合的方式。
溶菌酶

1922年,英国细菌学家Fleming发现人的唾液、眼泪中存在有溶解细菌细胞壁的酶,因其具有溶菌用,故命名为溶菌酶。
溶菌酶广泛地分布于自然界中,在人的组织及分泌物中可以找到,动物组织中也有,以鸡蛋清中含量最多。
其他植物组织及微生物细胞中也存在[1]。
它是由动物特定细胞内的核糖体上合成的一种蛋白酶,分泌到细胞外杀死细菌的。
它存在于卵清、唾液等生物分泌液中,催化细菌细胞壁肽聚糖N-乙酰氨基葡糖与N-乙酰胞壁酸之间的1,4-β-糖苷键水解的酶。
它可以溶解掉细菌的细胞壁,杀死细菌。
由于溶菌酶能够选择性地分解微生物的细胞壁,并且自身没有毒害,因此作为一种天然、安全的杀菌剂和防腐剂,在食品工业、医药制剂、日用化工等行业被普遍重视。
随着开发和应用研究的进一步深入,溶菌酶的发展前景将会十分广阔。
下面主要陈述溶菌酶的一些基本情况及其在食品工业中的应用。
在食品工业中,溶菌酶是无毒的蛋白质,能选择性地使目标微生物细胞壁溶解而使其失去生理活性,而食品中的其他营养成分几乎不会造成任何损失。
因此,它可以安全地替代有害人体健康的化学防腐剂(如苯甲酸及其钠盐等),以达到延长食品货架期的目的,是一种很好的天然防腐剂。
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。
1 溶菌酶的分类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。
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。
1.1 细菌溶菌酶细菌溶菌酶通常可分为三大类:N-乙酰氨基己糖苷酶,它催化水解肽聚糖中糖骨架中的β(1→4)糖苷键;N-乙酰胞壁酰-丙氨酸酰胺酶,它催化裂解肽聚糖中糖基与肽基;内肽酶,它催化裂解肽聚糖肽桥中的肽键。
1.2 真菌溶菌酶真菌溶菌酶主要包括几丁质酶和β-葡聚糖酶。
1.2.1 几丁质酶虽然一些外几丁质酶(exochitinases;EC3.2.1.30)也表现出抗真菌的特性,但抗真菌的几丁质酶主要是内几丁质酶(endochitinases;EC3.2.1.14)。
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内容1:溶菌酶简介1.1 溶菌酶溶菌酶(N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,EC3.2.1.17)又称为胞壁质酶,是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。
溶菌酶是由129个氨基酸构成的单纯碱性球蛋白,化学性质非常稳定。
溶菌酶存在在自然界中,溶菌酶普遍存在于鸟类、家禽的蛋清和哺乳动物的眼泪、唾液、血液、鼻涕、尿液、乳汁和组织细胞中(如肝、肾、淋巴组织、肠道等)。
从木瓜、芜青、大麦、无花果和卷心菜、萝卜等植物中也能分离出溶菌酶,其中以蛋清含量最高。
溶菌酶生理作用在生物体内溶菌酶具有抗菌消炎,抗病毒,增强机体免疫力的生理功能,还可激活血小板,改善组织局部血液循环障碍,分泌脓液,增强局部防卫功能,具有止血、消肿等作用。
它还可以作为一种宿主抵抗因子,对组织局部起保护作用2:溶菌酶的种类溶菌酶的研究最早是从尼科尔(Nicoile)1907年发表枯草杆菌溶解因子的报告开始的。
两年后,Laschtschenko指出:鸡卵白强烈抑菌作用是酶作用的结果。
1922年英国细菌学家弗莱明(Fleming)发现人的唾液、眼泪中存在这种能溶解细菌细胞壁的酶,因其具有溶菌作用,故命名为溶菌酶。
1937年由Abraham与Robinson从卵蛋白中最先分离出晶体溶菌酶,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。
根据来源不同,将溶菌酶分为三类(1)动物源溶菌酶⏹动物源溶菌酶包括鸡蛋清溶菌酶及人和哺乳动物溶菌酶。
⏹鸡蛋清溶菌酶是目前研究和应用最多的,在鸡蛋清中约含有3.5%左右的酶,分子量为14000,其等电点在pH10.8左右,最适效应温度在50℃,化学性质稳定,pH在1.2~11.3之间改变时对酶结构影响很小,pH在4~7范围内100℃处理1min仍有近100%的活力,在210℃条件下加热1.5h仍具有活性。
鸡蛋清溶菌酶在碱性环境条件下稳定性较差,分解G+细菌,但对G-细菌不起作用。
研究表明其它鸟类蛋清溶菌酶也是由129个氨基酸残基组成,但其排列顺序和鸡蛋清溶菌酶不同,并且活性部位也不相同。
人溶菌酶分子量为14600,对人的溶菌酶研究发现它是由130个氨基酸残基组成,也有4个S-S键,其一级结构氨基酸顺序及组成与鸡蛋清溶菌酶相比有极大的差异,但三级结构有相似性,其溶菌活性比鸡蛋清溶菌酶高2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,其溶菌活性远低于人溶菌酶。
(2)植物源溶菌酶目前发现含溶菌酶的植物有近170种,在木瓜、无花果、大麦等植物中均已分离出溶菌酶。
植物源溶菌酶分子量较大,约为24000~29000单位,其对溶壁小球菌的溶菌活性不超过鸡蛋清溶菌酶的1/3,但其对胶体状甲壳质的分解活性则是鸡蛋清溶菌酶的10倍。
(3)微生物源溶菌酶上世纪60年代从微生物中分离出溶菌酶,根据其作用对象分为细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞壁溶菌酶。
细菌细胞壁溶菌酶可分为三大类:N-乙酰氨基己糖苷酶:它破坏细菌细胞壁肽聚糖中β-(1,4)糖苷键;酰胺酶:催化裂解细菌细胞壁肽聚糖中N-乙酰胞壁酸与肽“尾”之间的N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸键;内肽酶:催化裂解肽聚糖肽桥中的肽键。
现在研究发现,细菌细胞壁溶菌酶的抗菌活性不仅表现在其分解细菌细胞壁方面,当酶受到不可逆抑制后,它仍然显示出抗菌效应;不同来源的细菌细胞壁溶菌酶有不同的抗菌范围,并对不同类型的肽聚糖有特异性。
真菌细胞壁溶菌酶包括几丁质酶和β-葡聚糖。
几丁质酶:➢抗真菌的几丁质酶主要是内几丁质酶,首先是在植物中发现,这类几丁质酶可以对抗侵入植物体的真菌病原体,后来人们在链霉菌属、杆菌和大多数真菌也发现该酶,真菌几丁质酶与植物几丁质酶相似。
➢几丁质酶主要用于真菌细胞壁的降解和重组,但在大多数产几丁质酶的真菌中,此酶主要用于真菌细胞壁的成型过程,由于肽聚糖和甲壳质的糖骨架具有相似的结构,一些几丁质酶也具有溶菌酶活性。
β-葡聚糖酶(β-glucanases)➢是另一类真菌细胞壁溶菌酶,包括β-(1,3)葡聚糖酶,β-(1,6)葡聚糖酶和甘露聚糖酶等。
➢主要用于分解酵母细胞的细胞壁。
如β-(1,3)葡聚糖酶主要作用是它能水解β-(1,3)糖苷键,还可以对几丁质降解真菌细胞壁起到显著的协同作用,将纯化的几丁质酶和β-葡聚糖酶合用,其抗灰色葡萄孢(Botrytis cinera)的作用能够提高10倍。
3:溶菌酶的性质及作用机理溶菌酶纯品为白色或微黄、黄色的结晶体或无定型粉末,无异味,微甜,易溶于水,遇碱易被破坏,不溶于乙醚。
其活性受以下因素影响。
(1)温度对溶菌酶活性的影响Weaver等发现在60℃以上牛乳中的溶菌酶活性下降。
Hayase等发现溶菌酶通过二硫键聚合,180℃时聚合和降解同时进行,当>200℃时肽键的断裂和重组发生,聚合和降解变得更为剧烈。
Frasco等用红外光谱研究了溶菌酶的热变性机理,发现它是和水结构密切相关的。
其它外侧非极性氨基酸残基对变性无重要影响,从外侧极性氨基酸游离出的水在其始变性过程中起重要作用,水进入内部肽-肽键中,使蛋白质膨胀和伸展。
(2)pH对溶菌酶活性的影响溶菌酶在酸性pH下是稳定的,此时100℃的加热对溶菌酶仅有很小的活性损失。
Matsuoka 等报道pH4.5(100℃、3min)、pH5.29(100℃,30min)的加热对溶菌酶是稳定的。
Beychok等报道溶菌酶在pH5.5最为稳定(3)化学物质对溶菌酶的影响Back等研究表明糖和聚烯烃类能增加溶菌酶的热稳定性,Hidaka等发现NaCl对溶菌酶也有抗热变性作用。
同时Kravchenko等发现盐溶液的存在对溶菌酶的活性是十分必要的,Chang的研究也发现溶菌酶的活性在低盐浓度时和离子强度密切相关的,在高盐浓度时溶菌酶的活性受到抑制,阳离子的价态越高则其抑制作用越强。
Yashitake等发现具有-COOH和-SH3OH基的多糖对溶菌酶活性有抑制作用。
(4)加工过程对溶菌酶活性的影响在一个冷冻干燥的模拟体系中溶菌酶有聚合、生物活性损失和其它化学变化。
溶菌酶和过氧亚油酸的反应生成了二聚和高聚体;多聚是因为随水活性增加共价键交联度、蛋白质不溶性和酶活性损失增加引起的。
(5)络合作用对溶菌酶活性的影响溶菌酶可和许多物质形成络合物导致其活性丧失。
等量蛋清和蛋黄的混合物其溶菌酶无活性,脱水整蛋仅保留部分溶菌酶活性,蛋黄在pH6.2磷酸盐缓冲液中使纯溶菌酶失活。
研究者认为抑制机理是在溶菌酶和蛋黄化合物间形成静电相互作用的络合物所致。
(5)络合作用对溶菌酶活性的影响N-乙酰葡萄糖胺的β(1-4)键多聚物是溶菌酶的底物。
它们间形成一聚、二聚、三聚、四聚体,是溶菌酶的抑制剂。
SDS结合到活性位上强烈抑制了溶菌酶活性,除此之外其它和溶菌酶形成络合物的物质有:胸腺泡核、酵母泡核、甲状腺素、甲状腺球蛋白、α-La、咪唑核吲哚衍生物。
阳离子如Co2+、Mg2+、Hg2+、Cu2+等均可抑制溶菌酶的活性(10-3~10-2mol/L)。
4、溶菌酶的抗菌机理细菌的细胞壁由胞壁质组成,胞壁质是由N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine)及N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid)交替组成的多聚物,胞壁酸残基上可以连接多肽,称为肽聚糖(Peptidoycan)。
溶菌酶能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖,其水解位点是N-乙酰胞壁酸(NAM)的l位碳原子和N-乙酰葡萄糖胺(NAG)的4位碳原子间的β-l,4糖苷键,结果使细菌细胞壁变得松弛,失去对细胞的保护作用,最后细胞溶解死亡。
对于G+细菌与G-细菌,其细胞壁中肽聚糖含量不同,G+细菌细胞壁几乎全部由肽聚糖组成,而G-细菌只有内壁层为肽聚糖,因此,溶菌酶只能破坏G+细菌的细胞壁,而对G-细菌作用不大。
5:溶菌酶在食品上的应用(1)水产类熟制品、肉类制品的防腐和保鲜溶菌酶可作为鱼丸等水产类熟制品和香肠、红肠等肉类熟制品的防腐剂。
只要将一定浓度(通常为0.05%)的溶菌酶溶液喷洒在水产品或肉类上,就可起到防腐保鲜的作用。
(2)新鲜海产品和水产品的保鲜一些新鲜海产品和水产品(如:虾、蛤蜊肉等)在0.05%的溶酶菌和3%的食盐溶液中浸渍5min后,沥去水分,进行常温或冷藏储存,均可延长其储存期。
(3)在乳制品中的应用溶菌酶在人乳中含量最高,是牛乳的3000倍,是山羊乳的1600倍,溶菌酶是婴儿生长发育必需的抗菌蛋白,在人工喂养或食用母乳不足的婴儿食品中添加溶菌酶是非常必要的。
因为溶菌酶是人体的一种非特异性免疫因子,对杀死肠道腐败球菌有特殊作用。
溶菌酶在婴儿体内可以直接或间接促进婴儿肠道细菌双岐杆菌增殖,它可以促进婴儿胃肠内乳酪蛋白形成微细凝乳,有利于婴儿消化吸收;溶菌酶也可以促进人工喂养婴儿肠道细菌群的正常化;它能够加强对血清灭菌蛋白,r-球蛋白等体内防御因子,以增加对感染的抵抗力,特别是对早产婴儿有预防体重减轻,预防消化器官疾病,增加体重的功效。
所以溶菌酶是婴儿食品、婴儿配方奶粉等的良好添加剂。
在奶酪生产中使用溶菌酶,特别是中期、长期熟化奶酪中,可以防止奶酪的后期起泡,以及奶酪风味变化,而且不影响在老化过程中的奶酪基液。
溶菌酶不仅对乳酸菌生长很有利,而且还能抑制污染菌引起的酪酸发酵,这种特性为一般防腐剂不能达到的。
溶菌酶还可用于乳制品防腐,尤其适用于巴氏杀菌奶,能有效地延长其保存期,由于溶菌酶具有一定的耐高温性能,也适用于超高温瞬时杀菌奶。
(4)在糕点和饮料上的应用在糕点中加入溶菌酶,可防止微生物的繁殖,特别是含奶油的糕点容易腐败,在其中加人溶菌酶也可起到一定的防腐作用。
在pH6.0~7.5的饮料和果汁中加入一定量的溶菌酶具有较好的防腐作用。
在低度酒方面的应用是日本已成功地使用鸡蛋蛋清溶菌酶代替水杨酸作为防腐剂用于清酒的防腐,其加入量为15mg/kg。
此外溶菌酶还可作为料酒和葡萄酒的防腐剂和澄清剂,使用量为0.005%~0.05%。
(5)用于制备细胞浸提物酵母膏是发酵工业中用量最多的一类培养基成分,它的制备目前大多是采用酵母自溶法或酵解酵母的方法制成的。
如果改用溶菌酶制备酵母膏,则不仅可以提高浸膏量的收率,还可以大大缩短酵母膏的制备时间。
也可以用溶菌酶从酵母细胞中制备呈味物质,如有些溶菌酶中除了含有溶菌酶的活性外,还可以含有能分解酵母细胞中的核酸为肌苷酸和鸟苷酸的单核酸类的呈味物质。
(6)食品包装工业中的应用将溶菌酶固定化在食品包装材料上,生产出有抗菌功效的食品包装材料,以达到抗菌保鲜功能。
目前许多肉制品软包装都需要经过高温灭菌处理。
经过处理的肉制品脆性变差甚至产生蒸煮味。
如果在产品真空包装前添加一定量的溶菌酶(1%~3%),然后巴氏杀菌(80~100℃,25~30min),可获得很好的保鲜效果。