溶菌酶

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溶菌酶
Lysozyme crystal1.JPG
溶菌酶的单晶
識別
符號 LYZ
Entrez 4069
HUGO 6740
OMIM 153450
RefSeq NM_000239
UniProt P61626
其他資料
EC編號 3.2.1.17
基因座 12 [1]
Lysozyme

PDB rendering based on 132l.
有效结构
PDB 直系同源检索:PDBe, RCSB
标识
代号LYZ; LZM
扩展标识遗传学153450 鼠基因96897 同源基因121490 GeneCards: LYZ Gene
EC編號3.2.1.17
RNA表达模式
PBB GE LYZ 213975 s at tn.png
更多表达数据
直系同源体
物种人类鼠类
Entrez4069n/a
EnsemblENSG00000090382n/a
UniProtP61626n/a
mRNA序列NM_000239n/a
蛋白序列NP_000230n/a
基因位置Chr 12:
69.74 – 69.75 Mb
n/a
PubMed查询[2]n/a

溶菌酶(英文名称:Lysozyme,又譯溶解酶)是一个分子量为14.4kDa,它經由催化肽聚糖N-乙酰胞壁酸N-乙酰氨基葡萄糖残基间和壳糊精N-乙酰葡糖胺残基间的1,4-β链的水解,而破坏细菌的细胞壁。一些人体细胞分泌液中含有溶菌酶在,如唾液眼泪鼻涕;溶菌酶也存在于粒線體中的细胞质颗粒体和蛋清中。

历史[编辑]

1909年Laschtschenko发现蛋清中有杀菌物质。1922年,亚历山大·弗莱明在研究鼻腔粘液的抗菌作用时发现并命名了溶菌酶。[1]

1965年,大卫·菲利浦英语David Chilton PhillipsX射线衍射技术研究溶菌酶晶体,解析出了2分辨率的晶体结构。[2][3]这是第二个使用X射线衍射技术得到的蛋白质结构,也是第一个解析出的酶结构。大卫·菲利浦根据次结构提出了溶菌酶催化的机理,该催化机理最近得到了修正。[4]

生理学功能[编辑]

溶菌酶是体内免疫系统的一部分,可杀灭革兰氏阳性菌。溶菌酶结合到细菌表面,减少负电荷并协助对细菌的吞噬作用。新生儿缺乏溶菌酶会导致肺支气管发育不良(bronchopulmonary dysplasia)。食用缺乏溶菌酶的配方奶粉会使婴儿腹泻的概率提高三倍。眼泪中缺乏溶菌酶会导致结膜炎。

某些癌细胞会分泌过量的溶菌酶,导致血液中溶菌酶含量过高,造成肾衰竭和低血钾。

催化机制[编辑]

溶菌酶进攻肽聚糖(细菌细胞壁的组分,特别在革兰氏阳性菌的细胞壁中含量丰富)水解连接N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺第四位碳原子的糖苷键。整个过程是,首先溶菌酶通过其两个结构域之间的“沟”结合到肽聚糖分子上;随后其底物在酶中形成过渡态的构象。根据Phillips机制,溶菌酶与葡聚六糖结合。然后溶菌酶将葡聚六糖上的第四个糖扭曲为半椅形构象。在这种扭曲状态(能量较高)中,糖苷键很容易就发生断裂。

位于溶菌酶蛋白序列35位的谷氨酸(Glu35)和52位的天冬氨酸(Asp52)的侧链被发现对于溶菌酶的活性非常关键。Glu35作为糖苷键的质子供体,剪切底物的C-O键;而Asp52作为亲核试剂参与生成糖基酶中间体。随后,糖基酶中间体与水分子发生反应,水解生成产物,而酶保持不变。

相关疾病[编辑]

在一些遗传性淀粉变性症中发现,病人编码的溶菌酶基因中含有一个突变,从而导致溶菌酶在体内多个组织中聚集。[5]

应用[编辑]

溶菌酶被广泛用于实验室中对细菌所进行的细胞破碎

由于溶菌酶易于结晶,常被用于各种晶体学相关的研究。

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ Fleming A. On a remarkable bacteriolytic element found in tissues and secretions. Proc Roy Soc Ser B 1922;93:306-17
  2. ^ Blake CC, Koenig DF, Mair GA, North AC, Phillips DC, Sarma VR. Structure of hen egg-white lysozyme. A three-dimensional Fourier synthesis at 2 Ångstrom resolution. Nature, 206, 757-61
  3. ^ Johnson LN, Phillips DC. Structure of some crystalline lysozyme-inhibitor complexes determined by X-ray analysis at 6 Ångstrom resolution. Nature, 206, 761-3.
  4. ^ Vocadlo, D. J.; Davies, G. J.; Laine, R.; Withers, S. G. Nature 2001, 412, 835.
  5. ^ OMIM 105200

外部链接[编辑]