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溶菌酶(lysozyme)又称胞壁质酶(muramidase)或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramide glycanohydrlase),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。

简介

中文名称:溶菌酶
中文同义词:脆壁质酶;鸡蛋白;胞壁质酶(N-乙酰胞壁质聚糖水解酶);溶菌酶(鸡蛋清)
英文名称:Lysozyme,简称LZM
英文同义词:REDUCED LYSOZYME,WATER SOLUBLE;MUCOPEPTIDE-GLYCOHYDROLASE;MUCOPEPTIDE GLYCOLHYDROLASE;MUCOPEPTIDE N-ACETYLMURAMOYLHYDROLASE;MUCOPEPTIDE N-ACETYLMURAMOYLHYDROLASE GRADE III;MUCOPEPTIDE N-ACETYLMURAMOYLHYDROLASE GRADE VI: CHLORIDE;MURAMIDASE;MURAMIDASE GRADE III
CAS号:12650-88-3
EINECS号: 235-747-3
分子式:无
分子量:14000左右
EINECS号:235-747-3
相关类别:发酵剂;Enzymes;酶;生化试剂生物化学品
分子结构图:

性质

储存条件:2-8°C
form:powder
color:white
危险品标志B
安全说明23-24/25-22
WGK Germany3
RTECS号 OL5989850
F3-10
白色或微白色冻干粉,溶于水,不溶于乙醚丙酮,pI为11.0-11.35,最适pH值6.5。
稳定性:酸性介质中可稳定存在,碱性介质中易失活;96℃, pH值为3条件下,15min后活力保持87%。
抑制剂:有咪唑吲哚衍生物、表面活性剂(十二烷基硫酸钠醇类碳链不少于12的脂肪酸)。1%水溶液在281.5nm处的吸光系数为26.4。通过水解细菌细胞壁肽聚糖来溶菌。
酶反应:Micrococcus luteus或Micrococcus lysodeikticus菌悬浮液═溶菌并澄清。
用途:用于生化研究,临床上用于急慢性咽喉炎、扁平苔癣扁平疣等疾病的治疗。

生产

以蛋清为原料,在pH6.5条件下用弱酸性阳离子交换树脂732吸附后,再用硫酸铵洗脱,经透析后冷冻干燥得产品。

制备

溶菌酶是采用生物工程技术进行克隆、提取而制取,它是一种天然酶,安全绿色的添加剂,无抗药性。
该酶广泛存在于人体多种组织中,鸟类和家禽的蛋清、哺乳动物的泪、唾液、血浆、尿、乳汁等体液以及微生物中也含此酶,其中以蛋清含量最为丰富。从鸡蛋清中提取分离的溶菌酶是由18种129个氨基酸残基构成的单一肽链。它富含碱性氨基酸,有4对二硫键维持酶构型,是一种碱性蛋白质,其N端为赖氨酸,C端为亮氨酸。可分解溶壁微球菌、巨大芽孢杆菌、黄色八叠球菌等革兰阳性菌。
溶菌酶在等电点以下较广泛的pH值范围内,分子带正电荷,可吸附于弱酸性阳离子交换树脂上,洗脱后盐析,可得溶菌酶沉淀,再进行精制可得成品。蛋清吸附↓724树脂洗涤↓缓冲液洗脱↓硫酸铵溶液盐析透析去碱性蛋白↓NaOH冻干溶菌酶冻干粉沉淀干燥溶菌酶在5~10℃下,将新鲜蛋清540kg加入到已处理好的80kg 724树脂中,搅拌吸附6h,在0~5℃静置过夜。倾出上层蛋清,树脂离心甩干,用蒸馏水反复洗去黏附的卵蛋白,然后将树脂装入柱内,用0?15mol/L、pH=6?5磷酸缓冲溶液约150L洗涤树脂,再用约600L的10%硫酸铵溶液洗脱,收集洗脱液。洗脱液中加硫酸铵,使最终含硫酸铵量为40%,有白色沉淀生成,冷处放置过夜。虹吸上层清液,沉淀吸滤抽干,再用1倍蒸馏水溶解沉淀呈稀糊状,然后装入透析袋,在约5℃的条件下,对蒸馏水透析24h左右,中间换水2~3次。离心去除沉淀,沉淀再用少量水洗一次,洗液与离心液合并。再往透析清液中慢慢加入1mol/L氢氧化钠溶液,同时不断搅拌,使pH值上升到8?0~9?0,如有白色沉淀,即离心除去。然后用3mol/L盐酸调pH=5?0,冷冻干燥,即得白色片状溶菌酶。也可将离心液用3mol/L盐酸调pH=3?5,在搅拌下缓慢加入5%的固体氯化钠,在约5℃的温度下静置48h,离心,沉淀用0℃丙酮洗涤,干燥,即得溶菌酶。

优点

1.溶菌酶是很稳定的蛋白质,有较强的抗热性。蛋清溶菌酶是C型,是已知的最耐热的酶;
2.溶菌酶不会因为有机溶剂的处理而失活,当转移到水溶液中时,溶菌酶的活力可全部恢复;
3.溶菌酶可被冷冻或干燥处理,且活力稳定;
4.溶菌酶适宜pH5.3~6.4,可用于低酸性食品防腐;
5.溶菌酶生产成本较低;
6.溶菌酶的抗菌谱较广,不仅局限于G+ 菌,对部分G­ 菌也有抑制效果;
7.溶菌酶作为防腐剂安全性高。溶菌酶是一种天然蛋白质,1992年FAO/WTO 的食品添加剂协会已经认定溶菌酶在食品中应用是安全的。

应用

医学应用

可作为一种具有杀菌作用的天然抗感染物质。有抗菌、抗病毒、止血、消肿止痛及加快组织恢复功能等作用。临床用于慢性鼻炎、急慢性咽喉炎、口腔溃疡、水痘、带状疱疹和扁平疣等。也可与抗菌药物合用治疗各种细菌和病毒感染。口服和肌注均有效。口服,3~5片/次(肠溶片含10mg),3次/日。口含,1片/次(口含片含20mg),4~6次/日。外用:以1%~2%溶液滴注、涂擦或直接喷粉。肌注,50mg~100mg/次,1~2次/日。滴眼:用2%溶液。
副作用
偶有较轻的过敏反应。氯化溶菌酶医疗效果更广,有浓痰分散、出血抑制、组织修复、消炎镇痛、抗过滤性病毒等作用,因而用氯化溶菌酶的制药有消炎消痔、治感冒、皮肤病及眼、鼻、喉等用药.

食品应用

可作为防腐剂,它的主要功用是水解细菌细胞壁,在细胞内,则对吞噬后的病原菌起破坏作用.该酶对革兰氏阳性菌中的枯草杆菌、耐辐射微球菌有分解作用。对大肠杆菌、普通变形菌和副溶血性弧菌等革兰氏阴性菌也有一定程度溶解作用,其最有效浓度为0.05%。与植酸、聚合磷酸盐、甘氨酸等配合使用,可提高其防腐效果。

应用领域

1. 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,因此可用作天然的食品防腐剂。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;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。
2. 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,目前医用溶菌酶其适应症为出血、血尿、血痰和鼻炎等。
3. 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。

机理

溶菌酶能有效地水解细菌细胞壁肽聚糖,其水解位点是N-乙酰胞壁酸(NAM)的1位碳原子和N-乙酰葡萄糖胺(NAG)的4位碳原子间的β-1.4糖苷键。肽聚糖是细菌细胞壁的主要成份,它是由NAM、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,上述结构中的任何化学键断裂,皆能导致细菌细胞壁的损伤。对于革兰氏阳性菌(G+),如藤黄微球菌、枯草杆菌或溶壁微球菌等,与革兰氏阴性菌(G-),如大肠杆菌、变形杆菌、痢疾杆菌、肺炎杆菌等,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,溶菌酶对于破坏G+细菌的细胞壁较G-细菌强。

使用

鸡蛋清溶菌酶作为溶菌酶类的典型代表,是一种稳定的蛋白质,其最适pH为4-6.5,最适温度为35℃,酶的最适添加量必须按照具体生产情况而定。

储存

建议在阴凉干燥的环境下避光保存,储存温度:零度以下。
贮藏过久或贮藏条件不利,会使酶活不同程度的降低;如温度湿度过高,则需要在使用时适当的增加使用量。

举例

尿液中含量

尿溶菌酶原理
溶菌酶来自单核细胞、中性粒细胞,是一种能溶解某些细菌的酶类。可酵解革兰阳性球菌壁上的乙酰氨基多糖成分,使细胞壁破裂。其分子量为14000万~15000,可从肾小球基底膜滤出,90%以上可被肾小管重吸收,所以尿液中很少或无溶菌酶。用一种细菌悬液作为基质,加入待测标本后保温一定时间,如标本中含溶菌酶,则细菌被溶解,细菌悬液浊度下降或变清,可用光电比浊法测其浊度变化,或用平皿法测定其溶菌圈的大小。
尿溶菌酶参考值
尿液中浓度为0~2mg/L。

临床意义

①肾小管疾病:如炎症、中毒时,因肾小管损害,重吸收减少,尿溶菌酶升高;
②判断预后:急性肾小管坏死时,尿溶菌酶升高,若逐渐升高并持续不下降,小管功能恢复较差。慢性肾炎、慢性肾衰竭时,尿溶菌酶也升高;
③急性单核细胞白血病时,血清溶菌酶含量增加,超过肾小管重吸收的能力,尿内溶菌酶可升高。
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- 来自原声例句
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