公共營養(yǎng)師考試:綠色添加劑溶菌酶及應用
溶菌酶（lysozyme，ec3.2.1.17)又稱細胞壁質(zhì)酶（muramidase)或n-乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶（n- acetylmuramideglycanohydralase)。1922年英國細菌學家a.fleming發(fā)現(xiàn)人的唾液、眼淚中存在有溶解細菌細胞壁的酶，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)不僅有溶解細菌細胞壁的溶菌酶，還有作用于真菌細胞壁的種類，同時對其作用機制也有了更進一步的了解。近幾年，人們根據(jù)溶菌酶的溶菌特性，將其應用于醫(yī)療、食品防腐、畜牧及生物工程中，具有一定的應用價值醫(yī)學全在線m.bhskgw.cn。
溶菌酶按其所作用的微生物不同分兩大類，即細菌細胞壁溶菌酶和真菌細胞壁溶菌酶。細菌細胞壁溶菌酶有兩種，一種是作用于β-1，4糖苷鍵的細胞壁溶解酶，另一種是作用于肽“尾”和酰胺部分的細胞壁溶解酶。真菌細胞壁溶菌酶包括酵母菌細胞壁溶解酶和霉菌細胞壁溶解酶。
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胞中也存在。根據(jù)來源不同，其性質(zhì)及作用機制略有差異。
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，是目前重點研究的對象，也是了解最清楚的溶菌酶之一。它由18種129個氨基酸殘基組成，具有4個s-s鍵，分子量為14000，等電點為11.1，最適溫度為50℃，最適ph值為6～7，其化學性質(zhì)非常穩(wěn)定，在 ph1.2~11.3范圍內(nèi)劇烈變化時，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個氨基酸殘基組成，有4個s-s鍵，分子量為14600，其溶菌活性比雞蛋清溶菌酶高3倍。
對于哺乳動物溶菌酶，目前已從牛、豬、貓、兔、猴、馬、羊等動物的乳汁中分離出溶菌酶，其化學性質(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。人及哺乳動物溶菌酶的作用機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。植物溶菌酶對溶壁小球菌的溶菌活性不超過雞蛋清溶菌酶的1/3，但對膠體狀甲殼質(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。同時還研究了蘿卜溶菌酶對白菜軟腐病菌、柑橘潰瘍病菌、番茄青枯病菌、水稻細條病菌、水稻白葉枯病菌及煙草青枯病菌6種植物病原細菌的抑菌效果。試驗證明：蘿卜溶菌酶對上述參試的菌種都有不同程度的抑菌作用醫(yī) 學全,在線.搜集.整理m.bhskgw.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，破壞細菌細胞壁肽聚糖中的β-1，4糖苷鍵；②酰胺酶，切斷細菌細胞壁肽聚糖中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，此酶分解酵母細胞的細胞壁；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、誘導產(chǎn)生，但未被感染的宿主細胞上不存在該酶。
溶菌酶是一種能水解粘多糖的堿性水解酶，此類粘多糖是細菌細胞壁的主要成分之一，該酶能催化水解細胞壁中的n-乙酰胞壁酸和n-乙酰氨基葡萄糖之間的 β-1，4糖苷鍵，使細胞壁不溶性多糖分解成可溶性糖肽，細菌內(nèi)容物逸出而使細胞壁溶解。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，從而達到消炎、修復組織的目的。
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)合應用對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均可導致細菌溶解，并誘導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)的巨噬細胞上可誘導大量的腫瘤壞死因子（tnfα)和白細胞介素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)合使用能阻止細菌溶解，降低細菌內(nèi)毒素的釋放，并減少巨噬細胞tnf-和il-6的產(chǎn)生。
溶菌酶能與帶負電荷的病毒蛋白直接作用，與dna、rna、脫輔基蛋白形成復鹽，使病毒失活。該酶也可以預防和治療病毒性肝炎，尤其對輸血后肝炎及急性肝炎的效果較為顯著。在機體內(nèi)它還有抗流感病毒的活性，其與膽酸鹽的復合物能強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。
溶菌酶作為機體非特異免疫因子之一，參與機體多種免疫反應，在機體正常防御功能和非特異免疫中，具有保持機體生理平衡的重要作用�？筛纳坪驮鰪娋奘燃毎淌珊拖δ�，激活白細胞吞噬功能，并能改善細胞抑制劑所導致的白細胞減少，從而增強機體的抵抗力。
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).學全在線提供m.bhskgw.cn，分泌膿液，增強局部防衛(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，對組織局部起保護作用。
溶菌酶在嬰兒體內(nèi)可以直接或間接促進嬰兒腸道細菌雙歧乳酸桿菌的增殖，促進嬰兒消化吸收，可以促進人工喂養(yǎng)嬰兒腸道細菌的正常化；能夠加強血清滅菌蛋白（properdin)，γ-球蛋白（γ-globulin)等體內(nèi)防御因子對感染的抵抗力，特別對早產(chǎn)嬰兒有防御體重減輕、預防消化器官疾病、增進體重等功效。
細菌的細胞壁由胞壁質(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)。肽聚糖是細菌細胞壁的主要成分，它是由nam、nag和肽“尾”（一般是4個氨基酸)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)，作為細胞壁的骨架，上述結(jié)構(gòu)中的任何化學鍵斷裂，皆能導致細菌細胞壁的損傷。溶菌酶能有效地水解細菌細胞壁的肽聚糖，其水解位點是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)果使細菌細胞壁變得松弛，失去對細胞的保護作用，最后細胞溶解死亡。
對于g+細菌與g-細菌，其細胞壁中肽聚糖含量不同，g+細菌細胞壁幾乎全部由肽聚糖組成，而g-細菌只有內(nèi)壁層為肽聚糖，因此，溶菌酶只能破壞g+細菌的細胞壁，而對g-細菌作用不大。
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