Лизоци́м (мурамидаза, англ. lysozyme) — антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные стенки бактерий путём гидролиза пептидогликана клеточной стенки бактерий муреина. Главным образом, лизоцим получают из белка куриных яиц[1]. Также аналогичные ферменты содержатся в организмах животных, в первую очередь, в местах соприкосновения с окружающей средой — в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, слёзной жидкости, грудном молоке, слюне, слизи носоглотки и т. д. В больших количествах лизоцимы содержатся в слюне, чем объясняются её антибактериальные свойства. В грудном молоке человека концентрация лизоцима весьма высока (около 400 мг/л). Это намного больше, чем в коровьем. При этом концентрация лизоцима в грудном молоке не снижается со временем, через полгода после рождения ребёнка она начинает возрастать.
Лизоцим из белка куриных яиц представляет собой небольшой фермент (14,5 кДа), состоящий из 129 аминокислотных остатков
В 1909 г. П. Л. Лащенко[2] открыл в курином белке протеолитический фермент, который селективно повреждал клеточные стенки, содержащие пептидогликаны. Выделил в чистом виде, описал и дал название «лизоцим» в 1922 Александр Флеминг.[3]
Трехмерная структура лизоцима впервые была получена Дэвидом Чилтоном Филлипсом (1924—1999) в 1965, когда он получил первую модель с помощью рентгеновской кристаллографии.[4][5] Структура была публично представлена на лекции Королевского института в 1965.[6] Лизоцим стал второй белковой структурой и первой ферментной структурой, которая была получена с помощью рентгеновской кристаллографии, и первым ферментом, который содержит полную последовательность всех двадцати стандартных аминокислот.[7]
В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E1105.
В медицине в качестве местного антисептического средства[8].
Фермент атакует пептидогликаны (в частности, муреин), входящие в состав клеточных стенок бактерий (особенно много его в клеточных стенках грам-положительных бактерий — до 50-80 %). Лизоцим гидролизует (1,4β)-гликозидную связь между N-ацетилмурамовой кислотой и N-ацетилглюкозамином. Пептидогликан при этом связывается с активным центром фермента (в форме кармана), расположенным между двумя его структурными доменами. Сорбционный центр лизоцима представляет 6 карманов (A, B, C, D, E, F), причём в A, C и E может связываться только N-ацетилглюкозамин, а в B, D и F — как N-ацетилглюкозамин, так и N-ацетилмурамовая кислота. Молекула субстрата в активном центре принимает конформацию, близкую к конформации переходного состояния. В соответствии с механизмом Филлипса, лизоцим связывается с гексасахаридом, затем переводит 4-й остаток в цепи в конформацию твист-кресла. В этом напряженном состоянии гликозидная связь между центрами D и E легко разрушается. Ингибитором лизоцима служит, в частности, трисахарид N-ацетилглюкозамина, связывающийся с каталитически неактивными центрами A, B и C и препятствующий связыванию субстрата.
Остатки глутаминовой кислоты (Glu35) и аспарагиновой кислоты (Asp52) критичны для функционирования фермента, причём Asp52 ионизирован, а Glu35 нет. Некоторые авторы полагают, что Glu35 выступает в качестве донора протона при разрыве гликозидной связи субстрата, разрушая связь, а Asp52 выступает в роли нуклеофила, при образовании интермедиата — гликозил-фермента. Затем гликозил-фермент реагирует с молекулой воды, в результате чего фермент возвращается в исходное состояние и образуется продукт гидролиза[9].
Другие авторы полагают, что реакция протекает через образование карбоксоний-иона, стабилизированного заряженной карбоксильной группой Asp52, в то время как высвобождение спирта катализируется по механизму общего основного катализа незаряженным карбоксилом Glu35.[10].
Это заготовка статьи по биохимии. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |
Гидролазы (КФ3): гликозил-гидролазы (КФ 3.2.1) | |
---|---|
Амилаза (Альфа, Бета) - Галактозидаза (Альфа, Бета) - Альфа-N-ацетилгалактозаминидаза - Галактозилцерамидаза - Гексозаминидаза - Гиалуронидаза - Глюкуронидаза - Идуронидаза - Лактаза - Лизоцим - Альфа-маннозидаза - Мальтаза - Нейраминидаза - Сахараза - Трегалаза - Хитиназа - Целлюлаза |
Антимикробные пептиды: содержимое гранул гранулоцитов | |
---|---|
Азурофильные гранулы: | Миелопероксидаза · Дефензины · нейтральные сериновые протеазы (Протеиназа 3) · Лизоцим · BPI-белок · Коллагеназа |
Специфические гранулы нейтрофилов: | Щелочная фосфатаза · Лактоферрин · Лизоцим · НАДФ-оксидаза · Коллагеназа · Кателицидин |
Гранулы эозинофилов: | Катепсины · Главный щелочной белок · Катионный белок эозинофилов · Пероксидаза эозинофилов · Нейротоксин эозинофилов (белок X) · Гистаминаза · Коллагеназа · Кислая фосфатаза · Арилсульфатаза |
Лизоцим.