溶菌酶的作用機(jī)制【精品(已修改)
2025-01-20 02:10 本頁(yè)面
【正文】 Determing the Mechanism of Lysozyme Action 溶菌酶的作用機(jī)制 制作 : 靳晶 溶菌酶是如何被發(fā)現(xiàn)的？ 亞歷山大 弗萊明(Alexander Fleming)，1881年 8月 6日出生于蘇格蘭艾爾郡洛奇菲爾德。他是蘇格蘭低地農(nóng)民的后裔，家境貧寒。 因發(fā)現(xiàn)了青霉素以及它對(duì)多種傳染性疾病的治療作用，榮獲 1945年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1922年的一天，正在感冒的英國(guó)細(xì)菌學(xué)家Alexander Fleming發(fā)現(xiàn)，把一些鼻粘液加入細(xì)菌的培養(yǎng)基后會(huì)引起細(xì)胞的溶解。而這種存在于鼻粘液中的能殺死細(xì)菌的重要物質(zhì)被認(rèn)為是一種酶， Fleming命名其為溶菌酶（ Lysozyme ）。 起初， Fleming對(duì)這種有殺死細(xì)菌活性的物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)不過是出于一種興趣。但在目睹了一戰(zhàn)中大量的士兵死于外傷感染之后， Fleming開始試圖傾其畢生來(lái)尋找一種能夠有效殺死細(xì)菌，同時(shí)又能對(duì)人類保持相對(duì)的無(wú)毒性的藥劑。不象 Fleming在 1928年發(fā)現(xiàn)的青霉素 (penicillin)，溶菌酶不能證明有臨床價(jià)值。但是在酶機(jī)制的研究學(xué)習(xí)方面，溶菌酶扮演了一個(gè)很重要的角色。 在 1965年 ,David Phillips和他在牛津的同事 以 X射線晶體（ Xray crystallography）結(jié)構(gòu)分析法闡明了溶菌酶的三維結(jié)構(gòu) (tertiary structure)。 溶菌酶是從雞蛋清中提煉的，蛋清里的溶菌酶可以保護(hù)胚胎在發(fā)育過程中免受細(xì)菌的感染。溶菌酶溶解細(xì)菌是通過水解細(xì)菌 細(xì)胞壁 多糖 (the polysaccharide of the bacterial cell wall)的糖苷鍵(glycosidic bonds)。 而敏感細(xì)菌 [革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌 (grampositive bacteria)]的 細(xì)胞壁多糖 是 N乙酰氨基葡糖（ Nacetylglucosamine, NAG） N乙酰氨基葡糖乳酸（ Nacetylmuramic acid, NAM）的共聚物，其中的 NAG及 NAM通過 β1， 4糖苷鍵而交替排列。 溶菌酶相對(duì)分子質(zhì)量為 ， 由129個(gè)氨基酸組成的單肽鏈蛋白質(zhì) ， 含有 4對(duì)二硫鍵 。 溶 菌 酶 分 子 近 橢 圓 形 ， 大小為。 它的構(gòu)象比較復(fù)雜 ， α 螺旋僅占 25%， 在分子的一些區(qū)域有伸展著的 β 片層構(gòu)象 。 溶菌酶是一種葡糖苷酶 ， 能催化水解 NAM的 C1和 NAG的 C4之間的糖苷鍵 ， 但不能水解 NAG C1和 NAM C4之間的 β（ 14） 糖苷鍵 。 幾丁質(zhì)是甲殼類動(dòng)物甲殼中所含的多糖 ， 僅由 NAG殘基通過 β（ 14） 糖苷鍵連接而成 ， 幾丁質(zhì)也是溶菌酶的底物 。 溶菌酶的內(nèi)部幾乎全部是非極性的(nonpolar) 。 疏水的相互作用在溶菌酶的折疊構(gòu)象中起重要作用 。 在溶菌酶分子的表面 ， 有一個(gè)比較深的裂縫 ， 其大小恰好能容納多糖底物的 6個(gè)單糖 ，這是溶菌酶的活性部位 。 底物與酶結(jié)合后， 酶催化哪一個(gè)鍵水解呢？ 用大小不同的 NAG寡聚體作底物測(cè)定被溶菌酶水解的相對(duì)速率 ， 結(jié)果發(fā)現(xiàn) ， 少于 4個(gè)糖的寡聚體水解速率甚小 ， 當(dāng)由四聚體增加到五聚體時(shí) ， 水解速率猛增 500倍 ， 五聚體增加到六聚體 ， 速率增加近 8倍 ， 六聚體增加到八聚體 ， 速率不再變化 。 這種情況與 X射線晶體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果一致 ， 活性部位所在的裂縫 (cleft)正好被 6個(gè)糖殘基所裝滿 。 （ NAG） 3是溶菌酶的競(jìng)爭(zhēng)抑制劑 ， 因此 AB，BC糖苷鍵均不可能是被水解的鍵 。 C環(huán)的空間對(duì) NAM來(lái)說體積太大 ， 只能是 NAG。CD也不可能成為裂解的部位 ， 而 NAM不
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