溶菌酶

溶菌酶（英文名稱：Lysozyme，又譯溶解酶）是一個分子量為14.4kDa的抗菌酶，屬於先天免疫系統的一員，它可經由催化細菌細胞壁肽聚糖中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺殘基間的1，4-β-糖苷鍵水解，而破壞細菌的細胞壁。由於革蘭氏陽性菌的肽聚糖層遠厚於革蘭氏陰性菌，且為其細胞壁主成分，此酶主要針對革蘭氏陽性菌。

溶菌酶
溶菌酶的單晶
識別
符號	LYZ
Entrez	4069
HUGO	6740
OMIM	153450
RefSeq	NM_000239
UniProt	P61626
其他數據
EC編號	3.2.1.17
基因座	12 [1]

Lysozyme
PDB rendering based on 132l.
有效結構 PDB 直系同源檢索：PDBe, RCSB PDB查詢代碼列表 133L, 134L, 1B5U, 1B5V, 1B5W, 1B5X, 1B5Y, 1B5Z, 1B7L, 1B7M, 1B7N, 1B7O, 1B7P, 1B7Q, 1B7R, 1B7S, 1BB3, 1BB4, 1BB5, 1C43, 1C45, 1C46, 1C7P, 1CJ6, 1CJ7, 1CJ8, 1CJ9, 1CKC, 1CKD, 1CKF, 1CKG, 1CKH, 1D6P, 1D6Q, 1DI3, 1DI4, 1DI5, 1EQ4, 1EQ5, 1EQE, 1GAY, 1GAZ, 1GB0, 1GB2, 1GB3, 1GB5, 1GB6, 1GB7, 1GB8, 1GB9, 1GBO, 1GBW, 1GBX, 1GBY, 1GBZ, 1GDW, 1GDX, 1GE0, 1GE1, 1GE2, 1GE3, 1GE4, 1GEV, 1GEZ, 1GF0, 1GF3, 1GF4, 1GF5, 1GF6, 1GF7, 1GF8, 1GF9, 1GFA, 1GFE, 1GFG, 1GFH, 1GFJ, 1GFK, 1GFR, 1GFT, 1GFU, 1GFV, 1HNL, 1I1Z, 1I20, 1I22, 1INU, 1IOC, 1IP1, 1IP2, 1IP3, 1IP4, 1IP5, 1IP6, 1IP7, 1IWT, 1IWU, 1IWV, 1IWW, 1IWX, 1IWY, 1IWZ, 1IX0, 1IY3, 1IY4, 1JKA, 1JKB, 1JKC, 1JKD, 1JSF, 1JWR, 1LAA, 1LHH, 1LHI, 1LHJ, 1LHK, 1LHL, 1LHM, 1LMT, 1LOZ, 1LYY, 1LZ1, 1LZ4, 1LZ5, 1LZ6, 1LZR, 1LZS, 1OP9, 1OUA, 1OUB, 1OUC, 1OUD, 1OUE, 1OUF, 1OUG, 1OUH, 1OUI, 1OUJ, 1QSW, 1RE2, 1REM, 1REX, 1REY, 1REZ, 1TAY, 1TBY, 1TCY, 1TDY, 1UBZ, 1W08, 1WQM, 1WQN, 1WQO, 1WQP, 1WQQ, 1WQR, 1YAM, 1YAN, 1YAO, 1YAP, 1YAQ, 207L, 208L, 2BQA, 2BQB, 2BQC, 2BQD, 2BQE, 2BQF, 2BQG, 2BQH, 2BQI, 2BQJ, 2BQK, 2BQL, 2BQM, 2BQN, 2BQO, 2HEA, 2HEB, 2HEC, 2HED, 2HEE, 2HEF, 2LHM, 2MEA, 2MEB, 2MEC, 2MED, 2MEE, 2MEF, 2MEG, 2MEH, 2MEI, 2ZIJ, 2ZIK, 2ZIL, 2ZWB, 3EBA, 3FE0, 3LHM, 3LN2, 4I0C
標識
代號	LYZ; LZM
擴展標識	遺傳學：153450 鼠基因：96897 同源基因：121490 GeneCards: LYZ Gene
EC編號	3.2.1.17
基因本體論描述 分子功能 · lysozyme activity 細胞成分 · extracellular region · extracellular space 生物過程 · inflammatory response · cell wall macromolecule catabolic process · cytolysis · defense response to bacterium Sources: Amigo / QuickGO
RNA表達模式
更多表達數據
直系同源體
物種	人類	小鼠
Entrez	4069	n/a
Ensembl	ENSG00000090382	n/a
UniProt	P61626	n/a
mRNA序列	NM_000239	n/a
蛋白序列	NP_000230	n/a
基因位置	Chr 12: 69.74 – 69.75 Mb	n/a
PubMed查詢	[2]	n/a
閱 論 編

一些人體細胞分泌液中含有溶菌酶在，如唾液、眼淚、鼻涕；溶菌酶也存在於線粒體中的細胞質顆粒體和蛋清中。

歷史

1909年，Laschtschenko發現蛋清中有殺菌物質。1922年，亞歷山大·弗萊明在研究鼻腔粘液的抗菌作用時發現並命名了溶菌酶。^[1]

1965年，大衛·菲利浦用X射線繞射技術研究溶菌酶晶體，解析出了2埃解像度的晶體結構。^[2][3]這是第二個使用X射線繞射技術得到的蛋白質結構，也是第一個解析出的酶結構。大衛·菲利浦根據次結構提出了溶菌酶催化的機理，該催化機理最近得到了修正。^[4]

生理學功能

溶菌酶是體內免疫系統的一部分，可殺滅革蘭氏陽性菌。溶菌酶結合到細菌表面，減少負電荷並協助對細菌的吞噬作用。新生兒缺乏溶菌酶會導致肺支氣管異生（bronchopulmonary dysplasia）。食用缺乏溶菌酶的配方奶粉會使嬰兒腹瀉的概率提高三倍。眼淚中缺乏溶菌酶會導致結膜炎。

某些癌細胞會分泌過量的溶菌酶，導致血液中溶菌酶含量過高，造成腎衰竭和低血鉀。

催化機制

參見：糖苷水解酶

溶菌酶進攻肽聚糖（細菌細胞壁的組分，特別在革蘭氏陽性菌的細胞壁中含量豐富）水解連接N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺第四位碳原子的糖苷鍵。整個過程是，首先溶菌酶通過其兩個結構域之間的「溝」結合到肽聚糖分子上；隨後其基質在酶中形成過渡態的構象。根據Phillips機制，溶菌酶與葡聚六糖結合。然後溶菌酶將葡聚六糖上的第四個糖扭曲為半椅形構象。在這種扭曲狀態（能量較高）中，糖苷鍵很容易就發生斷裂。

位於溶菌酶蛋白序列35位的穀氨酸（Glu35）和52位的天冬氨酸（Asp52）的側鏈被發現對於溶菌酶的活性非常關鍵。Glu35作為糖苷鍵的質子供體，剪切基質的C-O鍵；而Asp52作為親核試劑參與生成糖基酶中間體。隨後，糖基酶中間體與水分子發生反應，水解生成產物，而酶保持不變。

相關疾病

在一些遺傳性澱粉樣變中發現，病人編碼的溶菌酶基因中含有一個突變，從而導致溶菌酶在體內多個組織中聚集。^[5]

應用

溶菌酶被廣泛用於實驗室中對細菌所進行的細胞破碎。

由於溶菌酶易於結晶，常被用於各種晶體學相關的研究。

參見

• 肽聚糖
• 糖苷水解酶
• 澱粉樣變
• 細胞破碎

參考文獻

1. Fleming, Alexander; Wright, Almroth Edward. On a remarkable bacteriolytic element found in tissues and secretions. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Containing Papers of a Biological Character. 1922-05-01, 93 (653) [2022-08-28]. doi:10.1098/rspb.1922.0023. （原始內容存檔於2022-10-21）.
2. Blake, C. C. F.; Koenig, D. F.; Mair, G. A.; North, A. C. T.; Phillips, D. C.; Sarma, V. R. Structure of Hen Egg-White Lysozyme: A Three-dimensional Fourier Synthesis at 2 Å Resolution. Nature. 1965-05, 206 (4986) [2022-08-28]. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/206757a0. （原始內容存檔於2022-11-21） （英語）.
3. Johnson, Louise N.; Phillips, D. C. Structure of Some Crystalline Lysozyme-Inhibitor Complexes Determined by X-Ray Analysis At 6 Å Resolution. Nature. 1965-05, 206 (4986) [2022-08-28]. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/206761a0. （原始內容存檔於2022-08-28） （英語）.
4. Vocadlo, David J.; Davies, Gideon J.; Laine, Roger; Withers, Stephen G. Catalysis by hen egg-white lysozyme proceeds via a covalent intermediate. Nature. 2001-08, 412 (6849) [2022-08-28]. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/35090602. （原始內容存檔於2022-10-08） （英語）.
5. OMIM 105200

外部連結

• 溶菌酶 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• 溶菌酶結構和相關文章 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）