Lizozym
Lizozym, muramidaza (ang. lysozyme) – białko kationowe o masie 14,4 kDa, które ma właściwości enzymu hydrolitycznego rozkładającego peptydoglikan ściany komórkowej bakterii. Został odkryty w 2. dekadzie XX wieku przez Alexandra Fleminga.
Struktura
[edytuj | edytuj kod]Strukturę pierwszorzędową lizozymu stanowi łańcuch polipeptydowy złożony ze 129 aminokwasów. Miejsce aktywne lizozymu stanowią dwie reszty aminokwasowe: glutaminianu 35 i asparaginianu 52, oddalone od siebie w sekwencji aminokwasów, lecz położone względnie blisko siebie w przestrzeni[1].
Funkcja
[edytuj | edytuj kod]Lizozym stanowi jeden z mechanizmów nieswoistej odporności (odpowiedź immunologiczna).
Występuje w ziarnistościach dojrzałych granulocytów, monocytów i makrofagów. Znajduje się także w większości płynów tkankowych.
Lizozym wywiera działanie przeciwbakteryjne poprzez destrukcyjny wpływ na ścianę komórkową bakterii. Działanie lizozymu polega na rozrywaniu wiązań glikozydowych pomiędzy cząsteczkami kwasu N-acetylomuraminowego (NAM) i N-acetyloglukozaminą (NAG).
Mechanizm działania lizozymu polega na hydrolizie wiązań β-1,4-glikozydowych pomiędzy cząsteczkami NAM i NAG w taki sposób, że atom tlenu wiązania glikozydowego pozostaje przy cząsteczce NAG, podczas gdy cząsteczka NAM otrzymuje grupę OH z cząsteczki wody. Proces ten biegnie zgodnie z mechanizmem substytucji nukleofilowej pierwszego rzędu SN1. Substytucja SN1 biegnie przez utworzenie karbokationu, który ma strukturę płaską trójkątną, a atom węgla C1 cząsteczki NAM przyjmuje hybrydyzację sp². Tylko takie odkształcenie pierścienia glukopiranozowego pozwala na aktywność katalityczną lizozymu w jego miejscu aktywnym. Działanie lizozymu jest najwyższe przy pH bliskim 5. Tylko w takim środowisku reszta kwasu glutaninowego 35 jest w postaci protonowanej (–COOH), a reszta kwasu asparaginowego 52 jest w postaci anionu (COO−)[1].
Bakterie Gram-ujemne (G-) są bardziej oporne na lizozym, ze względu na występowanie u nich zewnętrznej błony komórkowej, ściana komórkowa jest w tym typie bakterii częściowo rozłożona i taka forma nosi nazwę sferoplastu. Bakterie Gram-dodatnie (G+), pozbawione ściany komórkowej, noszą nazwę protoplastu i wykazują wszystkie czynności życiowe. Całkowite jej zniszczenie ma miejsce w roztworach hipotonicznych (gradient stężeń).
Lizozymy fagowe
[edytuj | edytuj kod]Lizozymy obecne są również w bakteriofagach[2]. Rolą tych białek jest umożliwienie cząstce fagowej infekcję komórki bakteryjnej po uprzednim nadtrawieniu bakteryjnej ściany komórkowej (na drodze hydrolizy peptydoglikanu) przez lizozym[3][2]. Lizozymy fagowe dzieli się na lizozymy typu V, G, lambda i CH. Klasy V i G oraz ewentualnie lambda mają wspólne elementy strukturalne z lizozymami typu C (np. lizozym z białka jaja kurzego). Lizozymy klasy CH są strukturalnie podobne do lizozymu z bakterii Saccharopolyspora erythraea[2]. Niektóre lizozymy fagowe poza domeną katalityczną zawierają istotne dla wiązania się ze ścianami bakteryjnymi i wydajnej katalizy dodatkowe domeny lub powtarzające się motywy[2].
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ a b Lubert Stryer, Biochemia, Jacek Augustyniak (tłum.), Halina Augustyniak (tłum.), Jan Michejda (tłum.), Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997, ISBN 83-01-12044-4, OCLC 749292209.
- ↑ a b c d Fastrez J. Phage lysozymes. „EXS”. 75, s. 35–64, 1996. DOI: 10.1007/978-3-0348-9225-4_3. PMID: 8765293. (ang.).
- ↑ Duckworth, D. H. Role of lysozyme in the biological activity of bacteriophage ghosts. „Journal of Virology”. 3 (1), s. 92–94, 1969. DOI: 10.1128/jvi.3.1.92-94.1969. (ang.).
