Lysozyme
溶菌酶
溶菌酶(lysozyme)又称胞壁质酶(muramidase)或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramide glycanohydrlase),是一种能水解细菌中黏多糖的碱性酶。 最早发现的溶菌酶主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之间的β-1,4糖苷键,使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,导致细胞壁松弛、通透性改变以至于破裂引起细胞死亡。
由于革兰氏阳性菌的细胞壁中主要由肽聚糖组成,肽聚糖是由 NAM、NAG 和肽“尾” (一般是4个氨基酸 )组成,NAM 与 NAG 通过β-l,4 -糖苷键相连,肽“尾”则是通过D-乳酰羧基连在 NAM 的第3位碳原子上,肽尾之间通过肽“桥 ”(肽键或少数几个氨基酸 )连接,NAM、NAG、肽“尾”与肽“桥”共同组成了肽聚糖的多层网状结构,作为细胞壁的骨架。溶菌酶可以高效地水解N-乙酰胞壁酸(NAM)的 l位碳原子和N-乙酰氨基葡糖(NAG)的4位碳原子间的β-1,4 -糖苷键,降解细菌的细胞壁成分。虽然革兰氏阴性菌的细胞壁上肽聚糖含量较低,但对溶菌酶依然敏,例如大肠杆菌、沙门氏菌等。
根据杀菌原理,溶菌酶的作用机制与青霉素和头孢类抗生素相近,头孢和青霉素通过抑制细胞壁的合成,溶菌酶是在不改变细胞壁合成的情况下降解细胞壁,二者均通过改变细菌的细胞膜结构杀死或抑制病原菌生长。但和青霉素相比,溶菌酶不会由于细菌代谢酶的改变而引起病原菌产生耐药现象,且溶菌酶为天然蛋白存在人和动物体内,不存在体内残留和二次环境污染。随着研究不断深入,新的溶菌酶不断被发现。
溶菌酶的作用靶点与现有所有抗生素的作用靶点均不相同,因此无抗生素配伍禁忌。此外,溶菌酶改变细菌细胞壁的通透性,提高抗生素进入菌的速度与效率,与抗生素联用,可以显著降低抗生素的用量。此外,同样原理,可以提高植物精油类的芳香化物成分透过细胞壁,加入精油活性成分进入细菌,可以减少精油用量,发挥抑菌促生长的协同效应。
溶菌酶,是生物体内具有杀菌作用的天然抗感染物质,存在于机体中,是一种非特异性免疫因子。溶菌酶作为抗生素的替代品,被WHO和许多国家认定为无毒、无害、无残留及安全性很高的天然蛋白质,目前已经被广泛应用于医药、食品和畜牧业等领域,2010年溶菌酶被我国卫生部批准为食品添加剂 ,2018年,溶菌酶增补进入《饲料添加剂品种目录2013》
作用机理
溶菌酶杀菌机制图
溶菌酶(lysozyme)又称胞壁质酶(muramidase)或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramide glycanohydrlase),是一种能水解细菌中黏多糖的碱性酶。 最早发现的溶菌酶主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之间的β-1,4糖苷键,使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,导致细胞壁松弛、通透性改变以至于破裂引起细胞死亡。
由于革兰氏阳性菌的细胞壁中主要由肽聚糖组成,肽聚糖是由 NAM、NAG 和肽“尾” (一般是4个氨基酸 )组成,NAM 与 NAG 通过β-l,4 -糖苷键相连,肽“尾”则是通过D-乳酰羧基连在 NAM 的第3位碳原子上,肽尾之间通过肽“桥 ”(肽键或少数几个氨基酸 )连接,NAM、NAG、肽“尾”与肽“桥”共同组成了肽聚糖的多层网状结构,作为细胞壁的骨架。溶菌酶可以高效地水解N-乙酰胞壁酸(NAM)的 l位碳原子和N-乙酰氨基葡糖(NAG)的4位碳原子间的β-1,4 -糖苷键,降解细菌的细胞壁成分。虽然革兰氏阴性菌的细胞壁上肽聚糖含量较低,但对溶菌酶依然敏,例如大肠杆菌、沙门氏菌等。
根据杀菌原理,溶菌酶的作用机制与青霉素和头孢类抗生素相近,头孢和青霉素通过抑制细胞壁的合成,溶菌酶是在不改变细胞壁合成的情况下降解细胞壁,二者均通过改变细菌的细胞膜结构杀死或抑制病原菌生长。但和青霉素相比,溶菌酶不会由于细菌代谢酶的改变而引起病原菌产生耐药现象,且溶菌酶为天然蛋白存在人和动物体内,不存在体内残留和二次环境污染。随着研究不断深入,新的溶菌酶不断被发现。
溶菌酶的作用靶点与现有所有抗生素的作用靶点均不相同,因此无抗生素配伍禁忌。此外,溶菌酶改变细菌细胞壁的通透性,提高抗生素进入菌的速度与效率,与抗生素联用,可以显著降低抗生素的用量。此外,同样原理,可以提高植物精油类的芳香化物成分透过细胞壁,加入精油活性成分进入细菌,可以减少精油用量,发挥抑菌促生长的协同效应。
溶菌酶,是生物体内具有杀菌作用的天然抗感染物质,存在于机体中,是一种非特异性免疫因子。溶菌酶作为抗生素的替代品,被WHO和许多国家认定为无毒、无害、无残留及安全性很高的天然蛋白质,目前已经被广泛应用于医药、食品和畜牧业等领域,2010年溶菌酶被我国卫生部批准为食品添加剂 ,2018年,溶菌酶增补进入《饲料添加剂品种目录2013》
溶菌酶主要功效
1、 抗菌消炎
主要通过破坏细胞壁的β-1,4糖苷键,导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌死亡,对革兰氏阳性菌(尤其是金葡菌、链球菌、梭菌等)好气性孢子形成的菌、耐辐射微球菌均具有良好的裂解作用,对大肠杆菌、巴氏杆菌、沙门氏菌、结核分枝杆菌和副血性弧菌等致病菌也具有明显溶解作用。
2、 抗病毒
在体内近于中性的pH环境下带有大量正电荷,可与带负电荷的病毒蛋白直接作用,和 DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐,使侵入体内的病毒失活;溶菌酶能激活宿主的免疫系统,增强肿瘤细胞的免疫原性,从而具有抗肿瘤作用,可以抑制流感病毒和腺病毒生长,阻止疱疹病毒感染。
3、 增强免疫力
参与机体多种免疫反应,保持机体生理平衡,加强血清灭菌蛋白(Properdin)、γ-球蛋白(γ-globulin)等体内防御因子对感染的抵抗力,激发 机体内吞噬细胞的噬菌作用;能诱导 2 型(Th2)T 辅助细胞反应,减少外来抗原的刺激,提高抗病力和生产性能
4、 调节肠道菌群平衡
能够抑杀肠道内有害微生物,促进有益微生物的生长繁殖,维护肠道菌群动态平衡,降低临床疾病的发生,降低霉菌毒素、氨、甲酚等有害物质对于机体免疫系统的损害,从而改善畜禽的生产性能。
5、 修复创伤组织
具有激活血小板的功能,可以改善局部组织血液循环障碍,分解脓液,修复创伤组织,增强对消化道内膜的保护,能消除氧化锌的副作用,
对动物卵巢、产后子宫修复及肠道粘膜修复等有较好的疗效。对防治球虫病有效果。
溶菌酶主要特性:
1、溶菌酶具有良好的稳定性,是已知最耐热的酶,适宜温度20~50℃,适宜 pH2.3~8.5,其水溶液在 pH1.2~11.3 之间稳定。在pH4~7时100℃条件下处理5分钟酶活仍然保持90%以上。
2、溶菌酶不会因有机溶剂的处理而失活 。不易被胃酸和胃酶分解,所以溶菌酶可以在口腔、胃、肠等消化道中呈现至关重要的作用,保障机体健康。
3、溶菌酶属于非特异性免疫物质
通常是指能够溶解细菌细胞壁中黏多糖的一类碱性蛋白酶。流通的溶菌酶产品多为白色或类白色无定形粉末,味微甜,易溶水,不溶于丙酮、乙醚。
4、 溶菌酶是双歧杆菌等有益菌增殖因子
溶菌酶主要功效体现
抗腹泻
(1)对产气荚膜梭菌引起仔猪红痢 、母猪胀气,鸡坏死性肠炎、水便、过料效果显著。
(2)大肠杆菌和沙门氏菌引起的猪黄白痢,鸡大肠杆菌病具有强力功效。
抗病毒
雷盾99中溶菌酶是碱性蛋白,在中性的时候带有正电荷,可以与带负电荷的病毒蛋白直接作用,与DNA、RNA形成复盐,使侵入机体内的病毒失活
提高免疫力、促生长
清除肠道有害菌,提高饲料利用率