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1、溶菌酶在医药方面的应用一、溶菌酶简介溶菌酶（lysozyme ）又称胞壁质酶（ muramidase）或 N-乙酰胞壁质聚糖水解酶（N-acetylmuramideglycanohydrlase） ，是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。主要通过破坏细胞壁中的 N-乙酰胞壁酸和 N-乙酰氨基葡糖之间的 -1,4 糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合，与 DNA、RNA 、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失活。因此，该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。溶菌酶（也称溶解酶）是一个分子量为 14.4kDa 的酶，它能够通过催
2、化肽聚糖中 N-乙酰胞壁酸和 N-乙酰氨基葡萄糖残基间和壳糊精中 N-乙酰葡糖胺残基间的 1,4- 链的水解，而破坏细菌的细胞壁。在人体中，溶菌酶在细胞分泌液，如唾液、眼泪以及其他一些体液中广泛存在；也存在于线粒体中的细胞质颗粒体中。此外，蛋清中也有大量的溶菌酶。溶菌酶因能够专一的作用于目的微生物的细胞壁的盐基水解蛋白酶，被广泛的运用于食品、饲料、医药等行业。本文主要介绍溶菌酶在医药方面的应用，并展望了其发展及应用前景。二、溶菌酶的来源及提取方法1、溶菌酶来源溶菌酶广泛存在于家禽、鸟类的蛋清和哺乳动物的泪液、唾液、血浆、尿、乳汁、白细胞及其他体液(如淋液)和组织(如肝、肾)细胞内；从大麦、芜青
3、、无花果、木瓜和卷心菜、萝卜等植物中也能分离出溶菌酶，其中以蛋清中含量为最高(约含 03)。而人乳、眼泪、唾液中的溶菌酶活性远高于蛋清中(约为 3 倍)或其他来源的溶菌酶的活性。鸡蛋清中的溶菌酶是动物溶菌酶的典型代表，是溶菌酶群中重要的研究对象，也是目前了解最清楚的溶菌酶之一。在哺乳动物的乳汁中，人乳汁中的溶菌酶含量是牛乳的 3 000 倍31。按来源不同，可将溶菌酶分为蛋清溶菌酶、动物溶菌酶、植物溶菌酶、微生物产生的溶菌酶和细菌噬菌体产生的溶菌酶；按作用细胞壁不同，可将溶菌酶分为细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞壁溶菌酶。2、溶菌酶的提取方法21 直接结晶法此法操作简单，成本低，但不能用以分离微量的
4、溶菌酶。22 离子交换层析法此法具有简便、高效、成本低，且可自动化连续操作的优点圈。23 亲和层析亲和层析法分离纯化的倍数较高、质量较好，且可广泛应用于各种来源的溶菌酶，用于浓缩和精制微量的溶菌酶。但是由于亲和吸附剂的制作较复杂，限制了其在工业上的大规模利用。24 超滤与亲和层析结合超滤与亲和层析结合提取溶菌酶，是近年来开发的新方法。首先用超滤除去大部分杂蛋白，保留溶菌酶，此时溶菌酶还较粗，再用亲和层析法得到精制产品。25 膜色谱技术(亲和膜色谱， 离子交换膜色谱)20 世纪 80 年代末，出现了亲和膜色谱技术。该技术兼具膜分离与亲和分离的特点。与传统的膜分离、亲和色谱相比，膜色谱技术不仅具有
5、纯化倍数高、压降小、分离时间短、生物大分子在分离过程中变性概率小，以及允许较快的加料速度等特点，而且比柱亲和色谱更易实现规模化生产。26 超滤与传统的生化分离技术相比，超滤技术主要的优点是产品的高产出量。然而尽管超滤技术在反渗析及浓缩等过程中得到广泛的应用，但是作为在生物工业领域中潜能很大的一种蛋白质分离技术，超滤仍未被充分利用。27 反胶团提取反胶团萃取是近年发展起来的一种新的萃取方法，它是利用有机溶剂中加入少量表面活性剂形成的反胶团来提取的方法，为一些不能使用有机溶剂萃取的酶和活性蛋白质等生物活性物质开拓了一种新的分离技术，扩大了有机溶剂萃取的适用范围 。28 生物分离技术以亲和力为基础的
6、生物分离技术(固定金属亲和层析、亲和沉淀、亲和过滤法)，也是溶菌酶提取方法之一。29 扩张床吸附法二、溶菌酶的理化性质溶菌酶（Lysozyme）由18种129个氨基酸构成的单纯碱性球蛋白，分子量为14.4KDa。化学性质非常稳定。当pH值为12113范围内剧烈变化时，其结构几乎不变。在酸性环境中，溶菌酶对热的稳定性很强；当pH值为47100处理1 min仍能保持原酶活性；当pH值为3时能耐I00加热处理45 min；在干燥条件下，溶菌酶可以长期在室温存放，其纯品为白色或微黄色。黄色的结晶体或无定形粉末，无臭，味甜。易溶于水，遭碱易破坏，不溶于丙酮和乙醚。作为医药用品，溶菌酶具有生物相容性好、对
7、组织无刺激、无毒性等优点。三、溶菌酶的催化机制溶菌酶是一种能够专一裂解目的细菌的细胞壁。它主要进攻肽聚糖，水解连接 N-乙酰胞壁酸和 N-乙酰葡糖胺第四位碳原子的 -1,4 糖苷键。整个过程是，首先溶菌酶通过其两个结构域之间的“沟”结合到肽聚糖分子上；随后其底物在酶中形成过渡态的构象。根据 Phillips 机制，溶菌酶与葡聚六糖结合。然后溶菌酶将葡聚六糖上的第四个糖扭曲为半椅形构象。在这种扭曲状态（能量较高）中，糖苷键很容易就发生断裂。位于溶菌酶蛋白序列 35 位的谷氨酸（Glu35）和 52 位的天冬氨酸（Asp52）的侧链对溶菌酶的活性非常关键。Glu35 作为糖苷键的质子供体，剪切底物
8、的 C-O 键；而 Asp52 作为亲核试剂参与生成糖基酶中间体。随后，糖基酶中间体与水分子发生反应，水解生成产物，而酶保持不变。四、溶菌酶的药理作用溶菌酶具有多种独特而重要的药理作用。第一，抗菌消炎。细菌的细胞壁由胞壁质组成，胞壁质是由 N 一乙酰氨基葡萄糖及 N 一乙酰胞壁酸交替组成的多聚物，胞壁残基上可以连接多肽，称为肽聚糖。多糖以直链形式存在，彼此邻近的多糖链之间可以通过肽链部分相互连接，从而形成三维结构。溶菌酶专一性地作用于肽聚糖分子的 N 一乙酰胞壁酸与 N 一乙酰葡萄糖氨之间的 Br_l，4糖苷键，结果使细菌细胞壁变得松驰，失去对细胞的保护作用，最后细胞溶解死亡；溶菌酶能直接杀灭
9、革兰阳性菌，在分泌型免疫球蛋白补体的参与下，还能杀灭革兰阴性菌：如大肠埃希氏菌，此外它还与各种诱发炎症的酸性物质结合，使其灭活。并能增加抗生素和其他抗菌药物的疗效，改善组织基质的黏多糖代谢从而达到抗炎和修复的目的。第二，抗病毒。溶菌酶能与带负电荷蛋白的病毒直接作用，并与 D ，RNA 脱辅基蛋白结合，并形成复合盐，使病毒失活。第三，增强免疫力。溶菌酶参与机体内多种免疫反应，在机体正常防御和非特异性免疫中具有重要作用。它可改善和增强巨噬细胞吞噬消化功能，降低细胞抑制剂导致的白细胞减少，结合细菌脂多糖，减轻内毒素作用，以达到增强机体抵抗力的目的。五、溶菌酶的临床应用溶菌酶在人体中存在广泛，具有非常
10、重套的药理作用。因此，人们对溶菌酶的研究日益广泛，随着对溶菌酶日益深入，溶菌酶也越来越广泛的被应用于临床医药当中。1、溶茵酶在治疗五官科疾病中的应用溶菌酶是人唾液中重要的抗菌成份，参与宿主对细菌的非免疫防御，调节口腔环境的稳态平衡，与抵抗口腔疾病的发生发展有一定的关系。溶菌酶能抑制口腔龋齿的生长，抑制菌体糖酵解和产酸，所以多数学者认为溶菌酶对预防龋齿有一定作用。此外，溶菌酶也可治疗口腔溃疡，同时也可以也可作为口腔清洁剂，保护牙齿及口腔健康。由于溶菌酶对口腔疾病的治疗和预防都有很好的疗效，目前，国内已有溶菌酶含片上市，溶菌酶在口腔疾病方面具有十分广阔的前景。2、溶菌酶在皮肤科疾病中的应用溶菌酶具
11、有激活血小板的功能，可以改善局部组织血液循环障碍，促进机体损伤组织的修复。实验证明，将溶菌酶用于皮肤疾病方面的治疗，如烧伤创面感染、疱疹、扁平疵等，溶菌酶可快速杀死治病的金黄色葡萄球菌的等细菌且能够使受创组织快速痴皮脱落，恢复正常。由此，可作为治疗烧伤创面感染的药物之一。3、溶菌酶在治疗病毒感染性疾病的应用根据溶菌酶快速使病毒失活的药理作用，溶菌酶可被广泛应用于治疗某些病毒感染性疾病。研究结果显示，在抗 SARS、预防和治疗病毒性肝炎、治疗流感和小儿秋季腹泻等过程中，适当加入溶菌酶可以增强治疗效果，另外，许多研究表明，溶菌酶可能具有抗 HIV 感染的作用。因此，溶菌酶在治疗病毒性疾病方面显得尤
12、为重要。4、溶菌酶在治疗恶性肿瘤方面的应用溶菌酶可以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。研究表明，处理后的溶菌酶-氯化溶菌酶具有提升癌症患者营养机能和明显改善肝功能的作用。氯化溶菌酶作为免疫调节剂的一种， 能增强晚期官颈癌患者的免疫能力， 氯化溶菌酶作为一种辅助剂，对癌症患者的治疗疗效有促进效用。5、溶菌酶在疾病诊断中的应用人体溶菌酶的浓度还可作为多种疾病的诊断指标。如，研究发现血清溶菌酶水平升高可能是加速大肠癌组织浸润转移的重要因素，血清溶菌酶检测应用于临床对大肠癌的诊断和预后评估具有不可忽视的潜在价值；检测唾液溶菌酶水平有助于诊断心血管疾病早期阶段高血压的发生；
13、动脉血浆中溶菌酶水平的升高，可以作为动脉粥样硬化心血管疾病诊断和治疗的指标等。6、溶菌酶在治疗糖尿病肾病等疾病方面的应用尿病肾病是糖尿病最严重的并发症之一，而晚期糖基化终产物（AGEs）是糖尿病患者肾脏功能受损的关键致病因子，溶菌酶对 A G E s 具有高亲和力，有助于清除 AGEs，阻止微量蛋白尿的出现。可以减少 AGEs 对肾脏的损害，从而达到治疗的目的。六、前景目前临床上应用的溶菌酶主要是鸡蛋清溶菌酶， 由于是一种异源蛋白， 在人体内会产生免疫原性和副作用。人溶菌酶则不然， 它本来是人体内的一种蛋白质， 和人体具有天然相容性， 人溶菌酶具有抗炎， 抗病毒， 抗肿瘤， 提高机体免疫力等优越性， 因此开发新的溶菌酶资源， 降低生产成本， 才能促进其在实践中的应用。随着我国经济的腾飞和生物， 医药技术的发展， 进步。对溶菌酶的需求量也日益增多， 尤其在相关疾病和恶性肿瘤治疗中需求更显突出。可以预见，溶菌酶在 2 1 世纪正在发挥着越来越大的作用。
