一些人體細(xì)胞分泌液中含有溶菌酶在，如唾液、眼淚、鼻涕；溶菌酶也存在于線粒體中的細(xì)胞質(zhì)顆粒體和蛋清中。

歷史

1909年Laschtschenko發(fā)現(xiàn)蛋清中有殺菌物質(zhì)。1922年，亞歷山大·弗萊明在研究鼻腔粘液的抗菌作用時(shí)發(fā)現(xiàn)并命名了溶菌酶。[1]

1965年，大衛(wèi)·菲利浦用X射線衍射技術(shù)研究溶菌酶晶體，解析出了2埃分辨率的晶體結(jié)構(gòu)。[2][3]這是第二個(gè)使用X射線衍射技術(shù)得到的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，也是個(gè)解析出的酶結(jié)構(gòu)。大衛(wèi)·菲利浦根據(jù)次結(jié)構(gòu)提出了溶菌酶催化的機(jī)理，該催化機(jī)理最近得到了修正。[4]

生理學(xué)功能

溶菌酶是體內(nèi)免疫系統(tǒng)的一部分，可殺滅革蘭氏陽性菌。溶菌酶結(jié)合到細(xì)菌表面，減少負(fù)電荷并協(xié)助對(duì)細(xì)菌的吞噬作用。新生兒缺乏溶菌酶會(huì)導(dǎo)致肺支氣管發(fā)育不良（bronchopulmonary dysplasia）。食用缺乏溶菌酶的配方奶粉會(huì)使嬰兒腹瀉的概率提高三倍。眼淚中缺乏溶菌酶會(huì)導(dǎo)致結(jié)膜炎。

某些癌細(xì)胞會(huì)分泌過量的溶菌酶，導(dǎo)致血液中溶菌酶含量過高，造成腎衰竭和低血鉀。

催化機(jī)制

溶菌酶進(jìn)攻肽聚糖（細(xì)菌細(xì)胞壁的組分，特別在革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁中含量豐富）水解連接N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺第四位碳原子的糖苷鍵。整個(gè)過程是，首先溶菌酶通過其兩個(gè)結(jié)構(gòu)域之間的“溝”結(jié)合到肽聚糖分子上；隨后其底物在酶中形成過渡態(tài)的構(gòu)象。根據(jù)Phillips機(jī)制，溶菌酶與葡聚六糖結(jié)合。然后溶菌酶將葡聚六糖上的第四個(gè)糖扭曲為半椅形構(gòu)象。在這種扭曲狀態(tài)（能量較高）中，糖苷鍵很容易就發(fā)生斷裂。

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）的側(cè)鏈被發(fā)現(xiàn)對(duì)于溶菌酶的活性非常關(guān)鍵。Glu35作為糖苷鍵的質(zhì)子供體，剪切底物的C-O鍵；而Asp52作為親核試劑參與生成糖基酶中間體。隨后，糖基酶中間體與水分子發(fā)生反應(yīng)，水解生成產(chǎn)物，而酶保持不變。

相關(guān)疾病

在一些遺傳性淀粉變性癥中發(fā)現(xiàn)，病人編碼的溶菌酶基因中含有一個(gè)突變，從而導(dǎo)致溶菌酶在體內(nèi)多個(gè)組織中聚集。

應(yīng)用

溶菌酶被廣泛用于實(shí)驗(yàn)室中對(duì)細(xì)菌所進(jìn)行的細(xì)胞破碎。

由于溶菌酶易于結(jié)晶，常被用于各種晶體學(xué)相關(guān)的研究。