溶菌酶（Lysozyme），又稱胞壁質(zhì)酶，是由亞歷山大·弗萊明發(fā)現(xiàn)并命名的一種多糖水解酶。其能夠催化細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖中N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰-D-葡萄糖胺（NAG）之間的β-1，4-糖苷鍵水解，導(dǎo)致細(xì)菌死亡，具有較好的抗菌能力。

溶菌酶的結(jié)構(gòu)與功能

根據(jù)溶菌酶的結(jié)構(gòu)和起源可將其分為六大類，即C型溶菌酶、G型溶菌酶、I型溶菌酶、植物源溶菌酶、微生物源溶菌酶和噬菌體T4溶菌酶。下面以人源溶菌酶為例簡(jiǎn)述其空間結(jié)構(gòu)。人源溶菌酶（Human lysozyme，HLZ）屬于C型溶菌酶，是由130個(gè)氨基酸（富含堿性氨基酸）組成的分子量約為14.7kD的單體蛋白（空間結(jié)構(gòu)如下圖1所示），含3個(gè)α螺旋（H1、H2和H3）與3個(gè)β折疊（S1、S2和S3）。螺旋與折疊進(jìn)一步卷曲形成具有特定構(gòu)象的緊湊結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)中所含有的4對(duì)二硫鍵（-S-S-）在穩(wěn)定其空間結(jié)構(gòu)和蛋白復(fù)性中具有重要作用。

圖1 人源溶酶體的空間結(jié)構(gòu)

溶菌酶在自然界分布極為廣泛，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高等動(dòng)植物組織及分泌物、原生動(dòng)物、昆蟲(chóng)和微生物中都有溶菌酶存在。人源溶菌酶廣泛分布于人體器官、細(xì)胞和體液中。已報(bào)道的含有人源溶菌酶的器官有肺、腎、胎盤等；細(xì)胞有巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞等；眼淚、唾液、尿液、血清和乳汁等也內(nèi)含溶菌酶。

溶菌酶能有效地水解細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖（催化NAM與NAG之間的β-1，4-糖苷鍵水解，圖2），使細(xì)胞壁變得松弛，導(dǎo)致細(xì)菌溶解死亡，達(dá)到抗菌消炎修復(fù)組織的目的。溶菌酶還具有抗病毒作用，當(dāng)與帶負(fù)電荷的病毒蛋白相互結(jié)合時(shí)，溶菌酶能夠與DNA、RNA、脫輔基蛋白形成復(fù)鹽，這種復(fù)鹽可使病毒失去活力。在臨床上可以和抗生素聯(lián)合使用，以增強(qiáng)抗生素的殺菌和抑菌作用。

圖2 溶菌酶催化水解NAG與NAM之間的糖苷鍵

溶菌酶的應(yīng)用

溶菌酶是一種廣泛存在的蛋白質(zhì)，無(wú)毒、無(wú)害，能專一性地作用于目的微生物的細(xì)胞壁，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、好氣性孢子形成菌、枯草桿菌、地衣芽孢桿菌等都有抗菌作用，且具有較高的安全性，目前已被廣泛應(yīng)用于食品加工（食品防腐劑、保鮮劑、嬰幼兒奶粉配方）、畜牧業(yè)、化妝品及醫(yī)藥等領(lǐng)域。在畜牧業(yè)中，由于近年來(lái)在動(dòng)物飼養(yǎng)過(guò)程中因抗生素的濫用導(dǎo)致的食品安全問(wèn)題越來(lái)越突出，溶菌酶逐漸受到人們的重視，并被應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)，如可用作幼齡動(dòng)物的腸道保健、在飼料中替代抗生素、用作飼料防腐劑和殺菌劑等等。