- raksturojums
- Dzīvnieku lizocīmu veidi un to raksturojums
- C tipa lizocīmi
- Lizocīmi, tips G
- I tipa lizocīmi
- Uzbūve
- Iespējas
- Atsauces
Par lysozymes ir hidrolītiski fermenti plaši izplatīti dabā spēj hidrolize glikozīdiskām Peptidoglikāna sienas baktērijām. Tie atrodas augos un dzīvniekos un darbojas kā aizsardzības mehānisms pret baktēriju infekcijām.
Šo enzīmu atklāšana meklējama 1922. gadā, kad Aleksandrs Flemings saprata, ka ir olbaltumviela, kurai piemīt katalītiskā spēja izskalot baktērijas dažos cilvēka audos un sekrēcijās.
Lizocīma struktūras grafiskais attēlojums (Avots: Jawahar Swaminathan un MSD darbinieki Eiropas Bioinformatikas institūtā, izmantojot Wikimedia Commons)
Pateicoties vieglai iegūšanai un mazajam izmēram, lizocīms bija viens no pirmajiem fermentiem, kas tika sekvencēts un kura struktūra tika noteikta ar rentgena stariem.Šobrīd to izmanto par paraugu sistēmu ķīmijā, enzimoloģijā, kristalogrāfijā un olbaltumvielu molekulārajā bioloģijā.
Lizocīms ir "bakteriolītisks" enzīms, kas specializējas β-1,4 glikozīdu saišu hidrolīzē, kas veidojas starp N-acetilmuramīnskābi un N-acetilglikozamīnu peptidoglikāna šūnu sieniņā, kas ir īpaši pakļauta grampozitīvas baktērijas.
Tam ir dažādas gan gremošanas, gan imunoloģiskās funkcijas visos organismos, kur tas tiek izteikts un tiek izmantots kā biotehnoloģiskais resurss dažādiem mērķiem.
raksturojums
Lizocīmus izsaka galvenās dzīvo organismu grupas uz planētas, taču tie ir īpaši sastopami dzīvniekiem, un tieši no tiem tie ir tālāk attīrīti un pētīti.
Cilvēkiem lizocīms ir lielā koncentrācijā dažādos šķidrumos un audos, piemēram, aknās, skrimšļos, siekalās, gļotās un asarās. To izsaka asinsrades šūnas, un tas ir atrodams arī granulocītos, monocītos un makrofāgos, kā arī citās kaulu smadzeņu prekursoru šūnās.
Augu izcelsmes lizocīmi hidrolizē substrātus, līdzīgus tiem, kurus izmanto citi cieši saistīti enzīmi, kas pazīstami kā hitināzes, šī iemesla dēļ tie var arī hidrolizēt saites hitīnā, lai arī ar mazāku efektivitāti.
Dzīvnieku lizocīmu veidi un to raksturojums
Dzīvnieku valstībā ir aprakstīti vismaz trīs lizocīmu veidi:
-C lizocīmi (C, " c onvencional" vai " c hicken", kas nozīmē vistas angļu valodā)
-Lizocīmi tips G ("G" nozīmē " g oose", kas angļu valodā nozīmē zoss) un
-I tipa lizocīmi ("I" no " i nvertebrates")
Trīs lizocīmu klases atšķiras viena no otras ar aminoskābju sekvencēm, bioķīmiskajām īpašībām un fermentatīvajām īpašībām.
C tipa lizocīmi
Šīs lizocīmi tiek uzskatīti par šīs ģimenes "modeļa" fermentiem, jo tie ir kalpojuši par modeli struktūras un funkcijas pētījumiem. Kopš pirmo reizi tie tika izolēti no vistas olu baltuma, tos sauc par “C” tipu “C”.
Šajā klasē ir lizocīmi, ko ražo vairums mugurkaulnieku, īpaši putni un zīdītāji. Tas ietver arī fermentus, kas atrodas dažos posmkājos, piemēram, Lepidoptera, Diptera, dažos zirnekļveidīgos un vēžveidīgajos.
Tie ir mazi fermenti, jo to molekulmasa nepārsniedz 15 kDa. Tie ir pamata proteīni ar augstiem izoelektriskiem punktiem.
Lizocīmi, tips G
Pirmais šāda veida lizocīms tika identificēts zosu olu baltumā un ir sastopams daudzām putnu sugām, piemēram, vistām, gulbjiem, strausiem, kazuariem un citiem.
Dažos gadījumos G tipa lizocīmi ir daudz bagātīgāki nekā C tipa lizocīmi dažu putnu olu baltumos, bet citos notiek tieši pretēji, C tipa lizocīmi ir daudz bagātīgāki.
Šīs lizocīmi atrodas arī gliemenēs un dažos tunikātos. Tie ir nedaudz lielāki par C tipa proteīniem, taču to molekulmasa parasti nepārsniedz 25 kDa.
I tipa lizocīmi
Šīs lizocīmi galvenokārt atrodas bezmugurkaulniekiem. Tā klātbūtne ir noteikta annelīdos, adatādaiņos, vēžveidīgajos, kukaiņos, gliemjos un nematodēs, un zīdītājiem un citiem mugurkaulniekiem tā nav.
Viņiem ir vairāk skābi izoelektriskie punkti nekā C un G tipa proteīniem.
Uzbūve
Trīs dzīvnieku fermentu veidiem, kas aprakstīti iepriekšējā sadaļā, ir diezgan līdzīgas trīsdimensiju struktūras.
Cilvēka lizocīms ir C tipa lizocīms, un tas bija pirmais no šiem fermentiem, kas tika pētīts un strukturāli raksturots. Tas ir mazs proteīns ar 130 aminoskābju atlikumiem, un to kodē gēns, kas atrodas 12. hromosomā, kuram ir 4 eksoni un 3 introni.
Tās struktūra ir sadalīta divos domēnos: vienu sauc par α domēnu un otru kā β domēnu . Α domēns sastāv no četrām alfa helikām, un β domēns sastāv no antiparalēlām β loksnēm un lielas cilpas.
Fermenta katalītiskā vieta atrodas spraugā, kas veidojas starp abiem domēniem, un savienībai ar substrātu tajā ir glutamīnskābes un asparagīnskābes atlikumi. Turklāt tam ir vismaz sešas "apakšvietnes", kas pazīstamas kā A, B, C, D, E un F un kuras var saistīties ar sešiem secīgiem cukura atlikumiem.
Iespējas
Lizocīmam ir ne tikai fizioloģiskas funkcijas, aizsargājot un cīnoties pret baktēriju infekcijām organismos, kas to izsaka, bet, kā minēts, tas ir bijis ļoti noderīgs kā parauga enzīms no ķīmiskā, fermentatīvā un strukturālā viedokļa.
Mūsdienu rūpniecībā tas tiek atzīts par spēcīgu baktericīdu un tiek izmantots pārtikas un narkotiku konservēšanai.
Pateicoties reakcijai, ko šie fermenti katalizē, tie var iedarboties uz dažādām baktēriju populācijām un mainīt to sienu stabilitāti, kas vēlāk pārvēršas šūnu lizā.
Lizocīmi kopā ar citiem līdzīgiem fermentiem var iedarboties gan uz grampozitīvām, gan uz gramnegatīvām baktērijām, tāpēc tos var uzskatīt par dažādu organismu klašu antibakteriālās "imūnās" sistēmas sastāvdaļām.
Baltajās asins šūnās, kas atrodas zīdītāju asinīs, šiem fermentiem ir svarīgas funkcijas iebrukušo mikroorganismu noārdīšanā, padarot tos par nozīmīgiem cilvēku un citu zīdītāju imūnsistēmai.
Lizocīmi augos būtībā pilda tās pašas funkcijas kā dzīvniekiem, kas tos izsaka, jo tie ir pirmā aizsardzības līnija pret baktēriju patogēniem.
Atsauces
- Callewaert, L., & Michels, W. (2010). Lizocīmi dzīvnieku valstībā. J. Biosci. , 35 (1), 127.-160.
- Merlini, G., un Bellotti, V. (2005). Lizocīms: paradigmatiska molekula olbaltumvielu struktūras, funkcijas un nepareizas salocīšanas izpētei. Clinica Chimica Acta, 357, 168–172.
- Mir, A. (1977). Lizocīms: īss pārskats. Pēcdiploma medicīnas žurnāls, 53, 257. – 259.
- Sahoo, NR, Kumar, P., Bhusan, B., Bhattacharya, TK, Dayal, S., & Sahoo, M. (2012). Lizocīms lopkopībā: slimības atlases rokasgrāmata. Journal of Animal Science Advances, 2 (4), 347–360.
- Wohlkönig, A., Huet, J., Looze, Y., & Wintjens, R. (2010). Strukturālās attiecības lizocīmu virsģimenē: nozīmīgi pierādījumi glikozīdu hidrolāzes paraksta motīviem. PLoS One, 5 (11), 1–10.