溶菌酶结晶的研究进展

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配液结晶法制备溶菌酶蛋白质晶体的生长机理研究

配液结晶法制备溶菌酶蛋白质晶体的生长机理研究

配液结晶法制备溶菌酶蛋白质晶体的生长机理研究摘要:一、引言1.溶菌酶的重要性2.配液结晶法在制备溶菌酶蛋白质晶体中的应用二、生长机理探讨1.溶菌酶蛋白质晶体的生长过程2.生长机理及其影响因素a.溶液浓度b.温度c.pH值d.添加剂三、实验方法1.配液结晶法具体操作步骤2.实验结果分析四、结论与展望1.溶菌酶蛋白质晶体生长机理的研究意义2.未来研究方向与挑战正文:随着科学技术的不断发展,溶菌酶作为一种具有广泛应用前景的生物酶,引起了广泛关注。

溶菌酶具有催化细菌细胞壁水解的作用,因此在医药、食品、农业等多个领域具有重要的应用价值。

制备溶菌酶蛋白质晶体是研究其结构与功能的关键步骤,而配液结晶法是常用的制备方法之一。

本文将探讨溶菌酶蛋白质晶体的生长机理,并分析影响其生长的因素。

溶菌酶蛋白质晶体的生长过程可以分为两个阶段:初期生长阶段和后期生长阶段。

在初期生长阶段,溶菌酶分子在溶液中随机吸附形成不稳定的晶体结构;在后期生长阶段,晶体结构逐渐稳定,溶菌酶分子通过液相转化为晶体相。

这个过程中,溶菌酶分子的聚集状态、晶体结构的稳定性以及溶液环境等因素都会影响晶体的生长。

生长机理及其影响因素主要包括以下几个方面:1.溶液浓度:溶液浓度对溶菌酶蛋白质晶体的生长具有重要影响。

在较低浓度下,溶菌酶分子之间的相互作用较弱,有利于晶体生长;而在较高浓度下,溶菌酶分子之间的相互作用增强,可能导致晶体生长受阻。

2.温度:温度对溶菌酶蛋白质晶体的生长具有显著影响。

一般来说,在较低温度下,溶菌酶分子的热运动较慢,晶体生长速率较低;而在较高温度下,溶菌酶分子的热运动加剧,有利于晶体生长。

然而,过高温度可能导致溶菌酶分子结构发生改变,从而影响晶体生长。

3.pH值:pH值对溶菌酶蛋白质晶体的生长也具有重要作用。

不同的pH 值下,溶菌酶分子的电荷状态和空间结构会发生变化,进而影响晶体生长。

通常情况下,在中性条件下,溶菌酶蛋白质晶体的生长较为顺利。

溶菌酶结晶实验报告

溶菌酶结晶实验报告

一、实验目的1. 了解溶菌酶的性质和特性;2. 掌握溶菌酶的提取和纯化方法;3. 学习溶菌酶的结晶技术;4. 鉴定溶菌酶的纯度和分子量。

二、实验原理溶菌酶(lysozyme)是一种广泛存在于生物体中的碱性蛋白质,具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。

溶菌酶能水解细菌细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的-1,4糖苷键,导致细胞壁破裂,从而杀灭细菌。

本实验通过从鸡蛋清中提取溶菌酶,经过分离纯化后,采用硫酸铵盐析法进行结晶,并鉴定溶菌酶的纯度和分子量。

三、实验材料1. 实验仪器:高速离心机、冰箱、紫外可见分光光度计、显微镜等;2. 实验试剂:鸡蛋清、硫酸铵、NaCl、KCl、CaCl2、MgSO4、pH 7.0 Tris-HCl缓冲液、SDS-PAGE电泳试剂等;3. 实验耗材:离心管、玻璃棒、滤纸、试管、移液器、培养皿等。

四、实验步骤1. 溶菌酶提取(1)取鸡蛋清2g,加入20ml pH 7.0 Tris-HCl缓冲液,搅拌溶解;(2)加入0.1mol/L NaCl溶液,使NaCl浓度达到0.5mol/L,搅拌30分钟;(3)加入1mol/L CaCl2溶液,使CaCl2浓度达到0.1mol/L,搅拌30分钟;(4)加入1mol/L MgSO4溶液,使MgSO4浓度达到0.1mol/L,搅拌30分钟;(5)用高速离心机以5000r/min离心15分钟,取上清液。

2. 溶菌酶分离纯化(1)取上清液5ml,加入饱和硫酸铵溶液,使硫酸铵浓度达到80%,搅拌30分钟;(2)用高速离心机以5000r/min离心15分钟,取沉淀;(3)将沉淀溶解于10ml pH 7.0 Tris-HCl缓冲液中,加入0.1mol/L NaCl溶液,使NaCl浓度达到0.5mol/L,搅拌30分钟;(4)用高速离心机以5000r/min离心15分钟,取上清液。

3. 溶菌酶结晶(1)取上清液5ml,加入饱和硫酸铵溶液,使硫酸铵浓度达到80%,搅拌30分钟;(2)用高速离心机以5000r/min离心15分钟,取沉淀;(3)将沉淀溶解于5ml pH 7.0 Tris-HCl缓冲液中,加入0.1mol/L NaCl溶液,使NaCl浓度达到0.5mol/L,搅拌30分钟;(4)用高速离心机以5000r/min离心15分钟,取上清液;(5)将上清液置于冰箱中过夜,观察结晶现象。

溶菌酶的研究现状及应用进展综述

溶菌酶的研究现状及应用进展综述

溶菌酶的研究现状及应用进展综述
溶菌酶是一种具有溶菌作用的酶类,能够分解细菌细胞壁,从而导致细菌溶解和死亡。

由于其独特的作用机制和广泛的应用前景,溶菌酶的研究受到了广泛关注。

本文将对溶菌酶的研究现状及应用进展进行综述。

其次,溶菌酶的应用进展主要涉及医药、食品、环境等领域。

在医药领域,溶菌酶具有潜在的抗菌活性,可作为替代抗生素的候选物。

研究人员已经通过体外实验和动物实验,证明了溶菌酶对多种细菌感染的治疗效果。

此外,将溶菌酶与其他抗菌药物联合应用,能够提高抗菌效果,显示出协同作用。

在食品领域,由于溶菌酶对致病菌的特异性作用,可作为一种天然的食品防腐剂。

在环境领域,溶菌酶可以用于废水处理,去除细菌和其他微生物,减少对环境和人体的危害。

此外,溶菌酶还在生物技术领域具有潜在应用价值。

溶菌酶可以用于细胞壁的降解,从而释放出目标物质,如蛋白质、核酸等,用于后续的分析和鉴定。

此外,溶菌酶还可以应用于基因工程和基因治疗中,用于特定基因的表达和传递,具有广阔的发展前景。

溶菌酶的结晶实验报告

溶菌酶的结晶实验报告

一、实验目的1. 掌握溶菌酶的提取和纯化方法。

2. 学习溶菌酶的结晶技术。

3. 鉴定溶菌酶的纯度和分子量。

二、实验原理溶菌酶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。

溶菌酶广泛存在于人体多种组织中,鸟类和家禽的蛋清、哺乳动物的泪、唾液、血浆、尿、乳汁等体液以及微生物中也含此酶,其中以蛋清含量最为丰富。

本实验采用硫酸铵盐析法从鸡蛋清中提取溶菌酶,通过调节溶液的pH值和离子强度,使溶菌酶在适宜条件下结晶。

三、实验材料1. 鸡蛋清2. 硫酸铵3. 氯化钠4. 乙二胺四乙酸(EDTA)5. 考马斯亮蓝G-2506. 0.1mol/L的磷酸盐缓冲液(pH7.0)7. 紫外可见分光光度计8. 离心机9. 实验室用具:烧杯、移液管、滴定管、玻璃棒、滤纸等四、实验步骤1. 溶菌酶的提取(1)取一定量的鸡蛋清,加入适量的0.1mol/L的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)进行稀释。

(2)将稀释后的鸡蛋清溶液置于4℃冰箱中过夜。

(3)次日,取上清液,加入适量的硫酸铵,使硫酸铵浓度达到50%。

(4)充分搅拌,使溶菌酶沉淀。

(5)离心,收集沉淀,并用适量的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)洗涤沉淀。

2. 溶菌酶的纯化(1)将洗涤后的沉淀溶解于适量的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)。

(2)加入适量的EDTA,使EDTA浓度达到0.5mol/L。

(3)用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质浓度。

(4)将溶液加入适量的氯化钠,使氯化钠浓度达到0.5mol/L。

(5)调节溶液的pH值至6.0,观察溶菌酶的溶解情况。

3. 溶菌酶的结晶(1)将纯化后的溶菌酶溶液置于4℃冰箱中过夜。

(2)次日,观察溶菌酶结晶情况。

(3)收集结晶,并用适量的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)洗涤结晶。

4. 溶菌酶的鉴定(1)采用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质浓度。

溶菌酶分离纯化的研究进展

溶菌酶分离纯化的研究进展

院(系)名称生命科学系专业名称生物技术学生姓名徐孝锋学号111344009完成时间2013年11月溶菌酶分离纯化的研究进展生命科学系生物技术徐孝锋111344009摘要对近年来最新的溶菌酶分离纯化的方法,如包括膜色谱法、离子交换法、双水相技术、反胶团萃取、膨胀床吸附法等进行了总结并对利用溶菌酶时存在的问题进行了分析总结,对溶菌酶的应用前景进行了展望。

关键词溶菌酶; 膜色谱法; 分离; 纯化;应用The Research and Application of LysozymeAbstract In this article, the structure, properties, purification, activity measurement and renaturation of lysozyme are summarized. The application of the enzyme in food industry,biological engineering and medicine is also introduced.The encountered problems in application of lysozyme are pointed out, and the potential for further application of lysozyme is predicted.Keywords Lysozyme ;Structure and Properties ;Applications ;Purification ;Enzyme Activity溶菌酶(Lysozyme)是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶,又称细胞壁溶解酶,是一种糖昔水解酶,水解组成细菌细胞壁的N一乙酞胞壁酸(NAM)和N一乙酞萄糖胺(NAG)之间的日一1,4糖昔键,广泛存在于自然界中[19]。

1922年弗来明(Fleming)发现在人的唾液、眼泪中存在有溶解细菌细胞壁的酶,因其具有溶菌作用,故命名为溶菌酶【4】。

溶菌酶应用及研究进展

溶菌酶应用及研究进展

溶菌酶应用及研究进展程时军1马立保2张伟11.武汉新华扬生物股份有限公司,武汉4300742.华中农业大学动物科技学院,武汉430070摘 要:溶菌酶因具有蛋白质的本质及类似抗生素的作用的特点,受到了畜牧行业的普遍关注,近年来将其作为抗生素替代品研究也越来越多。

本文对溶菌酶作一简要介绍,并综述其生产、检测方法和在相关行业里的应用进展,为用户认识和使用溶菌酶提供参考。

关键词:溶菌酶;作用机制;生产;检测;应用;物及作用特点淀粉酶一样属E内部渗透sushima及.把质子传・yn__L l;U-”.,热处理。

-些遗传证瑚拦争拙—}_登瞅利J冶困lI尤可增强其向IF两方面:}某些含疏水巾__.L,J“.口J一/U:一L慢叶4叫I口JHU7丁糖甲基丙酸幽寅达94%0帝J和法国在酒.),USDA认,¨,J=L…j^乜可能是随着次的小肽浓度出菌fifl Frnll}菌酶水平1肾脏机能是jMison等,2同喂176mg/kg圉肠固有层变i:,如毒性试验,,'tcat tmemtstE.o|ley. Inhibitih lnternationar. Phihp G. EI(D. I,.,11 |t ̄ll I ̄ IJving dietary cl,,-Arias L , Roainst Streptococcin and Immunity, Sanz, et al. Imzvme and Microbchanges that ̄al of Molecu ̄rbes, Micha ̄excipients [,溶菌酶应用及研究进展作者:程时军, 马立保, 张伟作者单位:程时军,张伟(武汉新华扬生物股份有限公司,武汉430074), 马立保(华中农业大学动物科技学院,武汉430070)本文链接:/Conference_7786207.aspx。

简述溶菌酶的研究现状

简述溶菌酶的研究现状

简述溶菌酶的研究现状作者:李红易建中刘成倩孙晓云严华祥来源:《国外畜牧学·猪与禽》2016年第06期摘要:溶菌酶(lysozyme)又称胞壁质酶,是一种普遍存在于植物、动物和微生物中的盐基水解蛋白。

溶菌酶的特征在于无毒、无害、无残留、安全性高,因此被广泛用于抗菌、抗炎、抗病毒、免疫力提升、促进有益菌增殖(双歧杆菌)等用途。

本文分析和归纳了溶菌酶的研究发展、活性影响因素和分类,并总结了其在食品、医药、畜牧业和酶工程等行业的应用价值。

关键词:溶菌酶;性质;分类;应用中图分类号:S852.2 文献标识码:A 文章编号:1001-0769(2016)06-0099-031 溶菌酶简介溶菌酶(Lysozyme,LYZ),又称胞壁质酶(muramidase),其化学名称为N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramide glycanohydrlase),是一种稳定的碱性蛋白酶。

它可对细菌细胞壁肽聚糖中的N-乙酰葡萄糖胺、以及N-乙酰胞壁酸之间的β-1,4糖苷键进行水解,促进细菌细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,降低细菌细胞壁的稳定性,导致细胞壁裂解内容物溢出,并最终引起细菌溶解[1]。

在与带负电荷的病毒蛋白相互结合的情况下,溶菌酶能够与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐。

这种复盐具有使病毒失去活力的特性。

研究表明,溶菌酶能够在不破坏其他组织的前提下,有选择地对微生物的细胞壁进行分解。

这种特性就使得溶菌酶具有抗菌消炎、抗病毒、增强免疫力、促进双歧杆菌等有益菌增殖的独特功效[2-4]。

据研究,溶菌酶作为单核细胞、中性粒细胞和巨噬细胞的产物,对革兰氏阳性菌有显著的抑菌效果。

而且,溶菌酶作为碱性蛋白酶,是生物体内重要的非特异性免疫因子,在抑杀病原体时不易产生抗药性。

溶菌酶的这种与抗生素不同的抑菌机制已经得到重视,并应用于食品级药品当中。

另外,有文献证明溶菌酶可作为免疫调节和免疫激活剂[5],在免疫系统中起着重要作用。

溶菌酶蛋白结晶实验报告

溶菌酶蛋白结晶实验报告

一、实验目的1. 学习溶菌酶的提取和纯化方法。

2. 掌握溶菌酶蛋白结晶技术。

3. 了解结晶样品的鉴定和表征。

二、实验原理溶菌酶(Lysozyme)是一种广泛存在于人体和动物组织中的碱性蛋白质,具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。

本实验通过从鸡蛋清中提取溶菌酶,并利用硫酸铵盐析法进行纯化,最后采用硫酸铵饱和溶液进行蛋白结晶。

三、实验材料与仪器1. 材料:鸡蛋清、硫酸铵、氯化钠、氢氧化钠、硫酸铜、硝酸银、无水乙醇、正己烷等。

2. 仪器:冰箱、离心机、超速离心机、紫外-可见分光光度计、显微镜、结晶棒、玻璃棒等。

四、实验步骤1. 溶菌酶提取(1)取新鲜鸡蛋清,用无菌生理盐水稀释10倍,混匀。

(2)取稀释后的鸡蛋清溶液,加入1/10体积的1.0 mol/L氢氧化钠溶液,搅拌均匀。

(3)室温下静置1小时,使蛋白质充分溶解。

(4)将溶液转移至离心管中,以4 000 r/min离心10分钟,取上清液。

2. 溶菌酶纯化(1)取上清液,加入1/5体积的饱和硫酸铵溶液,搅拌均匀。

(2)室温下静置30分钟,使蛋白质充分沉淀。

(3)以4 000 r/min离心10分钟,弃去上清液。

(4)将沉淀用少量蒸馏水溶解,加入1/10体积的1.0 mol/L氢氧化钠溶液,搅拌均匀。

(5)加入1/5体积的饱和硫酸铵溶液,重复上述步骤,以去除杂质。

3. 溶菌酶结晶(1)取纯化后的溶菌酶溶液,加入1/5体积的饱和硫酸铵溶液,搅拌均匀。

(2)室温下静置30分钟,使蛋白质充分沉淀。

(3)以4 000 r/min离心10分钟,弃去上清液。

(4)将沉淀用少量蒸馏水溶解,加入1/5体积的硫酸铵饱和溶液,搅拌均匀。

(5)将溶液转移至结晶棒上,置于冰箱中过夜。

4. 结晶样品鉴定(1)取结晶样品,加入少量无水乙醇,观察其溶解性。

(2)取结晶样品,加入少量硝酸银溶液,观察其反应。

(3)取结晶样品,加入少量硫酸铜溶液,观察其反应。

五、实验结果与分析1. 溶菌酶提取:成功从鸡蛋清中提取出溶菌酶,紫外-可见分光光度计检测结果显示蛋白质含量约为1.0 mg/mL。

溶菌酶的研究进展

溶菌酶的研究进展
溶菌酶的底物特异性很强 ,不同来源溶菌酶作用的 底物不同 。按溶菌酶的来源可分为蛋清溶菌酶 、动物溶 菌酶 、植物溶菌酶 、微生物溶菌酶和细菌噬菌体溶菌酶 。 按作用细胞壁不同分为细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞 壁溶菌酶 。细菌细胞壁溶菌酶又细分为两种 ,一种是作 用于 β21, 4 糖苷键的细胞壁溶解酶 ,另一种是作用于肽 链“尾 ”端和酰胺部分的细胞壁溶解酶 。真菌细胞壁溶 菌酶包括酵母菌细胞壁溶解酶和霉菌细胞壁溶解酶 。 溶菌酶大体分为 5 种 : ( 1)内 N 2乙酰己糖胺酶 ,此酶同 于鸡蛋清溶菌酶 ,破坏细菌细胞壁肽聚糖中的 β2114 糖 苷键 。 ( 2)酰胺酶 ,切断细菌细胞壁肽聚糖中 N 2乙酰氨 基葡萄糖胺与肽“尾 ”之间的 N 2乙酰胞壁酸 2L 2丙氨酸 键 。 ( 3)内肽 酶 , 使 肽“尾 ”及 肽“桥 ”内 的 肽键 断 裂 。 (4)β2113、β2116葡聚糖酶和甘露聚糖酶 ,此酶分解酵母 细胞的细胞壁 。 ( 5)壳多糖酶 ,这是分解霉菌细胞壁的 一种溶菌酶 [5 ] 。 3 影响溶菌酶活力的因素与酶活力的测定方法 311 影响酶活的因素 : 包括温度 、pH 值 、化学物质 、络 合作用等 。 312 溶菌酶酶活力的测定方法通常有 3种 。
溶菌酶 (Lysozyme)是水解酶的一种 ,又称为胞壁质 酶 (muram idase)或 N 2乙酰 胞 壁质 肽 聚 糖水 解 酶 (N acetylmuram ideglycanohydrlase) 。溶 菌 酶 是 一 种 碱 性 蛋 白质 ,在酸性环境下 ,溶菌酶对热的稳定性很强 , pH 值 310时 96℃加热处理 15m in 仍能保持 87%的酶活性 。 在自然条件下 ,大多数溶菌酶化学性质稳定 ,即使当 pH 值在 112 ~1113 范围内剧烈变化 , 其酶结构仍维持不 变 ,活性也不受影响 。但碱很容易使酶活性遭到破坏 , 当处于碱性 pH 值范围时 ,溶菌酶的热稳定性就很差 [2 ] 。 溶菌酶在干燥条件下 ,室温可长期保存 ,其纯品为白色 或微黄色结晶体或无定型粉末 ,无嗅 ,味甜 ,易溶于水 , 不溶于丙酮 、乙醚 。 112 空间结构

浅谈溶菌酶的研究进展

浅谈溶菌酶的研究进展

期引言英国细菌学家弗莱明最早在人体的唾液、眼泪等分泌物中发现了溶菌酶,因为它能溶解细菌,故称为溶菌酶,它的作用机制是破坏细菌细胞壁肽聚糖层的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键,使细胞壁破裂,使细菌溶解。

溶菌酶作为安全的抑菌剂已被应用于食品加工、疾病治疗等方面,需求量大,所以利用生物技术大量生产迫在眉睫。

此外,关于“淀粉样纤维”形成基于溶菌酶的研究较为热门,因此本文将从这两方面进行叙述。

1溶菌酶的结构及其与病理学相关的研究溶菌酶是蛋白质,具有高级结构,依靠疏水作用、氢键等次级键折叠形成一定的构象,发挥特殊功能。

目前,人类最了解的溶菌酶是鸡蛋清溶菌酶(HEWL),它包含一条肽链,129个氨基酸。

4对半胱氨酸残基间形成4个二硫键,具有大量的α螺旋结构。

HEWL在体外一定条件的诱导下可以形成“淀粉样纤维”,研究人员发现PH值较低时,蛋白质逐渐去折叠,随着去折叠蛋白质浓度的增大,蛋白质之间的疏水作用加大,逐渐出现“淀粉样纤维”,具有成核效应。

另外在蛋白质变性剂的存在下,溶菌酶的二级结构发生变化,可能出现“淀粉样纤维”,但是不同浓度的变性剂对“淀粉样纤维”的作用也不同,研究还有待深入。

陕西理工大学白瑜博士利用溶菌酶与朊蛋白结构上的相似性来研究淀粉样纤维的形成机制,为神经退行性疾病的研究带来福音[1]。

溶菌酶是一种小分子碱性蛋白,材料易取,一直被作为一种模型体系,用于研究蛋白质的空间构象、酶动力学及其与分子进化、分子免疫间的关系。

为优化食品加工过程、提高食品质量提供理论指导,并为神经系统等疾病建立了相关蛋白质模型。

目前有研究人员利用溶菌酶为模型研究盐浓度对蛋白质聚集的影响,对人类疾病的研究具有重要意义。

2基因工程载体表达溶菌酶的新进展溶菌酶的用处广泛,但直接从生物体内提纯效率低,所以其基因的重组和表达也成为研究热点。

鸡溶菌酶的外显子及内含子序列已经确定,人的溶菌酶基因也逐渐被解析清楚,为重组表达载体的构建和优化提供契机。

溶菌酶的研究进展

溶菌酶的研究进展

溶菌酶的研究进展溶菌酶概述溶菌酶,也称为裂解素,是一种在细菌、真菌、动物和植物中都存在的水解酶。

它们可以降解细胞墙材料,使细胞变为裸露状态。

溶菌酶广泛应用于医学、食品和制药等领域。

溶菌酶的来源溶菌酶存在于多种微生物和真菌中,如链球菌、金黄色葡萄球菌、葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、支原体和放线菌等。

通过培养和发酵技术,可以大规模制备纯净的溶菌酶。

此外,许多动植物也拥有溶菌酶,如人类唾液中的溶菌酶可以消化细菌、口腔扁桃体中的溶菌酶可以抵御病毒和细菌。

植物中的溶菌酶则是一种抗病毒和抗真菌的重要保护因子。

溶菌酶的作用溶菌酶的主要作用是降解细胞壁,使细胞膜完整性受到破坏,导致细胞死亡。

此外,溶菌酶也能辅助免疫反应,促进抗菌作用,调节免疫细胞的活动,增强自身的抵抗力。

在食品和制药领域,溶菌酶可以作为肉制品厌氧菌的灭菌方法,促进乳制品中的凝乳和定型,同时也可用于生产肝素和生物制剂等。

溶菌酶的研究进展溶菌酶研究的重点在于其抗菌作用和免疫调节作用。

近年来,溶菌酶的研究进展主要集中在以下两个方面。

溶菌酶与细菌感染溶菌酶可以降解细菌细胞壁,对于抗菌作用具有重要的意义。

近年来,科学家发现溶菌酶与多种细菌感染相关联,如肺炎球菌感染、链球菌感染等。

溶菌酶的研究有助于了解病原菌与免疫细胞之间的互动机制,为治疗细菌感染提供新的思路。

溶菌酶的免疫调节作用溶菌酶不仅有着明显的抗菌作用,还可以调节免疫细胞的活动,增强自身的抵抗力。

最新研究发现,溶菌酶还具有降低过敏反应和抗肿瘤等作用,将为临床治疗提供新的方向。

,溶菌酶具有广泛的应用价值和研究前景。

通过深入研究溶菌酶的结构、功能和作用机制,可为疾病的治疗和疫苗的研发提供新的思路,并推动溶菌酶在医药和食品等领域的应用。

溶菌酶家族在生物学中的作用和研究进展

溶菌酶家族在生物学中的作用和研究进展

溶菌酶家族在生物学中的作用和研究进展溶菌酶家族是一组酶,它们的主要功能是在生物体内分解细菌细胞壁,起到防御和保护作用。

它们在生物学中的作用和研究进展也越来越受到关注。

一、溶菌酶家族的作用溶菌酶家族是一类分泌性酶,主要作用于革兰氏阳性细菌和某些链球菌细胞壁中的N-乙酰葡萄糖胺-N-乙酰穿梭肽。

溶菌酶家族酶分解上述结构后,破坏了革兰氏阳性菌细胞壁的完整性,导致细菌细胞死亡。

除了细菌,溶菌酶家族还有一些其他的生物学功能。

在鱼类鳃和两栖动物皮肤中,它们被发现能够消灭寄生虫。

另外,在植物中也有类似的酶,起到类似的作用。

其它生物向环境释放溶菌酶家族酶的作用还在不断发现中。

二、溶菌酶家族的研究进展溶菌酶家族的研究主要集中在酶的酶学性质、基因调控、具体作用机制等方面。

以下是几个有代表性的研究进展。

1. 酶学性质在2006年,研究人员发现了一种新的溶菌酶家族酶——LysK。

LysK的特点是能够溶解大约98%的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(S. aureus),并且与已知的溶菌酶家族酶的序列异构性非常大。

2. 基因调控研究表明在许多情况下溶菌酶家族酶是由细菌产生的,其产生数量的多少很大程度上取决于细菌环境的变化。

其中,细菌的自我毁灭策略是一个重要的因素之一。

例如,在噬菌体感染细菌的过程中,溶菌酶家族酶被激活并释放,从而破坏细菌细胞壁,使噬菌体释放。

3. 具体作用机制越来越多的研究表明,溶菌酶家族酶的作用机制比过去曾经认为的更加复杂。

其中,一些研究表明,细菌表面的受体可以增强溶菌酶家族酶的活性,并将其锁定在细胞的特定部位。

三、溶菌酶家族在医疗和生物技术中的应用溶菌酶家族在医疗和生物技术领域中具有很大的潜力。

以下是几个例子。

1. 抗菌在抗菌领域,溶菌酶家族酶的作用在新药研究中被广泛探讨。

以一些细菌的靶标性质为基础,研究人员已经发现了很多有效的、溶菌酶家族酶类的替代物,这些替代物可以通过定向结构好,活性强但是易于在细胞中储存的新颖的工程构建策略予以制备,从而具有更好的生物利用度。

溶菌酶的研究进展

溶菌酶的研究进展

生物学杂志
Vo l126 No12
JOURNAL OF B IOLOGY
Ap r, 2009
定的杀灭作用 ; 与聚合磷酸盐和甘氨酸等配合使用 ,具 有良好的防腐作用 。在饲料中添加溶菌酶可防止霉变 , 延长饲料的贮存期 ,减少不必要损耗 [10 ] 。 41412 具有防治仔猪腹泻的作用
沈彦萍等 [11 ]报道 ,溶菌酶对防治仔猪腹泻有显著作 用 ,可达到抗生素的使用效果 ,治愈率达 80%以上 。溶 菌酶与免疫球蛋白的功能紧密联系 ,体内溶菌酶主要来 自嗜中性白细胞 、单核细胞及吞噬细胞溶酶体 ,可进入 机体补体系统并增强抗体活性 ,从而杀灭有害微生物 , 因此溶菌酶对引起仔猪腹泻的埃希氏大肠杆菌和轮状 病毒都具有较强的抑制作用 。 5 有关溶菌酶的最新研究进展 511 溶菌酶可以固定于一些包装纸上 ,如湿墙纸和玻 璃纸上 ,应用于医院手术室及食品包装 。如用提取的蛋 清溶菌酶配制 ( 2% ~3% )的酶液 ,喷洒于包装纸上或将 包装纸浸入酶液 ( 2~3h) ,取出后在温度 50 ~60℃条件 下烘干 (酶活力基本不损失 ) ,用溶菌酶处理过的包装纸 包装煮熟的大豆和新蒸的馒头 ,结果在贮存近 1 周的时 间内不变味 ;而用普通纸包装的这些食品贮存 1d 就会 变味 (常温下 )发黏 。 [12 ] 512 采用固定化技术将溶菌酶固定在 HEPA (空气过滤 器 )上 ,作为空调的空气净化系统 ,使其具有高效除尘和 杀菌两大功能 。当空气通过滤网时 ,先滤集捕捉尘粒和 细菌 ,然后将捕捉到的细菌杀灭 。 513 用溶 菌 酶 非 专 一 性 地 降 解 海 洋 生 物 高 分 子 壳 聚 糖 ,使其成为能被人体吸收的 、低分子量的 、有独特的生 理活性和功能性质的低聚壳聚糖 。 514 海洋溶菌酶在化妆品中具有抑菌的作用 。

溶菌酶的研究进展

溶菌酶的研究进展

溶菌酶的研究进展一、本文概述溶菌酶是一种广泛存在于生物体内的水解酶,具有溶解细菌细胞壁的能力,因此在生物学、医学、食品工业等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在全面综述溶菌酶的研究进展,包括其生物学特性、生产方法、应用领域以及最新的研究进展等方面。

我们将首先介绍溶菌酶的基本性质和生物学功能,然后重点讨论其在各个领域的应用现状,并探讨溶菌酶研究的发展趋势和前景。

通过本文的阐述,我们期望能够为读者提供一个关于溶菌酶研究进展的全面而深入的视角,为未来的研究和应用提供有益的参考。

二、溶菌酶的结构与性质溶菌酶是一种具有广泛生物活性的水解酶,其结构与性质对于理解其生物功能和应用潜力至关重要。

溶菌酶的主要结构特点表现为其紧凑的球形结构,这种结构赋予了它出色的热稳定性和化学稳定性。

溶菌酶分子内部含有多个活性位点,这些位点是酶发挥其催化作用的关键。

溶菌酶具有高度的底物特异性,主要作用于细菌细胞壁的肽聚糖结构,通过水解N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸之间的β-1,4糖苷键,导致细菌细胞壁的裂解。

这种特性使得溶菌酶成为一种有效的抗菌剂,对于治疗某些细菌感染具有重要价值。

溶菌酶还表现出对其他生物分子的非特异性相互作用,如与DNA、RNA和蛋白质的结合。

这些相互作用可能影响溶菌酶在细胞内的分布和功能,进一步揭示了溶菌酶在生物体内的复杂作用机制。

在生物化学性质方面,溶菌酶表现出对pH和温度的敏感性。

其最适pH通常在0-0之间,而在高温下,溶菌酶的活性会显著降低。

这些性质对于溶菌酶的应用条件选择具有重要意义。

随着对溶菌酶结构与性质研究的深入,人们发现了多种具有不同来源和特性的溶菌酶。

这些溶菌酶在结构、催化活性、稳定性等方面存在差异,为溶菌酶的应用提供了更多的选择。

例如,来自不同物种的溶菌酶在抗菌活性、底物特异性等方面可能存在差异,这为开发新型抗菌药物提供了理论基础。

对溶菌酶结构与性质的研究不仅有助于深入了解其生物功能和应用潜力,还为开发新型抗菌药物和治疗策略提供了重要依据。

溶菌酶调研报告

溶菌酶调研报告

溶菌酶调研报告溶菌酶调研报告一、引言溶菌酶是一种产生于动物、植物和细菌中的酶类物质,能够溶解细菌细胞壁,进而杀死细菌。

近年来,随着抗生素耐药问题的日益严重,溶菌酶作为一种替代抗生素的新型治疗手段,引起了广泛的关注。

本报告对溶菌酶的应用情况、研究进展以及未来发展趋势进行了调研。

二、溶菌酶的应用情况近年来,溶菌酶的应用领域逐渐扩展。

在医学领域,溶菌酶已被用于治疗各种细菌感染,包括耐药菌感染,疗效显著。

在食品安全领域,溶菌酶被应用于检测食品中的细菌污染,具有准确、快速的特点。

此外,在环境保护方面,溶菌酶也被用于处理废水和土壤中的细菌,起到了很好的消毒效果。

三、溶菌酶的研究进展溶菌酶的研究主要集中在以下几个方面:1. 溶菌酶的分离和纯化:通过不同的技术手段,如离子交换层析、凝胶过滤等,可将溶菌酶从复杂的混合物中分离出来,并得到较高纯度的溶菌酶样品。

2. 溶菌酶的结构和功能研究:通过分子生物学和生物化学技术,研究溶菌酶的结构和功能特点,为进一步理解其溶菌机制提供了基础。

3. 溶菌酶的抗菌活性优化:通过改变溶菌酶的结构,引入突变基因等手段,提高其抗菌活性和稳定性,以满足临床应用的需求。

四、溶菌酶的未来发展趋势目前,虽然溶菌酶的应用已取得一定的突破,但仍存在许多挑战和问题,需要进一步研究和发展。

未来溶菌酶的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 多样化的溶菌酶资源开发:目前虽已发现多种来源的溶菌酶,但仍有更多未知的溶菌酶待开发。

因此,需要加大对不同生物体中溶菌酶的筛选和鉴定,寻找更具活性和稳定性的溶菌酶。

2. 溶菌酶与其他抗菌物质的联合应用:结合溶菌酶与其他抗菌物质,如抗生素、天然抗菌物质等的联合应用,可能会产生协同作用,提高抗菌效果,也可以减少抗生素的使用量,降低耐药菌的产生风险。

3. 智能化的溶菌酶设计:通过计算机模拟和蛋白工程技术,对溶菌酶进行智能化设计,改变其结构和性质,使其更适应特定的临床需求。

结论溶菌酶作为一种新型的抗菌手段,具有广泛的应用前景。

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2006 年 9 月 第 20 卷第 3 期总 65 期
北京联合大学学报 (自然科学版) Journal of Beijing Union University(Natural Sciences)
Sep . 2006 Vol. 20 No. 3 Sum No. 65
溶菌酶结晶的研究进展
陶凤云1 ,张新妙2 ,马润宇2
对于生物大分子的具体结构的了解可以揭示 它们的功能 ,这在新药设计以及改变分子结构使之 具有更高的工业应用潜力方面是非常有用的 。X 射线 衍 射 是 确 定 蛋 白 质 三 维 空 间 结 构 的 有 效 方 法[1] ,但是只有当得到合适的晶体时才可以用这样 的方法 。结构测定常常由于得不到高质量的晶体 而受到阻碍 。质量较好的蛋白质晶体的获得是蛋 白质进行结构分析的重要前提 。
许多学者对溶菌酶的结晶条件及影响因素进 行了研究 ,探讨了最优结晶条件 。Lu 等[14] 研究了 沉淀剂 、温度和添加剂对溶菌酶的溶解度 、暴露成
核的临界过饱和度和晶体形状的影响 。结果表明 , 对于溶菌酶的结晶 ,氯化钠作为沉淀剂是更有效 的 ,溶菌酶的结晶和温度有很大关系 ,逐渐变化的 温度 能 导 致 溶 菌 酶 更 好 的 晶 习 和 质 量 。Sauter 等[15] 研究了 50 多种化合物作为添加剂时对溶菌酶 结晶的影响 。结果表明 ,海藻糖能够明显提高母鸡 蛋白溶菌酶 ( HEWL) 的成核率 ,短链醇和多羟基化 合物对晶习和成核率有中等程度的影响 。糖 、乙 醇 、离子 、聚胺 、表面活性剂等能提高分子稳定性 、 成核和生长及质量 。阴离子是决定溶菌酶溶解性 和结晶空间簇的主要沉淀类型 。研究发现小鸡蛋 白溶菌酶 (CEWL) 浓度在 60~190 mgΠmL 范围内时 , 在酸性和碱性 pH 下能从铵 、钠 、钾 、铷 、镁和锰的硫 酸盐里结晶出来[16] 。Forsythe 等[16] 在不同条件下 制备了四种不同晶形 (四角形 、三角形 、正交 、单斜 晶系) 的小鸡蛋白溶菌酶晶体 ,发现在酸性 pH 下 , CEWL 仅能从硫酸根阴离子溶液中结晶 ;在中性缓 冲溶液里 ,CEWL 能被各种无机硫酸盐结晶 。磷酸 盐 、醋酸盐 、碳酸盐 、氯化物 、溴化物 、柠檬酸盐 、硝 酸盐 、碘化物 、硫氰酸根盐等的阴离子 ,也能结晶小 鸡蛋白溶菌酶 。Fermani 等[17] 以包括可电离基团的 聚合体膜 、吸附了聚 L - 赖氨酸或聚 L - 天冬氨酸 盐的交联凝胶膜和吸附了聚 L - 赖氨酸或聚 L - 天 冬氨酸盐的蚕丝蛋白等作为蛋白质非均相成核的 表面 ,进行了小鸡蛋白溶菌酶的结晶实验 。戴等[18] 用动态光散射法研究了 NaCl 为沉淀剂时 ,不同浓 度的 NaCl 对液 - 液扩散法生长溶菌酶晶体的影 响 ,并测量了晶体生长前后体系的 Zeta 电势 。结果 表明 ,NaCl 浓度较高时 ,溶液中一直存在较大的聚 集体 ,生长出的晶体质量较差 。在合适的 NaCl 浓 度下 ,溶液中溶菌酶的大的聚集体发生解聚集 ,生 长出的晶体质量较高 。2005 年 ,Curcio 等[19] 又研究 了不同洗脱液流速下溶菌酶的动态膜结晶 ,并进行 了结晶动力学分析 。结果表 明 , 温 度 为 5 ℃、3 % NaCl ( WΠV ) 、10 %MgCl2 ( WΠV) 时 ,在 1 100 μmΠs 的 洗脱液流速下 ,晶体生长速率达到最大值 。由于蛋 白质溶液的成核及结晶过程被不断变化的浓度控 制 ,因此 , Pullara 等[20] 尝试通过控制液 - 液分层区 的不规则波动来控制溶菌酶的结晶速率 ,取得了很 好的效果 。 21213 结晶机理的研究
2 溶菌酶结晶的研究进展情况
211 溶菌酶的早期研究 1946 年 Alderton 报道生长出四方晶系的溶菌
[ 收稿日期 ] 2006 - 02 - 23 [ 作者简介 ] 陶凤云 (1970 —) ,女 ,北京市人 ,北京联合大学生物化学工程学院讲师 ,主要研究方向为生物化工 、天然产 物生物活性 。
1) 显微镜观测法 。显微镜是最直接的观测方 法 ,通过显微镜可以观测晶体形貌 ,确定结晶诱导 时间 、成核及生长速率和晶体尺寸分布等 。原子显 微镜可以观测物体表面的形貌 ,其分辨率达到纳米 级 ,是研究生物样品形貌极为有用的工具 。显微镜 观测方法简单易行 ,但是存在一定的人为和系统误 差[25 ] 。
溶菌酶作为一种存在于人体正常体液及组织 中的非特异性免疫因素 ,具有多种药理作用 ,它具 有抗菌 、抗病毒 、抗肿瘤的功效 。目前日本已生产 出医用溶菌酶 ,其适应症为出血 、血尿 、血痰和鼻炎 等 。溶菌酶具有破坏细菌细胞壁结构的功能 ,以此 酶处理 G+ 细菌得到原生质体 ,是基因工程 、细胞工 程中细胞融合操作必不可少的工具酶 。溶菌酶是 一种无毒 、无副作用的蛋白质 ,又具有一定的溶菌 作用 ,因此可用作食品防腐剂 。现已广泛应用于水 产品 、肉食品 、蛋糕 、清酒 、料酒及饮料中的防腐 ;还 可以添入乳粉中 ,使牛乳人乳化 ,以抑制肠道中腐 败微生物的生存 ,同时直接或间接地促进肠道中双 歧杆菌的增殖 。此外 ,还能利用溶菌酶生产酵母浸 膏和核酸类调味料等 。
(1. 北京联合大学 生物化学工程学院 ,北京 100023 ; 2. 北京化工大学 生命科学与技术学院 ,北京 100029)
[ 摘 要 ] 溶菌酶作为一种重要的模型蛋白被广泛应用于蛋白质结晶机理和方法的研究 。概括 了溶菌酶的结构 、性质及应用 ,总结了溶菌酶的常用结晶方法 ,探讨了近年出现的新的结晶方法 , 介绍了结晶条件 、结晶机理及主要的观测方法 ,展望了溶菌酶结晶过程的发展前景 。 [ 关键词 ] 溶菌酶 ;结晶 ;蒸发扩散 ;膜结晶 [ 中图分类号 ] Q 814 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] 100520310 (2006) 0320037204
结晶机理包括晶核形成和晶体生长机理 。 成核包括初级成核和二次成核 ,初级成核按照 经典成核理论给出了临界晶核形成速率[21] ;对于二
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意大利的 Curcio 等对膜结晶法结晶溶菌酶作 了一系列研究 。2002 年 ,Curcio 等[11] 将渗透膜结晶 的方法用于溶菌酶溶液的结晶 ,制得了溶菌酶晶 体 。实验中以 NaCl 为沉淀剂 ,MgCl2 溶液为洗脱 液 ,以醋酸钠缓冲溶液调节溶菌酶溶液的 pH 值 。 用静态膜结晶 , 温度为 4 ℃,MgCl2 浓度为 16 %~ 22 % ( WΠV ) ,NaCl 浓度高于 115 %时 ,一天后可见 溶菌酶晶体生成 ;而连续式膜结晶中 ,数小时后就 得到了大量溶菌酶晶体 。2003 年 ,Curcio 等[12] 在上 述基础上 ,考察了沉淀剂浓度 、洗脱液浓度 、蛋白质 溶液温度对溶菌酶膜结晶过程中通量的影响 。实 验主要研究了静态膜结晶 ,得到了适合于衍射分析 的四角形溶菌酶晶体 。当 NaCl 和 MgCl2 浓度分别 在 2 %~415 % 和 16 %~22 % 范围内时 ,24 h 内得 到了尺寸在 013~015 mm 范围内的晶体 。然而 ,将 静态膜结晶得到的结晶条件用于连续式膜结晶 ,仅 得到了大量尺寸较小 ( < 011 mm) 的溶菌酶晶体 。 同年 ,Profio 等[13] 用混浊度评价了微孔疏水膜的溶 菌酶结晶动力学 ,探讨了 NaCl 和 MgCl2 浓度对晶体 成 核 和 生 长 速 率 的 影 响 。在 20 ℃, 20 mgΠmL HEWL ,2 %和 215 % NaCl ,24 %MgCl2 条件下 , 得到 了适合于衍射分析的溶菌酶晶体 。 21212 结晶条件的优化
鸡蛋清溶菌酶占蛋清总蛋白的 314 %~315 % , 作为溶菌酶类的典型代表 ,是目前重点研究的对 象 ,也是了解最清楚的溶菌酶之一 。它是由 18 种
129 个氨基酸残基组成的一条单肽链 ,分子形状呈 扁长 椭 圆 体 , 具 有 4 对 S —S 键 , 其 分 子 量 为 14 307 Da[3] ,最 适 pH 为 6 ~ 7 , 等 电 点 PI 1015 ~ 1112 。在 pH 4~7 、100 ℃处理 1 min 不失活性 ,是一 种比较稳定的碱性球蛋白 。溶菌酶产品活力 ≥118 万 UΠmg ,溶于稀盐水 ,在丙酮和乙醇作用下生成沉 淀 。在酸性溶液中比较稳定 ,加热至 55 ℃也不会受 到影响 ,可以耐热至 100 ℃。在碱性溶液中则随浓 度 、温度的升高而丧失其酶活力 。溶菌酶的水溶液 在 6215 ℃、30 min 会完全失活 。
溶菌酶是一种在食品 、医学、生物工程等多种领 域中用途非常广泛的蛋白质 ,目前实际应用的、业已 商品化的是鸡蛋清溶菌酶 。鸡蛋清溶菌酶容易生长 出单晶 ,自 1946 年 Alderton 报道生长出四方晶系的 溶菌酶晶体后 ,溶菌酶作为一种重要的模型蛋白已 被广泛应用于蛋白质结晶机理和方法的研究 。
1 溶菌酶的结构 、性质 、稳定性及应 用
溶菌酶又称胞壁质酶 ,味甜 、易溶于水 ,不溶于 有机溶剂[2] ,常与 Cl - 结合成氯化物 。溶菌酶分子 带 10 个正电荷 ,分子中精氨酸 、天冬氨酸和色氨酸 的含量高 ,酪氨酸的比例则低 。溶菌酶广泛地分布 于自然界中 ,以鸡蛋清中含量最多 。根据来源不 同 ,其性质及作用机制略有差异 ,可分为以下几种 : 1) 鸡蛋清溶菌酶 ;2) 人及哺乳动物溶菌酶 ;3) 植 物溶菌酶 ;4) 微生物产生的溶菌酶 。
目前 ,对溶菌酶结晶的研究主要集中在结晶方 法的创新 、结晶条件的优化 、结晶机理的研究和观 测方法等方面 。 21211 结晶方法的创新
结晶方法很多 ,可分为批量结晶 、蒸发扩散结 晶 (悬滴法Π座滴法) 、液Π液扩散结晶和透析结晶[7] 。 另外 ,还有凝胶扩散结晶 、水热法及溶剂热法结晶 、 升华结晶[829] 和膜结晶[10] 等 。溶菌酶结晶的常用方 法主要是批量结晶和蒸发扩散结晶 。近几年 ,人们 尝试用膜结晶法结晶溶菌酶 ,结果制得了质量较好 的适合于衍射分析的溶菌酶晶体 。
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