溶菌酶 含溶菌酶的来源于分布[内容充实]
溶菌酶
溶菌酶溶菌酶溶菌酶( Lysozyme,E.C.3.2.17),全称为1,4-p -N -溶菌酶,又称为细胞壁溶解酶,是自然界普遍存在的一种酶,因其能溶解细菌细胞壁具有溶菌作用而得名。
(一)溶菌酶的结构及物理化学性质溶菌酶易溶于水,遇碱易破坏,不溶于丙酮、乙醚,是一种白色、无臭的结晶粉末。
相对分子质量为14.7ku,由129个氨基酸残基组成,碱性氨基酸残基及芳香族氨基酸如色氨酸残基的比例很高,含有4个二硫键,如图2 -24所示,其等电点为10~11。
在37℃条件下溶菌酶的生物学活性可保持6h,当温度较低时保持时间更长,利于溶菌酶在体内发挥作用。
禽蛋蛋清是溶菌酶的重要来源,蛋清溶菌酶的物理化学性质如表17 -1所示。
溶菌酶由两个区域组成,由一个长的α螺旋所联接,其二级结构大多是α螺旋。
N末端的区域( f40~80)由一些螺旋线组成,大多数是反平行的β折叠。
第二个区域由fl~39和f89~129氨基酸残基组成。
分子中的这两个区域被一个螺旋体(f87天冬氨酸- 114精氨酸)所分离,分子组成了内部疏水外部亲水的基本结构,对溶菌酶发挥抗菌功能起着巨大的作用。
表17 -1 蛋清溶菌酶的物理化学特性特性数值相对分子质量14 400亚基数 1氨基酸129等电点10.7二硫键数 4碳水化合物所占比例0E1%280nm 26.493℃时的D热值(每分钟破坏90%的活性)110酶活力的实验通过浑浊溶壁微球菌的细胞溶解(二)溶菌酶的来源溶菌酶在自然界中普遍存在,在人和许多哺乳动物的组织和分泌液中,均发现有溶菌酶存在,其物化性质基本相似,溶菌酶的来源如表17 -2所示。
溶菌酶主要分布于禽蛋和鸟类蛋清中,尤其是浓厚蛋白的系带膜状层中。
禽蛋中异常丰富,占整个蛋清中的 3.5%,鸡蛋蛋清是溶菌酶的主要商业来源。
表17 -2溶菌酶的来源溶菌酶的来源溶菌酶的含量鸡蛋清 2 500 ~ 3 500μg/mL鸭蛋清 1 000 ~ 1 300μg/mL鹅蛋清500 ~ 700μg/mL眼泪 3 000 ~5 000μg/mL人乳55~ 75 μg/mL牛奶10~ 15μg/mL脾脏50 ~ 160μg/kg胸腺60~ 80μg/kg胰腺20~ 35μg/kg花椰菜汁25~ 28μg/mL木瓜汁8~ 9μg/mL卷心菜汁7~8μg/mL(三)溶菌酶的溶菌机制溶菌酶是一种糖苷水解酶,专门作用于微生物细胞壁,可以破坏组成微生物细胞壁的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺之间的β-1,4-糖苷键,其作用机理见图17 -1。
溶菌酶
溶菌酶在食品工业中的应、料 酒及饮料中的防腐; 固定于食品的包装纸能达到杀菌同时不破 坏食物风味的效果;
溶菌酶在医学上的应用
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; 人体溶菌酶浓度还可 以作为多种疾病的诊 断指标;
溶菌酶在畜牧上的应用
用于饲料的添加剂 在肉仔鸡中添加4mg/kg、8mg/kg、 16mg/kg和100mg/kg溶菌酶,结果表明在 肉仔鸡饲料中添加10mg/kg溶菌酶(相当于 15 000单位),可降低饲料消耗,提高日 增重。在仔猪(7~60日龄)中添加 15mg/kg溶菌酶,日增重提高4.96%,腹泻 率降低22%。
作用部位:β- 1 , 4 糖苷键
思考题:
溶菌酶对革兰氏阳性菌的破 坏力强还是对革兰氏阴性菌 的破坏力强?为什么?
答:溶菌酶对革兰氏阳性菌的破坏 力较强。G+细菌细胞壁几乎全部由 肽聚糖组成,而G-细菌只有内壁层 为肽聚糖,因此,溶菌酶对于破坏 G+细菌的细胞壁较G-细菌强。
溶菌酶的应用
溶菌酶的分类
溶菌酶按其所作用的微生物不同分两大类, 即细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞壁溶菌酶。 根据其来源的不同可分为动物溶菌酶 (鸡 蛋清中含量最多)、植物溶菌酶和微生物 溶菌酶。
溶菌酶的作用机理
溶菌酶能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖, 其水解位点是N-乙酰胞壁酸(NAM)的1位碳原 子和N-乙酰葡萄糖胺(NAG)的4位碳原子间的, β-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。
溶菌酶
内容1:溶菌酶简介1.1 溶菌酶溶菌酶(N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,EC3.2.1.17)又称为胞壁质酶,是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。
溶菌酶是由129个氨基酸构成的单纯碱性球蛋白,化学性质非常稳定。
溶菌酶存在在自然界中,溶菌酶普遍存在于鸟类、家禽的蛋清和哺乳动物的眼泪、唾液、血液、鼻涕、尿液、乳汁和组织细胞中(如肝、肾、淋巴组织、肠道等)。
从木瓜、芜青、大麦、无花果和卷心菜、萝卜等植物中也能分离出溶菌酶,其中以蛋清含量最高。
溶菌酶生理作用在生物体内溶菌酶具有抗菌消炎,抗病毒,增强机体免疫力的生理功能,还可激活血小板,改善组织局部血液循环障碍,分泌脓液,增强局部防卫功能,具有止血、消肿等作用。
它还可以作为一种宿主抵抗因子,对组织局部起保护作用2:溶菌酶的种类溶菌酶的研究最早是从尼科尔(Nicoile)1907年发表枯草杆菌溶解因子的报告开始的。
两年后,Laschtschenko指出:鸡卵白强烈抑菌作用是酶作用的结果。
1922年英国细菌学家弗莱明(Fleming)发现人的唾液、眼泪中存在这种能溶解细菌细胞壁的酶,因其具有溶菌作用,故命名为溶菌酶。
1937年由Abraham与Robinson从卵蛋白中最先分离出晶体溶菌酶,此后人们在人和动物的多种组织、分泌液及某些植物、微生物中也发现了溶菌酶的存在。
根据来源不同,将溶菌酶分为三类(1)动物源溶菌酶⏹动物源溶菌酶包括鸡蛋清溶菌酶及人和哺乳动物溶菌酶。
⏹鸡蛋清溶菌酶是目前研究和应用最多的,在鸡蛋清中约含有3.5%左右的酶,分子量为14000,其等电点在pH10.8左右,最适效应温度在50℃,化学性质稳定,pH在1.2~11.3之间改变时对酶结构影响很小,pH在4~7范围内100℃处理1min仍有近100%的活力,在210℃条件下加热1.5h仍具有活性。
鸡蛋清溶菌酶在碱性环境条件下稳定性较差,分解G+细菌,但对G-细菌不起作用。
研究表明其它鸟类蛋清溶菌酶也是由129个氨基酸残基组成,但其排列顺序和鸡蛋清溶菌酶不同,并且活性部位也不相同。
溶菌酶的种类及其应用
溶菌酶的种类及其应用摘要:溶菌酶(Lysozyme Ec 3.2.17)又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,它能专一性的作用于目的微生物的细胞壁,而不能作用于其它物质,是一种无毒、无害、安全性很高的盐基水解蛋白酶。
文章介绍了溶菌酶的来源、种类、抑菌机理,论述了溶菌酶在食品业、畜牧业、医药业中的应用,并展望了其发展及应用前景。
关键词:溶菌酶;种类;食品;畜牧;医药;应用溶菌酶( lysozyme,EC3.2.1.17)又称细胞壁质酶(muramid-ase)或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramide glycano-hydralase)。
最早对溶菌酶的研究起于Nicolle 1907年发表的枯草芽孢杆菌中的溶解子,1922年Fleming等发现,在人的唾液、眼泪中存在有能够溶解细胞壁杀死细菌的酶,因而被命名为溶菌酶[1]。
此后人们发现溶菌酶广泛地存在于高等动物组织及分泌物、植物及各种微生物中,其中在新鲜的鸡蛋清中含量最高。
1937年Abraham和Robinson从卵蛋白中分离出溶菌酶晶体,揭开了研究溶菌酶的历史篇章。
1965年,英国的菲利普等用X衍射法对溶菌酶进行研究分析,第一个完全弄清了溶菌酶的立体结构[2]。
它广泛存在于鸟类、家禽的蛋清中和哺乳动物的泪液、唾液、血浆、乳汁、胎盘以及体液、组织细胞内,其中在蛋清中含量最丰富(约0.3%)。
在一些植物体如卷心菜、萝卜、无花果和微生物体内也存在溶菌酶,只是含量差异较大。
溶菌酶具有抗菌、抗病毒和消炎作用,与抗生素复合应用能增强抗生素疗效。
它还是人体内的非特异性免疫因子,可提高机体的免疫力,并且与其他阳离子抗菌肽类天然防御因子有很好的协同作用[3]。
另外,它本身是1种天然蛋白质,能在胃肠道作为营养物质消化、吸收,无毒性,也不在体内残留,是1种安全性很高的食品保鲜剂、营养保健品和药品[4]。
溶菌酶常用于各种加工食品和饮料中,集药理、保健和防腐3种功能于一体[5]。
溶菌酶
用大小不同的NAG寡聚体作底物测定被溶 菌酶水解的相对速率,结果发现,少于4 个糖的寡聚体水解速率甚小,当由四聚体 增加到五聚体时,水解速率猛增500倍, 五聚体增加到六聚体,速率增加近8倍, 六聚体增加到八聚体,速率不再变化。这 种情况与X射线晶体结构分析结果一致, 活性部位所在的裂缝(cleft)正好被6个糖残 基所装满。
四·溶菌酶的制备.分离. 活力测试 · . .
溶菌酶( 实验原理:溶菌酶(lysozyme)是由弗莱明在 ) 1922年发现的,它是一种有效的抗菌剂,全称 年发现的,它是一种有效的抗菌剂, 年发现的 溶菌酶, 粘肽N-乙酰基胞壁 为1,4-β-N-溶菌酶,又称作粘肽 乙酰基胞壁 , 溶菌酶 又称作粘肽 酰水解酶或胞壁质酶。活性中心为天冬氨酸52 酰水解酶或胞壁质酶。活性中心为天冬氨酸 和谷氨酸35,是一种糖苷水解酶 糖苷水解酶, 和谷氨酸 ,是一种糖苷水解酶,能催化水解 粘多糖的N-乙酰氨基葡萄糖 乙酰氨基葡萄糖( 粘多糖的 乙酰氨基葡萄糖(NAG)与N-乙酰 ) 乙酰 胞壁酸( 糖苷键, 胞壁酸(NAM)间的 ,4糖苷键,相对分子 )间的β-1, 糖苷键 质量14700Da,由129氨基酸残基构成,由于其 氨基酸残基构成, 质量 , 氨基酸残基构成 中含有较多碱性氨基酸残基, 中含有较多碱性氨基酸残基,所以其等电点高 左右, 达10.8左右,最适温度为 左右 最适温度为50OC,最适 为6~7 ,最适PH为 ~ 左右。 的消光系数[ 左右。在280nm的消光系数 ]为13.0。该酶活 的消光系数 为 。 性可被一些金属离子Cu2+、Fe2+、Zn2+(10性可被一些金属离子 、 、 ( 5~10-3M)以及 乙酰葡萄糖胺所抑制,能被 乙酰葡萄糖胺所抑制, ~ )以及N-乙酰葡萄糖胺所抑制 Mg2+、Ca2+(10-5~10-3M)、 )、NaCl所激活。 所激活。 、 ( ~ )、 所激活
关于溶菌酶(一)
关于溶菌酶(一)
溶菌酶是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶,又称胞壁质酶。
它是正常机体免疫防御机制的组成部分。
在人体内,它存在于中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞内;也存在于黏膜分泌液中,成为体表防御因素之一。
主要通过破坏细胞壁中相关的化学键,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、某些蛋白形成复盐,使病毒失活。
因此,该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
溶菌酶的分布与结构:
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。
从鸡蛋清中提取分离的溶菌酶是由18种129个氨基酸残基构成的单一肽链。
它富含碱性氨基酸,有4对二硫键维持酶构型,是一种碱性蛋白质,其N端为赖氨酸,C端为亮氨酸。
溶菌酶的作用机理:
溶菌酶能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖,肽聚糖是细菌细胞壁的骨架,其中任何化学键在溶菌酶作用下断裂,皆能导致细菌细胞壁的损伤。
对于革兰氏阳性菌,如:枯草杆菌或溶壁微球菌等,与革兰氏阴性菌,如:大肠杆菌、痢疾杆菌、肺炎杆菌等均有抑菌作用。
溶菌酶
1922年,英国细菌学家Fleming发现人的唾液、眼泪中存在有溶解细菌细胞壁的酶,因其具有溶菌用,故命名为溶菌酶。
溶菌酶广泛地分布于自然界中,在人的组织及分泌物中可以找到,动物组织中也有,以鸡蛋清中含量最多。
其他植物组织及微生物细胞中也存在[1]。
它是由动物特定细胞内的核糖体上合成的一种蛋白酶,分泌到细胞外杀死细菌的。
它存在于卵清、唾液等生物分泌液中,催化细菌细胞壁肽聚糖N-乙酰氨基葡糖与N-乙酰胞壁酸之间的1,4-β-糖苷键水解的酶。
它可以溶解掉细菌的细胞壁,杀死细菌。
由于溶菌酶能够选择性地分解微生物的细胞壁,并且自身没有毒害,因此作为一种天然、安全的杀菌剂和防腐剂,在食品工业、医药制剂、日用化工等行业被普遍重视。
随着开发和应用研究的进一步深入,溶菌酶的发展前景将会十分广阔。
下面主要陈述溶菌酶的一些基本情况及其在食品工业中的应用。
在食品工业中,溶菌酶是无毒的蛋白质,能选择性地使目标微生物细胞壁溶解而使其失去生理活性,而食品中的其他营养成分几乎不会造成任何损失。
因此,它可以安全地替代有害人体健康的化学防腐剂(如苯甲酸及其钠盐等),以达到延长食品货架期的目的,是一种很好的天然防腐剂。
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。
1 溶菌酶的分类溶菌酶按其所作用的微生物不同分两大类,即细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞壁溶菌酶。
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。
1.1 细菌溶菌酶细菌溶菌酶通常可分为三大类:N-乙酰氨基己糖苷酶,它催化水解肽聚糖中糖骨架中的β(1→4)糖苷键;N-乙酰胞壁酰-丙氨酸酰胺酶,它催化裂解肽聚糖中糖基与肽基;内肽酶,它催化裂解肽聚糖肽桥中的肽键。
1.2 真菌溶菌酶真菌溶菌酶主要包括几丁质酶和β-葡聚糖酶。
1.2.1 几丁质酶虽然一些外几丁质酶(exochitinases;EC3.2.1.30)也表现出抗真菌的特性,但抗真菌的几丁质酶主要是内几丁质酶(endochitinases;EC3.2.1.14)。
溶菌酶
溶菌酶溶菌酶(lysozyme)又称胞壁质酶(muramidase)或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramide glycanohydrlase),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β-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。
1简介中文名称:溶菌酶中文同义词:脆壁质酶;鸡蛋白;胞壁质酶(N-乙酰胞壁质聚糖水解酶);溶菌酶(鸡蛋清)英文名称:Lysozyme,简称LZM英文同义词:REDUCED LYSOZYME,WATERSOLUBLE;MUCOPEPTIDE-GLYCOHYDROLASE;MUCOPEPTIDE GLYCOLHYDROLASE;MUCOPEPTIDEN-ACETYLMURAMOYLHYDROLASE;MUCOPEPTIDEN-ACETYLMURAMOYLHYDROLASE GRADE III;MUCOPEPTIDEN-ACETYLMURAMOYLHYDROLASE GRADE VI:CHLORIDE;MURAMIDASE;MURAMIDASE GRADE III[1]CAS号:12650-88-3EINECS号:235-747-3[2]分子式:无分子量:14000左右EINECS号:235-747-3相关类别:发酵剂;Enzymes;酶;生化试剂;生物化学品。
分子结构图:2性质储存条件:2-8°Cform:powdercolor:white危险品标志B安全说明23-24/25-22WGK Germany3RTECS号OL5989850F3-10白色或微白色冻干粉,溶于水,不溶于乙醚和丙酮,pI为11.0-11.35,最适pH 值6.5。
溶菌酶
溶菌酶及其应用溶菌酶及其应用俞其林,励建荣(浙江工商大学食品生物与环境工程学院浙江省食品安全重点实验室,浙江杭州303)105摘要:溶菌酶能破坏微生物的细胞壁结构,具有杀菌防腐作用。
阐述了溶菌酶的特性、来源及其应用等。
关键词:溶菌酶;溶菌酶性质;应用对溶菌酶的研究,最早是从尼科耳(ii)蛋白质,且具有一定的保健作用,可广泛用于医疗和Ncloe1097年发表枯草芽孢杆菌溶解因子的报告开始的。
食品等行业,还可作为生物工程研究中的工具酶,提1099年后,拉希琴科(acteek)指出鸡卵白Lshshno取微生物细胞内各类物质,以及进行原生质体制备及的强抑菌作用是酶作用的结果。
1292年,弗来明融合育种。
(lig在某些组织和分泌物中发现一种有明显溶Fen)m2溶菌酶的来源及制备解细菌的成分,并把其溶菌作用的因子命名为溶菌溶菌酶广泛存在于家禽、鸟类的蛋清和哺乳动物酶。
从此,便开始了对溶菌酶的研究【1】。
的泪液、唾液、血浆、尿、乳汁、白细胞及其他体液1溶菌酶的性质(淋液)和组织(肝、肾)细胞内;从大麦、芜如如溶菌酶(yoyeC...1)又称为胞壁青、无花果、木瓜和卷心菜、萝卜Lszm,E3217等植物中也能分离质酶,是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶(碱出溶菌酶,其中以蛋清中含量为最高(约含0%).。
3性球蛋白),其化学名为N一乙酰胞壁质聚糖水解酶而人乳、眼泪、唾液中的溶菌酶活性远高于蛋清中〔21(约为3倍)或其他来源的溶菌酶的活性。
鸡蛋清中分子由19个氨基酸组成,分子量为18,2438,10450和10,等电点为1.1.,分子内有800071~04个二硫键交联,化学性质非常稳定,对热也极为稳定,而且它通过其肽键上的第3位的谷氨酸和第55的天门冬氨酸构成的活性部位,水解切断N2位一乙酰胞壁酸和N一乙酰葡萄糖胺之间的B一,苷键,14糖破坏微生物细胞壁肽聚糖支架,在内部渗透压的作用下细胞胀裂开,引起细菌裂解,因而起着防腐和杀菌作用。
溶菌酶的提取工艺路线
溶菌酶的提取工艺路线1前言:1.1溶菌酶性质溶菌酶(lysozyme)又称胞壁质酶(muramidase)或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramide glycanohydrlase),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β-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0白色或微白色冻干粉,溶于水,不溶于乙醚和丙酮,pI为11.0-11.35,最适pH值6.5。
稳定性:酸性介质中可稳定存在,碱性介质中易失活;96℃,pH值为3条件下,15min后活力保持87%。
抑制剂:有碘、咪唑和吲哚衍生物、表面活性剂(十二烷基硫酸钠、醇类和碳链不少于12的脂肪酸)。
1%水溶液在281.5nm处的吸光系数为26.4。
通过水解细菌细胞壁的肽聚糖来溶菌。
01.2溶菌酶来源该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。
从鸡蛋清中提取分离的溶菌酶是由18种129个氨基酸残基构成的单一肽链。
它富含碱性氨基酸,有4对二硫键维持酶构型,是一种碱性蛋白质,其N端为赖氨酸,C端为亮氨酸。
可分解溶壁微球菌、巨大芽孢杆菌、黄色八叠球菌等革兰阳性菌。
1.2溶菌酶应用1.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,因此可用作天然的食品防腐剂。
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。
2.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,医用溶菌酶其适应症为出血、血尿、血痰和鼻炎等。
第十四章 溶菌酶
β-葡聚糖酶
β-葡聚糖酶主要用于分解酵母细胞的细胞壁。
如β-(1,3)葡聚糖酶主要作用是它能水解β-(1,
3)糖苷键,还可以对几丁质降解真菌细胞壁起到
显著的协同作用
将纯化的几丁质酶和β-葡聚糖酶合用,其抗灰 色葡萄孢(Botrytis cinera)作用能够提高10倍
5、噬菌体产生的溶菌酶
医学上应用
一种具有杀菌作用的天然抗感染物质。 有抗菌、抗病毒、止血、消肿止痛及加 快组织恢复功能等作用。 临床用于慢性鼻炎、急慢性咽喉炎、口 腔溃疡、水痘、带状疱疹和扁平疣等。 也可与抗菌药物合用治疗各种细菌和病 毒感染。 口服和肌注均有效。
口服,3~5片/次(肠溶片含10mg),3次/ 日。口含,1片/次(口含片含20mg),4~ 6次/日。 外用:以1%~2%溶液滴注、涂擦或直 接喷粉。 肌注,50mg~100mg/次,1~2次/日。 滴眼:用2%溶液。
(5)溶菌酶生产成本较低; (6)溶菌酶的抗菌谱较广,不仅局限于 G+ 菌,对部分G- 菌也有抑制效果; (7)溶菌酶作为防腐剂安全性高。 溶菌酶是一种天然蛋白质,1992年 FAO/WTO 的食品添加剂协会已经认定溶 菌酶在食品中应用是安全的。
五、溶菌酶的应用
溶解微生物细胞壁,对人体细胞无影响。 广泛应用医药、食品的灭菌领域。 消除炎症,清除坏死组织等。 食品的防腐保鲜---非加热的方法。
4、微生物产生的溶菌酶
根据其作用对象分为两类:
细菌细胞壁溶菌酶
真菌细胞壁溶菌酶
细菌细胞壁溶菌酶可分为三大类:
N-乙酰氨基己糖苷酶:破坏细菌细胞壁肽 聚糖中β-(1,4)糖苷键 酰胺酶:催化裂解细菌细胞壁肽聚糖中N乙酰胞壁酸与肽“尾”之间的N-乙酰胞壁 酸-L-丙氨酸键 内肽:催化裂解肽聚糖肽桥中的肽键
食品酶学课件第5篇章溶菌酶
环境因素调节
环境因素如温度、pH、营养条 件等也可以影响溶菌酶的生物合 成,通过调节相关基因的表达或
酶的活性来适应环境变化。
溶菌酶的基因工程
基因克隆与表达
通过基因工程技术,可以将溶菌酶基因克隆到合适的表达 载体中,并在宿主细胞中实现高效表达。
基因改造与优化
通过基因定点突变等技术,可以对溶菌酶基因进行改造和 优化,以提高酶的活性、稳定性或改变其底物特异性。
生产功能性食品
利用溶菌酶的抗菌特性, 可以生产具有特定功能的 食品,如低糖、低脂食品 等。
在医药行业中的应用
药物生产
溶菌酶可以作为药物生产 的辅助剂,提高药物的生 物利用度和稳定性。
医疗器械消毒
溶菌酶可以用于医疗器械 的消毒,杀死细菌,降低 感染风险。
伤口护理
溶菌酶可以用于伤口护理, 促进伤口愈合,减少感染。
溶菌酶的应用
溶菌酶在食品、医药、饲料等领域有广泛应用。在食品工业 中,溶菌酶用作防腐剂,能有效杀死或抑制病原菌的生长, 延长食品的保质期。
溶菌酶的未来发展趋势
新型来源的发掘
除了传统的微生物发酵法,未来 可从动植物、甚至基因工程微生 物中发掘具有高活性、特殊功能
的溶菌酶。
定向改造与优化
通过基因工程技术对溶菌酶进行定 向改造,提高其热稳定性、pH适 应性以及对特定病原菌的抑菌效果。
合成过程中的关键酶
在溶菌酶的生物合成过程中,有一些 关键酶发挥着重要作用,如转氨酶、 脱氢酶等,它们负责催化特定的生化 反应。
溶菌酶的调控机制
基因表达调控
溶菌酶的生物合成通常受到转录 水平的调控,通过调节相关基因 的表达来控制溶菌酶的合成量。
翻译后修饰
除了基因表达调控外,溶菌酶的 生物合成还受到翻译后修饰的影 响,如磷酸化、乙酰化等,这些 修饰可以改变酶的活性或稳定性。
溶菌酶
二、白色链霉菌(S.albus). 最早是1936年Welsch首次分 离到的白色链霉菌(S.albus) G菌株.该菌株能产生十余种
作用于细胞壁的溶解酶。其中研究较多的有32酶和F1 酶,二者均属于N-O-二乙酰胞壁质酶。其他的还有MA 酰胺酶及SA、ML、MR内肽酶。
三、灰色链霉菌(S. griseus) 研究较多的有S-35菌株、
酶,用于制造和提取菌体内活性物质如核酸、酶及活性多肽等。 M1 、M2 ( EC 3. 2. 1. 17) 、N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶 (种主EC要3.溶5菌.酶1.,并18且)都和已AM被3-纯内化肽至酶电是泳从纯变。溶M菌1 素可中用分来离作得为到细的菌四细 胞壁结构研究和从细菌细胞壁制备特殊种类的抗原、质粒DNA、天 然微生物蛋白和原生质体的有力工具。细菌细胞壁含有很多种生
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灰色链霉菌RX-17溶菌酶的研究
1
第一部分:溶菌酶简介
一、溶菌酶的发现
溶细菌酶(Bacteriolytic enzyme),又称细菌
细胞壁水解酶,专门作用于细菌细胞壁的骨架
物质—肽聚糖(peptidoglycan)。按对肽聚糖
作用位点的差异,溶菌酶可分为作用于聚糖链
的N-乙酰胞壁质酶(N-acetyl- muramidase), 作用于肽桥的内肽酶(Endopeptidase)以及作 用于连接聚糖链与肽桥间酰胺键的N-乙酰-L-丙 氨酸酰胺酶(N-acetylmuramoyl-L-alanine amidase
1.c型(chicken-type):鸡卵清溶菌酶 2.g型(goose-type):鹅卵清溶菌酶 3.t型(T4-type):T4噬菌体溶菌酶 4.Ch型(Chalarosis-type):
高中生物溶菌酶知识点
高中生物溶菌酶知识点
溶菌酶是一种广泛存在于自然界中的酶类物质,它在高中生物课程中是一个重要的知识点。
以下是关于溶菌酶的一些关键信息:
1. 定义:溶菌酶是一种能够分解细菌细胞壁的酶,主要作用于细胞壁的多糖结构,导致细菌细胞破裂。
2. 来源:溶菌酶存在于多种生物体内,包括人类、动物、植物以及某些微生物。
在人体中,溶菌酶主要存在于唾液、泪液和乳汁中。
3. 结构:溶菌酶是一种蛋白质,具有特定的三维结构,这使得它能够特异性地识别并结合到细菌细胞壁的多糖上。
4. 功能:
- 抗菌作用:溶菌酶通过破坏细菌细胞壁,使细菌失去保护,从而容易被免疫系统清除。
- 免疫防御:在人体中,溶菌酶是免疫系统的一部分,帮助抵抗外来病原体的入侵。
5. 应用:
- 医疗领域:溶菌酶可用于治疗某些细菌感染,尤其是在抗生素耐药性日益严重的情况下。
- 食品工业:作为一种天然的防腐剂,溶菌酶可以用于延长食品的保质期。
- 化妆品和个人护理产品:由于其抗菌特性,溶菌酶也被添加到一些化妆品和个人护理产品中。
6. 作用机制:溶菌酶主要通过水解细菌细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和
N-乙酰氨基葡萄糖之间的β-1,4糖苷键,导致细胞壁的完整性被破坏。
7. 研究进展:科学家们正在研究溶菌酶的更多潜在应用,包括开发新
的抗菌药物和提高现有药物的抗菌效果。
8. 注意事项:虽然溶菌酶具有广泛的抗菌作用,但在使用时也需要注
意其对正常细胞的潜在影响,以及可能引起的过敏反应。
通过了解溶菌酶的这些知识点,学生可以更好地理解生物体内免疫机
制的复杂性以及生物分子在自然界中的多样性和重要性。
溶菌酶
溶菌酶摘要:溶菌酶是一种促使细菌细胞壁中黏多糖分解的酶。
1922年为Fleming氏所发现。
1945年Alderton氏等人从鸡蛋清中分离出结晶纯品。
溶菌酶是由18种氨基酸组成的多肽。
分子量约为14500-17500。
因制备原料不同,分子量及结构有所变化。
溶菌酶广泛存在于自然界如泪液、蛋清、鼻粘膜、肺、血清、白血球以及动物的其他组织和分泌物中,还存在于微生物中。
溶菌酶生产早先多从鸡蛋清中吸附,直接结晶得。
以后采用了离子交换技术,用弱酸性阳离子交换树脂直接从鸡蛋清中吸附分离。
本文介绍了溶菌酶的一些性质,提取纯化以及在生产实践中的应用。
Lysozyme(LY),virtually ubiquitous throughout microorganism,animal and plants,is a lways considered to be a small alkali protein.Lysozyme has long been used as amodel syst em for protein structure,enzyme kinetic,molecular immunology and molecular evolution studies.The information like source,structural composition and properties,mechanis m and the methods of extraction of lysozyme was introduced in this paper.The applicatio n of lysozyme in food industry,medicine and enzymatic engineering in recent years was s ummarized.Meanwhile,the problems involved in the application of lysozyme were discuss ed indetails.Furthermore,the prospectof lysozyme application was also predicted.一、溶菌酶的理化性质溶菌酶又称胞壁质酶或-一乙酸胞壁质聚糖水解酶"是一种葡萄糖苷酶,其化学性质稳定干燥条件下在室温可长期保存。
溶菌酶 含溶菌酶的来源于分布[内容充实]
可获得很好的保鲜效果。
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(7)在功能性食品中的应用
溶菌酶是一种无毒、无害的高盐基蛋白质, 且具有一定的保健作用,有抗感染和增强抗 生素作用效力,促进血液凝固及止血作用, 有组织再生作用。因此,可以在保健食品中 添加一定量以提高保健效果。
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注意
酶的专一性:对于 酵母、霉菌、G-引 起的腐败变质效果 不理想。
人溶菌酶由130个氨基酸残基组成,有4个S-S键,分子量为 14 600,其溶菌活性比鸡蛋清溶菌酶高2倍。
对于哺乳动物溶菌酶,目前已从牛、猪、猫、兔、猴、马、 羊等动物的乳汁中分离出溶菌酶,其化学性质与人溶菌酶 相似,但结构尚不清楚,其溶菌活性也远低于人溶菌酶约 3 000倍。
曾林(1999)采用琼脂平板法测定家兔初乳溶菌酶含量。 结果表明:初乳溶菌酶含量为(7.96±2.01)μg/ml,常乳 溶菌酶含量(5.01±1.32)μg/ml。人及哺乳动物溶菌酶的作 用机制与鸡蛋清溶菌酶相同。
(2)溶菌酶不会因为有机溶剂的处理而失活,当 转移到水溶液中时,溶菌酶的活力可全部恢复;
(3)溶菌酶可被冷冻或干燥处理,且活力稳定; (4)溶菌酶适宜pH5.3~6.4,可用于低酸性食品
防腐;
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(5)溶菌酶生产成本较低;
(6)溶菌酶的抗菌谱较广,不仅局限于 G+ 菌,对部分G- 菌也有抑制效果;
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肽聚糖是由NAM、NAG和肽“尾”(一般 是4个氨基酸)组成,NAM与NAG通过β-l, 4糖苷键相连,肽“尾”则是通过D-乳酰羧 基连在NAM的第3位碳原子上,肽尾之间 通过肽“桥”(肽键或少数几个氨基酸)连接, NAM、NAG、肽“尾”与肽“桥”共同 组成了肽聚糖的多层网状结构,作为细胞 壁的骨架。
溶菌酶简介
溶菌酶综述耿红健基础药学基地班09104103溶菌酶分离提纯、纯度鉴定以及活力测定综述耿红健基础药学基地班 0910103溶菌酶简介溶菌酶名称起源于1922 年,Alexander Fleming 发现人的唾液、眼泪中存在一种可溶解细菌细胞壁的酶,因其具有溶菌作用,就命名为溶菌酶。
此后人们在人和动物的多种组织、分泌液及某些植物、微生物中也发现了溶马等动物乳汁中,也可以从番木瓜、无花果、大麦、卷心菜等植物中可分离菌酶的存在。
溶菌酶广泛存在于动植物体内和人的外分泌液中,可以从牛、羊、出溶菌酶,其中蛋清溶菌酶含量最丰富,约为0.3%~0.4% 。
溶菌酶是一种碱性球蛋白,其分子由129个氨基酸组成,2200个原子,分子量14388-18000(14388、14500、18000),等电点为10.7-11.0,分子内有4个二硫键交联,化学性质非常稳定,对热也极为稳定,Sbaharu等报告牛奶中的溶菌酶分子量为18000,一级结构尚未清楚。
人乳中的溶菌酶和a-La的一级结构有74%是相同的。
Ⅱ一La是人乳中含量较多的蛋白质。
它对于乳腺中乳糖的合成是必不可少的.是乳糖合成酶的辅酶。
溶菌酶和d-La在生物学上是同源的,但它们的三级结构有很大的区别。
它可溶解许多细菌的细胞膜.使细胞膜的糖蛋白类多糖发生加水分解作用。
分子中碱性氨基酸、酰氨残基及芳香族氨基酸较高,如色氨酸的比例较高。
酶的活性中心是天门冬氨酸和谷氨酸,溶菌酶通过其肤键中第35位的谷氨酸和第52位的天门冬氨酸构成的活性部位水解破坏组成徽生物细胞壁的N_一乙酰葡萄糖胺与N一乙酰胞壁质酸间的B一(1,4)糖苷键,使菌体细胞壁溶解而起到杀死细菌(尤其是球菌)的目的。
此外,溶菌酶的最适温度为50度,最适Ph为6,溶菌酶具有热稳定性,100摄氏度保持十分钟仍具有活性。
溶菌酶是动物自身的重要免疫因子,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。
具有杀菌消炎、抗病毒、增强免疫力、促进有益菌繁殖等作用,并具有对人禽无毒、无药害残留、无副作用等优点。
溶菌酶的种类及其作用机理比较
溶菌酶的种类及其作用机理比较摘要:溶菌酶是一类对细菌细胞壁有水解作用的无毒、无害的蛋白质。
本文简单介绍了溶菌酶的结构、性质、来源及发展,并对各种不同种类的溶菌酶及其作用机理进行了比较综述。
关键词:溶菌酶、作用机理、动物源溶菌酶、植物源溶菌酶、微生物源溶菌酶1 溶菌酶的结构及性质[1]溶菌酶(Lysozyme,EC3.2.1.17)又称胞壁质酶或N一乙酸胞壁质聚糖水解酶。
是一种葡萄糖苷酶,其化学性质稳定,干燥条件下在室温可长期保存,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[1]。
Phillips等人1965年用X射线晶体结构分析法阐明了溶菌酶的三维结构,溶菌酶分子近椭圆形,大小为 4.5n m×3.0nm×3.0nm,其构象复杂ɑ-螺旋仅占25%,在分子的一些区域有伸展着的片层结构,研究表明溶菌酶的内部几乎都为非极性的,疏水的相互作用在溶菌酶的折叠构象中起到重要作用,其分子表面有一个容纳多糖底物6个单糖的裂隙,这是溶菌酶的活性部位。
2 溶菌酶的来源及发展[2]溶菌酶广泛分布于自然界各种生物体中。
它的研究最早起源于Nicolle (1907)发表的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)溶解因子。
1909年Laschtschenko 指出,鸡蛋清的强抑菌作用是由于酶的作用。
1922年,Fleming发现,人的鼻涕、唾液、眼泪等也有强的溶菌活性并将其溶菌作用因子命名为溶菌酶lysozyme)。
从此,便开始了对溶菌酶的研究,并不断有新的进展。
1959-1963年,Salton等人通过大量研究弄清了溶菌酶是一种能够切断N-乙酰壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之间β-1,4糖甘键的酶。
1967年,英国菲利普集团发表了对鸡蛋清溶菌酶-作用底物复合体X-射线衍射的研究,介绍了其触媒的结构,成为近代酶化学研究中重大的成果之一。
1960年以后,有关微生物的溶菌酶的研究进展很快,溶菌酶已成为研究细胞壁结构的一种非常有力的工具酶,不仅有助于人们对细胞壁细微结构的认识,而且大大促进了对新的溶菌酶的开发研究。
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溶菌酶的研究最早是从尼科尔(Nicoile)1907年 发表枯草杆菌溶解因子的报告开始的。
两年后,Laschtschenko指出:鸡卵白强烈抑 菌作用是酶作用的结果。
1922年英国细菌学家A. Fleming发现人的唾液、 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。Lysozyme (LZM)
第十四章 溶菌酶
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问题的提出
食品的防腐保鲜始终是食品领域一个亟待 解决的重要问题
微生物是导致食品腐烂变质的罪魁祸首 最有效的解决办法——添加食品防腐剂 目前使用最多的——化学防腐剂 天然食品防腐剂——溶菌酶的研发成为热
点
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[EC.3.2.1.17],系统名为:N-乙酰胞壁质 聚糖水解酶 简称胞壁质酶
人溶菌酶由130个氨基酸残基组成,有4个S-S键,分子量为 14 600,其溶菌活性比鸡蛋清溶菌酶高2倍。
对于哺乳动物溶菌酶,目前已从牛、猪、猫、兔、猴、马、 羊等动物的乳汁中分离出溶菌酶,其化学性质与人溶菌酶 相似,但结构尚不清楚,其溶菌活性也远低于人溶菌酶约 3 000倍。
曾林(1999)采用琼脂平板法测定家兔初乳溶菌酶含量。 结果表明:初乳溶菌酶含量为(7.96±2.01)μg/ml,常乳 溶菌酶含量(5.01±1.32)μg/ml。人及哺乳动物溶菌酶的作 用机制与鸡蛋清溶菌酶相同。
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抗菌机理
细菌的细胞壁由胞壁质组成,胞壁 质是由N-乙酰氨基葡萄糖(NacetylglucosamineNAG)及N-乙酰胞 壁酸(N-acetylmuramic acidNAM)交 替组成的多聚物,胞壁酸残基上可 以连接多肽,称为肽聚糖 (Peptidoycan)。
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肽聚糖是由NAM、NAG和肽“尾”(一般 是4个氨基酸)组成,NAM与NAG通过β-l, 4糖苷键相连,肽“尾”则是通过D-乳酰羧 基连在NAM的第3位碳原子上,肽尾之间 通过肽“桥”(肽键或少数几个氨基酸)连接, NAM、NAG、肽“尾”与肽“桥”共同 组成了肽聚糖的多层网状结构,作为细胞 壁的骨架。
分解G+细菌,但对G-细菌不起作用
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其它鸟类如鹌鹑、珍珠鸡、火鸡等的蛋 清中也分离纯化出溶菌酶;
与鸡蛋清溶菌酶活性非常相似,也由129 个氨基酸组成,虽排列顺序有所不同, 活性部位也不相同,但活性部位的氨基 酸排列则大体相同 。
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2、人及哺乳动物溶菌酶
人溶菌酶存在于眼泪、唾液、鼻粘液、乳汁等分泌液以及 淋巴腺、白血球、肝、肾、淋巴组织中,1ml眼泪中含7mg 溶菌酶,1ml乳汁中含0.1~0.5mg。
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溶菌酶的功能图示
LZM
肽链中Glu35和Asp52所构成的活性中心
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专一地作用于细菌细胞壁肽多糖分子中NAM与 NAG之间的β-1,4键,从而催化细菌细胞壁中的 肽多糖水解,破坏细菌的细胞壁,使细菌溶解死 亡
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
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一、溶菌酶的来源于分布
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;
微生物; 以蛋清含量最为丰富。
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溶菌酶的含量比较
蛋清, 植物, 微生物 发酵
鸡蛋清 人乳 人眼泪 牛乳 无花果
3mg/ml 0.1-0.5mg/ml
7mg/ml 0.13mg/ml 1.0-1.1mg/g
同时还研究了萝卜溶菌酶对白菜软腐病菌、柑 橘溃疡病菌、番茄青枯病菌、水稻细条病菌、 水稻白叶枯病菌及烟草青枯病菌6种植物病原 细菌的抑菌效果。
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3、植物溶菌酶
目前已从木瓜、无花果、芜菁、大麦等植物中分离 出溶菌酶,其分子量较大,约为24 000~29 000。
植物溶菌酶对溶壁小球菌的溶菌活性不超过鸡蛋清 溶菌酶的1/3,但对胶体状甲壳质的分解活性则是 鸡蛋清溶菌酶的10倍。
周泽文(1994)从菜心分离溶菌酶表明,酶比活力 达3 414. 6U/mg,纯化倍数为197.4。
植物源溶菌酶 微生物源溶菌酶
噬菌体源溶菌酶
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常见的几种溶菌酶
1、蛋清溶菌酶---保鲜中应用最多
鸡蛋清溶菌酶占蛋清总蛋白的3.4%~ 3.5%,作为溶菌酶类典型代表,是目前重 点研究对象,也是了解最清楚溶菌酶之一。
从鸡蛋清中提取分离的溶菌酶是由18种129 个氨基酸残基构成的单一肽链。
来源不同的溶菌酶,活性不同。其中,以 人溶菌酶的活性最高,分别是蛋清溶菌酶的3 倍,牛乳溶菌酶的3000倍(K.J.Losnedahl,1998) 。
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二、性质及作用机理
性质:
溶菌酶纯品为白色或微黄、黄色的结晶 体或无定型粉末;无异味,微甜;易溶 于水;遇碱易被破坏;在酸性pH下稳定, 此时100℃的加热对溶菌酶仅有很小的活 性损;,不溶于乙醚。
活。
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对于G+细菌与G-细菌,其细胞壁中肽聚 糖含量不同,G+细菌细胞壁几乎全部由 肽聚糖组成,而G-细菌只有内壁层为肽 聚糖,因此,溶菌酶只能破坏G+细菌的 细胞壁,而对G-细菌作用不大。
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三、溶菌酶的种类
根据来源不同,将溶菌酶分为四类
动物源溶菌酶: 鸡蛋清溶菌酶、 人和哺乳动物溶菌酶
菜心溶菌酶在较宽的温度和pH植范围内均有活性, 最适温度为60℃,最适pH值为5.8。
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高向阳(1997)研究了萝卜溶菌酶对白色葡萄 球菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆3种革兰氏阳 性菌和变形菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏杆菌、 多杀巴斯德氏杆菌、雏白痢沙门氏菌、产气杆 菌6种革兰氏阴性菌及酿酒酵母、总状毛霉、 黑根霉、黑曲霉、青霉5种真菌的抑菌效果。
它富含碱性氨基酸,有4对二硫键维持酶构 型,是一种碱性蛋白质,其N端为赖氨酸, C端为亮氨酸。
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四条多肽链组成。
相对分子量14000
等电点为10.8
最适温度为50℃,最适pH值为6~7。
化学性质非常稳定,在pH1.2 ~ 11.3范 围内剧烈变化时,结构仍稳定不变。遇热 也很稳定,在pH4~7、100℃处理1min 不失活,是一种稳定的碱性蛋白质,但在 碱性条件下对热稳定性较差。