溶菌酶的应用及其酶学性质的研究

《高级微生物学》——文献综述2015级生物学专业黄君15107100002029

溶菌酶的应用及其酶学性质的研究

黄君

（大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034）

摘要：本文旨在对溶菌酶的发展及应用并对纯化的溶菌酶的酶学性质研究,研究表明,该酶相对分子质量约为16 000,对溶壁微球菌的最适作用温度为35℃,最适作用pH 6.5,在45℃以下和pH 4.0-8.0都有较好的稳定性,并与常见金属离子和化学试剂有良好的配伍性｡与通常从蛋清中提取的溶菌酶相比较,从海参中分离纯化的溶菌酶具有广谱杀菌功能,即对常见的革兰氏阴性菌和阳性菌细胞壁均有溶解作用｡

关键词：发展及应用；溶菌酶; 酶学性质

The application of lysozyme and enzymology properties

research

(Biological Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116034) Abstract: This paper aimed to the development and application of lysozyme and the purification of lysozyme enzymology properties，The results showed that its molecular weight was estimated as approximately 16 000.The optimal pH and temperature against Micrococcus lysodleikticus were pH6.5and35℃,respectively.And the enzyme was stable at temperature below 45℃and pH 4.0-8.0.The purified lysozyme showed broad-spectrum against many bacteria,not only inhibiting the growth of Gram-positive bacteria,but also Gram-negative bacteria as well as a number of pathogens.

Key words:Development and application;cloud point extraction;purification

引言

溶菌酶,又称细胞壁水解酶,专门作用于细菌细胞壁的骨架物质一肽聚糖,广泛存在于高等动植物组织及分泌物､原生动物､昆虫和各种微生物中[1]｡溶菌酶本身是一种蛋白质,安全性能高,在食品､医药､生物等领域应用广泛[2-4]一般商品溶菌酶多由蛋清中提取,仅对革兰氏阳性菌有作用｡为此,数十年来国内外相继开展了一系列新型溶菌酶的开发研究工作[5].海洋极端生物作为产酶资源正成为一个新的研究热点｡由于海洋的特殊环境,使海洋生物所产的酶具有一些较之相应的陆生动植物及微生物产生的酶更为独特的性质｡本文作者提取了海参消化道中的溶菌酶,并对提取条件和酶学性质进行了深入的探讨｡本研究对海参溶菌酶的生产及应用具有重要的意义｡

目前实际应用已商品化的溶菌酶是鸡蛋清溶菌酶，该酶一般从鸡蛋清中直接提取，产量低且成本较高。另外，鸡蛋清溶菌酶仅对革兰氏阳性菌有作用，应用上有一定的局限性。因此，近些年来国内外相继开展了一系列新型溶菌酶的研究工作[5]。海洋高盐、高压、低温等独特的环境使海洋生物产的溶菌酶具有了陆地生物来源的溶菌酶所不具备的特殊性质，所以对这类酶的关注和研究也越来越多[6-7]。

1.溶菌酶研发背景：

抗生素是人类应用最广泛的抗菌药物，不仅用于临床，也广泛用于畜禽饲养和农业方面。在过去的50多年中，由于饲用抗生素在养殖中的长期使用导致大量耐药菌株的产生，且病原菌抗药性逐年增强，致使疗效下降，剂量提高，造成动物疾病越防越难防，越治越难治，给养殖业造成很大的损失和危害。同时也给全人类的健康造成严重的影响。因此，世界卫生组织于1994年就细菌耐药性的监测结果给全世界提出了警示：细菌对抗生素产生的耐药性正在以惊人的速度增加，而现在的抗生素药物正在失去原来的疗效。因此寻求广谱、高效的新一代饲用抗菌药物已成为迫在眉睫的摆在人类面前的课题。

澳大利亚昆士兰大学医学系博士生导师、高级研究员王雯禾博士（1993年毕业于英国剑桥大学达尔文学院获微生物营养学博士学位），一直致力于生命科学的研究和发展，历经十多年的研究发现：

酶广泛存在于生物体内，参与新陈代谢等多种生理功能，其中对微生物细胞

壁具有水解功能的抗菌酶，如溶菌酶lysozyme能够溶解微生物细胞壁而使微生物死亡，而且溶菌酶lysozyme在人和动物的唾液、眼泪、乳汁以及肌体组织中大量存在，是人和动物自身重要的免疫因子，与人和动物的健康息息相关[9]。

溶菌酶lysozyme的溶菌（杀菌）作用与传统的抗生素药物相比，具有对某一病原菌所有血清型都有效的优点，克服了一种抗生素只能预防一种或其中一种血清型病原菌的不足，更不存在药物残留和耐药性的问题。

王雯禾博士认为，溶菌酶lysozyme作为畜禽、水产饲料添加剂在替代抗生素，控制耐药菌，生产绿色肉蛋奶食品方面是最佳的选择。并多次鼓励和支持国内年轻的科学家、学者，致力于这一伟大的、划时代的、对全人类的健康有杰出贡献的产品的开发和研究。并于2003年10月推出最早用于防治动物疾病的产品--溶菌酶系列,由于它不但能溶解（杀死）细菌，增强动物的免疫能力，而且还能和病毒结合使病毒失活，所以它作为预防动物疾病的新型饲料添加剂，正在动物疾病防治的许多领域被广泛应用。

2.溶菌酶生产原理--一种基因克隆酶

早在上世纪九十年代早期，荷兰科学家就研制出phyA基因工程菌，成为全世界第一个基因克隆菌的研究成果，作为一个伟大的研究成果在生物领域被迅速推广和使用。

溶菌酶是我们澳洲的研究专家团将来源于健康动物体内的溶菌酶利用分子生物学技术对其进行基因克隆重组进入受菌体，筛选优选优良菌种，通过生物发酵和生物提取工艺以及冷冻干燥技术产生的一种水溶性溶菌（杀菌）蛋白酶。3.溶菌酶的主要应用

3.1医学应用

可作为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。

3.1.2副作用