LIZOCIMAS: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Kad lizocimų yra hidrolizintus fermentai plačiai išplatintos pobūdžio gali hidrolizuotis glikozidiniai, peptidoglikano sienos bakterijų. Jų yra augaluose ir gyvūnuose ir jie veikia kaip gynybos mechanizmas nuo bakterinių infekcijų.

Šių fermentų atradimas datuojamas 1922 m., Kai Aleksandras Flemingas suprato, kad kai kuriuose žmogaus audiniuose ir sekretuose yra baltymas, turintis katalizinį sugebėjimą lizuoti bakterijas.

Grafinis lizocimo struktūros vaizdas (Šaltinis: Jawahar Swaminathan ir MSD darbuotojai Europos bioinformatikos institute per „Wikimedia Commons“)

Dėl lengvo gavimo ir mažo dydžio lizocimas buvo vienas iš pirmųjų fermentų, kuriam buvo nustatyta sekos ir kurio struktūra buvo nustatyta rentgeno spinduliais. Šiuo metu jis naudojamas kaip pavyzdinė sistema chemijoje, enzimologijoje, kristalografijoje ir baltymų molekulinėje biologijoje.

Lizocimas yra „bakteriolitinis“ fermentas, kurio specializacija yra hidrolizuojant β-1,4 gliukozidinius ryšius, kurie susidaro tarp N-acetilmuraminės rūgšties ir N-acetilgliukozamino, esančio peptidoglikano ląstelių sienelėje, kuris yra ypač veikiamas. gramteigiamų bakterijų.

Jis turi įvairias funkcijas, tiek virškinamąsias, tiek imunologines, visuose organizmuose, kur jis išreiškiamas ir naudojamas kaip biotechnologinis išteklius įvairiems tikslams.

charakteristikos

Lizocimus išreiškia pagrindinės gyvųjų organizmų grupės planetoje, tačiau jų ypač gausu gyvūnams ir būtent jie buvo papildomai išgryninti ir ištirti.

Žmonėse didelė lizocimo koncentracija randama skirtinguose skysčiuose ir audiniuose, tokiuose kaip kepenys, kremzlė, seilės, gleivės ir ašaros. Jis yra ekspresuojamas kraujodaros ląstelėse, taip pat randamas granulocituose, monocituose ir makrofaguose, taip pat kitose kaulų čiulpų pirmtakose.

Augalinės kilmės lizocimai hidrolizuoja substratus, panašius į tuos, kuriuos naudoja kiti artimai susiję fermentai, žinomi kaip chinatazės, dėl šios priežasties jie taip pat gali hidrolizuoti chitino ryšius, nors ir mažiau efektyviai.

Gyvūnų lizocimų tipai ir jų savybės

Gyvūnų karalystėje aprašyti bent trys lizocimų tipai:

- C tipo lizocimai („C“ „ c onvencional“ arba „ c hicken“ reiškia vištieną anglų kalba)

- G tipo lizocitai ("G" reiškia " g oose", angliškai reiškianti žąsį) ir

-I tipo lizocitai („I“ iš „ i nvertebrates“)

Trys lizocimų klasės skiriasi viena nuo kitos aminorūgščių sekomis, biocheminėmis savybėmis ir fermentinėmis savybėmis.

C tipo lizocimai

Šie lizocimai yra laikomi „šeimos“ fermentais, nes jie buvo struktūros ir funkcijos tyrimų modeliu. Angliškai „vištiena“ jie yra žinomi kaip „C“ tipo, nes pirmą kartą buvo išskirti iš vištienos kiaušinių baltumo.

Šioje klasėje yra lizocimai, kuriuos gamina dauguma stuburinių gyvūnų, ypač paukščiai ir žinduoliai. Tai taip pat apima fermentus, esančius kai kuriuose nariuotakojuose, tokiuose kaip Lepidoptera, Diptera, kai kuriuose arachnids ir vėžiagyviuose.

Jie yra maži fermentai, nes jų molekulinė masė neviršija 15 kDa. Jie yra pagrindiniai baltymai, turintys aukštus izoelektrinius taškus.

G lizocimai

Pirmasis tokio tipo lizocimas buvo nustatytas žąsų kiaušinių baltyme ir yra daugelyje paukščių rūšių, tokių kaip vištos, gulbės, stručiai, kasaurai ir kiti.

Kai kuriais atvejais G tipo lizocimai yra gausesni už C tipo lizocimus kai kurių paukščių kiaušinių baltymuose, tuo tarpu kitais atvejais C tipo lizocimai yra gausesni.

Šių lizocimų taip pat yra dvigeldžiuose moliuskuose ir kai kuriuose gaubtagyviuose. Jie yra šiek tiek didesni nei C tipo baltymai, tačiau jų molekulinė masė paprastai neviršija 25 kDa.

I tipo lizocimai

Šie lizocitai daugiausia būna bestuburiams gyvūnams. Jo buvimas nustatytas anelidėse, dygiaodžiuose, vėžiagyviuose, vabzdžiuose, moliuskuose ir nematoduose, o žinduolių ir kitų stuburinių nėra.

Jie turi daugiau rūgščių izoelektrinių taškų nei C ir G tipo baltymai.

Struktūra

Trijų tipų gyvūnų fermentų, aprašytų ankstesniame skyriuje, struktūros yra gana panašios.

Žmogaus lizocimas yra C tipo lizocimas ir buvo pirmasis iš šių fermentų, ištirtas ir struktūriškai apibūdintas. Tai yra mažas baltymas, turintis 130 aminorūgščių liekanų, ir užkoduotas geno, esančio 12 chromosomoje, kuris turi 4 egzonus ir 3 intronus.

Jos struktūra yra padalinta į du domenus: vienas žinomas kaip α domenas, o kitas kaip β domenas . Α domeną sudaro keturios alfa spiralės, o β domeną sudaro antiparallelinis β lapas ir didelė kilpa.

Fermento katalizinė vieta yra plyšyje, kuris yra suformuotas tarp abiejų domenų, o jungčiai su substratu turi glutamo rūgšties ir asparto rūgšties likučių. Be to, jis turi mažiausiai šešis „porūšius“, vadinamus A, B, C, D, E ir F, galinčius jungtis su šešiais iš eilės cukraus likučiais.

funkcijos

Lizocimas ne tik atlieka fiziologines funkcijas saugant ir kovojant su bakterijomis, kurios jį ekspresuoja, bet ir, kaip minėta, buvo labai naudingas kaip pavyzdinis fermentas cheminiu, fermentiniu ir struktūriniu požiūriu.

Šiandieninėje pramonėje jis yra pripažintas galingu baktericidu ir yra naudojamas maistui ir vaistams konservuoti.

Dėl reakcijos, kurią šie fermentai katalizuoja, jie gali veikti skirtingas bakterijų populiacijas ir pakeisti jų sienų stabilumą, o tai vėliau virsta ląstelių lize.

Kartu su kitais panašiais fermentais, lizocimai gali veikti tiek gramteigiamas, tiek gramneigiamas bakterijas, todėl jie gali būti laikomi įvairių klasių organizmų antibakterinės „imuninės“ sistemos dalimis.

Baltuosiuose kraujo kūneliuose, esančiuose žinduolių kraujyje, šie fermentai atlieka svarbias invazinių mikroorganizmų skaidymo funkcijas, todėl jie yra būtini žmonių ir kitų žinduolių imuninei sistemai.

Augalų lizocitai atlieka iš esmės tas pačias funkcijas kaip ir gyvūnai, kurie juos ekspresuoja, nes jie yra pirmoji gynybos linija nuo bakterinių patogenų.

Nuorodos

1. Callewaert, L., ir Michels, W. (2010). Lizocimai gyvūnų karalystėje. J. Biosci. , 35 (1), 127–160.
2. Merlini, G., ir Bellotti, V. (2005). Lizocimas: paradigminė molekulė baltymų struktūrai, funkcijai ir netinkamam išsiskyrimui ištirti. „Clinica Chimica Acta“, 357, 168–172.
3. Mir, A. (1977). Lizocimas: trumpa apžvalga. Podiplominis medicinos žurnalas, 53, 257–259.
4. Sahoo, NR, Kumar, P., Bhusan, B., Bhattacharya, TK, Dayal, S., & Sahoo, M. (2012). Gyvulių lizocimas: ligos atrankos vadovas. Žurnalas „Animal Science Advances“, 2 (4), 347–360.
5. Wohlkönig, A., Huet, J., Looze, Y., & Wintjens, R. (2010). Struktūriniai ryšiai lizocimų šeimoje: reikšmingi glikozido hidrolazės parašo motyvų įrodymai. „PLoS One“, 5 (11), 1–10.