کاوش موضوع لیزوزیم
صفحه اصلی
لیزوزیم
لیزوزیم یا مورامیداز دستهای از آنزیم های پروتئینی گلیکوزید هیدرولاز هستند. لیزوزیم آنزیمی است که در از بین بردن باکتریهای درون دهان نقش دارد. لیزوزیم باعث تخریب و شکسته شدن دیوارهٔ سلولی بسیاری از باکتریها میشود و در نتیجه منجر به آزاد شدن و مرگ پروتوپلاست میشود. یکی از سدهای نخستین بدن انسان هم به حساب میآید.
همچنین میتوان از لیزوزیم به عنوان کشنده باکتریهای مضر دهان یاد کرد.
لیزوزیم به عنوان یکی از مهمترین عوامل دفاع غیراختصاصی بدن شناخته میشود. این آنزیم در ترشحات مختلف بدن از جمله اشک (1-3 گرم در لیتر)، بزاق (0.1-0.5 گرم در لیتر)، مخاط بینی و شیر مادر (0.4 گرم در لیتر) وجود دارد. جالب توجه است که غلظت لیزوزیم در شیر انسان 3000 برابر بیشتر از شیر گاو است که نشاندهنده اهمیت آن در ایمنی نوزادان است. این آنزیم اولین بار در سال 1922 توسط الکساندر فلمینگ در مخاط بینی کشف شد.
لیزوزیم به عنوان یک گلیکوزیل هیدرولاز عمل میکند که پیوندهای β-1,4 گلیکوزیدی بین اسید N-استیلمورامیک و N-استیل گلوکزآمین در پپتیدوگلیکان دیواره سلولی باکتریها را میشکند. این آنزیم به ویژه بر باکتریهای گرم مثبت مانند استافیلوکوکوس اورئوس مؤثر است، چرا که دیواره سلولی آنها حاوی لایه ضخیمی از پپتیدوگلیکان است. برای باکتریهای گرم منفی، لیزوزیم به تنهایی کافی نیست و نیاز به عوامل کمکی دارد.
لیزوزیم اولین آنزیمی بود که ساختار سهبعدی آن در سال 1965 توسط دوروتی هاجکین با استفاده از بلورنگاری پرتو ایکس تعیین شد. این کشف انقلابی که منجر به دریافت جایزه نوبل شیمی شد، نشان داد که لیزوزیم از 129 اسید آمینه تشکیل شده و دارای یک جایگاه فعال با شکافی است که به سوبسترا متصل میشود. ساختار این آنزیم به شکل یک بیضی با ابعاد 3×4.5×3 نانومتر است.
از لیزوزیم به طور گسترده در صنایع غذایی و دارویی استفاده میشود. در پزشکی، از آن برای درمان اسهال نوزادان و به عنوان ماده نگهدارنده طبیعی در داروها استفاده میکنند. جالب توجه است که بزغالههای تراریختهای به نام "آرتمیس" تولید شدهاند که شیر آنها حاوی لیزوزیم انسانی است و میتواند به درمان اسهال کودکان در کشورهای در حال توسعه کمک کند. همچنین در صنعت پنیرسازی از لیزوزیم برای جلوگیری از تورم دیررس پنیر استفاده میشود.
لیزوزیم انسانی (که به آن لیزوزیم C میگویند) از نظر فعالیت آنزیمی از لیزوزیم سفیده تخم مرغ قویتر است. این آنزیم در pHهای 5 تا 9 فعال باقی میماند و دمای بهینه فعالیت آن حدود 37 درجه سانتیگراد است. لیزوزیم وزن مولکولی حدود 14.4 کیلودالتون دارد و نقطه ایزوالکتریک آن حدود 11 است که نشاندهنده ماهیت بسیار بازی این پروتئین است.
لیزوزیم نه تنها در انسان، بلکه در تخم پرندگان (به ویژه سفیده تخم مرغ که حاوی 3.5% لیزوزیم است)، شیر پستانداران و حتی برخی گیاهان مانند انجیر و پاپایا نیز یافت میشود. این آنزیم یکی از قدیمیترین مکانیسمهای دفاعی در موجودات زنده محسوب میشود و مطالعات فیلوژنتیک نشان میدهد که ژنهای کدکننده لیزوزیم در موجودات مختلف از یک ژن اجدادی مشترک تکامل یافتهاند.
در برخی بیماریها مانند لوسمی میلومونوسیتیک حاد، سلولهای سرطانی مقادیر بسیار بالایی از لیزوزیم تولید میکنند. سطح بالای لیزوزیم سرم (گاهی تا 100 برابر حد طبیعی) میتواند منجر به نارسایی کلیه شود، چرا که این آنزیم در لولههای کلیوی رسوب میکند. همچنین در برخی بیماریهای التهابی روده، سطح لیزوزیم مدفوع به عنوان نشانگر التهاب مورد بررسی قرار میگیرد.
لیزوزیم اولین پروتئینی بود که به صورت شیمیایی در آزمایشگاه سنتز شد. این کار بزرگ در سال 2007 توسط گروهی از محققان دانشگاه شیکاگو انجام شد و 20 روز به طول انجامید. امروزه از تکنیکهای مهندسی پروتئین برای تولید انواع اصلاح شده لیزوزیم با فعالیت ضدباکتریایی افزایش یافته استفاده میشود. برخی از این واریانتها حتی بر باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک نیز مؤثر هستند.
لیزوزیم موجود در اشک چشم (که حدود 20-40% از پروتئینهای اشک را تشکیل میدهد) نه تنها باکتریها را از بین میبرد، بلکه از التهاب ملتحمه نیز جلوگیری میکند. هر بار پلک زدن (که به طور متوسط 15-20 بار در دقیقه اتفاق میافتد) باعث توزیع لیزوزیم بر سطح چشم میشود. سطح لیزوزیم اشک در بیماریهایی مانند سندرم خشکی چشم کاهش مییابد که میتواند منجر به عفونتهای مکرر شود.
برخلاف تصور رایج، ماده مخاطی بدن فقط شامل موسین و آب نیست، بلکه حاوی مقادیر قابل توجهی لیزوزیم نیز هست. در سیستم تنفسی، لیزوزیم به همراه سایر عوامل دفاعی مانند لاکتوفرین و دفنسینها، یک سد دفاعی قوی در برابر پاتوژنهای استنشاق شده ایجاد میکنند. سطح لیزوزیم در ترشحات برونش در بیماران مبتلا به فیبروز کیستیک کاهش مییابد که بخشی از آسیبپذیری این بیماران به عفونتهای ریوی را توضیح میدهد.... بیشتر در ویکی پدیا