蛋清溶菌酶的研究_毕设论文.doc

蛋清溶菌酶的研究_毕设论文.doc

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1、太原工业学院毕业论文1前言1.1溶菌酶溶菌酶(Lysozyme,EC)又称细胞壁溶解酶(Muramidase)是一种细胞非特异性免疫蛋白,是由英国细菌学家弗莱明(Fleming)在1922年在人的眼泪、唾液中发现的。广泛存在于生物体的体液和组织液中,包括植物汁液、动物分泌液、人的眼泪、唾液、乳汁、禽蛋及部分细菌中。其中人溶菌酶的活性是最高的,大约为鸡蛋清溶菌酶酶活力的3倍。但是蛋清中溶菌酶含量最丰富,约为0.3%-0.4%左右,而且蛋清来源广泛,因此多数商品溶菌酶是从蛋清中提取的。它是一种作用于微生物细胞壁的胞壁质水解酶,根据作用的微生物的种类不

2、同,可分为细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞壁溶菌酶。根据作用位点不同,细菌细胞壁溶菌酶可分为:水解肽聚糖主链的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺之间β-1,4糖苷键的胞壁质酶作用于肽聚糖侧链酰胺键的酰胺酶,和作用于肽链尾端的内肽酶,具体见图1-1。根据来源不同可分为:T4噬菌体溶菌酶、植物溶菌酶、微生物溶菌酶和动物溶菌酶,其中动物溶菌酶又细分为:C型(chicken-lysozymetype)、G型(goose-type)和I型(invertebrate-type)溶菌酶。人们根据溶菌酶的溶菌特性,将其应用于医疗、食品防腐及生物工程中,特别是在食品防腐方面

3、,以代替化学合成的食品防腐剂,具有一定的潜在应用价值。本文中选取来源于鸡蛋清中的溶菌酶即C型溶菌酶。图1-1胞壁质水解酶的类型及其水解位点Fig1-1TypesofMureinhydrolasesandtheircatalyticsitesonpeptide.24太原工业学院毕业论文1.1.1鸡蛋清溶菌酶的物理化学性质鸡蛋清中约含有0.3%的溶菌酶,可分解溶壁小球菌、芽孢杆菌等革兰氏阳性菌,但对革兰氏阴性菌基本上不起作用。当有EDTA存在时,某些革兰氏阴性菌也可以被该酶分解。鸡蛋清溶菌酶是动植物中溶菌酶的典型代表,也是目前了解最清楚的溶菌酶之一。

4、此酶为白色、无臭结晶粉末,味甜,易溶于水,遇碱易破坏,不溶于丙酮、乙醚中。蛋清溶菌酶占蛋清总蛋白的3.4%~3.5%,由18种129个氨基酸残基组成,分子量为14.4kDa,等电点为11.1,最适温度为50℃,最适pH值为6~7,其化学性质非常稳定,在pH1.2~11.3范围内剧烈变化时,结构仍稳定不变。遇热也比较稳定,在pH4~7、100℃处理1min后活性基本不变,是一种稳定的碱性蛋白质,但在碱性条件下热稳定性较差。1.1.2蛋清溶菌酶的结构和功能蛋清溶菌酶的构象比较复杂,α-螺旋仅占25%,同时存在着伸展的β-片层结构,其分子是由129个氨

5、基酸残基排列构成的单一肽链,溶菌酶的分子结构见图1-2。图1-2溶菌酶的分子结构示意图Figure1-2MoleculestructureofLysozyme.它具有4对二硫键(6Cys–127Cys,30Cys–115Cys,64Cys–80Cys和76Cys–94Cys),这几对二硫键在经变性剂或热处理后均能保持稳定,但是很容易被还原剂破坏溶菌酶的活性位点为35位的谷氨酸(Glu35)和5224太原工业学院毕业论文位的天冬氨酸(Asp52)。一般认为蛋清溶菌酶具有胞壁质酶活性,即通过活性中心Glu35和Asp52的作用,催化水解N-乙酰胞壁酸

6、和N-乙酰葡萄糖胺之间的β-1,4糖苷键。Glu35作为糖苷键的质子供体,剪切底物的C-O-C键,Asp52处在一个明显的极性环境中,参与生成糖基酶中间体,然后与水分子发生反应,水解生成产物。溶菌酶通过此胞壁质酶活性,破坏细胞壁的肽聚糖,导致细菌细胞壁的逐渐瓦解,内容物外流,从而最终导致菌体死亡。1.2溶菌酶的应用1.2.1溶菌酶在食品工业上的应用①溶菌酶用于水产类熟制品、肉类制品的防腐和保鲜溶菌酶可作为鱼丸等水产类熟制品和香肠、红肠等肉类熟制品的防腐剂。只要将一定浓度(通常为0.05%)的溶菌酶溶液喷洒在水产品或肉类上,就可起到防腐、保鲜的作用

7、。②用于新鲜海产品和水产品的保鲜一些新鲜海产品和水产品在0.05%的溶菌酶和3%的食盐溶液中浸渍5min后,沥去水分,进行常温或冷藏贮存,均可延长其贮存时间。③在糕点和饮料上的应用在糕点中加入溶菌酶,可防止微生物的繁殖,特别是含奶油的糕点容易腐败,在其中加入溶菌酶也可起到一定的防腐作用。在pH值6.0~7.5的饮料和果汁中加入一定量的溶菌酶具有较好的防腐作用。④在保健食品添加剂上的应用溶菌酶是高盐基蛋白质,具有一定的保健作用;有抗感染及抗生素效力增强作用,有血液凝固和止血作用,有组织再生和形成促进作用等。1.2.2溶菌酶在生物工程上的应用24太原

8、工业学院毕业论文溶菌酶具有破坏细菌细胞壁结构的功能,以此酶处理革兰氏阳性细菌得到原生质体,因此,溶菌酶是基因工程、细胞工程、发酵工程中必

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