Lysozym

Lysozym er et enzym, der fungerer ved at hydrolysere og bryde glykosidbindinger i peptidoglykaner. Enzymet kan også bryde glykosidbindinger i chitin, men ikke så effektivt som specifikke chitinaser. Lysozym kaldes også muramidase eller N-acetylmuramid glycanhydrolase og er et antimikrobielt enzym, der findes hos mennesker og dyr, hvor det udgør en del af det medfødte immunsystem.

Proteinkrystal af lysozym

Den tertiære molekylstruktur af lysozym

Molekylmodel af lysozym:
Substratet (sort)
Bindingssædet (blåt)
Det aktive sæde (rødt)

Overblik over lysozyms reaktioner

Lysozym findes rigeligt i sekreter som tårer, spyt, modermælk og slim. Det er også til stede i cytoplasmatiske granula af makrofager og polymorfonukleære neutrofiler (PMN'er).

Store mængder lysozym findes i æggehvide.

Lysozym var den anden proteinstruktur (efter myoglobin) og den første enzymstruktur der blev løst.

Mekanisme

Lysozym er en glycosidhydrolase, der katalyserer hydrolysen af 1,4-beta-bindinger mellem N-acetylmuraminsyre (NAM) og det fjerde carbonatom i N-acetylglucosamin (NAG) i peptidoglycaner, som er hovedkomponenten i gram-positive bakteriers cellevæg. Bindingen af peptidoglycan-molekylet sker i en kløft mellem lysozyms to domæner.

Historisk

Den antibakterielle egenskab af æggehvide blev først observeret af Laschtschenko i 1909. Den bakteriedræbende aktivitet af næseslim blev demonstreret i 1922 af Alexander Fleming, opdageren af penicillin, som gav enzymet navnet lysozym: "Da dette stof har egenskaber, der ligner fermenternes egenskaber, har jeg kaldt det 'Lysozym'." Fleming fortsatte med at vise, at et lysozym var til stede i en lang række sekreter og var i stand til hurtigt at lysere forskellige bakterier, især en gul kok, som han arbejdede med.

Æggehvide-lysozym blev først krystalliseret af Edward Abraham i 1937, hvilket gjorde det muligt for David Chilton Phillips i 1965 ved hjælp af røntgenkrystallografi at udarbejde den tredimensionale struktur med en opløsning på 2 Ångström.

Lysozym var således den anden komplette proteinstruktur og den første enzymstruktur, der blev løst. På grundlag af den tredimensionale struktur var lysozom da også det første enzym, der fik beskrevet en detaljeret, specifik mekanisme, hvoraf der kunne udledes en generel forståelse af, hvordan enzymer fremskynder en kemisk reaktion ud fra atomers placering i den fysiske struktur.