Lizozym – budowa, funkcje i zastosowanie

Lizozym, inaczej muramidaza, to białko kationowe występujące w postaci pojedynczego łańcucha peptydowego utworzonego ze 129 reszt aminokwasowych, którego masa cząsteczkowa wynosi 14,4 kDa. Posiada właściwości enzymu hydrolitycznego rozkładającego peptydoglikan ściany komórkowej bakterii.

Muramidaza została odkryta w drugiej połowie XX wieku przez Alexandra Fleminga, który jest znany głównie z odkrycia penicyliny. W 1921 roku ten wybitny szkocki bakteriolog i lekarz, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny, przez przypadek zaobserwował, że kropla śluzu z nosa, która spadła na płytkę z hodowlą bakterii, doprowadziła do lizy, czyli rozpadu drobnoustrojów.

Naukowiec wyodrębnił zawarty w cieczy enzym i nazwał lizozymem. Dziś LZ jest prawdopodobnie jednym z najlepiej zbadanych enzymów hydrolitycznych.

Lizozym występuje u zwierząt, roślin oraz bakterii i wirusów. Znaleźć go można w ziarnach neutrofilów, makrofagów i monocytów, także w większości płynów tkankowych: w osoczu krwi, łzach, ślinie oraz wydzielinach śluzowo-surowiczych dróg oddechowych.

Nie ma go w moczu, pocie czyi płynie mózgowo-rdzeniowym. Lizozym występuje również w mleku, miodzie i białku jaja kurzego.

We krwi zdrowego człowieka stężenie LZ zawiera się w przedziale 0,5-2,0 μg/ml, natomiast w ślinie 2,0-5,0 μg/ml [27,30]. Stężenie LZ w białku jaja kurzego wynosi około 3,2 mg/ml, w mleku krowim prawie 0,13 μg/ml, a w ludzkiej siarze (mleku kobiecym) około 65 μg/ml.

Lizozym jest jednym z mechanizmów nieswoistej odporności (odpowiedź immunologiczna). Jego zasadniczym zadaniem jest zwalczanie bakterii i zapobieganie rozprzestrzenieniu się patogenów w organizmie, czyli niedopuszczenie do infekcji.

Muramidaza ma działanie przeciwbakteryjne poprzez destrukcyjny wpływ na ścianę komórkową bakterii: rozkłada wiązania między N-acetyloglukozaminą oraz kwasem N-acetylomuraminowym. Jego działanie opiera się na hydrolizie wiązań β-1,4-glikozydowych pomiędzy cząsteczkami kwasów.

Aktywność bakteriobójczą muramidaza wykazuje głównie wobec bakterii Gram-dodatnich. Są to głównie patogeny Streptococcus, Staphylococcus, Listeria i Bacillus. Jej działanie cytolityczne na komórki bakterii Gram-ujemnych nie jest w pełni wyjaśnione, niemniej zaobserwowano, że w połączeniu z innymi substancjami, lizozym może eliminować także bakterie Escherichia, Klebsielia czy Salmonella.

Ponadto muramidaza jest skuteczna w walce z niektórymi gatunkami grzybów, obniża również aktywność wirusa HIV. Ma także działanie antynowotworowe, przeciwzapalne i przeciwbólowe.

Lizozym znajduje zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym. Można go znaleźć w wielu preparatach wspierających odporność oraz środkach przeznaczonych do miejscowego stosowania na błony śluzowe i skórę w postaci sztyftów lub maści.

Wykorzystuje się je w przypadku zakażenia bakteryjnego, wirusowego lub grzybiczego. Preparaty LZ mogą być aplikowane na błony śluzowe jamy ustnej, gardła, do oczu czy na skórę. W schorzeniach jamy ustnej i przyzębia stosuje się lecznicze gumy do żucia z dodatkiem LZ.

Białko to, z uwagi na działanie przeciwbólowe, podaje się osobom zmagającym się z nowotworami. To również środek wspomagający antybiotykoterapię oraz działanie antyseptyków, kortykosteroidów i enzymów proteolitycznych. Muramidaza jest stosowana również w testach immunologicznych typu ELISA.

Muramidazę wykorzystuje się także w przemyśle spożywczym. Stosuje się go do produkcji wyrobów fermentowanych, w tym mleka i jego przetworów, na przykład serów dojrzewających, wyrobów seropodobnych, napojów mlecznych oraz alkoholi (fermentowanych napojach winiarskich oraz wyrobach winiarskich gronowych).

Lizozym jest skutecznym środkiem konserwującym. Wykazuje silne działanie antybakteryjne. Ma chronić produkt przed wniknięciem patogenów i jego zepsuciem. Lizozym jest oznaczony symbolem E1105. Przepisy nie podają dawki substancji, która mogłaby być niebezpieczna dla zdrowia. Zdarza się, że u niektórych osób muramidaza wywołuje reakcje alergiczne.