溶菌酶的生物学功能与作用机制及其在畜禽绿色生产中的应用研究进展.pdf
《溶菌酶的生物学功能与作用机制及其在畜禽绿色生产中的应用研究进展.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《溶菌酶的生物学功能与作用机制及其在畜禽绿色生产中的应用研究进展.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、动物营养学报,():溶菌酶的生物学功能与作用机制及其在畜禽绿色生产中的应用研究进展魏稚彤 付 彤 刘瑞宏 张立阳(河南农业大学动物科技学院,河南省家畜营养调控与生态养殖国际联合实验室,郑州;北京安佰特科技发展有限公司,北京)摘 要:溶菌酶是一种广泛存在于机体生物组织、细胞和体液中的碱性球蛋白,具有天然生物活性。其作为一种新型绿色酶制剂,具有抗病毒、抗炎和免疫调节等多重生物学功能,通过化学、物理、生物改性等方法对溶菌酶进行分子修饰,进一步加强了其抑菌能力和免疫效能,并且在食品、医药领域得到广泛应用。在畜牧养殖中,溶菌酶也已成为“减抗替抗”背景下重要的绿色饲用添加剂,在畜禽健康尤其是胃肠道健康以及
2、畜产品安全方面发挥了重要作用。本文就溶菌酶的理化性质、生物学功能与作用机制及其在畜禽绿色生产中的应用研究进行综述,旨在为推动溶菌酶的开发和利用提供理论依据和参考。关键词:溶菌酶;理化性质;生物学功能;作用机制;畜禽绿色生产中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:国家奶牛产业技术体系项目()作者简介:魏稚彤(),女,河南新乡人,硕士研究生,研究方向为反刍动物营养。:通信作者:张立阳,讲师,硕士生导师,:溶菌酶(),又称 乙酰胞壁质聚糖水解酶(),是一种天然抗菌酶。于 年在对枯草芽孢杆菌中的溶解因子研究中首次发现溶菌酶的存在。年,首次在人眼泪和唾液中发现了一种能够溶解细菌细胞壁杀
3、死细菌的酶,称之为“溶菌酶”。年,等揭示了溶菌酶的三维立体结构,为溶菌酶的发展和应用奠定了基础。近年来,随着人们对溶菌酶分子结构、理化特性、作用机制等研究的进一步深入,其应用范围不断拓展,在畜牧、食品和医疗及相关行业中引起了人们广泛重视。溶菌酶的生物活性作用主要是通过特异性水解细菌内肽聚糖的 乙酰胞壁酸()和 乙酰葡萄糖胺()之间的,糖苷键直接发挥抗菌活性,或者通过间接刺激巨噬细胞来杀灭细菌。溶菌酶在抗菌、消炎、抗病毒和免疫等方面表现出多重生物学功能,通过化学、物理、生物改性等方法对其进行分子修饰,其生物学功能进一步加强。欧盟食品添加剂标准()已将其视作具有抑菌、溶菌和杀菌活性的功能因子,且美
4、国药物管理局将其列为常规安全组分,我国已允许将溶菌酶用作婴儿奶粉的添加剂,以提高婴儿肠道抗感染能力。在畜牧养殖中,溶菌酶也已成为“减抗替抗”背景下重要的绿色饲用添加剂,在畜禽健康尤其是胃肠道健康以及畜产品安全方面发挥了重要作用。本文就溶菌酶的理化性质、生物学功能和作用机制及其在畜禽绿色生产中的应用研究进行综述,旨在为推动溶菌酶的开发和利用提供理论依据和参考。溶菌酶的结构和理化性质 溶菌酶的基本结构和分类 溶菌酶是一种 的阳离子蛋白。该酶广 期魏稚彤等:溶菌酶的生物学功能与作用机制及其在畜禽绿色生产中的应用研究进展泛存在于人类和动物的唾液、血浆、乳汁等体液以及肝脏、肾脏等组织中,禽类蛋清以及部分
5、微生物中也含有此酶,其中以蛋清含量最为丰富。溶菌酶分子通常为紧凑的球状结构,亲水基团的残基暴露在表面,疏水基团在内部聚集。其内部由 个螺旋和 个反平行的 折叠构成 个结构域,这 个结构域的稳定性由 个二硫键维系。根据溶菌酶的氨基酸序列、结构、理化性质和免疫学特性等差异,可将其分为 型、型和 型。型溶菌酶存在于所有脊椎动物中,是酶学和结构生物学研究的模型蛋白;型溶菌酶仅存在于少数脊索动物和软体动物中;型溶菌酶主要存在于无脊椎动物中。溶菌酶的理化性质 溶菌酶是一种无毒、无副作用的高盐基蛋白,其纯品呈白色或微黄色的粉末状,易溶于水,不溶于有机溶剂,等电点高达 ,可作为一种碱性酶水解细菌中的黏多糖成分
6、。在酸性条件下,溶菌酶化学性质非常稳定,当 在 变化时,其结构几乎不变。且酸性环境中溶菌酶对热的稳定性很强,并可长期保存,因此可在饲料中添加适量溶菌酶去防止霉变,延长贮存时间。但当外界条件变化过于剧烈时,溶菌酶会发生氧化、水解等变化。溶菌酶的生物学功能及其作用机制 抗菌作用 溶菌酶的抗菌作用可以分为催化和非催化 种模式。催化模式中溶菌酶通过攻击、水解和破坏细菌细胞壁中肽聚糖()的黏液多糖部分来发挥作用。单体是由双糖 和 以及 个氨基酸残基聚合而成的多层网状大分子结构。聚合物是由单个单体的 与 通过,糖苷键相连,并且相邻 聚合物之间存在交联现象以增加细胞壁的抗拉强度。溶菌酶主要通过水解聚合物之间
7、的,糖苷键以及部分肽键和酰胺键,使细胞骨架崩塌、细胞壁溶解,最终细菌细胞形成易受渗透胁迫作用影响的原生质体结构。但不同细菌由于 结构的差异,溶菌酶对它们的水解程度会有所不同,余海芬发现革兰氏阴性菌()相较于革兰氏阳性菌(),只有细胞壁内壁层为肽聚糖成分,且多被脂多糖包被,因此溶菌酶对 细胞壁的水解能力强于。这种抗菌谱窄的现象,使得溶菌酶在动物生产的应用中存在局限性,因此常通过 修饰和改性处理等方式来改变溶菌酶的分子结构,以扩大其适用范围。在非催化模式中,溶菌酶主要通过其阳离子性质发挥抗菌作用,这种阳离子特性使其能够与带负电荷的表面结合,从而扩大其活性,并且这种非酶的杀菌活性相较于水解活性对微生
8、物的杀伤作用更大。等的研究表明,热变性使溶菌酶活性降低甚至失去酶活性,但却更具阳离子特性和疏水性二聚体形式,增强了其对 的杀菌活性。抗炎作用 溶菌酶的胞壁酰胺酶活性可以消化细菌 以减少全身性过敏毒素的产生,从而限制病原体诱导的炎症反应。研究显示,深海热液喷口虾的重组 型溶菌酶结合脂多糖()可降低 刺激的巨噬细胞中炎症基因的表达,还能够结合脂质 减少内毒素的释放。此外,溶菌酶作为抗菌增效剂,在与一些抗生素等药物联合使用时,可增强这些抗生素的疗效,减少细菌溶解引起的内毒素释放,加速炎症酸性物质的失活和组织修复,从而表现出良好的消炎作用。梁爱华等发现,溶菌酶和内酰胺类抗生素联合应用时,可调节肿瘤坏死
9、因子()的合成,刺激人淋巴细胞产生型干扰素干扰素()、干扰素()、干扰素()、白细胞介素()和白细胞介素(),内毒素血症得到极大缓解。此外,溶菌酶具有改善肠道炎症的功能。在右旋糖酐硫酸钠诱导的结肠炎猪模型中添加鸡蛋清溶菌酶,能够防止结肠隐窝变形和肌肉壁增厚,显著降低促炎因子、和 的含量以及白细胞介素()的局部基因表达水平,溶菌酶通过直接调节参与炎症过程的基因在结肠的表达来发挥其抗炎作用,从而改善肠道组织学和通透性以缓解炎症反应。目前关于溶菌酶改善肠道炎症的作用机制还不明确,有猜测认为溶菌酶通过协助肠道上皮屏障的保护,释放激活保护性肠道免疫反应的 片段,以限制微生物群的入侵;同时,溶菌酶能以剂量
10、依赖性方式抑制血清补体的溶血活性,这反映了溶菌酶相对于血清补体的新抗炎作用,但具体的作用机制还需要进一步研究。动 物 营 养 学 报 卷 免疫调节作用 溶菌酶作为先天性免疫系统中的重要防御物质,在特异性免疫和非特异性免疫中都可发挥重要作用。等在无血清培养基中加入 的溶菌酶,杂交瘤 细胞的免疫球蛋白()产量提高了 倍,人外周血淋巴细胞的 和免疫球蛋白()产量分别提高了 和 倍,表明溶菌酶不仅刺激特异性杂交瘤系的免疫球蛋白产生,还刺激非特异性免疫球蛋白的产生。溶菌酶主要通过裂解细菌细胞壁,刺激多种免疫因子的合成和分泌,激发巨噬细胞的吞噬和消化能力,加速病原菌的清除来发挥免疫作用。当机体发生感染时,
11、白细胞被激活导致其数量发生变化,从而影响溶菌酶的浓度,因此可通过检测溶菌酶浓度来判断动物患病情况。若畜禽长时间受到病原菌的威胁,机体自身会产生相应的免疫应答反应,溶菌酶则可通过消除病原菌的方式抑制免疫应答反应。此外,溶菌酶还能够促进 淋巴细胞等免疫细胞和免疫器官的发育,从而增强机体的特异性免疫能力,与非特异性免疫系统共同抵抗外源病原菌的入侵。抗病毒作用 溶菌酶在动物机体内具有中和病毒的作用。溶菌酶在 接近中性的体液中水解带正电荷,与水解带负电荷的病毒外层的蛋白质在静电作用下相互吸引中和,使得病毒外层蛋白质结构发生变化,无法与宿主细胞膜结合,最后溶菌酶与病毒遗传物质发生化学反应,使病毒彻底失活。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 溶菌酶 生物学 功能 作用 机制 及其 畜禽 绿色 生产 中的 应用 研究进展
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。