王 琦 曲明麗 趙芙蓉 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物疾病診療中心
人們對溶菌酶的研究始于 20 世紀(jì)初,1922 年英國細菌學(xué)家發(fā)現(xiàn)人的唾液、眼淚中存在有溶解細菌細胞壁的酶,因其具有溶菌作用,故命名為溶菌酶。自然界中溶菌酶存在非常廣泛。在人和動物的許多組織和分泌物中,包括哺乳動物的乳汁和鳥類的卵中都有溶菌酶的存在,其他植物組織及微生物細胞中也存在,但溶菌酶的含量差異較大,結(jié)構(gòu)也略有差異。以雞蛋清中含量最多,其溶菌酶的含量可以高達 3.5%,是目前溶菌酶的主要來源。依據(jù)溶菌酶來源的不同,溶菌酶通常被分為動物溶菌酶、植物溶菌酶、微生物溶菌酶、噬菌體 T4 溶菌酶和基因工程溶菌酶幾種類型。
1 結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
溶酶菌又稱胞壁質(zhì)酶,化學(xué)名稱為 N- 乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶,屬葡萄糖苷酶。雞蛋清溶菌酶是研究最清楚的溶菌酶,是由 18 種 129 個氨基酸殘基組成的單肽鏈蛋白質(zhì),分子量為14 000 道爾頓,在分子中的 4 對含硫氨基酸間形成 4 個 S- S健。
溶菌酶是堿性球蛋白,化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,干燥條件下在室溫可長期保存,其純品為白色或微黃色結(jié)晶體或無定型粉末,無臭、味甜,易溶于水,遇堿易破壞,不溶于丙酮和乙醚等。其等電點為 11.1,最適溶菌溫度為 50℃,最適 pH 值為 7,對熱的穩(wěn)定性很強,在 pH 值 4~7 的范圍內(nèi),100℃處理 1 分鐘仍保持原酶活性,但在堿性環(huán)境中該酶對熱的穩(wěn)定性較差。反復(fù)凍融對溶酶菌的活性影響較大,每凍融 1 次,其活性的損失接近50%。
2 作用機理
溶菌酶能有效地水解細菌細胞壁的肽聚糖,其水解位點是 N- 乙酰胞壁酸(NAM)的 1 位碳原子和 N- 乙酰氨基葡萄糖(NAG)的 4 位碳原子間的 β- 1,4 糖苷鍵。細菌的細胞壁由胞壁質(zhì)組成,胞壁質(zhì)是由 NAG 及 NAM交替組成的多聚物,胞壁酸殘基上可以連接多肽,稱為肽聚糖,肽聚糖是細菌細胞壁的主要組成成分。
溶菌酶不僅可以溶解細菌的細胞壁,還可以溶解酵母和霉菌的細胞壁。對于革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性細菌,其細胞壁中肽聚糖含量不同,革蘭氏陽性菌細胞壁幾乎全部由肽聚糖組成,而革蘭氏陽性菌只有內(nèi)壁層為肽聚糖。因此,溶菌酶只能破壞革蘭氏陽性菌的細胞壁,而對革蘭氏陰性菌的作用不大。
3 在獸醫(yī)臨床上的應(yīng)用
溶酶菌本身是無毒、無害、安全性很高的高鹽基蛋白質(zhì),且具有一定的保健作用,又具有一定的溶菌作用,是安全性高的飼料添加劑。他能專一作用于目的微生物的細胞壁,而不作用于其他物質(zhì)。該酶對革蘭氏陽性菌、枯草芽孢桿菌和耐輻射微球菌有強力分解作用。對大腸桿菌、普通變形菌和副溶血弧菌等革蘭氏陰性菌等也有一定溶解作用。與聚合磷酸鹽和苷氨酸等配合使用,具有良好的防腐作用。
在飼料中添加溶菌酶可防止霉變,延長飼料的貯存期,減少不必要的損耗。溶菌酶制劑能有效控制因消化不良引起的腹瀉,這是因為溶菌酶不但對引起動物腹瀉的埃希氏大腸桿菌和輪狀病毒有較強的抑制作用,而且溶菌酶可提高內(nèi)源性蛋白酶活性,促使抗炎多肽的產(chǎn)生,因而具有抵抗和消除炎癥的作用。
溶菌酶與免疫球蛋白在功能上緊密聯(lián)系,并能與其他生命活性物質(zhì)互補增強抗體的活性,從而殺滅細菌。溶菌酶制劑還能有效防止球蟲病。
飼喂基礎(chǔ)日糧的雞,添加和不添加溶菌酶對球蟲病的應(yīng)激呈現(xiàn)不同的反應(yīng)。對照組雞生長被抑制率達 52.5%,而加酶組的抑制率為 30.5%,并且損傷系數(shù)好得多。
在不用任何抗生素的情況下,在肉雞飼料中添加飼用溶菌酶制劑作為飼料添加劑,對 175 羽肉用仔雞進行了飼養(yǎng)對比試驗。結(jié)果顯示,在不用任何抗生素的情況下,飼料中添加4~100 毫克 / 千克的飼用溶菌酶制劑,試驗組平均增重比對照組提高 2.0%~2.8%,飼料消耗量降低 2.1%~5.2%,存活率提高14%~17%,飼料報酬提高 5.0%~8.8%。
飼用溶菌酶可以促進飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,提高飼料的消化率,最大限度地提高飼料原料的利用率。溶菌酶作為酶類抗菌藥,能參與粘多糖代謝,具有多種藥理作用。他具有抗菌、抗病毒、止血、消腫、增強抗生素療效及加快組織恢復(fù)的作用。另外,還能分解稠厚的粘蛋白,使炎性分泌物和粘痰液化而易排除。
據(jù)報道,采用溶菌酶注射治療奶牛子宮內(nèi)膜炎,結(jié)果可見溶菌酶對子宮內(nèi)膜炎的總治愈率、治療后子宮恢復(fù)程度均較抗生素治療的效果好。對子宮內(nèi)膜炎的總治愈率達 82.35%~88.24%,明顯高于金霉素的治愈率(56.25%)。有人用雞蛋清溶菌酶和中草藥的復(fù)合制劑聯(lián)用對引起乳房炎的致病菌作抑菌試驗,溶菌實驗組獲得了良好的抑菌效果。
最近的研究表明,溶菌酶不僅對具有細胞壁的微生物有抑菌作用,而且可以與 DNA、RNA、脫輔基蛋白形成復(fù)鹽,使侵入體內(nèi)的病毒失活,還可以抑制腺病毒的生長。可用于雞痘及流感等病毒性疾患的治療?;罹苿┲杏幸嫖⑸镞M入水產(chǎn)動物機體后,形成優(yōu)勢菌群,產(chǎn)生溶菌酶、過氧化氫等物質(zhì),可殺滅潛在病原菌,并且產(chǎn)生各種消化酶。
有利于養(yǎng)分分解,具有高度安全性,不會對水產(chǎn)動物產(chǎn)生任何危害,也不會在水中和魚體內(nèi)有殘留。溶菌酶或溶菌酶與抗生素合用,用于治療海水、淡水養(yǎng)殖魚類、螃蟹類、蝦類,由弧菌、海洋曲橈菌、鏈球菌、愛德華菌引起的疾病,降低抗生素海水、淡水魚類、螃蟹類、蝦類養(yǎng)殖中的存留,提高海水、淡水養(yǎng)殖魚類、螃蟹類、蝦類的品質(zhì)。
