La lisozima, Función, Papel en la enfermedad, Historia

Lisozimas, también conocido como muramidasa o glycanhydrolase N-acetylmuramide, son glucósido hidrolasas. Estos son enzimas que dañan las paredes celulares bacterianas por catalizar la hidrólisis de 1,4-beta-entre el ácido N-acetilmurámico y residuos de N-acetil-D-glucosamina en un peptidoglicano y entre los residuos de N-acetil-D-glucosamina en chitodextrins. La lisozima es abundante en una serie de secreciones, tales como lágrimas, saliva, leche humana, y moco. También está presente en los gránulos citoplasmáticos de los neutrófilos polimorfonucleares. Grandes cantidades de lisozima se pueden encontrar en la clara de huevo. Lisozimas de tipo C están estrechamente relacionados con la alfa-lactoalbúmina en secuencia y estructura, por lo que parte de la misma familia.

En los seres humanos, la enzima lisozima es codificada por el gen LYZ.

Función

Las funciones de la enzima mediante el ataque peptidoglicanos y hidrolizar el enlace glicosídico que conecta el ácido N-acetilmurámico con el cuarto átomo de carbono de N-acetilglucosamina. Esto se hace mediante la unión a la molécula de peptidoglicano en el sitio de unión dentro de la hendidura prominente entre sus dos dominios. Esto hace que la molécula de sustrato para adoptar una conformación tensa similar a la del estado de transición. De acuerdo con Phillips-Mecanismo, la lisozima se une a un hexasacárido. La lisozima se distorsiona el cuarto de azúcar en hexasacárido en una conformación de media silla. En este estado de estrés, el enlace glicosídico se rompe fácilmente.

 Se han encontrado los aminoácidos cadenas laterales de ácido glutámico 35 y aspartato 52 a ser críticos para la actividad de esta enzima. Glu35 actúa como un donador de protones para el enlace glicosídico, la escisión del enlace CO en el sustrato, mientras que Asp52 actúa como un nucleófilo para generar una enzima intermedio glicosilo. El glicosilo enzima intermedia a continuación, reacciona con una molécula de agua, para dar el producto de hidrólisis y dejando la enzima sin cambios.

 Más información: glucósido hidrolasa

Papel en la enfermedad

La lisozima es parte del sistema inmune innato. Reducción de los niveles de lisozima se han asociado con displasia broncopulmonar en los recién nacidos. Los niños alimentados con fórmula infantil que carece lisozima en su dieta tiene tres veces la tasa de enfermedades diarreicas. Dado que la lisozima es una forma natural de protección contra patógenos gram-positivos como Bacillus y Streptococcus, una deficiencia debido a la alimentación con fórmula infantil puede conducir a una mayor incidencia de la enfermedad. Considerando que la piel es una barrera protectora debido a su sequedad y la acidez, la conjuntiva es, en cambio, protegida por las enzimas secretadas, principalmente lisozima y defensina. Sin embargo, cuando estas barreras de protección fallan, los resultados de la conjuntivitis.

En ciertos tipos de cáncer producción excesiva de lisozima por las células cancerosas puede dar lugar a niveles tóxicos de lisozima en la sangre. Los altos niveles sanguíneos de lisozima pueden conducir a insuficiencia renal y bajo nivel de potasio, condiciones que pueden mejorar o resolver con el tratamiento del cáncer primario.

Historia

La propiedad antibacteriana de la clara de huevo de gallina, debido a la lisozima que contiene, se observó por primera vez por Laschtschenko en 1909, aunque no fue hasta 1922 que el nombre de la lisozima 'fue acuñado por Alexander Fleming, el descubridor de la penicilina. Fleming primero observó la acción antibacteriana de la lisozima cuando se trata de cultivos bacterianos con moco nasal de un paciente que sufre de una cabeza fría.

La estructura tridimensional de la lisozima de huevo de gallina fue descrito por David Chilton Phillips en 1965, cuando se obtuvo la primera modelo de resolución 2-ngstrm a través de la cristalografía de rayos-X. La estructura fue presentado públicamente en una conferencia Institución Real en 1965. La lisozima fue la segunda estructura de la proteína y la primera estructura de la enzima a ser resuelto a través de métodos de difracción de rayos X, y la primera enzima para ser completamente secuenciado que contiene todos los veinte aminoácidos comunes. Como consecuencia de la elucidación de la estructura de la lisozima de Phillips, que también fue la primera enzima para tener un mecanismo detallado, específico sugerido por su método de acción catalítica. Este trabajo llevó a Phillips a una explicación de cómo las enzimas aceleran una reacción química en términos de sus estructuras físicas. El mecanismo original propuesto por Phillips fue revisado más recientemente.

Howard Florey y Ernst B. Chain también investigaron lisozimas. Aunque nunca se hicieron muchos progresos en este campo, que, junto con Fleming, desarrollaron la penicilina.