Экспрессия и функция человеческого лизоцима

Лизоцим, также известный как мурамазин, представляет собой N-ацетаминогидролазу, которая в основном действует на полисахаридный остов пептида гликана (PG) клеточной стенки грамположительных бактерий. Гликозидная связь β-1,4 между N-ацетилглюкозамином (NAG) и N-ацетилкарбамат (NAM) может привести к разрыву и гибели грамположительных бактерий. Лизоцим также считается заменителем антибиотиков из-за его способности разрушать клеточные стенки бактерий. Среди них лизоцим яичного белка более популярен на рынке из-за широкого спектра источников. Однако по сравнению с ним человеческий микробный фермент (hLYZ) обладает уникальными преимуществами в антибактериальной, противовирусной, противогрибковой, противовоспалительной, противораковой и иммуномодулирующей активности, поэтому имеет большой потенциал для клинического и пищевого применения.

1.Экспрессия человеческого лизоцима

hLYZ в основном обнаруживается в жидкостях организма, клетках, тканях и органах. Лизоцим типа C вырабатывается в жидкостях организма и клетках крови, таких как молоко, слюна, слезы, носовая слизь, пот, моча, сыворотка и различные тканевые жидкости, клетки крови, такие как нейтрофилы, макрофаги, моноциты и гемопоэтические клетки в костном мозге, G Тип лизоцима делится на две категории, в основном распределяющиеся в тканях и органах: hLYZg1 часто экспрессируется в почках, а hLYZg2 преимущественно экспрессируется в глазах и семенниках.

● Молоко

Milk is an important source of mammalian lysozyme, which belongs to type C lysozyme, and its structure, physicochemical properties and concentration vary greatly among different species. Most mammalian milk contains lysozyme, and the level of lysozyme in the milk of ruminants such as cows and goats is low, and only exists in trace amounts in cow’s milk, about 0.05−0.22 mg/L, but the lysozyme content in the milk of mammals such as humans, horses, dogs and donkeys is relatively high, and the lysozyme content in breast milk is about 200−390 mg/L. In addition, the content of lysozyme in donkey milk is also at a high level, and its nutritional structure is highly similar to that of breast milk, and it also has the potential to become a substitute for breast milk. The presence of lysozyme in breast milk plays a positive role in improving infant immunity and preventing infections, increasing the level of beneficial intestinal flora and enhancing the baby’s ability to resist disease, and these effects are produced by breastfeeding the infant and lysing certain potentially harmful gram-positive bacteria and a few gram-negative bacteria in the infant’s gastrointestinal tract.

● Слезы

Recently, it has been shown that lysozyme exists in retinal pigment epithelium (RPE) cells, and it has been demonstrated that lysozyme plays a positive role in RPE immune response. A 650 study used the antimicrobial proteins lactoferrin and lysozyme in tears as biomarkers to study the body’s immune status, revealing that lysozyme in tears also has immunomodulatory properties. Recent studies have also found that the cornea, as a potential target tissue for SARS-CoV type 7420, has a beneficial role in blocking the entry of the virus into the body through the cornea.

● Желудочно-кишечный тракт

Клетки Панета и отдельные иммунные клетки желудочно-кишечного тракта продуцируют лизоцим, который секретирует лизоцим в просвет кишечника, который является основным источником лизоцима в кишечнике, находящемся в непосредственном контакте с кишечной флорой, а также иммунные клетки кишечника, такие как макрофаги. а нейтрофилы также производят лизоцим для иммунной регуляции в кишечнике. Исследования показали, что при слабовоспалительных заболеваниях секреция лизоцима может улучшить барьерную функцию, но при экспериментальном колите и у лиц с ослабленным иммунитетом, у которых возникает более тяжелое воспаление кишечника, секреция лизоцима играет контрпродуктивную роль. В 2020 году было обнаружено, что эктопическая экспрессия лизоцима, секретируемого клетками Панета в толстой кишке, снижает количество чувствительных к лизоциму бактерий в толстой кишке, тем самым усугубляя колит, в то время как бокаловидные клетки в кишечнике мышей с дефицитом лизоцима аномально пролиферируют, тем самым облегчая воспаление кишечника. , показывая, что лизоцим клеток Панета может сбалансировать противовоспалительные и провоспалительные реакции в кишечнике. В 2021 году, проводя исследование действия лизоцима, полученного из алкализофил, на кишечник, исследователи обнаружили, что лизоцим дозозависимо снижает уровень воспаления кишечника, и между двумя экспериментальными результатами существуют резкие различия, но конкретные Причина в том, различен ли источник лизоцима или состав кишечной микробиоты у разных людей различен, что требует дальнейших исследований.

2.Биологические функции лизоцима человека

● Противовирусный эффект

Противовирусный механизм лизоцима главным образом зависит от катионных свойств лизоцима, который, будучи щелочным белком, несет большое количество положительного заряда, напрямую взаимодействует с отрицательно заряженным вирусом и образует двойную соль с ДНК, РНК и апопротеином вируса. вирус, чтобы инактивировать вирус. В то же время лизоцим может убивать вирусы, регулируя цитотоксичность, опосредованную лимфоцитами и макрофагами, в организме.

● Антимикробный эффект

От первоначальной неожиданности новой коронной эпидемии до объединенных усилий всего народа по борьбе с эпидемией антибактериальный эффект лизоцима в основном делится на два типа, а именно механизм лизиса и механизм нелизирования. Механизм расщепления в основном зависит от активности ферментов посредством гидролиза гликозидных связей β-1,4 в пептидогликане, что разрушает слой пептидогликана и снижает механическую прочность бактериальной клеточной стенки, что приводит к гибели клеток. Однако этот бактериолитический механизм работает только тогда, когда две дисульфидные связи в лизоциме остаются неповрежденными, но именно этот механизм позволяет лизоциму действовать как неспецифическая молекула врожденного иммунитета, чтобы противостоять вторжению бактериальных патогенов. Механизм нерасщепления лизоцима зависит от его структурных факторов, катионных свойств и гидрофобных групп. Было обнаружено, что частично или полностью денатурированный лизоцим, лишенный ферментативной активности, способен бороться как с грамположительными, так и с грамотрицательными бактериями. Лизоцим имеет антимикробный пептидный мотив в N-концевом домене, и его N-концевая спираль может пересекать внешнюю мембрану бактерий и вмешиваться в дыхание, зависящее от мембранного потенциала, убивая грамотрицательные бактерии. В дополнение к этому, лизоцим типа C несет большое количество положительного заряда и может внедряться в поры отрицательно заряженной клеточной мембраны, вызывая лизис и гибель бактерий. Именно из-за сильной антибактериальной активности лизоцима патогенные бактерии в процессе эволюции выработали три спасательных механизма против лизоцима: модификацию пептидогликана (ПГ), изменение заряда и целостности мембран бактериальных клеток и экспрессию бактериальных ингибиторов лизоцима для преодоления трудности вместе.

● Противоопухолевый эффект

Исследование также показало, что экспрессия белка группы высокой подвижности B1 (HMGB1) в опухолевых клетках высока, что способствует миграции опухолевых клеток, а рецептор конечного продукта гликирования (RAGE) связан с клеточной адгезией и агрегацией, которые могут связываться с HMGB1 и является одной из важных мишеней для лечения опухолей. Однако hLYZ может достигать противоопухолевого эффекта за счет снижения экспрессии HMGB1 и ингибирования пути HMGB1-RAGE. Кроме того, hLYZ также может напрямую действовать на большинство опухолевых клеток и даже на лимфому гуся в организме, уменьшая плотность опухолевых клеток и продлевая время выживания организма.

● Противовоспалительное действие

Lysozyme has a dual role in inflammation, its mediated bacterial degradation activity contributes to the activation of phagocytic cells, enhances the release of bacterial products and the production of inflammatory mediators, but at the same time lysozyme also helps to alleviate inflammation. The bacterial degradation reaction mainly relies on hLYZ cleaving bacteria in epithelial cells and resident macrophages to release related pathogenic molecular patterns (PAMPs), which help recruit more phagocytic cell internalized bacteria to form phagosomes to further degrade bacteria, and PAMP can also activate inflammasomes, thereby promoting the secretion of more pro-inflammatory cytokines. Inflammasomes are mainly composed of pattern recognition receptors (PRRs), apoptosis-associated spot-like proteins, and cysteine proteases. The PRRs involved in lysozyme-mediated degradation reactions include NOD-like receptors (NLRs) such as NOD1, NOD2 receptors and Toll-like receptors (TLRs), which are stimulated by PAMP to be activated, bind to apoptosis-related mottle-like proteins, and then bind to cysteine proteases to form inflammasomes-induced inflammatory responses. In addition, the body’s complement system also promotes an inflammatory response, complement proteins are activated and cleaved, some of which are deposited on PAMP and monomeric PG, and others form anaphylatoxins such as C5a and C3a, which act as chemokines for phagocytic cells and recruit more phagocytes to cause an inflammatory response.

● Иммуномодулирующее действие на организм

Lysozyme is an important non-specific immune factor in the human body, which can participate in a variety of immune responses and play an important role in the normal defense and non-specific immunity of the human body. It has been found that lysozyme can significantly increase the content of immunoglobulins such as immunoglobulin A and immunoglobulin M in animals, and the cytokines interleukin-1β and interferon-γ produced by it can induce helper T cell immune responses in the body and promote cellular immunity. Secondly, lysozyme in the human body can also strengthen the resistance of serum sterilized proteins, γ-globulin and other defense factors in the body to infection. In addition, there are studies that show that lysozyme can improve and enhance the phagocytosis and digestion ability of macrophages, activate the phagocytic function of white blood cells, and improve the leukopenia caused by cytostats, thereby enhancing the body’s immunity.

О БайЛун Биотехнологическая Компания, ООО:

БайЛун Biotechnology Co., Ltd. stands as a leading supplier and premier technical service provider, specializing in the provision of comprehensive bioreactor systems and advanced control solutions. Our extensive product line encompasses a wide array of offerings, ranging from bioreactors (fermenters) to animal cell bioreactors, biological shakers, and control systems tailored for bioprocessing applications. With a capacity spanning from 0.1L to 1000KL, we are committed to fostering the growth of China’s bioreactor industry on a global scale.

В БайЛун, we boast a seasoned team of engineers equipped with profound expertise in fermentation processes, biochemical equipment, and chemical technology. Moreover, we actively engage nationally renowned experts and scholars as technical consultants, ensuring the robust technological underpinnings of our products. Central to our ethos is a relentless pursuit of product innovation and technological leadership, all geared towards guaranteeing utmost customer satisfaction. We hold ourselves accountable to prioritize customer benefits, embodying this commitment as the cornerstone of Bailun Company’s core values.

Наш разнообразный портфель продуктов тщательно разработан для удовлетворения разнообразных потребностей наших клиентов. С самого начала мы придерживались принципов приоритета качества, клиентоориентированности и честности операций. Наша непоколебимая приверженность удовлетворению растущих потребностей наших клиентов двигает нас вперед. Принимая волну экономической глобализации, мы искренне приглашаем к сотрудничеству предприятия по всему миру, стремясь к взаимному процветанию и успеху.

Дух БайЛун воплощает в себе приверженность клиентоориентированности, стремление к совершенству в области качества, приверженность справедливости и порядочности, а также непоколебимое стремление к постоянному совершенствованию и инновациям.

Связаться с нами:

Добавить: 6848# Liuxiang Rd., Цзядин, Шанхай, Китай

Контактное лицо: Мэдди

Электронная почта: sales@fermentertech.com

Телефон:+86-134-7276-8163 (WhatsApp)

Веб-сайт: https://bioreactortech.com/