Expresión y función de la lisozima humana.

La lisozima, también conocida como muramasina, es una N-acetaminohidrolasa, que actúa principalmente sobre el polisacárido principal del péptido glicano (PG) de la pared celular de las bacterias Gram-positivas. El enlace glicosídico β-1,4 entre la N-acetilglucosamina (NAG) y El N-acetilcarbamato (NAM) puede provocar la ruptura y muerte de las bacterias Gram positivas. La lisozima también se considera un sustituto de los antibióticos debido a su capacidad para destruir las paredes celulares bacterianas. Entre ellos, la lisozima de clara de huevo es la más popular en el mercado debido a su amplia gama de fuentes. Sin embargo, en comparación con ella, la enzima microbiana humana (hLYZ) tiene ventajas únicas en actividades antibacterianas, antivirales, antifúngicas, antiinflamatorias, anticancerígenas e inmunomoduladoras, por lo que tiene un gran potencial en aplicaciones clínicas y alimentarias.

1.Expresión de lisozima humana.

hLYZ se encuentra principalmente en fluidos corporales, células, tejidos y órganos. La lisozima tipo C se produce en fluidos corporales y células sanguíneas, como leche, saliva, lágrimas, moco nasal, sudor, orina, suero y diversos fluidos tisulares, células sanguíneas como neutrófilos, macrófagos, monocitos y células hematopoyéticas en la médula ósea, G. El tipo de lisozima se divide en dos categorías, distribuidas principalmente en tejidos y órganos, hLYZg1 a menudo se expresa en los riñones y hLYZg2 se expresa principalmente en los ojos y los testículos.

● Leche

La leche es una fuente importante de lisozima de mamíferos, que pertenece al tipo C, y su estructura, propiedades fisicoquímicas y concentración varían mucho entre las diferentes especies. La mayoría de la leche de mamíferos contiene lisozima, y el nivel de lisozima en la leche de rumiantes como vacas y cabras es bajo y sólo existe en pequeñas cantidades en la leche de vaca, alrededor de 0,05-0,22 mg/L, pero el contenido de lisozima en la leche de En mamíferos como humanos, caballos, perros y burros es relativamente alto, y el contenido de lisozima en la leche materna es de aproximadamente 200 a 390 mg/L. Además, el contenido de lisozima en la leche de burra también es alto y su estructura nutricional es muy similar a la de la leche materna, y también tiene el potencial de convertirse en un sustituto de la leche materna. La presencia de lisozima en la leche materna juega un papel positivo en la mejora de la inmunidad infantil y la prevención de infecciones, aumentando el nivel de flora intestinal beneficiosa y mejorando la capacidad del bebé para resistir enfermedades, y estos efectos se producen al amamantar al bebé y lisar ciertos gramos potencialmente dañinos. -Bacterias positivas y algunas bacterias gramnegativas en el tracto gastrointestinal del bebé.

● Lágrimas

Recientemente, se ha demostrado que existe lisozima en las células del epitelio pigmentario de la retina (EPR), y se ha demostrado que la lisozima desempeña un papel positivo en la respuesta inmune del EPR. Un estudio de 650 utilizó las proteínas antimicrobianas lactoferrina y lisozima en las lágrimas como biomarcadores para estudiar el estado inmunológico del cuerpo, revelando que la lisozima en las lágrimas también tiene propiedades inmunomoduladoras. Estudios recientes también han encontrado que la córnea, como tejido diana potencial para el SARS-CoV tipo 7420, tiene un papel beneficioso al bloquear la entrada del virus al cuerpo a través de la córnea.

● Tracto gastrointestinal

Las células de Paneth y las células inmunes individuales en el tracto gastrointestinal producen lisozima, que secreta lisozima en la luz intestinal, que es la principal fuente de lisozima en el intestino que está en contacto directo con la flora intestinal, y células inmunes en el intestino como los macrófagos. y los neutrófilos también producen lisozima para la regulación inmune en el intestino. Los estudios han encontrado que en enfermedades poco inflamatorias, la secreción de lisozima puede mejorar la función de barrera, pero en la colitis experimental y en personas inmunocomprometidas, donde se produce una inflamación intestinal más grave, la secreción de lisozima juega un papel contraproducente. En 2020, se descubrió que la expresión ectópica de lisozima secretada por las células de Paneth en el colon reducía las bacterias sensibles a la lisozima en el colon, agravando así la colitis, mientras que las células caliciformes en el intestino de ratones con deficiencia de lisozima proliferaban de forma anormal, aliviando así la inflamación intestinal. , revelando que la lisozima de las células de Paneth puede equilibrar las respuestas antiinflamatorias y proinflamatorias en el intestino. En 2021, al realizar un estudio sobre la acción de la lisozima derivada de alkalisophila en el intestino, los investigadores descubrieron que la lisozima regula a la baja, de forma dependiente de la dosis, el nivel de inflamación intestinal, y existen marcadas diferencias entre los dos resultados experimentales, pero los resultados específicos La razón es si la fuente de lisozima es diferente o la composición de la microbiota intestinal es diferente entre individuos, lo cual requiere más investigación.

2.Funciones biológicas de la lisozima humana.

● Efecto antiviral

El mecanismo antiviral de la lisozima depende principalmente de las propiedades catiónicas de la lisozima, que, como proteína alcalina, llevará una gran cantidad de carga positiva, interactuará directamente con el virus cargado negativamente y formará una sal doble con el ADN, el ARN y la apoproteína de el virus para inactivarlo. Al mismo tiempo, la lisozima puede matar virus regulando la citotoxicidad mediada por linfocitos y macrófagos en el cuerpo.

● Efecto antimicrobiano

Desde la sorpresa inicial de la nueva epidemia de la corona hasta los esfuerzos conjuntos de todo el pueblo para combatir la epidemia, el efecto antibacteriano de la lisozima se divide principalmente en dos tipos, a saber, el mecanismo de lisis y el mecanismo de no lisis. El mecanismo de escisión se basa principalmente en la actividad de las enzimas, a través de la hidrólisis de los enlaces glicosídicos β-1,4 del peptidoglicano, que rompe la capa de peptidoglicano y reduce la resistencia mecánica de la pared celular bacteriana, lo que provoca la muerte celular. Sin embargo, este mecanismo bacteriolítico sólo funciona cuando los dos enlaces disulfuro de la lisozima permanecen intactos, pero también es este mecanismo el que permite que la lisozima actúe como una molécula inmune innata no específica para resistir la invasión de patógenos bacterianos. El mecanismo de no escisión de la lisozima depende de sus factores estructurales, propiedades catiónicas y grupos hidrófobos. Se ha descubierto que la lisozima parcial o completamente desnaturalizada que carece de actividad enzimática es capaz de combatir tanto las bacterias grampositivas como las gramnegativas. La lisozima tiene un motivo peptídico antimicrobiano dentro del dominio N-terminal, y su hélice N-terminal puede cruzar la membrana externa de las bacterias e interferir con la respiración dependiente del potencial de la membrana para matar las bacterias gramnegativas. Además de esto, la lisozima tipo C lleva una gran cantidad de carga positiva y puede insertarse en los poros de la membrana celular cargada negativamente, provocando que las bacterias se lisan y mueran. Precisamente debido a la fuerte actividad antibacteriana de la lisozima, las bacterias patógenas han desarrollado tres mecanismos de rescate contra la lisozima en el proceso de evolución: modificación del peptidoglicano (PG), cambio de la carga y la integridad de las membranas celulares bacterianas y expresión de inhibidores bacterianos de la lisozima para vencer. dificultades juntos.

● Efecto antitumoral

El estudio también encontró que la expresión de la proteína B1 del grupo de alta movilidad (HMGB1) en las células tumorales es alta, lo que promoverá la migración de las células tumorales, y el receptor del producto final de la glicación avanzada (RAGE) está relacionado con la adhesión y agregación celular, que puede unirse a HMGB1 y es uno de los objetivos importantes para el tratamiento de tumores. Sin embargo, hLYZ puede lograr un efecto antitumoral al reducir la expresión de HMGB1 e inhibir la vía HMGB1-RAGE. Además, hLYZ también puede actuar directamente sobre la mayoría de las células tumorales e incluso sobre el linfoma de ganso en el cuerpo, reduciendo la densidad de las células tumorales y prolongando el tiempo de supervivencia del cuerpo.

● Efecto antiinflamatorio

La lisozima tiene un doble papel en la inflamación: su actividad de degradación bacteriana mediada contribuye a la activación de las células fagocíticas, mejora la liberación de productos bacterianos y la producción de mediadores inflamatorios, pero al mismo tiempo la lisozima también ayuda a aliviar la inflamación. La reacción de degradación bacteriana se basa principalmente en que hLYZ escinde bacterias en células epiteliales y macrófagos residentes para liberar patrones moleculares patógenos relacionados (PAMP), que ayudan a reclutar más bacterias internalizadas en células fagocíticas para formar fagosomas para degradar aún más las bacterias, y PAMP también puede activar inflamasomas, por lo que promoviendo la secreción de más citocinas proinflamatorias. Los inflamasomas se componen principalmente de receptores de reconocimiento de patrones (PRR), proteínas similares a manchas asociadas a la apoptosis y cisteína proteasas. Los PRR implicados en las reacciones de degradación mediadas por lisozima incluyen receptores tipo NOD (NLR), como los receptores NOD1, NOD2 y los receptores tipo Toll (TLR), que son estimulados por PAMP para activarse y unirse a proteínas tipo moteado relacionadas con la apoptosis. y luego se unen a cisteína proteasas para formar respuestas inflamatorias inducidas por inflamasomas. Además, el sistema del complemento del cuerpo también promueve una respuesta inflamatoria, se activan y escinden proteínas del complemento, algunas de las cuales se depositan en PAMP y PG monoméricas, y otras forman anafilatoxinas como C5a y C3a, que actúan como quimiocinas para las células fagocíticas y reclutan. más fagocitos para provocar una respuesta inflamatoria.

● Efecto inmunomodulador del cuerpo.

La lisozima es un factor inmunológico no específico importante en el cuerpo humano, que puede participar en una variedad de respuestas inmunes y desempeñar un papel importante en la defensa normal y la inmunidad no específica del cuerpo humano. Se ha descubierto que la lisozima puede aumentar significativamente el contenido de inmunoglobulinas como la inmunoglobulina A y la inmunoglobulina M en animales, y las citocinas interleucina-1β e interferón-γ producidas por ella pueden inducir respuestas inmunes de las células T auxiliares en el cuerpo y promover la inmunidad celular. . En segundo lugar, la lisozima en el cuerpo humano también puede fortalecer la resistencia de las proteínas séricas esterilizadas, la γ-globulina y otros factores de defensa del cuerpo a las infecciones. Además, existen estudios que muestran que la lisozima puede mejorar y potenciar la fagocitosis y la capacidad de digestión de los macrófagos, activar la función fagocítica de los glóbulos blancos y mejorar la leucopenia causada por los citostáticos, mejorando así la inmunidad del cuerpo.

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