Enzymy o aktywności litycznej wobec mikroorganizmów można generalnie podzielić na enzymy endo- i egzolityczne. Endolizyny związane są z infekcją fagową i działają na komórkę bakteryjną od środka. Szczególnym rodzajem enzymów są autolizyny, które komórka produkuje sama w celu fizjologicznej reorganizacji ściany komórkowej, np. podczas podziału. Lizyny pochodzące z zewnątrz zazwyczaj są narzędziem konkurencji międzygatunkowej o niszę ekologiczną. Te enzymy często wykazują wąskie spektrum działania i selektywność lizy wobec poszczególnych gatunków bakterii i grzybów. Właściwości te wykorzystuje przemysł biotechnologiczny, zapewniając produkty przydatne w pracy laboratoryjnej. Poprzez trawienie ściany komórkowej bakterii (złożonej głównie z peptydoglikanu) i grzybów (złożonej z polisacharydów, głównie glukanu oraz chityny) otrzymuje się struktury otoczone jedynie błoną komórkową. W przypadku bakterii Gram-dodatnich i grzybów otrzymujemy w ten sposób protoplasty, zaś w przypadku bakterii Gram-ujemnych otoczonych podwójną błoną – sferoplasty. Poniżej prezentujemy charakterystykę najczęściej stosowanych, komercyjnie dostępnych enzymów litycznych.
Lizozym (muramidaza)
Lizozymy to grupa enzymów stanowiących jeden z elementów nieswoistej odpowiedzi immunologicznej, występujący w ziarnistościach fagocytów i w większości płynów ustrojowych. Mechanizm działania lizozymu polega na hydrolizie wiązań glikozydowych pomiędzy cząsteczkami kwasu N-acetylomuraminowego i N-acetyloglukozaminą w strukturze peptydoglikanu (mureiny).
Otrzymywanie: białko jaja kurzego
Specyficzność: bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne
Lizostafyna
Enzym specyficzny wobec ściany komórkowej Staphylococcus aureus, gdzie hydrolizuje mostki pentaglicynowe.
Otrzymywanie: Staphylococcus staphylolyticus
Specyficzność: bakterie z rodzaju Staphylococcus, szczególnie S. aureus
Achromopeptydaza
Enzym trawiący ścianę bakterii opornych na działanie lizozymu. Jest to endopeptydaza preferencyjnie tnąca w pozycji Lys- lub Lys-Pro-.
Otrzymywanie: oryginalnie Achromobacter lyticus/ Lysobacter enzymogenes
Specyficzność: bakterie Gram-ujemne i Gram-dodatnie, w tym Actinomycetes
Mutanolizyna
Enzym trawiący ścianę komórkową bakterii szczególnie odpornych na lizę. Podobnie jak lizozym, jest N-acetylomuramidazą, której C-koniec umożliwia rozpoznanie i wiązanie unikalnych polimerów ściany komórkowej.
Otrzymywanie: Streptomyces globisporus
Specyficzność: bakterie Gram-dodatnie, m.in. Streptococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Listeria
Chitynaza
Enzym przeprowadzający dwustopniową hydrolizę chityny wchodzącej w skład ściany drożdży i grzybów. Chitynazy produkowane są przez wiele organizmów oraz występują naturalnie w żywności.
Otrzymywanie: różnorodne systemy ekspresyjne, w tym Streptomyces griseus, Trichoderma viride
Specyficzność: drożdże i grzyby
Litykaza
Mieszanina enzymów przeznaczona do lizy ściany komórkowej drożdży. Głównym składnikiem jest β-1,3-glukanaza.
Otrzymywanie: Arthrobacter luteus, Bacillus subtilis
Specyficzność: drożdże, m.in. Ashbya, Candida, Debaryomyces, Eremothecium, Pichia, Saccharomyces
Zymolaza (glukanaza)
Enzym przeznaczony do trawienia ściany komórkowej drożdży. Wykazuje aktywność β-1,3-glukanazy oraz hydrolizuje polimery glukozy w miejscu połączeń β-1,3-glukanu.
Otrzymywanie: Arthrobacter luteus
Specyficzność: drożdże i grzyby, m.in. Asbya, Candida, Debaryomyces, Eremothecium, Endomyces, Hansenula, Hanseniaspora, Kloekera, Kluyveromyces, Lipomyces, Metschikowia, Pichia, Pullularia, Saccharomyces, Saccharomycodes, Saccharomycopsis, Schizosaccahromyces, Torulopsis
Komercyjnie dostępne są także preparaty enzymatyczne, takie jak:
Labiase™ - preparat o aktywności N-acetyloglukozaminidazy, mur amidazy i endopeptydazy. Efektywnie trawi ścianę wielu bakterii Gram-dodatnich, w tym bakterii kwasu mlekowego.
Westase™ - preparat wykazujący aktywność β-1,3-glukanazy i β-1,6-glukanazy, efektywnie lizujący drożdże oporne na działanie zymolazy.
Yatalase™ - enzym otrzymywany z Corynebacterium sp. wykazujący aktywność chitynazy, chitobiazy i β-1,3-glukanazy. Umożliwia trawienie ściany grzybów filamentujących.
KOMENTARZE