lysozymes adalah enzim-enzim hidrolitik luas di alam mampu menghidrolisis ikatan glikosidik dinding peptidoglikan bakteri. Mereka hadir pada tumbuhan dan hewan dan berfungsi sebagai mekanisme pertahanan terhadap infeksi bakteri.
Penemuan enzim ini dimulai pada tahun 1922, ketika Alexander Fleming menyadari bahwa ada protein yang memiliki kemampuan katalitik untuk melisiskan bakteri di beberapa jaringan dan sekresi manusia.
Representasi grafis dari struktur Lysozyme (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Berkat mudah diperoleh dan ukurannya yang kecil, lisozim adalah salah satu enzim pertama yang diurutkan dan strukturnya ditentukan melalui sinar-X. Saat ini digunakan sebagai sistem caral dalam kimia, enzimologi, kristalografi, dan biologi molekuler protein.
Lisozim adalah enzim “bakteriolitik” yang mengkhususkan diri dalam hidrolisis ikatan -1,4 glikosidik yang terbentuk antara asam N-asetilmuramat dan N-asetilglukosamin yang ada di dinding sel peptidoglikan yang terutama terpapar pada bakteri gram positif.
Ini memiliki berbagai fungsi, baik pencernaan dan imunologi, di semua organisme di mana ia diekspresikan dan digunakan sebagai sumber daya bioteknologi untuk berbagai tujuan.
Indeks artikel
Karakteristik
Lisozim diekspresikan oleh kelompok utama organisme hidup di planet ini, tetapi mereka sangat melimpah pada hewan dan dari sinilah mereka telah dimurnikan dan dipelajari lebih lanjut.
Pada manusia, lisozim ditemukan dalam konsentrasi tinggi di berbagai cairan dan jaringan seperti hati, tulang rawan, air liur, lendir, dan air mata. Ini diekspresikan oleh sel hematopoietik dan juga ditemukan di granulosit, monosit, dan makrofag, serta sel prekursor lainnya di sumsum tulang.
Lisozim yang berasal dari tumbuhan menghidrolisis substrat yang mirip dengan yang digunakan oleh enzim lain yang terkait erat yang dikenal sebagai kitinase, untuk alasan ini mereka juga dapat menghidrolisis ikatan dalam kitin, meskipun dengan efisiensi yang lebih rendah.
Jenis lisozim pada hewan dan ciri-cirinya
Setidaknya tiga jenis lisozim telah dijelaskan di dunia hewan:
-Lisozim tipe C ( “C” ” c onvencional” atau ” c hicken” , artinya ayam bahasa Inggris)
-Lisozim tipe G (“G” untuk ” g oose “, yang berarti angsa dalam bahasa Inggris) dan
-Lisozim tipe I (“I” dari ” i nvertebrata”)
Ketiga kelas lisozim berbeda satu sama lain dalam hal urutan asam amino, karakteristik biokimia, dan sifat enzimatiknya.
Lisozim tipe C
Lisozim ini dianggap sebagai “caral” enzim dari keluarga ini, karena mereka telah berfungsi sebagai caral untuk studi struktur dan fungsi. Mereka dikenal sebagai tipe “C” dari bahasa Inggris ” ayam ” karena mereka pertama kali diisolasi dari putih telur ayam.
Di kelas ini adalah lisozim yang diproduksi oleh sebagian besar vertebrata , terutama burung dan mamalia. Ini juga termasuk enzim yang ada di beberapa arthropoda seperti Lepidoptera, Diptera, beberapa arakhnida dan krustasea.
Mereka adalah enzim kecil karena memiliki berat molekul yang tidak melebihi 15 kDa. Mereka adalah protein dasar dengan titik isoelektrik tinggi.
Lisozim tipe G
Lisozim pertama dari jenis ini diidentifikasi dalam putih telur angsa dan terdapat pada banyak spesies burung seperti ayam, angsa, burung unta, kasuari, dan lain-lain.
Dalam beberapa kasus, lisozim tipe G lebih banyak daripada lisozim tipe C dalam putih telur burung tertentu, sementara di lain kasus, lisozim tipe C lebih berlimpah.
Lisozim ini juga terdapat pada moluska bivalvia dan pada beberapa tunikata. Mereka sedikit lebih besar dari protein tipe C, tetapi berat molekulnya biasanya tidak melebihi 25 kDa.
Lisozim tipe I
Lisozim ini terutama terdapat pada hewan invertebrata . Kehadirannya telah ditentukan dalam annelida, echinodermata, krustasea, serangga, moluska dan nematoda, dan tidak ada pada mamalia dan vertebrata lainnya.
Mereka memiliki titik isoelektrik yang lebih asam daripada protein tipe C dan tipe G.
Struktur
Ketiga jenis enzim hewan yang dijelaskan pada bagian sebelumnya memiliki struktur tiga dimensi yang cukup mirip.
Lisozim manusia adalah lisozim tipe C dan merupakan enzim pertama yang dipelajari dan dikarakterisasi secara struktural. Ini adalah protein kecil dari 130 residu asam amino dan dikodekan oleh gen yang terletak di kromosom 12, yang memiliki 4 ekson dan 3 intron.
Strukturnya dibagi menjadi dua domain: satu dikenal sebagai domain dan yang lainnya sebagai domain . Domain terdiri dari empat heliks alfa dan domain terdiri dari lembaran antiparalel dan loop besar.
Situs katalitik enzim ditemukan di celah yang terbentuk antara kedua domain dan untuk mengikat dengan substrat memiliki residu asam glutamat dan asam aspartat. Selain itu, ia memiliki setidaknya enam “subsitus” yang dikenal sebagai A, B, C, D, E dan F, yang mampu mengikat enam residu gula berturut-turut.
Fitur
Lisozim tidak hanya memiliki fungsi fisiologis dalam perlindungan dan melawan infeksi bakteri pada organisme yang mengekspresikannya, tetapi, seperti yang disebutkan, telah sangat berguna sebagai caral enzim dari sudut pandang kimia, enzimatik dan struktural.
Dalam industri saat ini diakui sebagai bakterisida yang kuat dan digunakan untuk pengawetan makanan dan obat-obatan.
Berkat reaksi yang dikatalisasi oleh enzim ini, mereka dapat bekerja pada populasi bakteri yang berbeda dan mengubah stabilitas dindingnya, yang kemudian diterjemahkan menjadi lisis sel.
Dalam hubungannya dengan enzim serupa lainnya, lisozim dapat bekerja pada bakteri gram positif dan gram negatif, itulah sebabnya mereka dapat dianggap sebagai bagian dari sistem “kekebalan” antibakteri dari berbagai kelas organisme.
Dalam sel darah putih yang ada dalam darah mamalia, enzim ini memiliki fungsi penting dalam degradasi mikroorganisme yang menyerang, menjadikannya penting untuk sistem kekebalan manusia dan mamalia lainnya.
Lisozim pada tumbuhan pada dasarnya memenuhi fungsi yang sama seperti pada hewan yang mengekspresikannya, karena mereka adalah garis pertahanan pertama melawan bakteri patogen.
Referensi
- Callewaert, L., & Michels, W. (2010). Lisozim dalam kingdom animalia. J. Biosci. , 35 (1), 127-160.
- Merlini, G., & Bellotti, V. (2005). Lisozim: Sebuah molekul paradigmatik untuk penyelidikan struktur protein, fungsi dan kesalahan lipatan. Clinica Chimica Acta , 357 , 168-172.
- Mir, A. (1977). Lisozim: ulasan singkat. Jurnal Kedokteran Pascasarjana , 53 , 257–259.
- Sahoo, NR, Kumar, P., Bhusan, B., Bhattacharya, TK, Dayal, S., & Sahoo, M. (2012). Lisozim pada Ternak: Panduan Seleksi Penyakit. Jurnal Kemajuan Ilmu Hewan , 2 (4), 347–360.
- Wohlkönig, A., Huet, J., Cairan, Y., & Wintjens, R. (2010). Hubungan Struktural dalam Superfamili Lisozim: Bukti Signifikan untuk Motif Tanda Tangan Glikosida Hidrolase. PLoS Satu , 5 (11), 1–10.
