天然药物活性成分与溶菌酶相互作用的研究进展

[摘要]　溶菌酶是一种广泛存在于生物体内的小分子碱性蛋白，具有抗菌消炎、抗病毒、增强免疫力等多种药理作用。能够和许多外源和内源性物质结合，运载多种药物。该文综述了不同种类的天然药物活性成分与溶菌酶的相互作用，对于全面认识天然药物的药理机制，了解药物在生物体内的转运和代谢过程以及优化药物分子结构、提高天然药物的生物利用率和生物效应等都具有重要的意义。

[关键词]　溶菌酶；天然药物活性成分；相互作用

1　溶菌酶的结构特征

溶菌酶（lysozyme，　LYSO）又称为胞壁质酶（muramidase）或N乙酰胞壁质聚糖水解酶（Nacetylmuramide　glycanhydrolase），是由18种129个氨基酸组成的小分子碱性蛋白。分子中含有6个色氨酸残基，其中4个在酶分子表层部位，2个包埋在酶分子的内部，在分子中的4对含硫氨基酸Cys间形成4个SS键，是1种结构比较稳定的蛋白质[3]。Phillips等人1965年用X射线晶体结构分析法阐明了LYSO的三维结构，LYSO分子近椭圆形，构象复杂，内部几乎都为非极性的，疏水作用在LYSO的折叠构象中起到重要作用，其分子表面有一个容纳多糖底物6个单糖的裂隙，这是LYSO的活性部位[4]。

2　溶菌酶的药理作用及应用

作为生物体内重要的非特异性体液免疫因子，LYSO具有抗菌消炎、抗病毒、增强免疫力等多种药理作用[5]。LYSO能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖，使细菌细胞壁变得松弛，失去保护细胞的作用，从而导致细胞溶解死亡。对于革兰氏阳性菌，LYSO有直接杀灭作用，在分泌型免疫球蛋白和补体的参与下，还能杀灭大肠杆菌等革兰氏阴性菌。LYSO与抗生素和其他抗菌药物合用时，可改善组织基质的黏多糖代谢，增强药物抗炎和修复的疗效[6]。另外，LYSO能与带负电荷的病毒蛋白直接作用，并与DNA，RNA及脱辅基蛋白结合成盐，使病毒失活。LYSO还可改善和增强巨噬细胞的吞噬消化功能，激活其他白细胞吞噬功能，降低细胞抑制剂导致的白细胞减少，结合细菌脂多糖，减轻内毒素作用，从而增强机体的免疫抵抗力[7]。

目前，LYSO已广泛应用于医疗、生物工程及食品工业等众多领域。在临床上，LYSO治疗五官科疾病有较好疗效；LYSO能抑制菌体糖酵解和产酸，对预防龋齿有一定作用[8]；对于轻度口腔溃疡，含服LYSO含片即可治愈[9]；复合LYSO用于治疗小儿口腔白色念珠菌病，疗程短，治愈率高[10]；LYSO与抗菌药合用治疗小儿急性鼻窦炎，痊愈速度显著加快[11]。由于LYSO有很好的耐受性和消炎作用，其对病毒性感染引起的皮肤病变如扁平疣、传染性疣等也有显著效果[12]。复合LYSO可杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）及中间型万古霉素金黄色葡萄球菌，用于治疗烧伤创面感染[13]。研究还发现，LYSO在抗肿瘤[14]、抗SARS病毒、抗HIV病毒[15]方面也有一定作用。在生物工程领域，LYSO具有破坏细菌细胞壁结构的功能，用LYSO处理革兰氏阳性菌可得到原生质体，因此LYSO是基因工程、细胞工程和发酵工程中必不可少的工具酶[16]。在食品工业方面，LYSO作为防腐剂应用于食品的防腐保鲜过程中[17]。LYSO可杀灭肠道中的腐败性微生物，促进婴幼儿肠道细菌双歧杆菌增殖，平衡肠道菌群。还能够加强血清γ球蛋白和体内防御因子对感染的抵抗力，对早产婴儿具有预防消化器官疾病的功效。

3　天然药物与溶菌酶相互作用的研究现状

31　黄酮类　黄酮类化合物（flavonoid）广泛分布于植物界中，具有多种生物活性[18]，除了具有抗菌消炎、抗突变、降压、清热解毒、镇静、利尿等作用外，在抗氧化、抗癌防癌、抑制脂肪酶等方面也有显著效果，是重要的天然产物之一[1921]。在分子水平上研究黄酮类药物小分子与蛋白质的相互作用，有助于了解药物在生物体内的代谢与转运过程，为修饰化合物结构提高药理活性提供科学的佐证。

张国文等[22]用荧光光谱法研究了生理pH条件下橙皮苷和淫羊藿苷与LYSO的相互作用，发现橙皮苷或淫羊藿苷对LYSO内源性荧光产生强烈的猝灭作用。由热力学参数得出橙皮苷与LYSO的作用力以疏水作用为主，而淫羊藿苷与LYSO的作用力主要是静电引力。LYSO与橙皮苷或淫羊藿苷之间均发生了非辐射能量转移。同步荧光研究表明橙皮苷、淫羊藿苷能够使LYSO的构象发生变化。

葛根素是由葛根提取的异黄酮类化合物，具有提高免疫力、增强心肌收缩力、保护心肌细胞、降低血压和抗血小板聚集等作用。王珍等[23]用荧光光谱法和圆二色谱法研究了葛根素与LYSO的相互作用。葛根素与LYSO的结合反应使LYSO的荧光强度降低，构象产生改变。二者以疏水作用力结合为主，LYSO（供能体）的色氨酸残基与葛根素（受能体）之间的结合距离为147　nm。

山柰酚是山柰、黄芪等中药的功能因子，具有抗肿瘤、抗炎、抗衰老、止咳和治疗支气管炎等生理活性。利用荧光光谱法结合紫外吸收光谱研究山柰酚与LYSO的相互作用发现山柰酚对LYSO内源荧光具有较强猝灭作用，猝灭机制主要为动态猝灭，疏水作用力为其结合的主要驱动力。根据Fster′s非辐射能量转移理论，确定了山柰酚在LYSO上的结合位置，表明山柰酚的部分片断能够插入LYSO分子内部[24]。

陈晓岚等[25]利用荧光光谱法和ESI质谱法对取代基不同的黄酮分子与LYSO的结合特征进行了探讨。构效关系研究表明，当黄酮上的羟基被大体积的糖取代时，会减弱黄酮分子与生物大分子之间的结合能力。同时发现磷酰化黄酮比黄酮对LYSO更具有亲和力[26]。为改造黄酮分子，更好的进行药物的活性筛选奠定了基础。

朱静风等[27]研究了29，40，45　℃条件下杜鹃素与LYSO的结合反应。氢键和范德华力是结合过程中的主要作用力，当杜鹃素与LYSO的浓度比高于54时，结合位点数增加。杜鹃素分子与LYSO色氨酸残基之间的距离为267　nm，发生了非辐射能量转移。同步荧光、紫外光谱和圆二色谱表明结合反应使LYSO的结构发生改变，α螺旋含量降低。

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