概述
肽聚糖水解酶是一类能切割细菌肽聚糖(peptidoglycan)共价键的酶,与[[0. β-内酰胺酶(β-lactamase)]]不同——它们作用于细胞壁结构本身而非抗生素分子。包括细菌内源性自溶素、宿主固有免疫的溶菌酶,以及噬菌体编码的裂解素(endolysins)。
分类
按切割位点分为四大类:
• **胞壁质酶(Muramidase)**:切割MurNAc与GlcNAc之间的β-1,4糖苷键。溶菌酶(lysozyme)即属此类
• **葡糖胺酶(Glucosaminidase)**:切割GlcNAc与MurNAc之间的糖苷键
• **酰胺酶(Amidase)**:切割MurNAc与肽干之间的酰胺键
• **内肽酶(Endopeptidase)**:切割肽干内部或交联桥中的肽键
生物学来源
**自溶素(Autolysin)**:细菌自身产生,参与细胞分裂、肽聚糖重塑和子代释放。控制失调可导致细胞自溶——这也是β-内酰胺类抗生素杀菌的最终效应机制之一。
**溶菌酶(Lysozyme)**:宿主固有免疫的重要组分,存在于泪液、唾液、鼻腔分泌物和中性粒细胞中。对革兰阳性菌直接溶菌,对革兰阴性菌需配合补体破坏外膜后才能接触肽聚糖层。
**噬菌体裂解素(Endolysin)**:噬菌体编码,在感染周期末端从内部裂解宿主菌释放子代噬菌体。
作为新型抗菌策略
噬菌体裂解素(enzybiotics)作为新型抗菌剂的研究前景广阔:
• 高度特异性,不破坏正常菌群
• 对多重耐药菌(包括[[耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)]])有效
• 不易产生耐药性(靶向保守的细胞壁结构)
• 可外源施用,直接溶解革兰阳性菌
与β-内酰胺酶的关系
肽聚糖水解酶与[[0. β-内酰胺酶(β-lactamase)]]虽然都与细胞壁代谢相关,但作用对象完全不同:前者水解肽聚糖结构,后者水解β-内酰胺环。两者在进化上可能共享远古的丝氨酸活性位点祖先。
参考资料
1. Bush K, Jacoby GA. Updated functional classification of β-lactamases. Antimicrob Agents Chemother. 2010 2. 汪复, 张婴元.《实用抗感染治疗学》第2版, 人民卫生出版社 3. Ambler RP. The structure of β-lactamases. Philos Trans R Soc Lond B. 1980 4. Mandell, Douglas, and Bennett's Principles and Practice of Infectious Diseases, 9th Edition