Лизоцим это что: Недопустимое название — Викисловарь

Лизоцим

СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для анализа лизоцима в вине, сыре и колбасных изделиях методом иммуноферментного анализа.

Лизоцим – это фермент, способный разрушать стенки бактерий. Такие ферменты содержатся в слюне, слизях носоглотки и ЖКТ, слезах, плазме крови, грудном молоке и моче многих животных, в том числе, и человека, а также в курином яйце и яйцах других птиц. Лизоцим является частью иммунной системы и обеспечивает защиту организма. Существует множество вариантов этого фермента, включая мутантные формы. Лизоцим куриного яйца также называют белком Gal d 4.

Лизоцим разрушает стенки грамположительных бактерий, в том числе, кисломолочных. Однако он не влияет на рост грамотрицательных бактерий и дрожжей.

В пищевой промышленности лизоцим используют в качестве консерванта, он зарегистрирован как пищевая добавка E1105. Его также применяют в научных исследованиях и для производства лекарственных средств. Продукты, содержащие лизоцим, могут привести к развитию аллергической реакции у людей, чувствительных к этому белку. К ним относятся все продукты, в состав которых входит яичный белок, яйцо или яичный порошок, а также собственно лизоцим. Помимо выпечки, хлеба, кондитерских изделий, колбас и соусов к ним относятся твердые и полутвердые сыры, а также осветленные вина. Лизоцим в них добавляют, чтобы остановить развитие микроорганизмов.

Предполагается, что лизоцим вызывает не менее 15-35% всех аллергических реакций к куриному яйцу. Это менее сильный аллерген, нежели овальбумин и овомукоид, однако он очень часто встречается в продуктах питания. Как и аллергии к другим белкам яйца, аллергия к лизоциму обычно проявляется в раннем детстве и проходит к школьному возрасту.

Как и другие продукты переработки яиц, лизоцим относится к компонентам, наличие которых, согласно ТР ТС 022/2011, необходимо указывать в составе продукции, если нет возможности гарантировать их отсутствие. В Евросоюзе действуют подобные же законодательные требования. Для определения лизоцима в пищевой продукции, в особенности, в вине и сыре, удобно использовать тест-системы для проведения ИФА. Этот высокочувствительный метод точен, не требует значительных затрат на оборудование и позволяет быстро получить результат.

Литература

  1. Infante S, López-Matas MÁ, Carnés J, Fuentes V, Alonso E, Zapatero L. Allergy reaction mediated by Gal d 4 (lysozyme) after the induction of tolerance with egg. Ann Allergy Asthma Immunol. 2014 Oct;113(4):491-2.
  2. Carstens C, Deckwart M, Webber-Witt M, Schäfer V, Eichhorn L, Brockow K, Fischer M, Christmann M, Paschke-Kratzin A. Evaluation of the efficiency of enological procedures on lysozyme depletion in wine by an indirect ELISA method. J Agric Food Chem. 2014 Jul 2;62(26):6247-53.
  3. Hoffman DR. Immunochemical identification of the allergens in egg white. J Allergy Clin Immunol. 1983 May;71(5):481-6.

Лизоцим | КормоРесурс

Лизоцим (мурамидаза) — фермент, играющий одну из ведущих ролей в естественном неспецифическом иммунитете животных и человека. Лизоцим обладает антибактериальной активностью, оказывает иммуномодулирующее, противовоспалительное, антитоксическое действие, стимулирует процессы регенерации и эритропоэза.

Антибактериальные свойства фермента лизоцима, относящегося к классу гидролаз, обусловлены его способностью разрушать клеточные стенки бактерий путём гидролиза входящего в их состав пептидогликана.

Важной особенностью лизоцима является отсутствие привыкания к нему у патоген­ных микроорганизмов, что делает его эффективным средством борьбы, как самостоятельно, так и в комбинации с антибиотиками и другими препаратами.

В состав АЛТАВИМ Лизоцим входит кормовой микробиологический лизоцим -LF-Лизоцим. Отличительной особенностью LF- Лизоцима является его способность разрушать не только грамположительные бактерии (как лизоцим животного происхождения), но и грамотрицательные бактерии. Это дает преимущество в борьбе с Escherichia Coli, Salmonella, Aeromonas hydrophila и др. бактериями, вызывающие диарею, гастроэнтериты, экземы и др. заболевания. Это уникальное свойство позволяет применять LF- Лизоцим в комплексной системе профилактики и лечения заболеваний, вызываемых Streptococcus, Staphylococcus, Clostridium и даже Mycobacterium, которые отличаются особой устойчивостью.

Применение АЛТАВИМ Лизоцима положительно влияет на зоотехнические пока­затели. Опыты на курах-несушках показывают увеличение продуктивности с 91,43% до 94,15% при снижении конверсии корма на 0,05 единиц. Применение лизоцима на бройлерах улучшило биохимические показатели крови, свидетельствующие о лучшей работе иммунитета и состоянии организма, в том числе уровень лизоцима в плазме крови увеличился на 43,16%.” На этом фоне привес бройлеров вырос на 7,79%, а конверсия корма снизилась на 3,93%. У поросят, так же на фоне улучшения иммунитета и снижения количества диарей в группах после отъема, повысились среднесуточные привеса на 18%. Введение в рацион свиноматкам АЛТАВИМ Лизоцим”, препятствует развитию воспалений молочной железы (маститы), эндометритов в послеродовый период; действующее вещество лизоцим передается через подсосных свиноматок поросятам, что препятствует развитию стрептококкоза.

В опытах, при дополнительной дачи телятам кормового лизоцима, среднее количество лизоцима в сыворотке крови телят месячного возраста увеличилось до 35-40 мкг/мл, что почти в три раза выше контроля. Следствием этого стало увеличение привесов и иммунного статуса телят. Лизоцим действовал не только в слизистой оболочке, с которой контактировал, но и частично попал в кровь, повысив её бактерицидную активность. Еще одним важным свойством лизоцима является его способность снижения количества соматических клеток в молоке и лечения маститов у коров. В ряде опытов излечение 80% коров происходит на седьмой день. При дачи лизоцима в течение 15 дней было зафиксировано отсутствие у опытных коров мастита, улучшение качественных показателей молока.

Введение в рацион животных и птиц АЛТАВИМ Лизоцим положительно влияет на эффективность и качество вакцинопрофилактики, снижает давление вторичной микрофлоры, улучшает качество старта молодняка, повышает неспецифическую резистентность организма.

чтоб иммунитет не сошел на нет

ОРВИС Лизоцим для горла: чтоб иммунитет не сошел на нет

Популярная линия средств для поддержания здоровья дыхательных путей ОРВИС от компании «Эвалар» пополнилась новинкой – препаратом ОРВИС Лизоцим для горла, способствующим поддержанию местного иммунитета слизистых оболочек полости рта и горла1. Он выпускается в удобных таблетках для рассасывания и отличается выгодной ценой2.

А знаете ли вы, что в нашей слюне есть особое вещество лизоцим? Оно помогает поддерживать местный иммунитет в полости рта и горла, защищающий нас от бактерий, вирусов и грибков. Но при массированной атаке микробов собственного лизоцима может не хватить. Тогда им гораздо проще «прорвать оборону» и вызвать воспаление слизистой оболочки

3. А это, между прочим, происходит не только в холодное время года. «Пожар» в горле может вспыхнуть в самый пик пляжного сезона. Например, при употреблении холодных напитков или долгом сидении под кондиционером.

Новый ОРВИС Лизоцим для горла от «Эвалар» на основе лизоцима и витамина B6 создан специально для поддержания местного иммунитета слизистых оболочек полости рта и горла1.

Препарат выпускается в особенно удобной форме – в таблетках для рассасывания, не требующих запивания водой. ОРВИС Лизоцим для горла можно давать даже детям с 3-х лет1,4.

Цена новинки приятно удивляет! «Эвалар» снова дарит вам возможность сэкономить, но при этом приобрести современный препарат высокого качества по стандарту GMP5! А сделать это можно в аптеках вашего города, а также в нашем Магазине здоровой жизни «Фитомаркет Эвалар».

 

1 Подтверждено СоГР № KZ.16.01.95.003.Е.001033.12.18 от 14.12.2018 г.

2 В сравнении с аналогом по действующим веществам и форме выпуска по данным сайта АС «Эвалар» (г. Москва) на 22.04.2019 г.

3 Не связанное с наличием заболевания.

4 Противопоказания к применению препарата – непереносимость яичного белка и/или других компонентов, детский возраст до 3-х лет.

5 Сертификат GMP № C0170889-173GMPMF-1 (NSF International, USA).

Аллергокомпонент k208 – лизоцим яйца nGal d4, IgE (ImmunoCAP)

Количественное определение в крови специфических иммуноглобулинов класса E к одному из аллергенов куриного белка – лизоциму.

Синонимы русские

Специфические иммуноглобулины класса Е к лизоциму куриного белка.

Синонимы английские

ImmunoCAP k208 (Egg, Lysozyme, nGal d 4), IgE; Egg, Lysozyme (nGal d 4), IgE Abin Serum; Lysozyme, nGald4, IgE.

Метод исследования

Иммунофлюоресценция на твердой фазе (ImmunoCAP).

Единицы измерения

кЕдА/л (килоединица аллергена на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную или капиллярную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Аллерген – это вещество, вызывающее аллергическую реакцию. При атопических заболеваниях аллергены стимулируют образование антител класса IgE и являются причинными факторами развития клинических симптомов аллергических заболеваний. Выявление в крови специфических иммуноглобулинов Е к определенному аллергену подтверждает его роль в развитии аллергической реакции I типа (реагиновой), а значит, позволяет определить возможного “виновника” аллергии и назначить соответствующие лечебные и профилактические мероприятия. Необходимо учитывать, что в состав аллергенного вещества нередко входит не один, а несколько белковых структур с различными биохимическими и аллергенными свойствами, которые могут влиять на характер течения атопического заболевания.

Пищевая аллергия – вызванная приемом пищи реакция, в основе которой лежат иммунные механизмы. Ее нередко можно спутать с пищевой непереносимостью, связанной с другими причинами (особенностями приготовления пищи, составом продукта, метаболическими нарушениями, заболеваниями ЖКТ).

Пищевая аллергия чаще наблюдается у детей первых лет жизни, преимущественно до трехлетнего возраста. Около 90 % всех аллергических реакций на пищу связаны с употреблением молока, куриных яиц, рыбы и морепродуктов, сои, пшеницы, арахиса и орехов. Куриные яйца, особенно яичный белок, могут вызывать аллергические реакции в виде крапивницы, ангиоотека, желудочно-кишечных расстройств, эозинофильного эзофагита, обострений атопического дерматита, риноконъюнктивита и астмы. Специфические антитела IgE к куриному яйцу выявляются у 66 % детей с атопическим дерматитом и поражением органов дыхания. Необходимо помнить, что яйца могут входить в состав различных пищевых продуктов, например макарон, сосисок и колбас, хлебобулочных и кондитерских изделий, и выступать в роли “скрытых” аллергенов, а следы куриных белков выявляются в составе некоторых вакцин, изготовленных на основе куриных эмбрионов.

Белок и желток куриного яйца отличаются по составу и аллергенным свойствам. Так, белок состоит из протеинов (10 %) и воды (88 %), а желток содержит воду (50 %), жиры (34 %) и белки (16 %). В яичном белке находятся основные аллергены куриного яйца: овальбумин (44 % всех протеинов белка), овомукоид (11 %), овотрансферрин (12 %), овомуцин (3,5 %) и лизоцим (3,4 %). Несмотря на превалирующую концентрацию овальбумина, более аллергенными считаются овотрансферрин и овомукоид. Выраженные аллергенные свойства овомукоида связаны с устойчивостью белка к термической обработке, воздействию ферментов пищеварительного тракта, особенностью и отличием процессов пищеварения у детей и взрослых. Основными аллергенными молекулами куриного белка являются гликопротеины Gal d1, Gal d2, Gal d3 и Gal d4.

Аллерген Gal d4 – белок лизоцим с молекулярной массой 14,5 кДа. Лизоцим относится к глобулярным пептидам, распространенным в различных тканях и органах животных. Он обладает антибактериальными свойствами и присутствует в сыворотке, слюне и других секретах, а его структура отличается у различных видов живых организмов. Лизоцим применяется в пищевой промышленности как пищевая добавка Е1105, биологический катализатор в производстве твердых сыров, в качестве консерванта в фармацевтической промышленности, также он входит в состав лекарственных препаратов для лечения респираторных заболеваний и используется как местное антисептическое средство. Главным образом, лизоцим с помощью биотехнологий получают из белка куриных яиц.

Сначала лизоциму как аллергену придавалось недостаточно внимания ввиду его неустойчивости к термической обработке, однако выявление специфических IgE-антител к данному белку оказалось распространенным явлением среди людей, которые регулярно работают с материалом куриных яиц. Например, было замечено, что у работников фармацевтического производства под воздействием лизоцима развивается бронхиальная астма и ринит, также наблюдаются аллергические реакции при контакте кожи с данным аллергеном. У части детей и взрослых, сенсибилизированных к куриному белку, с клиническими симптомами пищевой аллергии выявляются реагиновые антитела к лизоциму. Ингаляционное поступление лизоцима в качестве аэроаллергена является серьезной проблемой для пекарей и кондитеров, у которых развитие профессиональной бронхиальной астмы может быть связано не только с аллергенами пшеничной, ржаной или ячменной муки, но и с различными белками куриного яйца.

Людям, сенсибилизированным к лизоциму куриного белка, необходимо обращать внимание на состав и избегать употребления пищевых продуктов и лекарственных препаратов, в которые может быть добавлен данный аллергенный белок.

Целью данного исследования является определение специфических IgE к нативному (полученному из натурального сырья) аллергену куриного белка – лизоциму (nGal d4) методом ImmunoCAP. Аллергодиагностика технологией ImmunoCAP характеризуется высокой точностью и специфичностью, что достигается обнаружением в малом количестве крови даже очень низких концентраций IgE-антител. Исследование основано на иммунофлюоресценции, что позволяет увеличить чувствительность в несколько раз по сравнению с другими диагностическими методами. ВОЗ и Всемирная организация аллергологов признают диагностику с использованием ImmunoCAP как “золотой стандарт”, так как она доказала свою точность и стабильность результатов в независимых исследованиях.

Для чего используется исследование?

  • Диагностика аллергии на различные компоненты куриного белка;
  • диагностика причин развития аллергических заболеваний и их обострений у детей и взрослых;
  • диагностика причин профессиональной аллергии у работников фармацевтической и пищевой промышленности.

Когда назначается исследование?

  • При подозрении на сенсибилизацию к куриному яйцу;
  • при обследовании детей и взрослых с атопическим дерматитом, крапивницей, ангиоотеками, бронхиальной астмой, аллергическим ринитом/конъюнктивитом, желудочно-кишечными расстройствами, анафилактическим шоком и другими проявлениями аллергических заболеваний, вероятно, обусловленными употреблением или контактом с куриным белком;
  • при обследовании работников пищевой и фармацевтической промышленности с бронхиальной астмой, аллергическим ринитом, аллергическим дерматитом и пищевой аллергией.

Что означают результаты?

Референсные значения: 0 – 0,35 кЕдА/л.

Причины повышенного результата:

  • сенсибилизация к одному из аллергенов куриного белка – лизоциму.

Причины отрицательного результата:

  • отсутствие сенсибилизации к данному аллергену;
  • длительное ограничение или исключение контакта с аллергеном.

Важные замечания

  • Выполнение данного исследования безопасно для пациента по сравнению с кожными тестами (in vivo), так как исключает контакт пациента с аллергеном. Прием антигистаминных препаратов и возрастные особенности не влияют на качество и точность исследования.

Также рекомендуется

[02-029] Клинический анализ крови: общий анализ, лейкоцитарная формула, СОЭ (с микроскопией мазка крови при выявлении патологических изменений)

[08-017] Суммарные иммуноглобулины E (IgE) в сыворотке

[21-673] Аллергочип ImmunoCAP ISAC (112 аллергокомпонентов) 

[21-682] Аллергокомпонент f232 – овальбумин яйца nGal d 2, IgE (ImmunoCAP)

[21-683] Аллергокомпонент f233 – овомукоид яйца nGal d 1, IgE (ImmunoCAP)

[21-685] Аллергокомпонент f323 – кональбумин яйца nGal d 3, IgE (ImmunoCAP)

[21-627] Аллерген f2 – молоко коровье, IgE (ImmunoCAP)

[21-630] Аллергокомпонент f78 – казеин nBos d8, IgE (ImmunoCAP)

[21-629] Аллерген f231 – кипяченое молоко, IgE (ImmunoCAP)

[21-626] Аллерген e85 – перо курицы, IgE (ImmunoCAP)

[21-623] Аллерген f83 – мясо курицы, IgE (ImmunoCAP)

+ определение специфических иммуноглобулинов класса E к прочим аллергенам

Кто назначает исследование?

Аллерголог, гастроэнтеролог, педиатр, дерматолог, пульмонолог, оториноларинголог, терапевт, врач общей практики.

Литература

  • Host A. et al. Allergy testing in children: why, who, when and how? Allergy, 2003;58:1-11.
  • Mine Y, Zhang JW. Comparative studies on antigenicity and allergenicity of native and denatured egg white proteins. J Agric Food Chem 2002;50(9):2679-83.
  • Fremont S, Kanny G, Nicolas JP, Moneret Vautrin DA. Prevalence of lysozyme sensitization in an egg-allergic population. Allergy 1997;52(2):224-8.
  • Park HS, Nahm DH. New occupational allergen in a pharmaceutical industry: serratial peptidase and lysozyme chloride. Ann Allergy Asthma Immunol 1997;78(2):225-9.
  • Leser C, Hartmann AL, Praml G, Wüthrich B. The “egg-egg” syndrome: occupational respiratory allergy to airborne egg proteins with consecutive ingestive egg allergy in the bakery and confectionery industry. J Investig Allergol Clin Immunol 2001;11(2):89-9.

Лизоцим – Справочник химика 21

    Лизоцим — фермент бактериолитического действия. Иначе говоря, реакции, катализируемые лизоцимом, приводят к лизису (растворению) определенных бактериальных клеток. Поэтому изучение механизмов действия фермента, топографии его активного центра и кинетических особенносте реакций лизоцима целесообразно начать с описания структуры его специфического субстрата — пептидогликана (гликопептида или муреипа) бактериальной клеточной стенки. Сравнительно недавно постановка вопроса в таком виде звучала буквально фантастически, поскольку химическая структура гигантских макромолекул, образующих скелет клеточной стенки, была совершенно неизвестна. Однако благодаря работам большой группы исследователей, в первую очередь Солтона, Строминджера, Гуйсен, за последние 15—20 лет ситуация значительно изменилась, и к настоящему времени многие важные особенности структуры бактериальных клеточных стенок достаточно хорошо изучены. [c.139]
    В число наиболее известных гидролитических ферментов, для которых получены сведения о структуре и механизме действия, входят экзопептидаза карбоксипептидаза А (гл. 6), рибонуклеаза А (гл. 3) и лизоцим. В настоящей главе мы рассмотрим химию последнего. [c.238]

    Полимеры производных гексозы служат для построения наружных покровов насекомых (хитин) и клеточных стенок бактерий. В хитине производное гексозы, называемое К-ацетилглюкозамином, полимеризуется без образования поперечных связей. Один из слоев стенки клеток бактерий представляет собой полимер производных гексозы, который укреплен поперечными связями из коротких цепей четырех аминокислот. Человек и все остальные высшие организмы вырабатывают фермент лизоцим, который защищает их, растворяя полисахаридные стенки клеток патогенных (вызывающих болезни) бактерий. Лизоцим содержится в большинстве таких вьщелений, как пот или слезы. О-Аминокислоты обнаруживаются в живых организмах крайне редко, например их находят [c.312]

    Этот вопрос остается в целом неразрешетшым, хотя недавно было выдвинуто нредположение [14, 15], что клетки грамотрица-тельных бактерий (в частности, Е. соИ) лизируются иод действием лизоцима только ири создании условий для осмотического шока бактерий, когда суспензию бактериальных клеток резко разбавляют в присутствии фермента. При этом лизоцим захватывается потоком воды через норы во внешней мембране внутрь клетки, и скорость лизиса возрастает в 50—100 раз. Не вдаваясь в детали предлагаемой гипотезы, можно тем не менее заключить, что сложность физического доступа лизоцима к своему специфическому субстрату — пеитидогликаиу — в составе бактериальной клеточной стенки может в известной стеиени мешать оценке действительной реакционной сиособности пептидогликана и выявлению истинной субстратной специфичности фермента. Этот фактор необходимо принимать во внимание при изучении кинетики и механизмов бактериолитического действия ферментов. [c.145]

    По данным работ [161. 196]. Горизонтальной пунктирной линией вверху обозначена собственная удельная сжимаемость глобулы (средняя по всем глобулярным белкам). —эксперимент. О — аддитивный расчет. Стрелки, направленные вниз, означают величину гидратационного вклада в К 1М для глобулярных белков она отсчитывается от значения сжимаемости глобулы, для полностью развернутых цепей — от нуля, поскольку в этом случае собственная сжимаемость молекулы отражает ничтожно малую сжимаемость вандер-ваальсовых объемов аминокислотных остатков. / — рибонуклеаза 2 — лизоцим 3 — миоглобин — полиглутаминовая кислота 5 — поли-0,1-аланин — коллаген нативный [161, 202] 7 — коллаген деструктурированный (желатина) [200] [c.59]

    Лизоцим считается одним из наиболее изученных ферментов, но это относится скорее к его химической структуре и физико-химическим свойствам, чем к механизму действия. [c.200]


    К настоящему времени многие О-гликозид-гидролазы получены в высокоочищенном и в кристаллическом состоянии, для целого ряда карбогидраз получены данные о первичной структуре (всей белковой молекулы или ее фрагментов). Именно среди кар-богидраз был выбран фермент — лизоцим, для которого впервые в энзимологии было расшифровано пространственное строение с помощью рентгеноструктурных методов анализа. Карбогидразы широко используются для изучения структуры многих биологически важных соединений — гликоконьюгатов, компонентов клеточной стенки и т. д. [c.22]

    Рассмотрим лишь один наиболее простой пример ферментативный гидролиз полисахаридов. Распространенг ный фермент животных организмов (лизоцим) специфически расщепляет гликозидные связи -1 — 4-связанных [c.30]

    Полисахаридные цепи гликопептида стенки химически весьма устойчивы. Тем не менее их гидролиз легко протекает под действием специфического фермента — лизоцима, весьма распространенного в живых организмах. Обработка многих бактерий лизоцимом приводит к разрушению стенки и в обычных условиях к гибели бактериальной клетки (из-за способности лизировать, т. е. растворять бактериальные клетки, фермент и получил свое название). Ряд слизистых выделений животных организмов, таких, как слезы или слюна, содержит лизоцим, что обусловливает их защитный эффект против вторжения инфекции. [c.151]

    Лизоцим — важный белок, катализирующий гидролиз полисахарида, входящего как основной компонент в клеточные стенки [c.238]

    ЛИЗОЦИМ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕЙСТВИЯ И СПЕЦИФИЧНОСТЬ ПО ОТНОШЕНИЮ К БАКТЕРИАЛЬНЫМ И МОДЕЛЬНЫМ (ПРИРОДНЫМ И СИНТЕТИЧЕСКИМ) СУБСТРАТАМ [c.138]

    Лизоцим в зависимости от условий кристаллизуется с образованием ряда полиморфных форм — тетрагональной, триклииной, моноклинной, орторомбической [29, 30]. Наиболее известна тетрагональная структура, с использованием которой и было получено большинство рентгеноструктурных данных. По мнению самого Филлипса [5], тетрагональная структура кристаллического лизоцима имеет один серьезный недостаток — молекулы фермента в ней подходят друг к другу особенно плотно и взаимодействуют в области участков Е и Р активного центра, что не позволяет наблюдать связывание сахаров с данными участками без разрушения кристаллов. Это, видимо, стимулировало изучение других кристаллических форм лизоцима [29—31], хотя и без особого успеха в выявлении новых деталей строения активного центра и механизма его действия. Более того, выяснилось, что триклигшый лизоцим еще менее пригоден в данном отношении для исследований, поскольку у него в кристаллической ячейке взаимно блокированы три участка активного центра — О, Е и Е [32, 33]. По предварительным данным, моноклинная и орторомбическая формы кристаллического лизоцима страдают тем же недостатком [34, 34а]. В настоян ее время надежды возлагаются на лизоцимы из других источников, такие как лизоцим из белка яиц черепахи [34], четвертичная структура которого практически идентична лизоциму из белка куриных яиц, но кристаллы содержат аномально большое количество воды. Возможно, и этом случае активный центр фермента будет более доступен для аналогов субстрата и эффекторов и соответствующий рснгеноструктурный анализ приведет к более определенным выводам о топографии связывающих участков активного центра. [c.154]

    Лактатдегидрогеназа из дрожжей, суспензия Лизоцим из яичного белка, кристаллический, марка В Липаза из поджелудочной железы свиньи, лиофилизированная [c.641]

    Эта работа, хотя к настоящему времеии не полностью завершена, показала, что многие птичьи лизоцимы (за исключением, видимо, лизоцима из белка гусиных яиц [4]) весьма близки по химическому строению к лизоциму белка куриных яиц. В итоге, сейчас насчитывают пять линий лизоцимов. К ним относятся лизоцим[)1 из а) яичного белка кур (а также из органов и тканей человека и мыши, которые имеют высокую степень гомологии с лизоцимом белка куриных яиц), б) яичного белка гусей, в) микроскопических грибов, г) бактериофагов, д) растений [4]. Все эти ферменты объединяет то, что они входят в группу 0-гликозидаз и катализируют гидролиз 1,4-р-связи между остатками Ы-ацетил-мурамовой кислоты и Ы-ацетилглюкозамииа в мукополисахаридах и мукопентидах. В дальнейшем, если нет специального указания, речь идет о лизоциме белка куриных яиц. [c.139]

    Таким образом, соседняя ацетамидная группа, если она находится в трансположении по отношению к уходящей группе, может контролировать сохранение конфигурации расщепляемой гликозидной связи. Можно было бы полагать, что сохранение конфигурации связи в катализе лизоцимом обусловлено также наличием этой группы, если бы не одно обстоятельство. Выяснилось, что лизоцим не требует обязательного присутствия ацетамидной группы в кольце по соседству с расщепляемой связью. Так, хотя лизоцим и разрывает связь у N-ацетилглюкозаминовых остатков от 2 до 20 раз быстрее, чем у глюкозных [121 —123], но расщепление гликозидной связи у 2-дезоксиглюкозного остатка идет еще быстрее [123]. Наконец, по данным Брюса с сотр. [119, 120], эффективность внутримолекулярного нуклеофильного участия ацетамидной группы существенно зависит от свойств уходящей группы субстрата. Тогда этот механизм для ферментативного гидролиза полисахаридов, где уходящая группа плохая , не имеет особого значения. [c.179]

    Молекула этого фермента не очень большая его полипептидная цепь включает 129 аминокислот. Лизоцим — первый фермент, структура которого была установлена в 1967 г. с помощью рентгеноструктурного анализа [108]. В отличие от сс-химотрипсина по одной стороне эллипсоидальной молекулы лизоцима проходит глубокая щель для связывания субстрата. Щель разделена на 6 участков AB DEF. Остаток NAM может связываться только в участках В, D и F, тогда как остатки NAG синтетического субстрата могут связываться со всеми участками. Связь, которая подвергается расщеплению, находится между участками D и Е. [c.239]


    Лизоцим белка куриных яиц — мономерный белок с молекулярной массой 14 500, его полипептидная цепь состоит из 129 аминокислотных остатков, связанных поперечно четырьмя дисульфид-ными связями. Молекула лизоцима имеет примерно эллипсоидную форму с размерами 45x30x30 А [2]. [c.154]

    В 1964 г. было обнаружено, что лизоцим также может катализировать реакции трансгликозилирования [135, 136], причем наращивая полисахаридную цепь продуктов переноса до такой степени, что эти продукты становятся водонерастворимыми и выпадают в осадок, хотя исходными субстратами служат растворимые олигосахариды, фрагменты хитина [135]. За последние два десятилетия было опубликовано много работ, в которых представлены самые различные продукты трансгликозилирования, образованные при действии лизоцима на хитоолигосахариды, фрагменты бактериальных клеточных стенок и на синтетические субстраты (см. обзоры [2, 125, 126]). При этом было убедительно показано, что в некоторых особых случаях реакции трансгликозилирования не просто сопровождают гидролиз, а представляют собой необходимый этап для осуществления гидролитической реакции с достаточной скоростью [125, 126]. Это явление получило наименование гидролиз через трансгликозилирование и было впервые сформулировано в 1965 г, [137]. [c.188]

    Подобные копформациоиные переходы лизоцима обнаружены также в ряде работ другими методами. Так, в работе [157] показано, что обратимый конформационный переход лизоцима в щелочной области pH контролируется ионогенной группой с рК 9,9. В работе [158] было найдено, что прп низких значениях pH лизоцим претерпевает обратимую денатурацию, скорость которой зависит от иопизации карбоксильных групп свободного фермента с рК в области 1,4—1,8. По данным работ ([159, 160]) карбоксильная группа с аномально низким значением рКполипептидной цепью фермента и также проявляющему наимень-щую реакционную способность по отношению к мoдV фикaтopaм. [c.200]

    Следует подчеркнуть, что лизоцим стал первым ферментом, для которого специально изучалась аддитивность сродства отдельных сайтов нри связывании олигосахаридов различной степени полимеризации и показано, что она отсутствует. Это важно учитывать при интерпретации результатов многочисленных работ, в которых щироко (и формализованно) используется принцип аддитивности сродства индивидуальных сайтов активных центров деполимераз. [c.201]


Основы химии высокомолекулярных соединений (1976) — [ c.377 ]

Химия (1978) — [ c.445 , c.446 ]

Химический энциклопедический словарь (1983) — [ c.300 ]

Биохимия Том 3 (1980) — [ c.96 , c.97 ]

Химия природных соединений (1960) — [ c.0 ]

Аминокислоты Пептиды Белки (1985) — [ c.194 , c.219 , c.226 , c.344 , c.348 , c.351 , c.378 , c.380 , c.404 ]

Проблема белка (1997) — [ c.73 , c.74 , c.108 , c.181 , c.184 , c.500 , c.501 , c.508 , c.509 , c.517 , c.521 , c.539 ]

Успехи органической химии Том 1 (1963) — [ c.170 , c.197 ]

Общая органическая химия Т.11 (1986) — [ c.230 ]

Биоорганическая химия ферментативного катализа (1987) — [ c.151 , c.152 ]

Биологическая химия Изд.3 (1998) — [ c.58 ]

Молекулярная биотехнология принципы и применение (2002) — [ c.142 , c.143 , c.168 , c.169 , c.169 , c.365 , c.403 ]

Химия углеводов (1967) — [ c.615 ]

Биоорганическая химия (1991) — [ c.370 , c.371 , c.425 ]

Микробиология Издание 4 (2003) — [ c.35 ]

Биохимия (2004) — [ c.491 ]

Биоорганическая химия (1987) — [ c.95 , c.188 , c.193 , c.468 ]

Химия Краткий словарь (2002) — [ c.180 ]

Теоретические основы биотехнологии (2003) — [ c.13 ]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) — [ c.300 ]

ЯМР высокого разрешения макромолекул (1977) — [ c.351 ]

Химические реакции полимеров том 2 (1967) — [ c.0 ]

Установление структуры органических соединений физическими и химическими методами том 2 (1967) — [ c.399 , c.405 , c.417 ]

Жидкостная колоночная хроматография том 3 (1978) — [ c.2 , c.401 ]

Общая химия (1964) — [ c.487 ]

Молекулярная биология клетки Том5 (1987) — [ c.134 , c.151 ]

Методы биохимии и цитохимии нуклеиновых кислот растений (1970) — [ c.0 ]

Руководство по ядерному магнитному резонансу углерода 13 (1975) — [ c.204 ]

Новые методы анализа аминокислот, пептидов и белков (1974) — [ c.0 ]

Общая микробиология (1987) — [ c.32 , c.44 , c.52 , c.54 , c.93 , c.146 ]

Биологическая химия Издание 3 (1960) — [ c.86 ]

Основы биологической химии (1970) — [ c.89 , c.110 , c.138 ]

Основы органической химии 2 Издание 2 (1978) — [ c.126 , c.127 ]

ЭПР Свободных радикалов в радиационной химии (1972) — [ c.308 , c.309 ]

Вода в полимерах (1984) — [ c.0 ]

Поверхностно-активные вещества _1979 (1979) — [ c.165 ]

Введение в ультрацентрифугирование (1973) — [ c.142 , c.198 ]

Химия и биология белков (1953) — [ c.194 , c.224 , c.291 ]

Конфирмации органических молекул (1974) — [ c.21 , c.124 , c.359 , c.387 , c.389 , c.392 , c.394 ]

Биохимический справочник (1979) — [ c.111 ]

Пептиды Том 2 (1969) — [ c.236 , c.280 ]

Курс органической и биологической химии (1952) — [ c.430 ]

Катализ в химии и энзимологии (1972) — [ c.58 , c.182 , c.184 , c.238 , c.239 , c.243 ]

Химия органических лекарственных веществ (1953) — [ c.488 ]

Основы органической химии Ч 2 (1968) — [ c.79 , c.80 , c.81 ]

Биология Том3 Изд3 (2004) — [ c.24 , c.130 , c.132 , c.133 , c.138 , c.156 , c.311 , c.315 ]

Полимеры медико-биологического назначения (2006) — [ c.191 ]

ЯМР высокого разрешения макромолекул (1977) — [ c.351 ]

Молекулярная генетика (1974) — [ c.273 , c.445 , c.447 ]

Ферменты Т.3 (1982) — [ c.2 , c.3 , c.17 , c.112 , c.322 , c.323 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) — [ c.158 ]

Проблема белка (1996) — [ c.37 , c.50 , c.229 , c.243 , c.244 , c.245 , c.246 , c.247 , c.258 , c.259 , c.269 , c.270 , c.281 , c.305 , c.306 , c.310 , c.341 , c.353 , c.378 , c.378 , c.379 ]

Проблема белка Т.3 (1997) — [ c.73 , c.74 , c.108 , c.181 , c.184 , c.500 , c.501 , c.508 , c.509 , c.517 , c.521 , c.539 ]

Основы учения об антибиотиках (2004) — [ c.394 , c.395 , c.423 , c.461 ]

Микробиология Изд.2 (1985) — [ c.30 ]

Аффинная хроматография Методы (1988) — [ c.204 ]

Биофизическая химия Т.1 (1984) — [ c.34 , c.35 , c.51 , c.55 , c.96 , c.100 , c.101 , c.109 , c.112 , c.211 , c.275 ]

Биофизическая химия Т.2 (1984) — [ c.80 , c.160 , c.161 , c.189 , c.217 , c.238 , c.279 , c.363 , c.382 , c.383 ]

Жизнь микробов в экстремальных условиях (1981) — [ c.143 ]

Искусственные генетические системы Т.1 (2004) — [ c.0 ]

Иммунология (0) — [ c.326 ]

Структура и функции мембран (1988) — [ c.37 ]

Гены и геномы Т 2 (1998) — [ c.286 ]

Методы очистки белков (1995) — [ c.45 , c.46 , c.50 , c.106 , c.107 , c.312 ]

Биосенсоры основы и приложения (1991) — [ c.0 ]

Молекулярная биология клетки Сборник задач (1994) — [ c.35 ]

Основы биохимии (1999) — [ c.24 , c.62 , c.70 , c.72 , c.83 , c.88 , c.97 , c.99 , c.110 , c.140 , c.299 , c.313 ]

Сборник Иммуногенез и клеточная дифференцировка (1978) — [ c.30 , c.137 ]

Структура и механизм действия ферментов (1980) — [ c.22 , c.24 , c.41 , c.43 , c.49 , c.50 , c.67 , c.98 , c.150 , c.159 , c.185 , c.186 , c.189 , c.230 , c.248 , c.276 , c.299 , c.300 , c.315 , c.317 , c.326 , c.395 , c.399 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) — [ c.158 ]

Биохимия Т.3 Изд.2 (1985) — [ c.132 , c.133 , c.134 , c.135 , c.136 , c.137 , c.138 , c.139 , c.140 , c.141 , c.142 , c.143 , c.173 ]


Лизоцим.

Особая и немаловажная роль в естествен­ной резистентности принадлежит лизоциму, открытому в 1909 г. П. Л. Лащенко и выделен­ному и изученному в 1922 г. А. Флемингом.

Лизоцим — это протеолитический фермент мурамидаза (от лат. mumsстенка) с моле­кулярной массой 14—16 кДа, синтезируемый макрофагами, нейтрофилами и другими фаго­цитирующими клетками и постоянно поступа­ющий в жидкости и ткани организма. Фермент содержится в крови, лимфе, слезах, молоке, сперме, урогенитальном тракте, на слизистых оболочках дыхательных путей, ЖКТ, в мозге. Отсутствует лизоцим лишь только в спинно­мозговой жидкости и передней камере гла­за. В сутки синтезируется несколько десятков граммов фермента.

Механизм действия лизоцима сводится к разрушению гликопротеидов (мурамиддипептида) клеточной стенки бакте­рий, что ведет к их лизису и способствует фаго­цитозу поврежденных клеток. Следовательно, лизоцим обладает бактерицидным и бактериостатическим действием. Кроме того, он акти­вирует фагоцитоз и образование антител.

Нарушение синтеза лизоцима ведет к сни­жению резистентности организма, возник­новению воспалительных и инфекционных заболеваний; в таких случаях используют для лечения препарат лизоцима, получаемый из яичного белка или путем биосинтеза, так как он продуцируется некоторыми бактериями (например, Bacillus subtilis), растениям семейс­тва крестоцветных (редис, репа, хрен, капуста и т. д.). Химическая структура лизоцима извес­тна, и он синтезирован химическим способом.

Интерферон

Интерферон относится к важным защитным белкам иммунной системы. Открыт в 1957 г. А. Айзексом и Ж. Линдеманом при изучении интерференции вирусов (лат. interмеж­ду и ferens — несущий), т. е. явления, когда животные или культуры клеток, инфициро­ванные одним вирусом, становились нечувс­твительными к заражению другим вирусом. Оказалось, что интерференция обусловлена образующимся при этом белком, обладаю­щим защитным противовирусным свойством. Этот белок назвали интерфероном. В насто­ящее время интерферон достаточно хорошо изучен, известны его структура и свойства, и он широко используется в медицине как ле­чебное и профилактическое средство.

Интерферон представляет собой семейство белков-гликопротеидов с молекулярной мас­сой от 15 до 70 кДа, которые синтезируются клетками иммунной системы и соединитель­ной ткани. В зависимости от того, какими клетками синтезируется интерферон, выделя­ют три типа: α, β и β-интерфероны.

Альфа-интерферон вырабатывается лейкоцитами и он получил название лейкоцитар­ного; бета- интерферон называют фибробластным, поскольку он синтезируется фибробластами — клетками соединительной ткани, а гамма-интерферон — иммунным, так как он вырабатывается активированными Т-лимфоцитами, макрофагами, естественными килле­рами, т е. иммунными клетками.

Интерферон синтезируется в организме постоянно, и его концентрация в крови де­ржится на уровне примерно 2 МЕ/мл (1 меж­дународная единица — ME — это количество интерферона, защищающее культуру клеток от 1 ЦПД50 вируса). Выработка интерферона резко возрастает при инфицировании виру­сами, а также при воздействии индукторов интерферона, например РНК, ДНК, сложных полимеров. Такие индукторы интерферона получили название интерфероногенов.

Помимо противовирусного действия интер­ферон обладает противоопухолевой защитой, так как задерживает пролиферацию (размноже­ние) опухолевых клеток, а также иммуномодулирующей активностью, стимулируя фагоцитоз, естественные киллеры, регулируя антителообразование В-клетками, активируя экспрессию главного комплекса гистосовместимости.

Механизм действия интерферона сложен. Интерферон непосредственно на вирус вне клетки не действует, а связывается со спе­циальными рецепторами клеток и оказыва­ет влияние на процесс репродукции вируса внутри клетки на стадии синтеза белков.

Действие интерферона тем эффективнее, чем раньше он начинает синтезироваться или пос­тупать в организм извне. Поэтому его использу­ют с профилактической целью при многих ви­русных инфекциях, например гриппе, а также с лечебной целью при хронических вирусных инфекциях, таких как парентеральные гепати­ты (В, С, D), герпес, рассеянный склероз и др. Интерферон дает положительные результаты при лечении злокачественных опухолей и забо­леваний, связанных с иммунодефицитами.

Интерфероны обладают видоспецифичностью, т. е. интерферон человека менее эффек­тивен для животных и наоборот. Однако эта видоспецифичность относительна. Получают интерферон двумя способами: а) путем инфи­цирования лейкоцитов или лимфоцитов кро­ви человека безопасным вирусом, в результате чего инфицированные клетки синтезируют интерферон, который затем выделяют и конс­труируют из него препараты интерферона; б) генно-инженерным способом — путем выра­щивания в производственных условиях рекомбинантных штаммов бактерий, способных продуцировать интерферон. Обычно используют рекомбинантные штаммы псевдомонад, кишечной палочки со встроенными в их ДНК генами интерферона. Интерферон, получен­ный генно-инженерным способом, носит на­звание рекомбинантного. В нашей стране рекомбинантный интерферон получил офици­альное название «Реаферон». Производство этого препарата во многом эффективнее и дешевле, чем лейкоцитарного.

Рекомбинантный интерферон нашел ши­рокое применение в медицине как профилак­тическое и лечебное средство при вирусных инфекциях, новообразованиях и при иммунодефицитах.

Lysozyme (LZM) — Лизоцим

Московский государственный университет

Исследовательский центр им.Алмазова

НЦ вирусологии и биотехнологии “Вектор”

Институт медико-биологических проблем РАН

Институт Цитологии и Генетики СО РАН

Институт физиологии им. Павлова

Сеченовский Университет

МНТК Микрохирургии глаза им.Федорова

МФТИ

Институт экспериментальной медицины

Исследовательский центр им. Дмитрия Рогачева

НИЦ Курчатовский институт

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова

НИИ глазных болезней им. Гельмгольца

НЦ акушерства, гинекологии и перинатологии им.Кулакова

ИЭФБ РАН им.Сеченова

Национальный исследовательский университет Лобачевского

Томский научный исследовательский медицинский центр

Казанский Федеральный Университет

СЗГМУ им.Мечникова

Балтийский федеральный университет

Научный центр неврологии

Северо-Кавказский федеральный университет

Дальневосточный федеральный университет

ФНКЦ физико-химической медицины

ФНКЦ реаниматологии и реабилитологии

Сибирский федеральный университет

Институт биологии гена РАН

ФИЦ Питания и биотехнологий

Сибирский медицинский университет

Институт биофизики клетки РАН

НИПИ им. Бехтерева

Институт Фундаментальных Проблем Биологии РАН

Институт токсикологии ФМБА России

НИИ Акушерства и гинекологии им. Отта

НИИ Психического здоровья

РМАПО

Красноярский медицинский университет им. Войно-Ясенецкого

Алтайский медицинский университет

Ниармедик

Волгоградский медицинский университет

Новосибирский медицинский университет

РНИОИ

ИБХ РАН им. акад. Шемякина и Овчинникова

Петровакс Фарм

Южно-Уральский государственный университет

ПИМУ

ФНЦ Пищевых систем им.Горбатова РАН

Лизоцим – обзор | ScienceDirect Topics

11.1 Введение

Лизоцим, также называемый мурамидазой, представляет собой тип гликангидролазы, которая гидролизует β-1,4-связи между остатками N -ацетил-d-глюкозамина и N -ацетилмурамовой кислоты в пептидогликане. стенок бактериальных клеток (Yang et al., 2011). Лизоцим в основном содержится в слюне, слезах, сыворотке крови, человеческом и коровьем молоке, белке яиц птиц (Wu et al., 2015) и в некоторой степени в некоторых бактериях и бактериофагах.Кроме того, как показано в таблице 11.1, некоторые растения также обладают этим ферментом (Liburdi et al., 2014). Что касается его действия, хорошо известно, что лизоцим обладает бактерицидным действием против грамположительных бактерий. Однако в отношении грамотрицательных бактерий он практически неэффективен из-за наличия внешней мембраны, содержащей липополисахариды (Lucera et al., 2012). Тем не менее, существует несколько методов повышения способности лизоцима лизировать грамотрицательные бактерии, в том числе модификация фермента путем присоединения его к другим соединениям, вызывающая денатурацию фермента, использование мембранопроницаемых агентов вместе с ферментом или с помощью фермента в сочетании с импульсным электрическим полем (Liburdi et al., 2014). Этот ферментативный белок был открыт Александром Флемингом в 1921 году. Он имеет молекулярную массу примерно 14–15 кДа ​​с изоэлектрической точкой около pH 11. Структурно он состоит из одной полипептидной цепи из 129 аминокислот и, как установлено, сшиты в четырех разных местах дисульфидными мостиками (Банк данных биологического магнитного резонанса, 2017; Liburdi et al., 2014; Wu et al., 2015). Дисульфидные мостики вместе с шестью участками спирали обеспечивают высокую термостабильность фермента.Некоторые аминокислоты, такие как Asp-52 и Glu-35, присутствующие в активном центре фермента, также весьма важны для каталитического действия лизоцима (Банк данных биологического магнитного резонанса, 2017; Cegielska-Radziejewska et al., 2008). .

Таблица 11.1. Содержание лизоцима (ч/млн в пересчете на сырую массу [ВМ]) Присутствует в выделениях, биологических жидкостях и тканях человека и животных

1
Источник лизоцима Лизоцим (ч/млн сырой массы)
1 9 Рди, К., Benucci, I., Esti, M., 2014. Лизоцим в вине: обзор текущих и будущих применений. Компр. Преподобный Food Sci. Пищевая безопасность 13, 1062–1073.

Лизоцимы в основном классифицируются как С-тип (куриный или обычный тип), G-тип (гусиный тип) или I-тип (тип беспозвоночных) на основе различий в аминокислотных последовательностях и третичных структурах белков. . Как лизоцим куриного яйца (cLYS), так и лизоцим человека (hLYS) относятся к категории C-типа. Но, несмотря на то, что cLYS можно легко получить из яичных белков, на его долю приходится 3.5% от общего количества белков яичного белка, hLYS демонстрирует более высокую термическую стабильность и в три раза большую антибактериальную активность из-за различий в катионных остатках и трехмерных структурах. Кроме того, hLYS также терапевтически более эффективен против широкого спектра заболеваний человека, практически не вызывая иммуногенности и побочных эффектов. Однако использование hLYS в значительной степени ограничено из-за его ограниченного источника (Callewaert and Michiels, 2010; Cegielska-Radziejewska et al., 2009; Ву и др., 2015).

Таким образом, лизоцим представляет собой фермент, который естественным образом присутствует в значительных количествах в птичьих яйцах и молоке млекопитающих и обычно считается безопасным (GRAS) для непосредственного добавления в пищу. Лизоцим из белка куриного яйца особенно широко известен благодаря его применению в качестве противомикробного средства в пищевых продуктах, а также широко используется в качестве консерванта в рыбе и рыбных продуктах, мясе и мясных продуктах, молоке и молочных продуктах, а также фруктах и ​​овощах (Gyawali и Ибрагим, 2014).Огромное значение, которое лизоцим имеет в области пищевых применений, видно из того факта, что даже Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) разрешает использовать лизоцим в качестве консерванта в пищевых продуктах. В настоящее время он используется в китайской лапше, сыре, суши, соленьях кимучи и в производстве вина (Abeyrathne et al., 2013).

Недавнее понимание функций лизоцима

Лизоцим, продуцируемый нейтрофилами и макрофагами, может быть доставлен в фагосомы, содержащие бактерии [1].Соответственно, бактерии, более чувствительные к лизоциму, с большей вероятностью будут деградировать в фагосомах макрофагов LysM-зависимым образом [31, 96]. В нейтрофилах человека мы недавно продемонстрировали корреляцию между чувствительностью N . gonorrhoeae к лизоциму и повышенной активации нейтрофилов, что измеряется повышенным высвобождением гранул на плазматической мембране и в фагосомах, что показывает, что лизоцим может модулировать иммунную активацию в других фагоцитах [36].Рецепторы распознавания образов, активируемые после опосредованной лизоцимом деградации, включают рецепторы NOD1 и NOD2, Toll-подобные рецепторы (TLR) и инфламмасомы. Следующие разделы будут охватывать эти воспалительные реакции в основном в контексте фагоцитов.

Влияние лизоцима на врожденное обнаружение PG через NOD1 и NOD2

PG вырабатывается почти всеми бактериями, но не эукариотами, что делает его отличной мишенью для рецепторов распознавания образов. Восприятие PG цитозольными рецепторами NOD1 и NOD2 стимулирует последующие провоспалительные сигнальные события посредством активации NF-kB, включая продукцию провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин (IL)8 и антимикробные молекулы [97, 98].Примечательно, что достаточное количество стимулирующего PG может высвобождаться лизоцимом, даже если лизоцим не оказывает заметного влияния на жизнеспособность бактерий [96].

У человека NOD1 распознает производные PG пептиды, содержащие D-глутамил- мезо -диаминопимелиновую кислоту (iE-DAP), что делает NOD1 селективным рецептором для обнаружения грамотрицательных бактерий, которые преимущественно включают эту аминокислоту в PG () [98]. Бактерии естественным образом высвобождают трипептид L-аланин-D-глутамил- мезо--диаминопимелиновую кислоту, а не iE-DAP, во время нормального обновления клеточной стенки, и этот трипептид, связанный или не связанный с NAM, стимулирует NOD1 в большей степени, чем iE-DAP. Только ДАП [99–101].На сегодняшний день никакие модификации, влияющие на способность лизоцима гидролизовать гликановый остов PG, не вовлечены в передачу сигналов через NOD1; однако распознавание NOD1 снижается из-за изменений в пептидной основе PG, которые также влияют на чувствительность к лизоциму, таких как миристоилирование N- или амидирование глутаминовой кислоты [97, 101].

NOD2 распознает NAM с прикрепленным дипептидным стеблем (например, мурамилдипептид или MDP), который продуцируется как грамотрицательными, так и грамположительными бактериями () [98].Распознавание MDP с помощью NOD2 является прямым, и присутствие NAM в MDP жизненно важно для эффективного распознавания NOD2-MDP [101–104]. Биохимические свойства MDP и NOD2, которые способствуют связыванию лиганда и последующей передаче сигналов NOD2, рассмотрены в [98, 105]. NOD2 еще предстоит кристаллизоваться в комплексе с MDP, но предполагается, что NOD2 взаимодействует с пептидной ножкой и проксимальными атомами углерода NAM (например, C2) [106]. Модификации PG, которые изменяют опосредованный лизоцимом гидролиз, также влияют на распознавание NOD2-MDP и передачу сигналов NOD2.В частности, N -гликолилирование NAM по проксимальной С2 N -ацетильной группе усиливает распознавание MDP NOD2 [42, 43, 107], а N -деацетилирование NAM по С2 положению, как и у PdaC-экспрессирующих Б . subtilis отменяет его [44, 107]. Напротив, добавление стеароильной жирной кислоты к дистальной O -ацетильной группе C6 в NAM не ингибирует передачу сигналов NOD2 и фактически усиливает ее, делая возможным прямое проникновение MDP в цитозоль [108].

Высвобождение мономеров PG лизоцимом является важной предпосылкой для активации NOD2. Химически синтезированные фрагменты PG с различной длиной гликанов (например, тетрасахарид, октасахарид и т. д.) использовались, чтобы показать, что более мелкие фрагменты PG более стимулируют NOD2 [102, 109]. Клеточная стенка L . monocytogenes , который по своей природе содержит N -деацетилированный NAG, является плохим активатором NOD2 в эпителиальных клетках HEK293, если только он не предварительно расщеплен мутанолизином, который гидролизует PG так же, как это делает лизоцим, но на него не влияет эта модификация [15]. .Клеточная стенка из L . Мутант monocytogenes pgdA , который имеет ацетилированный NAG, был более стимулирующим к NOD2, чем клеточная стенка дикого типа (WT), но заметно меньше, чем предварительно расщепленный PG [15]. Примечательно, что в то время как мономеры PG, полученные из лизоцима, могут стимулировать NOD2, мономеры PG, полученные из бактериальных литических трансгликозилаз, слабо стимулируют NOD2 [110, 111].

NOD1 широко экспрессируется в различных типах клеток, включая эпителиальные клетки, и, таким образом, способствует провоспалительной передаче сигналов в этих типах клеток [98].Экспрессия NOD1 относительно низка в фагоцитах, но NOD1 участвует в изменении функции фагоцитов in vivo, хотя до сих пор неясно, обусловлено ли это специфическим для фагоцитов ответом NOD1 [112-114]. Напротив, экспрессия NOD2 в значительной степени ограничена фагоцитами и некоторыми специализированными типами клеток, такими как кишечные клетки Панета [98, 114-116]. Текущая рабочая модель активации рецепторов семейства NOD в фагоцитах предполагает, что бактерии подвергаются фагоцитозу и направляются в лизосомы, содержащие лизоцим и другие антимикробные компоненты.Там интактный нерастворимый PG процессируется во фрагменты PG лизоцим-зависимым образом. Затем мономеры PG транспортируются через эндосомальную мембрану с помощью переносчиков пептидов семейства SLC15 к белкам NOD, которые стыкуются с цитозольной стороной эндосомы [96, 117, 118]. Фагоциты, по-видимому, оптимизированы для ответа на продуцируемые фагосомами фрагменты PG, а не внеклеточные, потому что периферические моноциты и нейтрофилы плохо реагируют на внеклеточный MDP [119], а макрофаги только макропиноцитозируют растворимый MDP при высоких концентрациях лиганда [120].Дальнейшее тестирование этой модели оказалось затруднительным, поскольку первичные фагоциты плохо поддаются генетическим манипуляциям и имеют ограниченное сходство с предпочтительной моделью для биологии NOD, иммортализованной клеточной линией HEK293, в которой сверхэкспрессированы белки NOD. В отличие от фагоцитов, клетки HEK293 могут обнаруживать экзогенные, растворимые PG, что позволяет обойтись без фагосомного процессинга [116, 119].

В совокупности эти данные показывают, что способность лизоцима расщеплять PG изменяет продукцию лигандов, которые распознаются NOD.Два из остающихся нерешенными вопросов в этой области, которые имеют отношение к этому обзору, включают определение того, какие структуры PG в конечном итоге распознаются NOD в фагоцитах и ​​как модификации, которые изменяют опосредованный лизоцимом процессинг, манипулируют этим распознаванием.

Лизоцим и активация TLRs и инфламмасом

Опосредованная лизоцимом деградация бактерий усиливает высвобождение иммуномодулирующих бактериальных продуктов, включая, помимо прочего, PG. Например, чувствительный к лизоциму S . aureus более подвержен деградации макрофагами, что коррелирует с повышенной продукцией воспалительных цитокинов, таких как TNFα и IL6, через TLR2 и TLR9, рецепторы липопротеинов бактериального происхождения и ДНК, соответственно [121]. Точно так же чувствительны к лизоциму L . monocytogenes индуцирует высвобождение воспалительных цитокинов, включая интерфероны типа I, из макрофагов по пути, который зависит от TLR2 [15].

Часто усиленный провоспалительный ответ макрофагов происходит за счет повышенной активации инфламмасомы, что приводит к секреции IL1β () [29, 31, 121–124].Активность PG и/или NOD2 вовлечена в стимуляцию инфламмасом NLRP3, а также инфламмасом NLRP1 и AIM2 [31, 125–128]. Когда лизоцим в макрофагах ингибируется с помощью экзогенно добавленного полимера NAG (например, triNAG) или на фоне LysM -/- , PG вызывает меньшую активацию инфламмасомы [29, 31]. Напоминая о влиянии на активацию NOD, в макрофагах нерастворимый PG, но не растворимый PG, активирует инфламмасому [29]. Один прямой механизм активации инфламмасом с помощью PG был недавно выяснен Wolf et al., которые сообщили, что NAG стимулирует путь, ведущий к повторной локализации гексокиназы из митохондрий в цитозоль, тем самым активируя NLRP3 [128]. N -деацетилирование NAG отменяет этот ответ, связывая модификации PG и, как следствие, восприимчивость к лизоцим-опосредованной деградации с активацией NLRP3 [128]. Активация воспалительного процесса может также быть косвенной через катализируемое лизоцимом высвобождение других стимулирующих бактериальных факторов.

Лизоцим модулирует иммунный ответ.

В месте инфекции внеклеточный лизоцим (красный сектор), который локально секретируется эпителием, может убивать бактерии, что приводит к высвобождению PAMPs, включая, помимо прочего, мономерные PG. Это может инициировать управляемый эпителием ответ, который приводит к привлечению фагоцитов (здесь не показано). Резидентные или рекрутированные макрофаги также секретируют лизоцим внеклеточно и могут интернализовать бактерии, доставляя лизоцим в бактериосодержащую фагосому. В макрофагах бактериальная деградация фагосомальным лизоцимом высвобождает PAMP, которые стимулируют сильный провоспалительный цитокиновый ответ и активируют инфламмасомы.Активность нейтрофилов может быть аналогичным образом усилена опосредованной лизоцимом деградацией фагосомальных бактерий, сродни макрофагам. Отложение комплемента (синие кружки) на частицах, включая бактерии и/или нерастворимые полимерные ПГ, усиливает бактериальный фагоцитоз, а также продуцирует производные комплемента анафилатоксины (желтые звездочки), которые являются хемотаксическими для фагоцитов. Поскольку фагоциты плохо реагируют на внеклеточные мономерные ПГ, а мономерные ПГ не могут активировать комплемент, деградация бактериальных ПГ внеклеточным лизоцимом ограничивает активацию и рекрутирование фагоцитов.Таким образом, активность лизоцима может усиливать или ослаблять иммунный ответ. Сокращения: PAMP, патоген-ассоциированный молекулярный паттерн; ПГ, пептидогликан.

Повышенная опосредованная лизоцимом деградация бактерий в фагоцитах может привести к чрезмерному воспалительному ответу. Например, макрофаги, фагоцитирующие S . aureus , лишенные O -ацетилирования, имеют повышенную активацию инфламмасом in vitro, что коррелирует с увеличением размера поражения в модели подкожной инфекции кожи in vivo [29].В этом контексте ингибирование лизоцима с помощью TriNAG снижало активацию воспалительных процессов in vitro [29]. Точно так же Мюллер и соавт. недавно обнаружил, что воздействие S . aureus , несущий уменьшенное количество перекрестных связей PG, приводил к повышенной активации воспаления в макрофагах in vitro и увеличению размера поражения in vivo, возможно, из-за усиленного расщепления лизоцимом недостаточно сшитых PG [124].

Вместе эти результаты показывают, что лизоцим-опосредованное переваривание PG приводит к активации нескольких семейств врожденных иммунных рецепторов, которые стимулируют провоспалительные реакции.Расположение активности лизоцима (особенно внутриклеточного лизоцима), восприимчивость PG к расщеплению лизоцимом, а также количество и состав высвобождаемых в результате факторов – все это модулирует степень и степень активации врожденного иммунитета.

Лизоцим | Виноградарство и виноделие

Краткое описание:

Лизоцим представляет собой фермент, содержащийся в яичном белке и других продуктах животного происхождения, который демонстрирует антибактериальное действие, вызывая лизис клеток у ряда видов бактерий (Hughey and Johnson 1987).Известно, что большинство грамположительных бактерий особенно чувствительны к лизоциму, хотя известно также, что есть ряд грамотрицательных бактерий, чувствительных к этому ферменту (Masschalck and Michiels 2003). Этот фермент представляет собой пептидогликан N-ацетилмурамоилгидролазу, которая использует пептидогликан в качестве субстрата (Masschalck and Michiels 2003). Пептидогликан является основным компонентом защитного слоя клеточных стенок как грамположительных, так и грамотрицательных клеток. Лизоцим гидролизует пептидогликан, что приводит к лизису клеток (Masschalck and Michiels 2003).Грамотрицательные бактерии имеют сложную структуру внешней мембраны, которая часто защищает пептидогликановый слой от активности лизоцима (Ellison and Giehl, 1991). Не все грамотрицательные клетки полностью устойчивы к лизоциму, и часто среду клеток можно увеличить, чтобы сделать их восприимчивыми к лизису клеток лизоцимом. Организмы, вероятно, производят эти ферменты для защиты от проблемных бактерий. Применение добавки лизоцима для контроля популяций бактерий особенно ценно в пищевой промышленности и производстве напитков.

Применение в микробиологии вина:

Молочнокислые бактерии являются распространенными микроорганизмами, вызывающими порчу вина. Они также проводят яблочно-молочное брожение, которое многие виноделы считают желательным; однако виноделы часто работают над предотвращением этого брожения, чтобы сохранить определенный стиль вина. Молочнокислые бактерии процветают во многих винах после ферментации, и это полезно для предотвращения нежелательного роста этих организмов. Было обнаружено, что благодаря своим антибактериальным свойствам лизоцим эффективно снижает популяцию молочнокислых бактерий (Gao et al.2002). Исследования активности лизоцима не выявили влияния на клетки дрожжей, а также выявили некоторое снижение количества уксуснокислых бактерий (Gao et al. 2002). Добавление лизоцима для подавления роста бактерий может быть особенно полезным в винах с высоким pH, где SO2 менее эффективен (Gao et al. 2002).

Каталожные номера:

  • Эллисон Р.Т., Гил Т.Дж., Уничтожение грамотрицательных бактерий лактоферном и лизоцимом. 1991 Дж. Клин. Вкладывать деньги. 88: 1080-1091
  • Гао Ю.С., Чжан Г., Кренц С., Дариус С., Пауэр Дж., Лагард Г., Ингибирование порчи молочнокислых бактерий лизоцимом во время спиртового брожения вина. 2002  Австралийский журнал исследований винограда и вина  8, 76–83
  • Хьюи В.Л., Джонсон Э.А., Антимикробная активность лизоцима в отношении бактерий, вызывающих порчу пищевых продуктов и болезни пищевого происхождения, 1987 г., Прикладная и экологическая микробиология. 2165-2170
  • Masschalck B., Michiels C.W., Противомикробные свойства лизоцима по отношению к вегетативным бактериям пищевого происхождения.2003 г., Критические обзоры микробиологии 29(3): 191-214

Школа биомедицинских наук Wiki

Из Школы биомедицинских наук Wiki

Лизоцимы представляют собой ферменты, которые ингибируют или уничтожают рост бактерий, расщепляя углеводы, содержащиеся в их пептидогликановых клеточных стенках. Он делает это путем гидролиза связи между N-ацетилглюкозамином (NAG) и N-ацетилмурамовой кислотой (NAM).Это приводит к тому, что бактериальная клетка становится более проницаемой, что может привести к ее лизису. Поэтому можно сказать, что лизоцим является частью иммунной системы. Он присутствует у птиц, млекопитающих и насекомых [1] . Лизоцимы катализируют реакции путем гидролиза, добавляя молекулу воды между двумя соседними сахарными группами, что разрывает одинарную связь [2] . Согласно Helal R, et al. , лизоцим помимо иммунитета обладает и другими свойствами; он действует против вирусов, воспалений и рака.

Применение лизоцима

Лизоцим очень полезен в молекулярной биологии из-за его способности осуществлять лизис клеток, что является важным процессом при экстракции рекомбинантной ДНК [3] .

Он также защищает от заражения вирусами, а также предотвращает проникновение дрожжей или грибков в области, содержащие слизь [4] .

История

Впервые лизоцим был обнаружен в куриных яйцах в 1909 году Лащенко. В 1919 году Блумфилд обнаружил, что фермент также присутствует в слюне.Его структура была определена в 1965 г. Blake et al. , а в 1966 году был объяснен его функциональный путь [5] .

Молекулярная структура

Лизоцим курицы состоит из ста двадцати восьми аминокислот. Аминокислоты других видов птиц проявляют гомологию и отличаются только 4-20 аминокислотами. Этот фермент состоит из активного центра, который делит его на две части, соединенные альфа-спиралью. Одна часть состоит полностью из структуры бета-листа, а другая часть состоит из спирали [6] [7] .

Ссылки

  1. ↑ Worthington Biochemical Corporation, (2011). Лизоцим. http://www.worthington-biochem.com/ly/default.html. 12.01.2011.
  2. ↑ Брюс Альбертс [и др.], Молекулярная биология клетки, 5-е изд., (2008) стр. 164
  3. ↑ Инвитра, (без даты). Что такое лизоцим? http://www.invitria.com/products-and-services/lysozyme.html. 12.01.2011.
  4. ↑ Инвитра, (без даты). Что такое лизоцим? http://www.invitria.com/products-and-services/lysozyme.html. 12.01.2011.
  5. ↑ Worthington Biochemical Corporation, (2011).Lysozyme.http://www.worthington-biochem.com/ly/default.html. 12.01.2011.
  6. ↑ Worthington Biochemical Corporation, (2011). Лизоцим. http://www.worthington-biochem.com/ly/default.html. 12.01.2011.
  7. ↑ Хелал, Р. Бадер, Д. Мельциг, М.Ф. 2012;67(6):564-6. Стимуляция выделения лизоцима избранными микробными препаратами.

границ | Диетический лизоцим изменяет микробиоту кишечника свиноматки, иммунитет сыворотки и профиль молочных метаболитов

Введение

Кишечные инфекции, вызванные патогенами, такими как энтеротоксигенная Escherichia coli (ETEC), оказывают значительное негативное влияние на выживаемость новорожденных и здоровье животных в свиноводстве (Oliver and Wells, 2013; Wells et al., 2015; Хуанг и др., 2018). Детеныши животных, зараженные патогенными бактериями, часто страдают от персистирующей диареи и серьезных воспалений (Huang et al., 2018; York, 2018). Длительное воспаление кишечного тракта приводит к значительной деструкции кишечного эпителия, что приводит к недостаточности питания и нарушению раннего роста младенцев (Zhao et al., 2012; Zhang et al., 2016; Patel, Kuyucak, 2017). Применение антибиотиков в смеси является хорошо зарекомендовавшим себя методом и может улучшить темпы роста поросят (Thymann et al., 2007). Однако злоупотребление антибиотиками способствует высокому уровню лекарственной устойчивости микробных сообществ и росту опасений в отношении здоровья человека (Zhao et al., 2012; Oliver and Wells, 2013; Long et al., 2016; Oh et al., 2016). ). Альтернативой антибиотикам является лизоцим, фермент и природный бактерицид широкого спектра действия, который обычно содержится в слезах, слюне и молоке и является жизненно важным активатором иммунной системы в физиологических условиях (Maga et al., 2006a, 2012; Lee et al. ., 2009).Во время бактериальной инфекции кишечника клетки Панета млекопитающих также способны секретировать лизоцим посредством секреторной аутофагии для поддержания гомеостаза кишечника (Bel et al., 2017).

Грудное молоко содержит лизоцим (<0,065 мкг/мл), а также лактоферрин и секреторный IgA (SIgA), которые в значительной степени способствуют формированию полезной кишечной микробиоты у новорожденных (Maga et al., 2012; Oliver and Wells, 2015). Лизоцим действует путем расщепления β-1,4-гликозидной связи между остатками N -ацетилмурамовой кислоты и N -ацетилглюкозамина бактериального пептидогликана, вызывая потерю целостности клеточной мембраны и лизис клеток (Oliver and Wells, 2013; Long и другие., 2016). Сообщалось, что лизоцим более эффективен против грамположительных бактерий (Masschalck and Michiels, 2003; Touch et al., 2003; Gao et al., 2017), а также может косвенно воздействовать на несколько видов грамотрицательных бактерий (Maga et al. ., 2006а,б). Предыдущие исследования показали, что лизоцим способствует развитию сообщества полезных микробов и уменьшает количество вредных микробов в микробных сообществах кишечника (Ko et al., 2009; Maga et al., 2012). Лизоцим может быть эффективен против широкого спектра желудочно-кишечных патогенов, таких как Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens, Candida spp.и Helicobacter pylori in vitro (Brundige et al., 2008; Zhang et al., 2016). Чувствительность бактерий к лизоциму также обусловлена ​​активацией врожденных компонентов иммунной системы, например повышенной активацией нейтрофилов при воспалении (Ragland et al., 2017; Huang et al., 2018). Сообщалось, что лизоцим может оказывать противовоспалительное действие за счет ингибирования фосфорилирования JNK (Tagashira et al., 2018). Кроме того, лизоцим способен усиливать секрецию SIgA в кишечнике, вызывать активацию макрофагов и способствовать быстрой элиминации бактериальных патогенов (Lee et al., 2009; Уэллс и др., 2015; Рагланд и др., 2017).

Недавние исследования показали, что лизоцим, полученный из куриных яиц, продемонстрировал значительный прогресс в улучшении показателей роста, морфологии кишечника, состава кишечной микробиоты и иммунитета поросят (May et al., 2012; Oliver and Wells, 2013, 2015; Oliver et al., 2014; Уэллс и др., 2015). Например, поросята-отъемыши, получавшие лечение лизоцимом куриного яйца, продемонстрировали лучший рост и развитие кишечника, а также снизили количество ETEC на слизистой оболочке кишечника и провоспалительных цитокинов в сыворотке (Nyachoti et al., 2012). Кроме того, было показано, что лизоцим, продуцируемый трансгенными животными, и структурно модифицированный лизоцим обладают значительными антимикробными свойствами против патогенов, таких как ETEC, у поросят (Nattress and Baker, 2003; Maga et al., 2006a; Brundige et al., 2008; Tong et al., 2011; Ньячоти и др., 2012; Лу и др., 2015). Поросята, которые потребляли лизоцим-трансгенное козье молоко (содержащее человеческий лизоцим в количестве 67% от концентрации в человеческом грудном молоке), показали лучшую морфологию кишечника и меньшее общее количество кишечных палочек (Brundige et al., 2008).

Микробиота кишечника играет несколько ролей в росте и здоровье животных, включая извлечение энергии из рациона, барьерную функцию кишечника и иммунитет, а также показатели роста (Shulman et al., 2008; Cox et al., 2014). Все больше данных свидетельствует о том, что питание матери во время беременности изменяет состав микробиоты потомства и развитие кишечника в долгосрочной перспективе (Chu et al., 2016; Cheng et al., 2018). Кормление свиноматок добавками приводит к повышению выживаемости новорожденных и улучшению здоровья младенцев (Oliver and Wells, 2015).Тем не менее, ни одно из этих исследований не предоставило систематического обзора влияния лизоцима на микробиоту кишечника свиноматки и его потенциальных взаимодействий с иммунной системой и составом молока. Учитывая это, в настоящем исследовании 24 супоросных свиноматки были отнесены к контрольной группе без добавок и двух обработок с добавками лизоцима 0,5 кг/т и 1,0 кг/т лизоцима, включенными в комбикорм ( n = 8, на группу). После 21-дневного приема было систематически исследовано влияние лизоцима на микробиоту кишечника свиноматки, профиль молочных метаболитов и биохимические показатели сыворотки, и впервые была выявлена ​​связь между ними, опосредованная обработкой лизоцимом.

Материалы и методы

Заявление о животных и этике

Все процедуры с участием животных проводились в соответствии с рекомендациями по исследованиям на животных, изданными Комитетом по уходу и использованию животных Института субтропического сельского хозяйства Китайской академии наук (Zhou et al., 2018). Модифицированные добавки лизоцима куриного яйца были получены от Shanghai E.K.M Biotechnology Co. Ltd., Шанхай, Китай. Всего 24 повторнородящих гибридных свиноматки (ландрас × йоркшир) со средним пометом 4.67 ± 1,50 были отобраны для этого исследования, а затем случайным образом распределены по трем группам ( n = 8 на обработку), включая контрольную группу (CN) без добавок и две обработки с 0,5 кг/т (LA) и 1,0 кг/т. (LB) лизоцим в смеси. Лизоцим был предварительно смешан с комбикормом, и ежедневное потребление каждой свиноматкой составляет около 10 кг (для лизоцима около 5 г в группе LA и 10 г в группе LB каждый день). Настоящее исследование началось за 24 дня до предполагаемой даты родов. У свиноматок не было таких заболеваний, как диарея, и они никогда не получали антибиотики до исследования.Прием лизоцима продолжался в течение 21 дня до пренатального голодания. Молоко от всех исследуемых свиноматок собирали в срок.

Сбор и обработка проб

После 21-дневного приема свежие фекалии каждого человека собирали в тот же день в стерильные центрифужные пробирки объемом 5 мл, немедленно замораживали в жидком азоте и хранили при температуре -80°C до выделения ДНК. После 21-дневного приема свиноматок фиксировали для взятия проб крови, примерно 5 мл крови собирали в вакуумную пробирку из ушной вены свиноматки и центрифугировали непосредственно при 1500 × g в течение 15 минут.Затем надосадочную жидкость каждого образца разделяли на подобразцы и хранили при -20°C до проведения анализа. В день родов молоко от каждой особи собирали в стерильные центрифужные пробирки объемом 5 мл и немедленно замораживали при -20°C до дальнейшего анализа.

Анализ микробиоты на основе высокопроизводительного секвенирования 16S РНК

Восемь образцов фекалий от свиноматок в каждой группе ( n = 8 на обработку) были отобраны для анализа микробиоты, и общая бактериальная ДНК была извлечена примерно из 0.25 г фекалий с использованием мини-набора QIAamp DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Hilden, Germany) в соответствии с инструкциями производителя. Разнообразие и состав бактериального сообщества определяли с помощью высокопроизводительного секвенирования микробных генов 16S рРНК. Гипервариабельная область V4 генов 16S рРНК была амплифицирована методом ПЦР с использованием праймеров 515F: 5′-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3′ и 806R: 5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′, адаптеров Illumina и молекулярных штрих-кодов. Секвенирование парных концов проводили на платформе Illumina HiSeq 2500 (Novogene, Пекин, Китай).Необработанные последовательности данных 16S были получены перед скринингом и сборкой с использованием пакетов программного обеспечения QIIME (v1.9.0) (Caporaso et al., 2010) и FLASH. UPARSE (v7.0.1001) (Edgar, 2013) использовался для анализа последовательностей высокого качества и определения OTU. Впоследствии высококачественные последовательности были сопоставлены с эталонной базой данных SILVA и сгруппированы в OTU с уровнем сходства 97% с использованием алгоритма UCLUST. Каждой OTU был присвоен таксономический уровень с помощью программы классификатора проекта рибосомной базы данных v2.20. Собранные последовательности HiSeq, полученные в настоящем исследовании, были отправлены в Архив чтения последовательностей NCBI (SRA, № PRJNA415259) для открытого доступа.

Метагеномное прогнозирование и анализ метаболических фенотипов

Функциональные метагеномы всех образцов были предсказаны с использованием PICRUSt v1.1.3 (Langille et al., 2013). OTU определяли в соответствии с инструкциями, приведенными в Руководстве по прогнозированию генома для PICRUSt. Метагеномы были предсказаны на основе нормализованных по количеству копий данных 16S рРНК в PICRUSt с использованием предсказания метагеномов.py к функциональной базе данных KEGG Orthology. Функциональные категории на разных уровнях вычислялись с помощью скрипта categorize by function.py. Функциональные различия внутри групп изучались с помощью LEfSe, а специальный анализ выполнялся с помощью сервера Galaxy (Mukherjee et al., 2017). Выходные файлы анализа PICRUST были собраны и проанализированы с помощью программного обеспечения R (v3.5.1) для дальнейшего статистического опроса и графического отображения всех прогнозируемых функциональных наборов данных.BugBase использовался для прогнозирования фенотипов микробиома на уровне организма с использованием наборов данных 16S РНК и файла картирования в соответствии с руководством (Ward et al., 2017).

Биохимические показатели сыворотки и анализ иммуноглобулинов

По восемь образцов сыворотки из каждой группы ( n = 8 на лечение) были отобраны для дальнейшего анализа биохимических и иммунных показателей. Параметры сыворотки, исследованные в настоящем исследовании, включали: общий белок (TP), азот мочевины крови (BUN), креатинин (CREA), холестерин (CHO), триглицериды (TG), холестерин липопротеинов высокой и низкой плотности (HDL-C, LDL-C), глюкоза (GLU), альбумин (ALB), глобулин (GLO), AST и ALT.Все параметры измеряли с помощью биохимического анализатора TBA-120FR, предоставленного Центром биохимического анализа больницы Хунаньского педагогического университета. IgG, IgM и IgA измеряли с помощью наборов для твердофазного иммуноферментного анализа (Cusabio Biotech Co., Хубэй, Китай) в соответствии с инструкциями производителя и предыдущими исследованиями (Lv et al., 2018).

Нецелевой метаболический анализ

Молоко от свиноматок с близким сроком родоразрешения (в течение 48 часов, n = 6 на обработку) было выбрано для нецелевого метаболического анализа на основе платформы жидкостной хроматографии-тандемной масс-спектрометрии (ЖХ-МС/МС).Образцы молока сначала медленно оттаивали при 4°C, а затем 100 мкл каждого образца добавляли к 400 мкл предварительно охлажденного метанола/ацетонитрила (1:1, об./об.), перемешивали на вортексе, выдерживали при -20°C в течение 60 мин, центрифугировали при 14000× g в течение 20 мин при 4°С, отбирали надосадочную жидкость и сушили в вакууме. Для масс-спектрометрии 100 мкл водного раствора ацетонитрила (ацетонитрил:вода = 1:1, об./об.) восстанавливали, встряхивали, центрифугировали при 14000×g в течение 5 мин при 4°С и отбирали супернатанты для дальнейшего анализа на ЖХ. Платформа MS/MS (Bioprofile Co.Ltd., Шанхай, Китай). Каждый образец тестировали в режиме положительных ионов и отрицательных ионов с использованием ионизации электрораспылением (ESI). Образцы разделяли с помощью сверхэффективной жидкостной хроматографии (UPLC) и анализировали с помощью масс-спектрометрии с использованием масс-спектрометра Triple-TOF 5600 (AB SCIEX). Необработанные данные были преобразованы в формат .mzXML с помощью ProteoWizard (Adusumilli and Mallick, 2017), а затем использовалась программа XCMS (Tautenhahn et al., 2012) для выравнивания пиков, коррекции времени удерживания и выделения площади пиков.Метаболические данные были проанализированы с помощью онлайн-версии MetaboAnalyst v4.0 (Chong et al., 2018). Ключевые метаболиты были отфильтрованы по шкале VIP и правилам, использованным в нашем предыдущем исследовании (Ren et al., 2015).

Статистический анализ

Все статистические анализы проводились с использованием программного обеспечения SPSS 25.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США). Альфа- и бета-разнообразие было проанализировано с помощью QIIME (v1.7.0) и отображено с помощью программного обеспечения R (v3.5.1), а подробности можно найти в подписях к соответствующим рисункам и таблицам.Различия между группами сравнивались с использованием однофакторного дисперсионного анализа и тестов множественного сравнения Тьюки-Крамера. Значения P- <0,05 использовались для обозначения статистической значимости.

Результаты

Лизоцим значительно изменил разнообразие и состав микробиоты кишечника свиноматки

Микробное разнообразие кишечника, о чем свидетельствует индекс Шеннона, показало значительное снижение в группе 1,0 кг/т по сравнению с контролем ( p = 0,0014, рис. 1А), и не было обнаружено заметных различий в показателях микробного богатства (ACE и Chao1, дополнительная таблица 1).Анализ основных координат (PCoA), основанный на несходстве Брея-Кертиса, показал, что микробиота демонстрировала очевидную сегрегацию от контрольной группы до групп, получавших лизоцим (рис. 1B). Кроме того, графики неметрического многомерного масштабирования (NMDS) взвешенных по β-разнообразию монофракций (рис. 1C) также подтвердили различия между контрольной группой и группой, получавшей лизоцим [все P <0,05 по анализу Anosim и процедуре перестановки множественных ответов ( МРПП)]. Кроме того, был применен невзвешенный парно-групповой метод с анализом среднего арифметического (UPGMA), основанный на взвешенных расстояниях unifrac, и филогения показала взаимосвязь всех наблюдаемых выборок.Филогения показала, что Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Fibrobacteres и Spirochaetes являются доминирующими бактериями в микробиоме кишечника свиноматки (дополнительная фигура 1).

Рисунок 1. Влияние различных уровней лизоцима на микробиоту кишечника свиноматки. (A) Микробное альфа-разнообразие (по индексу Шеннона) на основе всей таблицы OTU. Распределение и плотность образцов отображаются на графике скрипки. Прямоугольники представляют собой межквартильные диапазоны, внутренние черные графики представляют собой медиану, а кружки представляют собой выбросы. P – значения взяты из критерия суммы рангов Уилкоксона. (B,C) Анализ основных координат (PCoA) и анализ неметрического многомерного масштабирования (NMDS) на основе таблицы OTU. Значимые значения P для Anosim и процедуры перестановки множественных ответов (MRPP) между группами подчеркивают различия в структуре микробного сообщества. (D) Анализ LEfse на разных микробных таксономических уровнях [оценка линейного дискриминантного анализа (LDA) = 3,5]. (E) На дереве тепловой карты показаны роды, значительно различающиеся среди групп, и их филогенетические отношения.Профили численности выражены z-показателями, а роды были сгруппированы на основе расстояния Брея-Кертиса в дереве кластеризации. (F) T – тестовая гистограмма значительно различающихся видов между группами. (G,H) Корреляционные сети Спирмена на основе профиля родов. Контрольная группа (G) и группа, обработанная 1,0 кг/т (H) , показали изменения в микробных отношениях.

Далее были исследованы вариации микробного состава всех групп.Анализ LEfSe бактериального сообщества был использован для фильтрации значительно различающихся OTU среди групп, и результаты показали, что существуют значительные различия в микробном составе между группой 1,0 кг / т и контрольной группой (рис. 1D). Spirochaetes, Euryarchaeota и Actinobacteria значительно увеличились, но Firmicutes показали заметное снижение в группе, обработанной 1,0 кг/т, по сравнению с контролем (таблица 1). Тепловая карта (в соответствии с 35 самыми разными родами) показывает таксономическое распределение среди каждой группы (рис. 1Е).В частности, штамм Escherichia coli продемонстрировал резкое снижение реакции на дозу в группах, получавших 0,5 кг/т и 1,0 кг/т лизоцима (рис. 1F). Кроме того, Lactobacillus amylovorus показали значительное увеличение в группе 0,5 кг/т (рис. 1F).

Таблица 1. Изменения основных микробных типов микробиоты кишечника свиноматки после 21-дневного приема лизоцима 1 .

Для дальнейшего определения взаимоотношений между различными микробами в контроле и 1.0 кг/т, сетевой анализ микробиома кишечника определяли путем расчета коэффициентов корреляции Спирмена среди всех родов. Результаты показали, что добавление лизоцима в дозе 1,0 кг/т восстанавливало взаимодействие между разными видами (рис. 1H). По сравнению с контролем (рис. 1G), микробиота кишечника, обработанная лизоцимом в дозе 1,0 кг/т, имела меньше перекрестных связей, больше положительных корреляций и более короткие взаимодействия, о чем свидетельствуют более низкие плотности графика (GD) (0,0037 и 0,0027 в контроле и 1). .0 кг/т соответственно), меньшая средняя степень (AD) (1,64 и 1,17), меньшие диаметры сети (ND) (5 и 4), меньшие средние длины пути (APL) (1,66 и 1,17), более высокая модульность (MD ) (0,87 и 0,94) и более высокие кластерные коэффициенты (КК) (0,48 и 0,66).

Лизоцим изменил метаболические функции микробиоты кишечника свиноматки

Чтобы исследовать дальнейшие изменения микробных метаболических функций в микробиоте кишечника, вызванные обработкой лизоцимом, Picrust был использован для создания метагенома на основе результатов секвенирования 16S РНК.Анализ основных компонентов (PCA), основанный на результатах аннотации KEGG, показал, что метаболические функции кишечной микробиоты свиноматки демонстрировали очевидную сегрегацию от контрольной группы до групп, получавших лизоцим (рис. 2A). Кроме того, было обнаружено, что 80 путей значительно различаются между группами на уровне 3 KEGG, включая те, которые связаны с клеточными процессами, факторами окружающей среды, обработкой генетической информации, системами организма, метаболизмом и заболеваниями человека (дополнительная таблица 2). Анализ LEfSe результатов аннотации KEGG использовался для фильтрации значительно различающихся путей среди групп (рис. 2B), и результаты показали, что существуют значительные различия в микробном составе между 1.0 кг/т и контрольная группа (рис. 2D), что соответствует изменениям в микробной структуре (рис. 1D–F). В текущем исследовании пути, связанные с микробным метаболизмом на уровне 3 KEGG, были специально затронуты и отфильтрованы. Тепловая карта (в соответствии с самыми разными путями, связанными с метаболизмом) показала распределение конкретных функциональных путей среди каждой группы (рис. 2C). Более того, метаболизм пиримидина, метаболизм пуринов и ферменты, связанные с аминокислотами, были значительно усилены в группе 1.0 кг/т группы, получавшей лизоцим (рис. 2D).

Рисунок 2. Добавление лизоцима изменило метаболические функции микробиоты кишечника свиноматки. (A) График функциональных профилей анализа основных компонентов (PCA) при добавлении лизоцима. (B) Анализ LEfse на разных таксономических уровнях KEGG [линейный дискриминантный анализ (оценка LDA = 2,0)]. (C) На дереве тепловой карты показаны пути, связанные с метаболизмом, значительно отличающиеся среди групп на уровне 3 KEGG и их филогенетические отношения. (D) T – тестовая гистограмма значительно различающихся путей между группами, получавшими 1,0 кг/т, и контрольной группой на уровне KEGG 3.

Опосредованные лизоцимом дозозависимые изменения кишечных микробных метаболических фенотипов

Для определения сообщаемого воздействия лизоцима на грамположительные бактерии с помощью BugBase, алгоритма, предсказывающего охват функциональных путей на уровне организма, а также биологически интерпретируемые фенотипы, были предсказаны охват функциональных путей на уровне организма и биологически интерпретируемые фенотипы, такие как как толерантность к кислороду, окрашивание по Граму и патогенный потенциал в сложных микробиомах с использованием либо полногеномного дробовика, либо данных секвенирования маркерных генов.Результаты показали, что обилие анаэробных бактерий было значительно выше в группе 0,5 кг/т, чем в группе 1,0 кг/т (рис. 3А–С). Результаты показали, что количество грамположительных бактерий было значительно снижено при обработке лизоцимом, в то время как количество грамотрицательных бактерий значительно увеличилось (рис. 3D, E). Кроме того, мобильные генетические элементы и устойчивость кишечной микробиоты к окислительному стрессу были снижены за счет повышения уровня лизоцима (рис. 3F, H). В противном случае добавление лизоцима значительно увеличивало образование биопленки в группах, получавших лизоцим (рис. 3G, I).

Рисунок 3. Изменения метаболических фенотипов микробиоты свиноматок, вызванные лечением лизоцимом. Эти результаты были получены из онлайн-базы BugBase (https://bugbase.cs.umn.edu/). ( A C) Использование кислорода. (D,E) Классификация грамотрицательных бактерий. (F) Мобильный элемент, содержащий. (G) Формирование биопленки. (H) Устойчив к окислительному стрессу. (I) Потенциальный патогенный риск. Относительную численность дискретных фенотипов сравнивали с использованием парных тестов Манна-Уитни U с коррекцией частоты ложных открытий, P < 0.05, ∗∗ P < 0,01.

Лизоцим значительно изменил иммунитет сыворотки свиноматки

Для выявления влияния лизоцима на иммунитет свиноматок определяли биохимические показатели сыворотки и иммуноглобулины. Результаты показали, что уровни аланинтрансаминазы (АЛТ) в сыворотке значительно снижались при лечении лизоцимом (рис. 4В). Уровень аспартаттрансаминазы в сыворотке не различался между группами (рис. 4А, С). Пищевые добавки с лизоцимом не оказали существенного влияния на профили метаболитов в сыворотке (например,g., HDL-c, LDL-c, TG и BUN, дополнительная таблица 3). Что касается иммуноглобулинов, уровни IgM в сыворотке были значительно выше в группе 1,0 кг/т по сравнению с контролем, в то время как уровни IgA были значительно ниже в группе 1,0 кг/т (рис. 4D–F).

Рисунок 4. Опосредованные лизоцимом изменения показателей сыворотки и корреляции с микробиотой кишечника. (A) Аспартаттрансаминаза сыворотки (АСТ), (В) Аланинтрансаминаза сыворотки (АЛТ), (С) Соотношение АСТ/АЛТ, (D-F) .Сывороточные иммуноглобулины, IgM (D) , IgA (E) и IgG (F) . (G) Тепловая карта корреляций Спирмена r между кишечной микробиотой значительно изменила биохимические показатели сыворотки после 21-дневного приема лизоцима. P < 0,05, ∗∗ P < 0,01 (после корреляционного анализа Спирмена). BUN, азот мочевины крови; CREA, креатинин; ТГ, триглицериды; ГЛУ, глюкоза; ХС-ЛПВП, ХС-ЛПНП, холестерин липопротеинов высокой и низкой плотности; СНО, холестерин; АСТ, аспартатаминотрансфераза; АЛТ, аланинтрансаминаза; TP, общий белок; ALB, альбумин; ГЛО, глобулин; A/G, соотношение альбумин/глобулин.

Для дальнейшего изучения взаимосвязи между иммунитетом и измененным микробиомом кишечника, вызванным лечением лизоцимом, были рассчитаны и визуализированы с помощью тепловых карт коэффициенты корреляции Спирмена между биохимическими производителями сыворотки и иммуноглобулинами и основными родами. Двенадцать родов, в том числе Prevotella, Ruminococcaceae UGG и Bacteroides , показали значительную корреляцию с IgA (рис. 4G). Ruminiclostridium 9 показал значительную положительную связь с IgM. Methanobrevibacter показал значительную отрицательную связь с AST, в то время как Lactobacillus показал значительную положительную корреляцию (рис. 4G).

Вариации профиля метаболитов молока свиноматки, обусловленные различными уровнями лизоцима

Для оценки влияния обработки лизоцимом на молоко свиноматки была применена нецелевая ЖХ-МС/МС для оценки профилей метаболитов после 21-дневного приема. PCA метаболитов не может эффективно различать различия между группами (рис. 5A), поэтому были использованы частичный дискриминантный анализ методом наименьших квадратов (PLS-DA) и разреженный частичный дискриминантный анализ методом наименьших квадратов (sPLS-DA) (рис. 5B, C).Оба метода выявили четкое разделение между группами, получавшими лизоцим, и контролем. Тепловая карта (в соответствии с самыми разными метаболитами) показала конкретное распределение метаболитов в каждой группе (рис. 5D). С помощью PLS-DA было идентифицировано двадцать метаболических продуцентов, включая уридин-5′-дифосфат (UDP), UDP- D -глюкуронат, акампросат и триэтаноламин (рис. 5E). Кроме того, 10 метаболитов были отфильтрованы с помощью sPLS-DA, включая сукцинат, L -глутамин и UDP- D -глюкуронат (дополнительная фигура 2).Учитывая это, метаболиты, значительно различающиеся между группами, были отфильтрованы и объединены с помощью как PLS-DA, так и sPLS-DA (таблица 2). Кроме того, значительные различия метаболитов между 1,0 кг / т и контрольными группами также были отфильтрованы с помощью PLS-DA (дополнительная фигура 3), и были получены метаболиты (дополнительная таблица 4). Молочные метаболиты, такие как L -глутамин, креатин и L -аргинин, демонстрировали значительные дозозависимые изменения после лечения (рис. 5 и таблица 2).

Рисунок 5. Изменения профиля метаболитов свиноматки в зависимости от уровня лизоцима. (A) График анализа основных компонентов (PCA) метаболических профилей свиноматок при добавлении лизоцима. (B,C) Частичный метод наименьших квадратов – график дискриминантного анализа (PLS-DA) (B) и разреженный частичный метод наименьших квадратов – график дискриминантного анализа (sPLS-DA) (C) метаболических профилей и объяснение отклонения указаны в скобках. (D) Дерево тепловой карты показывает метаболиты, значительно различающиеся между группами и их филогенетическими отношениями. Профили численности выражены z-показателями. (E) Важные функции, определенные PLS-DA. Цветные прямоугольники справа показывают относительные концентрации соответствующего метаболита в каждой изучаемой группе. (F) Пузырьковая диаграмма значительно различающихся путей. Числа соответствуют таблице 3 и представляют отфильтрованные пути. (G) Гистограмма обогащения наборов метаболитов.Длина полосы представляет кратное обогащение, а цветная легенда указывает значение p .

Таблица 2. Изменения метаболитов, вызванные лечением лизоцимом после 21-дневного приема.

Для изучения биологических функций этих метаболитов был проведен анализ обогащения набора метаболитов с помощью MetaboAnalyst v4.0 (рис. 5G). Анализ топологии путей с использованием относительной центральности выявил девять существенно различающихся ( P < 0.05) обогащенные пути (рис. 5F), включая метаболизм аланина, аспартата и глутамата, метаболизм пиримидина, метаболизм аргинина и пролина, метаболизм галактозы, метаболизм аскорбата и альдарата, метаболизм аминосахаров и нуклеотидных сахаров, метаболизм крахмала и сахарозы, метаболизм пуринов и цитратный цикл (табл. 3).

Таблица 3. Наиболее богатые пути метаболизма (ТОП 10).

Для дальнейшего исследования корреляции между показателями метаболизма молока и измененным микробиомом кишечника, вызванным лечением лизоцимом, были также рассчитаны и визуализированы с помощью тепловой карты коэффициенты корреляции Спирмена между существенно различными метаболитами и основными родами (дополнительная фигура 4A).Например, L -глютамин показал значительную положительную корреляцию с группами Lactobacillus, Ruminococcus 1 и Lachnospiraceae MK4A136 . L -Аргинин показал значительную отрицательную корреляцию с Sphaerochaeta, Prevotella 1, Pseudobutyrivibrio и Prevotella 9 . Кроме того, были также обобщены опосредованные добавками лизоцима ассоциации между составом молока, иммунитетом сыворотки и микробиотой кишечника, и бактерии, оказавшие значительное влияние как на биомаркеры сыворотки, так и на метаболические метаболиты молока, были отфильтрованы (дополнительная фигура 4B).

Обсуждение

Применение антибиотиков в кормах в субтерапевтических дозах может улучшить продуктивность и общее состояние здоровья и широко используется в свиноводстве (Oliver and Wells, 2015). Из-за растущей обеспокоенности по поводу устойчивости к антибиотикам и здоровья человека многие страны, включая Китай (начиная с 2020 г.), Америку и Европейский союз, запретили использование антибиотиков в свиноводстве (Oliver and Wells, 2013, 2015; Oliver et al., 2014). Таким образом, исследование альтернатив имеет важное значение для будущего развития отрасли животноводства.Недавние исследования также показали, что рацион питания матери и микробиота кишечника могут напрямую влиять на развитие потомства в раннем возрасте (Chu et al., 2016; Cheng et al., 2018; Wang et al., 2018).

Свиноматки, получавшие пробиотические комбинации, привели к улучшению разнообразия микробиоты у новорожденных поросят (Veljovic et al., 2017). В текущем исследовании микробное разнообразие, подтвержденное индексом Шеннона, показало значительное снижение в группе, получавшей 1,0 кг/т лизоцима ( p = 0,0014, рис. 1А).Различий в микробном богатстве обнаружено не было. В предыдущих исследованиях сообщалось, что лизоцим может быть эффективен против широкого спектра желудочно-кишечных патогенов, таких как Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens, Candida spp. и Helicobacter pylori in vitro (Brundige et al., 2008; Zhang et al., 2016). Снижение микробного разнообразия указывает на лучшее состояние кишечника и физиологическую подготовку к родам (Veljovic et al., 2017; Cheng et al., 2018). Кроме того, Spirochaetes, Euryarchaeota и Actinobacteria значительно увеличились, но Firmicutes показали заметное снижение 1.0 кг/т группы по сравнению с контрольной группой. Как сообщалось в предыдущих исследованиях, ETEC является основным возбудителем диареи у поросят-отъемышей, который прикрепляется к слизистой оболочке кишечника, что приводит к нарушению барьерной функции и нарушению всасывания крупных молекул (Ko et al., 2009; Nyachoti et al., 2012; Lu). Д. и др., 2014). Более высокие концентрации лизоцима в молоке приносят пользу для здоровья кишечника и предотвращают инфекции ETEC у молодых животных (Leon-Sicairos et al., 2006; Nyachoti et al., 2012; Cooper et al., 2013; Лу Д. и др., 2014). Следовательно, виды, обогащенные патогенными бактериями, в этом исследовании также были затронуты. Например, штамм Escherichia coli продемонстрировал резкое снижение реакции на дозу в группах, получавших лизоцим в дозах 0,5 кг/т и 1,0 кг/т (рис. 1F). Другие зарегистрированные патогены, которые могли быть против лизоцима, такие как Helicobacter , также уменьшились в группах, получавших лизоцим, но это не было значительным (рис. 4E). Обычные пробиотики, такие как Lactobacillus amylovorus и Treponema bryantii , значительно увеличились в 0.Группы 5 кг/т и 1,0 кг/т (рис. 1F). Сообщается, что Lactobacillus улучшает кишечную среду и активирует иммунитет слизистой оболочки кишечника у многих видов, что приводит к усилению продукции SIgA врожденной иммунной системой, что необходимо для предотвращения колонизации, опосредованной фимбриями, и поддержания барьерной функции кишечника (Yang и др., 2014; Хуанг и др., 2018). Таким образом, добавление лизоцима восстановило микробиоту кишечника свиноматки до лучшего состава, определяемого снижением содержания E.coli и повышенное количество Lactobacillus amylovorus .

Что касается микробных метаболических функций, результаты показали, что метаболизм пиримидина, метаболизм пуринов и ферменты, связанные с аминокислотами, были значительно усилены в группе, получавшей 1,0 кг/т лизоцима. Лизоцим может способствовать сдвигу в сторону большего метаболизма аминокислот и нуклеотидов в кишечных микробных сообществах (рис. 2). Подобные метаболические функциональные изменения микробиоты кишечника выявляются впервые. Кроме того, лизоцим опосредовал дозозависимые изменения микробного метаболического фенотипа кишечника.Например, более высокие уровни лизоцима в искусственном питании значительно снижали количество грамположительных бактерий. Наши результаты подтвердили, что лизоцим обладает сильной антимикробной активностью в отношении грамположительных бактерий и, в гораздо меньшей степени, в отношении грамотрицательных бактерий (Masschalck and Michiels, 2003). Добавка лизоцима также значительно увеличила образование биопленки в группах, получавших лизоцим (рис. 3G). Сообщалось, что формирование биопленок микробного сообщества тесно связано с лекарственной устойчивостью и патогенезом (Adil et al., 2014; Лу Дж. и др., 2014). Механизм этих изменений метаболических фенотипов также остается неизвестным. В заключение, добавление лизоцима также изменило метаболические функции и фенотип микробиоты кишечника свиноматки.

Лизоцим является важным модулятором врожденного иммунитета и играет решающую роль в предотвращении воспаления кишечника (Long et al., 2016; Patel and Kuyucak, 2017; Ragland et al., 2017). Клетки Панета млекопитающих способны секретировать лизоцим посредством секреторной аутофагии для поддержания гомеостаза кишечника против патогенных инфекций (Bel et al., 2017). Для сывороточного иммунитета уровни сывороточного IgA были значительно снижены за счет повышения уровня лизоцима. Между тем, сывороточный IgM был значительно выше в группе 1,0 кг/т по сравнению с контрольной группой. Более низкий уровень IgA в сыворотке указывает на более низкий риск аллергии в постнатальном периоде, что отличается от SIgA слизистых оболочек (Klobasa et al., 1985; Hansen et al., 2017). IgM является важным противовоспалительным фактором, и повышение уровня IgM также указывает на лучший иммунный статус (Vaschetto et al., 2017). Более того, уровни АЛТ в сыворотке также значительно снижались при лечении лизоцимом ( p = 0.001). Сообщалось, что АЛТ является специфичным для печени ферментом, который высвобождается в сыворотку после острого повреждения печени (Robertson et al., 2016). Здесь снижение уровня АЛТ в сыворотке также указывает на улучшение общего состояния здоровья (Robertson et al., 2016). Короче говоря, добавление лизоцима может принести пользу свиноматкам с лучшим иммунным статусом за счет снижения АЛТ и IgM в сыворотке и снижения IgA в сыворотке.

Чтобы определить влияние диетического лизоцима на метаболиты молока свиноматок, для изучения метаболома всех групп использовали нецелевую ЖХ-МС/МС.Результаты показали, что метаболиты, в том числе L -глутамин, сукцинат, триэтаноламин и L -аргинин, значительно активизировались при добавлении лизоцима. Следует отметить, что L -глютамин может повышать целостность плотных контактов и пролиферацию эпителиальных клеток кишечника свиньи (Rhoads et al., 1997; Wang et al., 2015, 2016), что необходимо для нормального развития кишечника. Кроме того, сукцинат является метаболитом, улучшающим гликемический контроль за счет активации глюконеогенеза в кишечнике (De Vadder et al., 2016). Наша предыдущая работа показала, что этаноламин может улучшать функцию кишечника, изменяя микробиом кишечника и антистрессовую способность слизистой оболочки (Zhou et al., 2017, 2018). Кроме того, было показано, что L -аргинин играет важную роль в формировании микробиоты кишечника и врожденного иммунитета поросят, тем самым улучшая развитие кишечника и защищая от патогенной инфекции (Li et al., 2012; Ren et al., 2014; Ву и др., 2015). Кроме того, обогащение путей и анализ топологии этих метаболитов выявили девять значительно различающихся ( P < 0.05) обогащенные пути (рис. 5F), включая метаболизм аланина, аспартата и глутамата и метаболизм пиримидина, метаболизм аргинина и пролина, что также подтверждает выводы, отмеченные выше. Таким образом, добавка лизоцима в рацион значительно изменила состав молока свиноматок, что может способствовать развитию их потомства (Chu et al., 2016; Cheng et al., 2018; Wang et al., 2018).

Ассоциации между кишечной микробиотой, сывороточным иммунитетом и метаболитами молока также были исследованы впервые (дополнительная фигура 4B).Это исследование впервые доказало, что лизоцим оказывает широкое влияние на здоровье свиноматок, включая микробиоту кишечника, сывороточный иммунитет и состав молока. В заключение, добавление лизоцима может эффективно улучшить состав, метаболические функции и фенотип микробиоты кишечника свиноматки, а также принести пользу свиноматкам с лучшим иммунным статусом и составом молока. Это исследование может предоставить теоретическую поддержку для дальнейшего применения лизоцима для улучшения здоровья кишечника животных и предотвращения патогенных инфекций в животноводстве.

Вклад авторов

JZ, XX и YY разработали исследование. JZ, XX, KW, LZ и YS провели испытания на животных и анализ образцов. JZ, JY и XX написали и отредактировали рукопись.

Финансирование

Проект финансировался Национальной программой ключевых фундаментальных исследований (2017YFD0500503), Национальным фондом естественных наук Китая (31572420) и Фондом естественных наук провинции Хунань (2018JJ1028).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Шанхайской биотехнологической компании E.K.M за материальную помощь. JZ особенно благодарит XX за ее поддержку и ободрение в эти годы.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2019.00177/full#supplementary-material

.

Сноски

  1. https://www.arb-silva.de/
  2. https://drive5.com/usearch/manual/uclust_algo.html
  3. https://rdp.cme.msu.edu/
  4. http://picrust.github.io/picrust/
  5. https://bugbase.cs.umn.edu/
  6. http://www.metaboanalyst.ca/faces/home.xhtml

Каталожные номера

Адиль, М., Сингх, К., Верма, П.К., и Хан, А.У. (2014). Индуцированное эвгенолом подавление генов, образующих биопленки, у Streptococcus mutans: подход к ингибированию биопленок. Дж.Глоб. Антимикроб. Сопротивляться. 2, 286–292. doi: 10.1016/j.jgar.2014.05.006

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бел, С., Пендсе, М., Ван, Ю., Ли, Ю., Рун, К.А., Хасселл, Б., и соавт. (2017). Клетки Панета секретируют лизоцим посредством секреторной аутофагии во время бактериальной инфекции кишечника. Наука 357, 1047–1052. doi: 10.1126/science.aal4677

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Брандиге, Д.Р., Мага, Э.А., Класинг, К.С., и Мюррей, Дж.Д. (2008). Молоко трансгенных коз с лизоцимом влияет на морфологию желудочно-кишечного тракта молодых свиней. Дж. Нутр. 138, 921–926. doi: 10.1093/jn/138.5.921

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Caporaso, J.G., Kuczynski, J., Stombaugh, J., Bittinger, K., Bushman, F.D., Costello, E.K., et al. (2010). QIIME позволяет анализировать данные секвенирования с высокой пропускной способностью. Нац. Методы 7, 335–336.doi: 10.1038/nmeth.f.303

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ченг, К., Вэй, Х., Сюй, К., Се, X., Цзян, С., и Пэн, Дж. (2018). Рацион матери с растворимой клетчаткой во время беременности изменяет микробиоту кишечника, улучшает показатели роста и снижает проницаемость кишечника у поросят. Заяв. Окружающая среда. микробиол. 84, е1047–18. doi: 10.1128/AEM.01047-18

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чонг, Дж., Soufan, O., Li, C., Caraus, I., Li, S., Bourque, G., et al. (2018). MetaboAnalyst 4.0: к более прозрачному и комплексному анализу метаболомики. Рез. нуклеиновых кислот. 46, W486–W494. doi: 10.1093/nar/gky310

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чу, Д.М., Энтони, К.М., Ма, Дж., Принс, А.Л., Шоуолтер, Л., Моллер, М., и соавт. (2016). Микробиом кишечника раннего младенца варьируется в зависимости от диеты матери с высоким содержанием жиров. Геном Мед. 8:77. doi: 10.1186/s13073-016-0330-z

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Купер, К.А., Гарас Клобас, Л.К., Мага, Э.А., и Мюррей, Дж.Д. (2013). Потребление трансгенного козьего молока, содержащего антимикробный белок лизоцим, помогает избавиться от диареи у молодых свиней. PLoS One 8:e58409. doi: 10.1371/journal.pone.0058409

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кокс, Л. М., Яманиши, С., Сон, Дж., Алексеенко А.В., Леунг Дж.М., Чо И. и соавт. (2014). Изменение кишечной микробиоты во время критического окна развития имеет длительные метаболические последствия. сотовый 158, 705–721. doi: 10.1016/j.cell.2014.05.052

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Де Ваддер Ф., Ковачева-Датчари П., Зитун К., Дюшам А., Бакхед Ф. и Митье Г. (2016). Сукцинат, продуцируемый микробиотой, улучшает гомеостаз глюкозы посредством кишечного глюконеогенеза. Клеточный метаб. 24, 151–157. doi: 10.1016/j.cmet.2016.06.013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гао, X., Го, М., Чжан, З., Шен, П., Ян, З. и Чжан, Н. (2017). Байкалин способствует бактериостатической активности лизоцима в отношении S. aureus в молочных железах и нейтрофильных гранулоцитах у мышей. Онкоцель 8, 19894–19901. doi: 10.18632/oncotarget.15193

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хансен, И.С., Хопел, В., Заат, С.А.Дж., Баетен, Д.Л.П., и Ден Даннен, Дж. (2017). Иммунные комплексы сывороточного IgA способствуют выработке провоспалительных цитокинов макрофагами, моноцитами и клетками Купфера человека посредством перекрестных помех FcalphaRI-TLR. Дж. Иммунол. 199, 4124–4131. doi: 10.4049/jimmunol.1700883

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хуан Г., Ли Х., Лу Д., Лю С., Суо Х., Ли К. и др. (2018). Лизоцим улучшает работу кишечника и защищает новорожденных поросят от энтеротоксигенной инфекции Escherichia coli . Вет. Рез. 49:20. doi: 10.1186/s13567-018-0511-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Клобаса Ф., Хабе Ф., Верхан Э. и Батлер Дж. Э. (1985). Изменение концентрации сывороточных IgG, IgA и IgM свиноматок на протяжении репродуктивного цикла. Вет. Иммунол. Иммунопатол. 10, 341–353. дои: 10.1016/0165-2427(85)

2500-3500 2500-3500
Утиное яйцо белый 1000-1300
гусиное яйцо белый 500-700
Человеческие слезы 3000-5000
человеческое молоко 55- 75
коровье молоко 10-15
человека
50-160
человека
человека поджелудочной железы 20-35
Caulifulower сок 25–28
Сок папайи 8–9
Капустный сок 7–8
-6

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ко, К.Ю., Мендонкам, А.Ф., Исмаил Х. и Ан Д.У. (2009). Этилендиаминтетраацетат и лизоцим улучшают антимикробную активность овотрансферрина в отношении Escherichia coli O157:H7. Поулт. науч. 88, 406–414. doi: 10.3382/ps.2008-00218

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Langille, M.G., Zaneveld, J., Caporaso, J.G., McDonald, D., Knights, D., Reyes, J.A., et al. (2013). Прогностическое функциональное профилирование микробных сообществ с использованием последовательностей маркерных генов 16S рРНК. Нац. Биотехнолог. 31, 814–821. doi: 10.1038/nbt.2676

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, М., Ковач-Нолан, Дж., Ян, К., Арчболд, Т., Фан, М.З., и Майн, Ю. (2009). Лизоцим куриного яйца ослабляет воспаление и модулирует локальную экспрессию генов в свиной модели колита, вызванного декстрансульфатом натрия (DSS). Дж. Агрик. Пищевая хим. 57, 2233–2240. дои: 10.1021/jf803133b

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Леон-Сикайрос, Н., Лопес-Сото, Ф., Рейес-Лопес, М., Годинес-Варгас, Д., Ордас-Пичардо, К., и де ла Гарса, М. (2006). Амёбицидная активность молока, апо-лактоферрина, sIgA и лизоцима. клин. Мед. Рез. 4, 106–113. doi: 10.3121/cmr.4.2.106

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Li, Q., Liu, Y., Che, Z., Zhu, H., Meng, G., Hou, Y., et al. (2012). Пищевые добавки L-аргинина облегчают повреждение печени, вызванное Escherichia coli LPS у поросят-отъемышей. Врожденный иммунитет. 18, 804–814. дои: 10.1177/1753425912441955

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лонг Ю., Лин С., Чжу Дж., Панг Х., Фанг З., Лин Ю. и др. (2016). Влияние уровней лизоцима в рационе на показатели роста, морфологию кишечника, неспецифический иммунитет и экспрессию мРНК у поросят-отъемышей. Аним. науч. J. 87, 411–418. doi: 10.1111/asj.12444

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лу, Д., Li, Q., Wu, Z., Shang, S., Liu, S., Wen, X., et al. (2014). Рекомбинантный человеческий лизоцим высокого уровня, экспрессированный в молоке трансгенных свиней, может ингибировать рост Escherichia coli в двенадцатиперстной кишке и влиять на морфологию кишечника поросят-сосунов. PLoS One 9:e89130. doi: 10.1371/journal.pone.0089130

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лу, Д., Лю, С., Шан, С., Ву, Ф., Вэнь, X., Ли, З., и др. (2015). Производство трансгенно-клонированных свиней, экспрессирующих большое количество рекомбинантного человеческого лизоцима в молоке. PLoS One 10:e0123551. doi: 10.1371/journal.pone.0123551

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Lu, J., Turnbull, L., Burke, C.M., Liu, M., Carter, D.A., Schlothauer, R.C., et al. (2014). Мед типа манука может уничтожать биопленки, продуцируемые штаммами Staphylococcus aureus с различной способностью образовывать биопленки. PeerJ 2:e326. doi: 10.7717/peerj.326

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ур., Д., Xiong, X., Yang, H., Wang, M., He, Y., Liu, Y., et al. (2018). Влияние диетического соевого масла, глюкозы и глютамина на показатели роста, аминокислотный профиль, профиль крови, иммунитет и антиоксидантную способность у поросят-отъемышей. науч. Китайская наука о жизни. 61, 1233–1242. doi: 10.1007/s11427-018-9301-y

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мага, Э. А., Каллор, Дж. С., Смит, В., Андерсон, Г. Б., и Мюррей, Дж. Д. (2006a). Лизоцим человека, экспрессируемый в молочной железе трансгенных молочных коз, может ингибировать рост бактерий, вызывающих мастит и порчу молока при переохлаждении. Патог пищевого происхождения. Дис. 3, 384–392.

Реферат PubMed | Академия Google

Maga, E.A., Shoemaker, C.F., Rowe, J.D., Bondurant, R.H., Anderson, G.B., and Murray, J.D. (2006b). Производство и переработка молока от трансгенных коз, экспрессирующих человеческий лизоцим в молочной железе. J. Dairy Sci. 89, 518–524.

Реферат PubMed | Академия Google

Мага, Э. А., Десаи, П. Т., Веймер, Б. К., Дао, Н., Культц, Д., и Мюррей, Дж.Д. (2012). Потребление молока, богатого лизоцимом, может изменить фекальные популяции микробов. Заяв. Окружающая среда. микробиол. 78, 6153–6160. doi: 10.1128/AEM.00956-12

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Masschalck, B., and Michiels, CW (2003). Антимикробные свойства лизоцима по отношению к вегетативным бактериям пищевого происхождения. Крит. Преподобный Микробиолог. 29, 191–214. дои: 10.1080/713610448

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Май, К.Д., Уэллс, Дж. Э., Максвелл, К. В., и Оливер, В. Т. (2012). Гранулированный лизоцим в качестве альтернативы антибиотикам улучшает показатели роста и морфологию тонкой кишки у 10-дневных свиней. Дж. Аним. науч. 90, 1118–1125. doi: 10.2527/jas.2011-4297

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мукерджи А., Четтри Б., Лангпоклакпам Дж. С., Басак П., Прасад А., Мукерджи А. К. и соавт. (2017). Биоинформационные подходы, включая прогностическое метагеномное профилирование, выявляют характеристики бактериальной реакции на загрязнение нефтяными углеводородами в различных средах. науч. Респ. 7:1108. doi: 10.1038/s41598-017-01126-3

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Nattress, FM, and Baker, LP (2003). Влияние обработки лизоцимом и низином на микрофлору и органолептические свойства товарной свинины. Междунар. Дж. Пищевая микробиология. 85, 259–267. doi: 10.1016/S0168-1605(02)00545-7

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ньячоти, К.М., Киари, Э., Бхандари, С.К., Чжан Г. и Краузе Д. О. (2012). Реакция поросят-отъемышей на пероральное заражение Escherichia coli K88 при получении добавки лизоцима. Дж. Аним. науч. 90, 252–260. doi: 10.2527/jas.2010-3596

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

О, М., Ли, Дж., Чон, Ю., и Ким, М. (2016). Синергические антилистерические эффекты смесей лизоцима и органических кислот. J. Food Prot. 79, 2184–2189. doi: 10.4315/0362-028X.JFP-16-156

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Оливер, В.Т. и Уэллс, Дж. Э. (2013). Лизоцим в качестве альтернативы антибиотикам улучшает показатели роста и морфологию тонкого кишечника у поросят на доращивании. Дж. Аним. науч. 91, 3129–3136. doi: 10.2527/jas.2012-5782

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Оливер, В. Т., и Уэллс, Дж. Э. (2015). Лизоцим как альтернатива антибиотикам, стимулирующим рост, в свиноводстве. Дж. Аним. науч. Биотехнолог. 6:35. doi: 10.1186/s40104-015-0034-z

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Оливер, В.Т., Уэллс, Дж. Э., и Максвелл, К. В. (2014). Лизоцим в качестве альтернативы антибиотикам улучшает продуктивность поросят на доращивании во время непрямой иммунной провокации. Дж. Аним. науч. 92, 4927–4934. doi: 10.2527/jas.2014-8033

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рагланд, С.А., Шауб, Р.Е., Хакетт, К.Т., Диллард, Дж.П., и Крисс, А.К. (2017). Две литические трансгликозилазы в Neisseria gonorrhoeae придают устойчивость к уничтожению лизоцимом и нейтрофилами человека. Клеточная микробиология. 19:e12662. doi: 10.1111/cmi.12662

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ren, W., Chen, S., Yin, J., Duan, J., Li, T., Liu, G., et al. (2014). Пищевые добавки аргинина у мышей изменяют микробную популяцию и активируют врожденный иммунитет кишечника. Дж. Нутр. 144, 988–995. doi: 10.3945/jn.114.192120

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рен, В.К., Инь, Дж., Gao, W., Chen, S., Duan, J.L., Liu, G., et al. (2015). Метаболомическое исследование метаболических изменений у поросят, инфицированных энтеротоксигенной Escherichia coli . RSC Adv. 5, 59550–59555. дои: 10.1039/C5RA09513A

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Rhoads, J.M., Argenzio, R.A., Chen, W., Rippe, R.A., Westwick, J.K., Cox, A.D., et al. (1997). L-глютамин стимулирует пролиферацию клеток кишечника и активирует митоген-активируемые протеинкиназы. утра.Дж. Физиол. 272, G943–G953. doi: 10.1152/ajpgi.1997.272.5.G943

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Робертсон Ф.П., Бессел П.Р., Диас-Ньето Р., Томас Н., Роландо Н., Фуллер Б. и др. (2016). Высокий уровень аспартатаминотрансферазы в сыворотке на 3-й день после трансплантации печени коррелирует с выживаемостью трансплантата и пациента и может быть достоверным заменителем исхода в клинических испытаниях трансплантации печени. Транспл. Междунар. 29, 323–330.doi: 10.1111/tri.12723

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шульман, Р. Дж., Икин, М. Н., Чижевский, Д. И., Джарретт, М., и Оу, К. Н. (2008). Повышенная проницаемость желудочно-кишечного тракта и воспаление кишечника у детей с функциональной болью в животе и синдромом раздраженного кишечника. Ж. Педиатр. 153, 646–650. doi: 10.1016/j.jpeds.2008.04.062

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Тагашира А., Ниши К., Мацумото, С., и Сугахара, Т. (2018). Противовоспалительное действие лизоцима из белка куриного яйца на перитонеальные макрофаги мыши. Цитотехнология 70, 929–938. doi: 10.1007/s10616-017-0184-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Таутенхан, Р., Патти, Г.Дж., Райнхарт, Д., и Сиуздак, Г. (2012). XCMS Online: веб-платформа для обработки нецелевых метаболических данных. Анал. хим. 84, 5035–5039. дои: 10.1021/ac300698c

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Тайманн, Т., Sorensen, K.U., Hedemann, M.S., Elnif, J., Jensen, B.B., Banga-Mboko, H., et al. (2007). Антимикробная обработка снижает микрофлору кишечника и улучшает способность переваривать белок без изменения структуры ворсинок у поросят-отъемышей. Бр. Дж. Нутр. 97, 1128–1137. дои: 10.1017/S0007114507691910

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Тонг, Дж., Вэй, Х., Лю, X., Ху, В., Би, М., Ван, Ю., и др. (2011). Получение рекомбинантного человеческого лизоцима в молоке трансгенных свиней. Трансгенный рез. 20, 417–419. doi: 10.1007/s11248-010-9409-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Тач В., Хаякава С., Фукада К., Аратани Ю. и Сан Ю. (2003). Получение антимикробного восстановленного лизоцима, совместимого с пищевыми продуктами. Дж. Агрик. Пищевая хим. 51, 5154–5161. дои: 10.1021/jf021005d

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Васкетто, Р., Клементе, Н., Паньи, А., Эспозито Т., Лонгини Ф., Меркалли Ф. и соавт. (2017). Двойное слепое рандомизированное экспериментальное исследование по применению поликлональных иммуноглобулинов, обогащенных IgM, на модели пневмонии у животных с развитием шока. Иммунобиология 222, 1074–1080. doi: 10.1016/j.imbio.2017.09.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Veljovic, K., Dinic, M., Lukic, J., Mihajlovic, S., Tolinacki, M., Zivkovic, M., et al. (2017). Стимулирование ранней колонизации кишечника путем воздействия пробиотиков на разнообразие микробиоты беременных свиноматок. Фронт. микробиол. 8:2028. doi: 10.3389/fmicb.2017.02028

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, Б., Ву, З., Цзи, Ю., Сунь, К., Дай, З. и Ву, Г. (2016). L-глютамин повышает целостность плотных контактов путем активации CaMK Kinase 2-AMP-активируемой передачи сигналов протеинкиназы в кишечных эпителиальных клетках свиньи. Дж. Нутр. 146, 501–508. doi: 10.3945/jn.115.224857

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, Х., Zhang, C., Wu, G., Sun, Y., Wang, B., He, B., et al. (2015). Глютамин усиливает экспрессию белка плотных контактов и модулирует передачу сигналов рилизинг-фактора кортикотропина в тощей кишке поросят-отъемышей. Дж. Нутр. 145, 25–31. doi: 10.3945/jn.114.202515

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wang, J., Zheng, J., Shi, W., Du, N., Xu, X., Zhang, Y., et al. (2018). Дисбактериоз материнской и неонатальной микробиоты, ассоциированный с гестационным сахарным диабетом. Гут 67, 1614–1625. doi: 10.1136/gutjnl-2018-315988

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ward, T., Larson, J., Meulemans, J., Hillmann, B., Lynch, J., Sidiropoulos, D., et al. (2017). BugBase предсказывает фенотипы микробиома на уровне организма. bioRxiv [Препринт]. дои: 10.1101/133462

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Уэллс, Дж. Э., Берри, Э. Д., Калчаянанд, Н., Ремпель, Л. А., Ким, М., и Оливер, В.Т. (2015). Влияние лизоцима или антибиотиков на фекальные зоонозные патогены поросят-сосунов. J. Appl. микробиол. 118, 1489–1497. doi: 10.1111/jam.12803

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ву Л., Ляо П., Хе Л., Фэн З., Рен В., Инь Дж. и др. (2015). Пищевая добавка L-аргинина защищает поросят-отъемышей от токсичности, вызванной дезоксиниваленолом. Токсины 7, 1341–1354. doi: 10.3390/toxins7041341

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ян, К.М., Цзян З.Ю., Чжэн С.Т., Ван Л. и Ян X.Ф. (2014). Влияние Lactobacillus plantarum на диарею и барьерную функцию кишечника у молодых поросят, зараженных энтеротоксигенной Escherichia coli K88. Дж. Аним. науч. 92, 1496–1503. doi: 10.2527/jas.2013-6619

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Zhang, X., Jiang, A., Yu, H., Xiong, Y., Zhou, G., Qin, M., et al. (2016). Человеческий лизоцим синергетически усиливает бактерицидную динамику и снижает концентрацию устойчивых мутантов к метронидазолу для предотвращения Helicobacter pylori за счет увеличения проницаемости клеток. Молекулы 21:E1435. doi: 10.3390/молекулы21111435

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжао Дж., Сюй Дж., Ван Дж., Чжао Ю., Чжан Л., Хе Дж. и др. (2012). Воздействие трансгена лизоцима человека на микрофлору экскрементов свиней и окружающей почвы. Дж. Биотехнология. 161, 437–444. doi: 10.1016/j.jbiotec.2012.05.018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжоу, Дж., Сюн, X., Ван, К., Цзоу Л., Лв Д. и Инь Ю. (2017). Метаболизм этаноламина в желудочно-кишечном тракте млекопитающих: механизмы, закономерности и значение. Курс. Мол. Мед. 17, 92–99. дои: 10.2174/1566524017666170331161715

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжоу, Дж., Сюн, X., Ван, К. Х., Цзоу, Л. Дж., Цзи, П., и Инь, Ю. Л. (2018). Этаноламин улучшает функции кишечника, изменяя микробиом кишечника и антистрессовую способность слизистой оболочки у отлученных от груди крыс. Бр. Дж. Нутр. 120, 241–249. дои: 10.1017/S0007114518001101

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лизоцим человека

Лизоцим человека H человек   L изоцим

Заключение

    Лизоцим человека является важным ферментом, который является частью защиты человеческого организма от некоторых бактерий.Он содержится в изобилии в слезах, слюне и слизистых. Основное действие лизоцима заключается в расщеплении бета-1-4 гликозидной связи на полисахаридном покрытии N-ацетилглюкозамина (NAG) и N-ацетилмурамовой кислоты (NAM) клеточной стенки бактерий. С ослабленной клеточной стенкой бактерии затем лопаются из-за внутреннего давления..
Структура человеческого лизоцима довольно проста: всего семь спиралей и один трехцепочечный бета-лист, состоящие из одной полипептидной цепи. Кроме того, в ферменте нет ни субъединиц, ни простетических групп.Щель, в которой расположен активный центр, находится на поверхности фермента, и ее относительно легко обнаружить при просмотре трехмерной модели. Фактическими остатками, участвующими в каталитическом действии лизоцима, являются Asp 53 и Glu 35. Механизм разрыва связи включает перенос водорода от Glu 35 к кислороду гликозидной связи. В результате происходит разрыв связи и образование иона карбония на С1 остатка NAG. Затем ион карбония удаляется из растворителя через гидроксильную группу.Фактические остатки, участвующие в удержании лиганда в активном центре, все еще определяются, но из предварительных экспериментов выяснилось, что это Lys 33, Trp 34, Glu 35, Ser 36, Asn 46, Asn 60, Asp 53, Trp 64, Asp 102, Ala. 108 и Val 110 образуют водородные связи с лигандом. Лизоцим человека уникален по своей последовательности, но не по механизму реакции, поскольку все лизоцимы других видов, по-видимому, функционируют сходным образом.


Каталожные номера

Бут, Дэвид, Р., et al., 1997. Нестабильность, разворачивание и агрегация вариантов лизоцима человека
в основе амилоидного фибриллогенеза. Природа 385 : 787-793.

Hooke, Shaun, et al., 1994. Рефолдинг человеческого лизоцима: сравнение с
Структурно гомологичный куриный лизоцим. Биохимия 33 : 5867-5876.

Osserman, E.F., et al., 1969. Предварительные кристаллографические данные о человеческом лизоциме. Журнал
молекулярной биологии 46 : 211-212.

Song, Haiwei, 1994. Структурные изменения расщепления активного сайта и связывания различных сахаридов
Моды в человеческом лизоциме, сокристаллизованном с гекс-N-ацетил-хитогексозой при рН 4,0.
Журнал молекулярной биологии 244 : 523-540.

Страйер, Люберт. Биохимия.   В.Х. Фриман и Ко, Сан-Франциско. 1981. стр. 135-146.

Код PDB 1lz1,  URL  http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/pdbsum/1lz1/main.HTML

Банк данных о белках, URL  http://pdb.bnl.gov/pdb-bin/pdbids



Лизоцим | Biosutica®

Замечательный натуральный антимикробный и противовирусный фермент. Он был обнаружен Александром Флемингом в 1921 году, когда капля из носа Флеминга (который лечил простуду во время работы в своей лаборатории) случайно попала в одну из чашек Петри, содержащих микроорганизмы. Заметив реакцию бактерий на жидкость, Флеминг сделал вывод, что в ней должен был содержаться «замечательный бактериолитический элемент», и приступил к его выделению.В том же году он назвал этот белок лизоцимом из-за его лизирующего действия и способности ингибировать рост широкого спектра грамположительных бактерий путем эффективного разрыва пептидогликанового слоя клеточной стенки. Флеминг продолжил изучение различных характеристик лизоцима и в 1922 году выделил фермент из белка куриного яйца. Спустя несколько лет бактерицидная активность лизоцима была широко подтверждена, а после 1930 г. в нескольких научных исследованиях сообщалось, что лизоцим можно обнаружить в биологических жидкостях и тканях многих живых организмов.

Мать-природа снабдила куриный яичный белок (альбумин) очень высоким содержанием лизоцима, чтобы защитить целостность желтка и, таким образом, куриного эмбриона. Вот почему альбумин является предпочтительным сырьем для производства лизоцима в промышленных масштабах. Широкий ассортимент продуктов лизоцима Bioseutica может заменить химические антибиотики, например, антибиотики. нитраты и сульфиты в продуктах питания, кормах для животных и вине.

Лизоцим, одно из самых мощных природных антибактериальных и противовирусных соединений, известных человеку, используется в пищевых продуктах и ​​фармацевтических препаратах уже более трех десятилетий, поскольку он естественным образом подавляет рост многих вызывающих порчу организмов, увеличивает срок годности и обеспечивает безопасность пищевых продуктов.Он также укрепляет иммунную систему.

Идеальная натуральная альтернатива синтетическим консервантам для органических, полуфабрикатных и минимально обработанных пищевых продуктов, лизоцим в конечном итоге помогает остановить множественную лекарственную устойчивость микробов из-за чрезмерного использования антибиотиков, поскольку он может и заменил использование химических веществ во многих пищевых и фармацевтических целях.

Как противомикробное средство от Nature, лизоцим является ключевым элементом в борьбе иммунной системы с инфекцией. Этот природный полипептид с молекулярной массой 14,3 кДа обнаруживается в органах и жидкостях организма человека, животных и растений.Лизоцим естественным образом присутствует (и может быть выделен) из материнского молока, слез, слюны и даже сока цветной капусты, но наиболее важным источником, из которого можно извлечь лизоцим в промышленных масштабах, является куриный белок.

Пищевой лизоцим Bioseutica, извлеченный из белков куриных яиц с использованием современной технологии, представляет собой чисто белый, совершенно нетоксичный, микрокристаллический порошок без запаха с очень легким сладковатым вкусом. Яичный белок, из которого он был извлечен, используется для производства мороженого, тортов и других продуктов.

По запросу может быть предоставлен лизоцим из яичного белка свободного выгула.

Bioseutica является единственным производителем лизоцима с запатентованными методами, сертифицированными институтом Pasteur Texcell, не содержащими риска заражения вирусом птичьего гриппа. Экологически чистые производственные предприятия Biosutica, расположенные в Европе и Америке, работают в соответствии с самыми высокими мировыми стандартами чистоты без использования каких-либо растворителей, несмотря на то, что наши экстракционные установки используют процесс абсорбции с ионообменной смолой.Наши нефтеперерабатывающие заводы сертифицированы cGMP, ISO 9001:2000, ISO 14001 и ISO 1801.

Применение лизоцима

С 1970-х годов известная бактерицидная активность и полная а-токсичность лизоцима, отдельно или в сочетании с другими синергетическими соединениями, использовались в качестве превосходного консерванта против многих микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов.

Лизоцим был добавлен в детскую смесь (для улучшения усвояемости) и для лечения желудочно-кишечного тракта у пожилых людей. Лизоцим используется в уходе за кожей, для лечения и профилактики прыщей и пролежней, а также при заболеваниях глаз, зубов и полости рта.В Японии лизоцим высоко ценится как рецептурное и безрецептурное средство для лечения головной боли, простуды и инфекций горла. Сегодня он остается одним из самых надежных и проверенных консервантов в Японии для фруктов и овощей, тофу и соевого творога, морепродуктов и мяса, вин и саке, который естественным образом подавляет рост многих организмов, вызывающих порчу, увеличивает срок годности и повышает безопасность пищевых продуктов. Лизоцим часто может полностью заменить химические вещества. В органических винах он используется для уменьшения содержания сульфитов, а в последнее время он используется в непастеризованном пиве.

Biosutica® является единственным в мире производителем лизоцима для промышленного применения, соответствующим требованиям REACh 1 . Существует множество промышленных процессов ферментации, в которых лизоцим используется для получения более высокого выхода или более прозрачного раствора, например. Лизоцим используется для получения ксантановой камеди пищевого качества.

1. REACH — это регламент Европейского Союза, принятый для улучшения защиты здоровья человека и окружающей среды от рисков, которые могут представлять химические вещества, при одновременном повышении конкурентоспособности химической промышленности ЕС.Он также продвигает альтернативные методы оценки опасности веществ, чтобы сократить количество испытаний на животных.

 

Линейка продуктов с лизоцимом

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

© МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №3