LISOZIM: KARAKTERISTIK, STRUKTUR, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The lysozymes adalah enzim-enzim hidrolitik luas di alam mampu menghidrolisis ikatan glikosidik dinding peptidoglikan bakteri. Mereka ada pada tumbuhan dan hewan dan berfungsi sebagai mekanisme pertahanan melawan infeksi bakteri.

Penemuan enzim ini dimulai pada tahun 1922, ketika Alexander Fleming menyadari bahwa ada protein yang memiliki kemampuan katalitik untuk melisiskan bakteri di beberapa jaringan dan sekresi manusia.

Representasi grafis dari struktur Lysozyme (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute melalui Wikimedia Commons)

Berkat perolehannya yang mudah dan ukurannya yang kecil, lisozim adalah salah satu enzim pertama yang diurutkan dan strukturnya ditentukan melalui sinar-X. Saat ini digunakan sebagai sistem model dalam kimia, enzim, kristalografi, dan biologi molekuler protein.

Lisozim adalah enzim "bakteriolitik" yang berspesialisasi dalam hidrolisis ikatan β-1,4 glikosidik yang terbentuk antara asam N-asetilmuramat dan N-asetilglukosamin yang ada di dinding sel peptidoglikan yang secara khusus terpapar di bakteri gram positif.

Ia memiliki berbagai fungsi, baik pencernaan dan imunologi, di semua organisme di mana ia diekspresikan dan digunakan sebagai sumber daya bioteknologi untuk berbagai tujuan.

karakteristik

Lisozim diekspresikan oleh kelompok utama organisme hidup di planet ini, tetapi mereka sangat melimpah pada hewan dan dari sinilah mereka dimurnikan dan dipelajari lebih lanjut.

Pada manusia, lisozim ditemukan dalam konsentrasi tinggi di berbagai cairan dan jaringan seperti hati, tulang rawan, air liur, lendir, dan air mata. Ini diekspresikan oleh sel hematopoietik dan juga ditemukan di granulosit, monosit, dan makrofag, serta sel prekursor lainnya di sumsum tulang.

Lisozim yang berasal dari tumbuhan menghidrolisis substrat yang mirip dengan yang digunakan oleh enzim terkait erat lainnya yang dikenal sebagai kitinase, karena alasan ini mereka juga dapat menghidrolisis ikatan dalam kitin, meskipun dengan efisiensi yang lebih rendah.

Jenis lisozim pada hewan dan karakteristiknya

Setidaknya tiga jenis lisozim telah dijelaskan dalam kerajaan hewan:

-Lisozim tipe C ("C" " c onvencional" atau " c hicken" artinya ayam bahasa Inggris)

-Lysozymes type G ("G" untuk " g oose", yang artinya angsa dalam bahasa Inggris) dan

-Lysozymes tipe I ("I" dari " i nvertebrata")

Tiga kelas lisozim berbeda satu sama lain dalam hal urutan asam amino, karakteristik biokimia, dan sifat enzimatiknya.

Lisozim tipe C.

Lisozim ini dianggap sebagai enzim "model" dari keluarga ini, karena mereka telah berfungsi sebagai model untuk studi struktur dan fungsi. Mereka dikenal sebagai tipe "C" dari bahasa Inggris "ayam" karena mereka diisolasi untuk pertama kalinya dari putih telur ayam.

Di kelas ini adalah lisozim yang diproduksi oleh sebagian besar vertebrata, terutama burung dan mamalia. Ini juga termasuk enzim yang ada di beberapa arthropoda seperti Lepidoptera, Diptera, beberapa arakhnida dan krustasea.

Mereka adalah enzim kecil karena memiliki berat molekul yang tidak melebihi 15 kDa. Mereka adalah protein dasar dengan titik isoelektrik tinggi.

Lisozim tipe G

Lisozim pertama jenis ini diidentifikasi pada putih telur angsa dan terdapat pada berbagai jenis burung seperti ayam, angsa, burung unta, kasuari dan lain-lain.

Dalam beberapa kasus, lisozim tipe G lebih melimpah daripada lisozim tipe C pada putih telur burung tertentu, sedangkan pada kasus lain sebaliknya, lisozim tipe C lebih melimpah.

Lisozim ini juga terdapat pada moluska kerang dan di beberapa tunikata. Mereka sedikit lebih besar dari protein tipe C, tetapi berat molekulnya biasanya tidak melebihi 25 kDa.

Lisozim tipe I.

Lisozim ini terdapat terutama pada hewan invertebrata. Keberadaannya telah ditentukan pada annelida, echinodermata, krustasea, serangga, moluska dan nematoda, dan tidak ada pada mamalia dan vertebrata lainnya.

Mereka memiliki lebih banyak titik isoelektrik asam daripada protein tipe C dan tipe G.

Struktur

Ketiga jenis enzim hewan yang dijelaskan di bagian sebelumnya memiliki struktur tiga dimensi yang cukup mirip.

Lisozim manusia adalah lisozim tipe C dan merupakan enzim pertama yang dipelajari dan dikarakterisasi secara struktural. Ini adalah protein kecil dari 130 residu asam amino dan dikodekan oleh gen yang terletak pada kromosom 12, yang memiliki 4 ekson dan 3 intron.

Strukturnya dibagi menjadi dua domain: satu dikenal sebagai domain α dan yang lainnya sebagai domain β . Domain α terdiri dari empat heliks alfa dan domain β terdiri dari lembar β antiparalel dan loop besar.

Situs katalitik enzim terletak di celah yang terbentuk antara kedua domain dan untuk mengikat dengan substrat, enzim ini memiliki residu asam glutamat dan asam aspartat. Selain itu, ia memiliki setidaknya enam "subsitus" yang dikenal sebagai A, B, C, D, E dan F, yang mampu mengikat enam residu gula berturut-turut.

fitur

Lisozim tidak hanya memiliki fungsi fisiologis dalam perlindungan dan memerangi infeksi bakteri pada organisme yang mengekspresikannya, tetapi, seperti yang disebutkan, telah sangat berguna sebagai model enzim dari sudut pandang kimia, enzimatik dan struktural.

Dalam industri saat ini, ia dikenal sebagai bakterisida yang kuat dan digunakan untuk pengawetan makanan dan obat-obatan.

Berkat reaksi yang dikatalisasi oleh enzim ini, mereka dapat bekerja pada populasi bakteri yang berbeda dan mengubah stabilitas dindingnya, yang kemudian berubah menjadi lisis sel.

Dalam hubungannya dengan enzim serupa lainnya, lisozim dapat bekerja pada bakteri gram positif dan gram negatif, sehingga mereka dapat dianggap sebagai bagian dari sistem "kekebalan" antibakteri dari berbagai kelas organisme.

Dalam sel darah putih yang ada dalam darah mamalia, enzim ini memiliki fungsi penting dalam degradasi mikroorganisme yang menyerang, menjadikannya penting untuk sistem kekebalan manusia dan mamalia lain.

Lisozim dalam tumbuhan pada dasarnya memenuhi fungsi yang sama seperti pada hewan yang mengekspresikannya, karena mereka adalah garis pertahanan pertama melawan bakteri patogen.

Referensi

1. Callewaert, L., & Michels, W. (2010). Lisozim di kerajaan hewan. J. Biosci. , 35 (1), 127-160.
2. Merlini, G., & Bellotti, V. (2005). Lisozim: Molekul paradigmatik untuk penyelidikan struktur protein, fungsi dan kesalahan lipatan. Clinica Chimica Acta, 357, 168–172.
3. Mir, A. (1977). Lisozim: ulasan singkat. Jurnal Kedokteran Pascasarjana, 53, 257–259.
4. Sahoo, NR, Kumar, P., Bhusan, B., Bhattacharya, TK, Dayal, S., & Sahoo, M. (2012). Lisozim pada Peternakan: Panduan Seleksi Penyakit. Jurnal Kemajuan Ilmu Hewan, 2 (4), 347–360.
5. Wohlkönig, A., Huet, J., Looze, Y., & Wintjens, R. (2010). Hubungan Struktural dalam Keluarga Lisozim: Bukti Signifikan untuk Motif Tanda Tangan Glikosida Hidrolase. PLoS One, 5 (11), 1–10.