一文读懂溶菌酶｜从分子机理到蛋白纯化实验选型

1922 年，英国细菌学家 Fleming 首先在人的眼泪和唾液中发现它。因为它能抵抗细菌等微生物，人们给它取名"溶菌酶"。今天，我们从它的分类来源讲到分子机理，再落到实验室最关心的一个问题：不同场景，到底该选哪一种溶菌酶？

溶菌酶是什么？

溶菌酶（lysozyme），又称胞壁质酶（muramidase）或 N-乙酰胞壁质聚糖水解酶，是一种能水解细菌黏多糖的碱性酶。

它的核心本领是"破壁"：通过破坏细菌细胞壁中 N-乙酰胞壁酸 与 N-乙酰氨基葡萄糖 之间的 β-1,4 糖苷键，让不溶性黏多糖分解为可溶性糖肽，细胞壁随之破裂、内容物逸出，细菌便被溶解。此外，它还能与带负电荷的病毒蛋白结合，与DNA、RNA等形成复合体。

四大来源，性质各有千秋

按来源，溶菌酶可分为植物、动物、微生物、蛋清四类。

1. 植物溶菌酶

已从木瓜、芜菁、大麦、无花果、卷心菜等植物中分离得到，分子量较大（约 24000~29000）。它对溶壁小球菌的活性不及蛋清溶菌酶的 1/3，但分解胶体状甲壳质的活性却是蛋清溶菌酶的 10 倍。

2. 人及哺乳动物溶菌酶

广泛分布于人和多种哺乳动物的组织与分泌液中--眼泪、鼻黏液、唾液、乳汁，以及肝、肾、淋巴组织都含有。人体溶菌酶与蛋清溶菌酶高级结构相似，但活性高出 3 倍；牛、马等乳汁中分离出的溶菌酶理化性质与人源接近，溶菌活性却远低于人溶菌酶。

3. 微生物溶菌酶

细菌细胞壁溶菌酶主要有三类：

l 内 N-乙酰己糖胺酶：破坏肽聚糖中的 β-1,4 糖苷键，作用与蛋清溶菌酶相似；

l 酰胺酶：切断 N-乙酰胞壁酸肽"尾"之间的 N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸键；

l 内肽酶：使肽"尾"和肽"桥"内的肽键断裂。

值得一提的是，研究发现部分细菌来源溶菌酶即便酶活被不可逆抑制，仍表现出一定的非酶活依赖抑菌作用；不同来源的溶菌酶抗菌范围各异，对不同类型肽聚糖具有特异性。

4. 鸡蛋清溶菌酶（典型代表）

占蛋清总蛋白的 3.4%~3.5%，是目前被广泛研究的溶菌酶之一。可分解溶壁小球菌、黄色八叠球菌、巨大芽孢杆菌等革兰氏阳性菌，对革兰氏阴性菌无效（有二乙烯三胺存在时，部分 G菌也可被分解）。

关键参数：分子量 14000，等电点 11.1，最适温度 35℃，最适 pH 4~6.5（pH 6~7 仍具良好活性）。

稳定性良好：pH 1.2~11.3 剧烈变化时结构仍稳定；酸性环境下为热稳定碱性蛋白，pH 4~7 范围内经 100℃ 处理 1 分钟仍保持活性。一级结构由 129 个氨基酸组成，主要靠二硫键、氢键、疏水键维持。

结构与催化机理

整体结构：

溶菌酶是由 129 个氨基酸残基组成的单链蛋白，分子量约 14kDa。活性中心位于分子裂隙处，关键催化残基为 Glu35和 Asp52，依靠侧链完成肽聚糖糖苷键的水解，并与底物形成酶-底物复合物。

l 活性位点：通常位于分子表面，由特定残基通过离子键、氢键结合底物；其中的丝氨酸、组氨酸、天冬氨酸等在裂解过程中发挥关键催化作用。优化活性位点结构，是提升催化效率与选择性的重要途径。

l 底物结合：溶菌酶通过活性位点识别并结合细菌细胞壁肽聚糖；结合过程中构象变化有助于形成稳定复合物、促进水解，涉及"底物诱导"的动态构象变化。

l 底物特异性：只识别特定糖链（如 NAG、NAM），借此选择性作用于细菌细胞壁--这为开发靶向特定细菌的新型抗菌药物提供了理论基础。

l 动态性质：在生理条件下构象快速变化，使其在 pH、温度、离子强度波动时仍能保持活性。

核心应用场景

溶菌酶特异性强、反应条件温和，可有效避免物理破碎对生物大分子的损伤，应用广泛：

1.菌体裂解与蛋白提取（可溶蛋白、包涵体、膜蛋白）：破坏肽聚糖层，搭配 EDTA 破外膜，配合冻融/低强度超声释放胞内蛋白。

2.质粒、基因组 DNA、RNA 提取：裂解细胞壁厚、机械破碎难度大的革兰氏阳性菌（枯草、乳酸菌等）首选步骤；注意溶菌酶本身是蛋白，后续须充分去除。

3.原生质体制备：去壁获得原生质体，用于转化、融合与细胞壁机制研究。

4.MALDI-TOF 质谱校准：蛋清溶菌酶分子量稳定，常作外标校准品。

5.生物制药上游工艺：工业级大规模菌体裂解，优先无动物源重组溶菌酶，满足药典合规。

6.抑菌与酶学模型：C 型蛋清溶菌酶是结构生物学经典模式蛋白。

如何选对溶菌酶？

按场景选型：

大肠杆菌温和裂解实操

裂菌成败，归根结底两件事：充分破壁 + 有效降粘。常见方法分两类：

1.物理法（超声、均质、研磨、冻融）：不引入多余成分、成本低、效率高。超声破碎是实验室量裂菌（1ml~1L）的常用方法之一；工业大体积高密度发酵多用均质破碎，可 1 小时处理 10L 以上菌体且无需耗材。

2.化学法（有机溶剂、酸碱、溶菌酶消化）：处理体积灵活，从微升样本到千升级体系皆可；酶法条件温和、剪切损伤小。

重组溶菌酶温和酶解方案，靠试剂组合实现温和破壁，再通过核酸酶降粘，尤其适合活性蛋白、膜蛋白及无动物源（AOF）工艺场景。

西宝生物溶菌酶产品

溶菌酶（来源于鸡蛋白）

l 别名：胞壁质酶 / 鸡蛋清溶菌酶 / N-乙酰胞壁质聚糖水解酶 / 粘肽 N-乙酰胞壁质水解酶

l 物理形态：白色粉末

l 生物活性：≥20000 U/mg enzyme powder

l 溶解性：溶于水（10mg/ml）

l 最佳 pH：活性受 pH 与离子强度影响，宽广 pH（6.0~9.0）有活性；pH 6.2、离子强度 0.02~0.10M 时酶活最高

l 使用方法：大肠杆菌裂解，用新鲜配制的溶菌酶（10mg/ml，溶于 10mM Tris-HCl，pH 8.0）；也可直接用水配成 10mg/ml 储存液，4℃ 短期保存约一周稳定，-20℃ 长期保存约一年稳定

l 使用场景：细菌核酸与蛋白提取、质粒制备、原生质球制备、壳聚糖水解，亦可用于包涵体纯化

西宝生物深耕生命科学试剂领域，提供纯度与一致性符合相关标准的酶与试剂产品，为蛋白纯化与菌体裂解提供试剂选型支持。

溶菌酶特异性强、条件温和，相关产品可依据适用标准评估其用于生物制药工艺的适配性。从小试蛋白纯化到工业菌体裂解，选对溶菌酶，高效破壁，助力科研工艺开发。西宝生物 Seebio -- 专注生命科学试剂，以品质成就每一个可靠的实验结果。 扫码/文末留言即可获取产品目录与技术支持，让 Seebio 成为你稳定的合作伙伴。

【免责声明】本文为行业科普文章，文中关于各类工艺的分析仅基于公开文献与行业公开信息，仅作技术交流，不构成技术选型、产品功效承诺；文中所列举试剂产品仅为科研用途，不代表对应工艺可直接实现文中描述的全部技术效果，不用于临床人体。

联系我们

西宝生物科技（上海）股份有限公司专注于生物智造领域，是一家融研发、生产与服务于一体的国家高新技术企业、国家专精特新“小巨人”企业。公司建有“上海市市级企业技术中心”，成功入驻上海研发公共服务平台，并获得“上海市浦东新区知识产权培育企业”称号。西宝生物始终坚持质量引领与可持续发展，通过ISO9001等多体系认证，并于2024及2025年连续两年荣获上海市及浦东新区优秀院士专家工作站。

公司自2003年成立以来，深耕原料研发，坚持自主创新，持续为诊断试剂、疫苗、抗体蛋白药物生产企业及CRO、CDMO、科研机构等提供研产用试剂原料，专注于IVD的生化诊断、免疫诊断、分子诊断、血液诊断、微生物诊断、POCT和生物制药等领域。Seebio品牌聚焦生物产品技术创新和定制化服务。

请关注西宝生物微信公众号（订阅号 AI西宝生物；服务号 西宝生物）

或访问以下站点了解更多相关信息：

www.seebio.com（西宝官网）

www.allinno.com（西宝国际）

www.champtone.cn（西宝健康）

www.seebio.cn（生物试剂）

www.cxbio.com（科研服务）

www.jemyork.com（新材料）

点击【在看】分享给更多需要的人

声明
1、本公众号所发表的内容注明来源的，版权归原出处所有，其观点不能代表本公众号立场。如有侵权请联系编辑微信：13917439331
2、本公众号原创文章，任何媒体、个人、网站如需转载，须在文首位置注明“AI西宝生物”并注明作者。