Lysozyme (hebrew)

היכרות עם הליזוזים

הליזוזים הוא אנזים הפוגע חיידקים על ידי פירוק דפנות התאים שלהם. הליזוזים נפוץ בהפרשות של אורגניזמים, כגון: דמעות, ריר, רוק וחלב אדם. כמו כן הוא נמצא ברקמות ובתאים שונים, כמו: תאי דם לבנים המהווים חלק ממנגנון ההגנה של אורגניזמים שונים. הליזוזים קיים גם בחלבון הביצה. שמו של הליזוזים (lysozyme) נגזר מהמילה היוונית - lysisשמשמעותה המסה. ובהקשר הביולוגי פירוק של מעטפת התא. בבני אדם הליזוזים מקודד על ידי הגן LYZ.

היסטוריה

הליזוזים התגלה על ידי אלכסנדר פלמינג, בשנת 1921. פלמינג שם טיפה של ריר האף (נזלת) על גבי צלוחית פטרי שהכילה חיידקים, וכאשר בחן את הצלוחית לאחר מכן מספר ימים, שם לב לכך שבעוד שברוב שטחה של הצלוחית גדלו מושבות של חיידקים, מסביב למקום בו הניח את טיפת הריר לא הופיעו חיידקים. לאחר שחקר את התופעה, הסיק פלמינג כי חומר ממס חיידקים המצוי בריר האף הפריע לגידולם של החיידקים. תגליתו המפורסמת האחרת של פלמינג הייתה - הפניצילין, התרופה האנטיביוטית הראשונה והיעילה מכולן, שגילה ב־1928. הליזוזים היה האנזים הראשון שמבנהו התלת ממדי פוענח בעזרת טכניקות קריסטלוגרפיה וזאת על ידי המדען דייוויד פיליפס וחבריו במכון המלכותי בלונדון בשנת 1965. בתחילה הופק הליזוזים מדמעות, אך כיום הוא מופק מחלבון ביצת התרנגולת, בו הוא נמצא בריכוז גבוה.

פעילות האנזים על דופן החיידק

הליזוזים פועל על דופן התא של החיידקים על ידי פירוק השרשרות הסוכריות(=פוליסכרידים) שהן המרכיב העיקרי שלו, באמצעות הידרוליזה. ההידרוליזה גורמת לניתוק של הקשרים המחברים בין היחידות הבסיסיות המרכיבות את השרשרות הסוכריות בעזרת מולקולת מים. כך נהרס דופן התא של החיידק. בשל פעילותו הליזוזים שייך למשפחת הגליקוזידאזות, אנזימים המפרקים קשרים בין סוכרים בעזרת מים. האנזים מסוגל לפרק גם קשר גליקוזידי הקיים בכיטין שבונה את דופן הפטריות, אך ביעילות פחותה.

דופן התא חיוניות להישרדותו של החיידק. רוב תאי החיידקיים מוקפים בדופן תא שמקיפה את הקרום. הדופן מהווה מבנה קשיח התורם לתמיכה בחיידק ולהגנה שלו. הדופן מאפשרת לחיידק להתקיים בסביבה היפוטנית. בסביבה זו ריכוז המומסים קטן יותר מאשר בתוך החיידק לכן מים עוברים באוסמוזה מן הסביבה החיצונית לתוך התא על פי מפל ריכוזים ועלולים לגרום לפגיעה בתא. תפקידה של הדופן, אם כן, לעצור את כניסת המים ולמנוע התרחבות והתפוצצות של קרום התא.

הדופן של תא החיידק מורכבת מחומר הנקרא פפטידוגליקן (שנקרא גם מוראין). הפפטידוגליקן מורכב משרשרות של שני אמינו־סוכרים המופיעים לחלופין: אצטיל גלוקוזאמין-NAG ואצטיל חומצה מוראמית-NAM. כל אצטיל חומצה מוראמית קשור לשרשרת קצרה של 4-5 חומצות אמינו. הפפטידוגליקן הוא למעשה, פולימר המורכב מיחידות מונומר שחוזרות על עצמן. כל מונומר מורכב: NAG - NAM הקשורים זה לזה. (ראה איור 1)

פולימר הפפטידוגליקן מתאפיין בכוח מכני גבוה. יחידות הסוכר החוזרות, קשורות זו בזו באופן רציף בצורת רשת של שרשראות ארוכות הקשורות ביניהם באמצעות שרשרות רוחבית קצרות של החומצות האמיניות.(ראה איור 2)

אנזים הליזוזים מפרק את דופן החיידקים על ידי פירוק הקשרים הגליקוזידים בין שתי היחידות NAG ו- NAM הקיימות בדופן החיידקים. שתי היחידות מתחברות לאתר הפעיל של הליזוזים, ובו מתבצעת פעולת ההידרוליזה לצורך פירוק הקשר שביניהן (כפי שמופיע באיורים 3-4). פירוק קשרים אלו גורם להרס של דופן החיידק ולאחר כניסת המים מהסביבה החיצונית, קרום החיידק נמתח ומתפוצץ.