Page 11 - 《精细化工》2023年第3期

第 3 期 唐亚丽，等: 酶型生物改性抗菌材料的研究进展 ·467·

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金属蛋白酶，活性中心具有二价阳离子——Zn 、 菌中金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌和革兰氏阴性
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Co 和 Mg ；（6）丝氨酸蛋白酶，其中丝氨酸的羟 菌中肠沙氏门菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的生长
基残基与组氨酸的咪唑环和天冬氨酸的羟基均位于 繁殖，且对耐药细菌包括鲍曼不动杆菌、大肠杆菌
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活性中心 。还可以按照抗菌膜肽键断裂的部位分 等微生物的生长也存在抑制作用 。噬菌体裂解酶
为外肽酶和内肽酶。此外，还可以按照蛋白酶在广 具有广谱抗菌性，在食品病源生物控制方面具有广
泛 pH 范围内的最大活性，分为亲碱性、中性和嗜 泛的应用 [16] 。OBESO 等 [17] 通过纯化金黄色葡萄球
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酸性蛋白酶 。 菌噬菌体中的抗菌素，纯化的蛋白质能迅速杀灭生
1.1.1 溶葡萄球菌酶 长在巴氏杀菌牛奶中的金黄色葡萄球菌，37 ℃下孵
溶葡萄球菌酶按肽链断裂的位置属于内肽酶， 育 4 h 后仍未检测到病原菌。利用噬菌体裂解酶的
并且分子中含有二价金属离子，又属于金属蛋白酶。 生产成本低，高通量的 DNA 测序和遗传物质操作技
溶葡萄球菌酶对葡萄球菌属的细菌具有特异性，能 术将推进其在抗菌方面应用。目前，以噬菌体裂解
切断葡萄球菌细胞壁肽聚糖中的五甘氨酸肽键桥结 酶为抗菌剂的乳品工业应用处于领先地位。
构，迅速溶解和杀灭葡萄球菌属 [10] ，但是不能水解
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含有甘氨酸和甘氨酸肽键的细胞壁 。溶葡萄球菌
酶的纯生物特性，以及独特的生物杀菌机制不会产
生耐药性和毒副作用，使其在医疗卫生方面有广泛
的应用，并且已有的动物实验和人体实验数据均表
明，溶葡萄球菌不宜引发不良反应和过敏反应。
1.1.2 枯草芽孢杆菌酶
枯草芽孢杆菌酶按在广泛 pH 范围内的最大活
性区分属于中性蛋白酶，又因其酶活性中心有起激
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活或保护作用的金属离子，如 Zn 、Ca 、Mg ，
属于金属蛋白酶 [11] 。枯草芽孢杆菌酶是由枯草芽孢
杆菌分泌的酶组成，能促进肠道消化、体表消毒；
除此之外，在蚊虫、蜱蚤和寄生物的清除以及降解
养殖水体有机质方面具有良好的应用效果。枯草芽
孢杆菌分泌的多种酶能适应高温密闭环境、有较强
的免疫原性，对有毒有害物质的生成具有抑制作用，
并且可以减少面源污染 [12] 。枯草杆菌素可以分解黏
附素（附着在固体载体和其他细菌上所必需的细菌
蛋白质），从而防止微生物的共聚，这是一种使细菌
与其他细菌交流并参与多物种生物膜形成的条件 [13] 。
XIANG 等 [14] 从蓝莓发酵液中获得了一种新的细菌
素 JS17，其对革兰氏阳性和阴性细菌都具有抗菌活

性，并且耐酸碱和高温。枯草芽孢杆菌分离得到的
细菌素具有广谱抗菌性，且化学稳定性良好，耐酸 抗菌素目标裂解位点以箭头形式表示；糖单元分别以六边形
NAG 和 NAM 表示；以圆圈表示的氨基酸分别为：L-丙氨酸
碱和耐高温，因为天然枯草芽孢杆菌细菌素具有安
（L-Ala），D-谷氨酸（D-Glu），内消旋二氨基庚二酸（m-DAP），
全无毒的特性，使其能在食品、医疗卫生、生物防 D-丙氨酸（D-Ala）
治等方面具有良好的应用前景。 图 3 大肠杆菌肽聚糖结构及不同噬菌体抗菌素切割位
1.1.3 噬菌体裂解酶 点 [2]
噬菌体裂解酶是利用分解细菌细胞壁肽聚糖层 Fig. 3 Structure of E. coli peptidoglycan and cut sites of
[2]
different phage endolysins
中的关键化学键来杀灭微生物的。如图 3 所示，按
照作用肽聚糖化学键的位置不同 [15] 噬菌体裂解酶可 蛋白酶通过水解黏附素或其他蛋白质防止细菌
以分为：N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶（Ⅰ）、内 滋生黏附，达到抗菌的目的。除了溶葡萄球菌酶、
肽酶（Ⅱ）、β-N-乙酰氨基葡糖苷酶（Ⅲa）、N-乙酰 枯草芽孢杆菌酶和噬菌体裂解酶在医疗行业广泛应
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胞壁糖苷酶（Ⅲb）和溶菌糖基转移酶（Ⅳ） 。噬 用外，其他不同来源的抗菌蛋白酶也是应用于食品、
菌体裂解酶具有广谱抑菌效果，能抑制革兰氏阳性 药品、医疗等方面的天然抗菌剂，包括木瓜蛋白酶、