آنزیم لیزوزیم که یک آنزیم هیدرولیتیک است، بر دیواره سلولی باکتری‌ها تأثیر می‌گذارد و نقش مهمی در دفاع طبیعی بدن در برابر عفونت‌های باکتریایی دارد. نحوه تأثیر لیزوزیم بر دیواره سلولی باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی به تفاوت ساختاری دیواره سلولی این دو نوع باکتری برمی‌گردد. در ادامه نحوه تأثیر لیزوزیم بر این دو نوع باکتری توضیح داده می‌شود:
1. باکتری‌های گرم مثبت:
- ساختار دیواره سلولی:
باکتری‌های گرم مثبت دارای دیواره سلولی ضخیمی هستند که عمدتاً از پپتیدوگلیکان تشکیل شده است. این دیواره ضخیم و چندلایه پپتیدوگلیکان، بخش اصلی ساختار دیواره سلولی آنها را تشکیل می‌دهد و باعث می‌شود که این باکتری‌ها در آزمون گرم به رنگ بنفش درآیند. - تأثیر لیزوزیم:
لیزوزیم با شکستن پیوندهای گلیکوزیدی بین واحدهای N-استیل‌گلوکزآمین (NAG) و N-استیل‌مورامیک اسید (NAM) که بلوک‌های ساختمانی پپتیدوگلیکان هستند، دیواره سلولی باکتری‌های گرم مثبت را تخریب می‌کند. با شکستن این پیوندها، ساختار دیواره سلولی از بین می‌رود و باکتری‌ها در اثر فشار اسمزی پاره می‌شوند (لیز می‌شوند).
به دلیل اینکه دیواره سلولی گرم مثبت‌ها به طور عمده از پپتیدوگلیکان تشکیل شده، لیزوزیم می‌تواند به راحتی به دیواره سلولی آنها دسترسی پیدا کرده و آن را تخریب کند.
2. باکتری‌های گرم منفی:
- ساختار دیواره سلولی:
باکتری‌های گرم منفی دارای دیواره سلولی نازک‌تری از پپتیدوگلیکان هستند که در بین دو لایه غشایی قرار دارد. لایه بیرونی دیواره سلولی این باکتری‌ها از لیپوپلی‌ساکاریدها (LPS) تشکیل شده است که باعث می‌شود دسترسی به لایه پپتیدوگلیکان دشوارتر باشد. این ساختار باعث می‌شود که باکتری‌های گرم منفی در آزمون گرم به رنگ قرمز یا صورتی دیده شوند. - تأثیر لیزوزیم:
لیزوزیم به طور مستقیم بر دیواره پپتیدوگلیکان تأثیرگذار است، اما در باکتری‌های گرم منفی، وجود لایه بیرونی لیپوپلی‌ساکاریدی (LPS) مانع از دسترسی آسان لیزوزیم به پپتیدوگلیکان می‌شود. بنابراین لیزوزیم به سختی می‌تواند باکتری‌های گرم منفی را تخریب کند، مگر اینکه لایه بیرونی به نحوی از بین برود یا دستکاری شود (مثلاً با استفاده از مواد شوینده یا آنتی‌بیوتیک‌های خاص).با این حال، اگر لایه بیرونی برداشته شود، لیزوزیم می‌تواند پپتیدوگلیکان را مانند باکتری‌های گرم مثبت تجزیه کند و در نهایت دیواره سلولی را تخریب کند.
نتیجه‌گیری:
- باکتری‌های گرم مثبت: به دلیل دیواره سلولی ضخیم پپتیدوگلیکان، نسبت به لیزوزیم حساس‌تر هستند و این آنزیم به راحتی دیواره سلولی آنها را تجزیه می‌کند.
- باکتری‌های گرم منفی: به دلیل وجود لایه بیرونی لیپوپلی‌ساکاریدی، مقاومت بیشتری نسبت به لیزوزیم دارند و آنزیم به سختی می‌تواند به پپتیدوگلیکان دسترسی پیدا کند، مگر اینکه لایه بیرونی تخریب شود.
این تفاوت ساختاری بین باکتری‌های گرم مثبت و منفی یکی از عوامل مهمی است که در انتخاب آنتی‌بیوتیک‌ها و راهکارهای درمانی تأثیرگذار است.