La lisozima, también llamada muramidasa, es una enzima de 14,4 kilodalton que daña las células bacterianas catalizando la hidrólisis de las uniones beta 1,4 entre los residuos de ácido N-acetilmurámico y N-acetil-D-glucosamina en un peptidoglicano. La lisozima es abundante en numerosas secreciones como la saliva, las lágrimas y el moco. Es abundante en la leche humana (unos 40mg/100ml) y de yegua, en las que constituye uno de los factores de defensa , mientras que está prácticamente ausente en la leche de los rumiantes y en la de cobaya. Está presente también en los gránulos citoplasmáticos de los neutrófilos polimorfonucleares PMN. La deficiencia en lisozima, debida a mutaciones en el gen LYZ situado en el cromosoma 12, ha sido asociada a displasias esqueléticas y a un aumento de la propensión a las infecciones.
La clara de huevo contiene una gran cantidad de este enzima. La lisozima fue descubierta por Fleming, el mismo que descubrió la penicilina. Actúa como una barrera frente a las infecciones. En la industria, la obtenida de la clara del huevo, se utiliza para el control de las bacterias lácticas en los vinos. También se utiliza en la fabricación de quesos, para protegerlos de las alteraciones por Clostridium.
Muchas de las bacterias afectadas por lisozimas no son patogénicas. En algunos casos, la lisozima es la razón principal por la que estos organismos no llegan a ser patogénicos. La lisozima también altera la pared celular de bacterias patógenas transformándolas en esferoplastos o protoplastos, denominados formas L. La lisozima puede actuar como una opsonina innata o como una enzima catalítica. Las lisozimas sirven como opsoninas innatas uniéndose a la superficie bacteriana, reduciendo la carga negativa y facilitando la fagocitosis de las bacterias, todo esto antes de la llegada de las opsoninas del sistema inmunitario. En otras palabras, la lisozima hace que las células fagocíticas puedan absorber más fácilmente a la bacteria. Como enzima funciona atacando a los peptidoglicanos, lo que explica su localización en la pared celular de las bacterias, especialmente en las gram positivas. La lisozima hidroliza el enlace glucosídico entre el carbono 1 (C1) del residuo de ácido N-acetilmurámico (NAM) y el carbono 4 (C4) de la N-acetilglucosamina (NAG).
Hace esto uniendo la molécula de peptidoglicano en el sitio activo, una prominente hendidura entre sus dos dominios, provocando que la molécula substrato adopte una conformación muy tensa, similar a la de un estado de transición. Según el mecanismo de Phillips, la lizosima se une a un hexasacárido deformando el cuarto azúcar (el anillo D) que adopta una conformación de media silla. En este estado de tensión el enlace glucosídico es fácilmente roto.
Se ha descubierto que el ácido glutámico 35 (Glu35) y el ácido aspártico 52 (Asp52) son indispensables para la actividad de esta enzima. El Glu35 actúa como donador de protones para el enlace glucosídico, cortando el enlace C-O en el sustrato. El Asp52 actúa como nucleófilo para generar el intermediario enzimático-glucosídico (complejo enzima-sustrato). Luego, este intermediario reacciona con una molécula de agua para volver a dejar intacta a la enzima y liberar el producto de la hidrólisis.
Algunas formas de amiloidosis tienen como causa la mutación del gen de la lisozima, lo que conduce a la acumulación de este enzima en varios tejidos.
Alexander Fleming (1881-1955), quien descubrió la penicilina, descubrió a la lisozima en 1922. Su estructura fue descrita por David Chilton Phillips (1924-1999) en 1965, cuando consiguió una imagen con una resolución de 2 angstrom (200 pm). Este trabajo llevó a Phillips a proveer una explicación acerca de cómo las enzimas aceleran las reacciones en términos de su estructura física. El mecanismo original propuesto por Phillips fue posteriormente revisado.
Howard Florey (1898-1968) y Ernst B. Chain (1906-1979) también investigaron las lisozimas. Aunque nunca lograron demasiados progresos en este campo, ellos, junto con Fleming, desarrollaron la penicilina.
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