Il meccanismo catalitico del lisozima

La reazione catalizzata dal lisozima, l'idrolisi di un legame glicosidico, è la conversione di un acetale in un emiacetale. L'idrolisi acetalica enzimatica è accelerata dalla catalisi acida che coinvolge una protonazione dell'atomo di ossigeno reattante, seguita dalla rottura del legame C—O. Ciò porta alla formazione di un carbocatione stabilizzato per risonanza chiamato ione ossonio. Successivamente questo ione lega l'acqua per formare l'emiacetale e rigenerare l'acido catalizzatore libero.
I soli gruppi funzionali presenti nelle immediate vicinanze del centro reattivo del lisozima che hanno le caratteristiche catalitiche previste sono il Glu 35 e l'Asp 52. Questi residui sono disposti ai due late del legame β(1→4) che deve essere rotto. Con tutte queste informazioni, David Phillips formulò il seguente meccanismo catalitico per il lisozima:
1.Il lisozima si attacca alle pareti batteriche legando un unità costituita da un esasaccaride. In questo processo, il residuo D assume una conformazione a mezza sedia;
2.Il Glu 35 trasferisce un protone all'atomo di O(1) dell'anello D, il solo gruppo polare presente nelle vicinanze (catalisi acida generale). Il legame C(1)—O(1) viene rotto generando uno ione ossonio a livello del C(1);
3.Il gruppo carbossilico ionizzato dall'Asp 52 stabilizza lo ione ossonio che si sta formando mediante un interazione carica-carica (catalisi elettrostatica). La rottura del legame glicosidico è facilitata dalla distorsione dell'anello D che è in una conformazione planare a mezza sedia. Quindi, la conformazione dell'anello D al momento del legame dell'enzima è simile allo stato di transizione della reazione (catalisi dello stato di transizione);
4.A questo punto l'enzima rilascia la parte dell'oligosaccaride a cui è legato l'anello che ha subito idrolisi, generando un intermedio glicosil-enzima. Lo ione ossonio lega poi una molecola d'acqua sella soluzione e procedendo in senso contrario, rispetto alla tappa precedente, forma il prodotto e riprotona il Glu 35. L'enzima rilascia alla fine l'anello D (il secondo prodotto) e l'altra parte del polisaccaride, avendo completato il ciclo catalitico.