溶菌酶（ lysozyme ）為人類淚液或唾液中常見之蛋白質，具有抵禦細菌感染的功能，其預防細菌感染最主要之機制為：

本題觀念：

本題考查的是溶菌酶 (Lysozyme) 的抗菌機制。溶菌酶是一種廣泛存在於人體分泌液（如淚液、唾液、乳汁、黏液）及巨噬細胞中的酵素，屬於先天免疫系統 (Innate Immunity) 的重要防線。其核心生化功能是作為一種醣苷水解酶 (Glycoside hydrolase)，專門破壞細菌細胞壁的結構。

選項分析

• A. 破壞細菌細胞膜完整性：
  • 錯誤。這是許多抗菌胜肽 (Antimicrobial peptides, 如 defensins) 或某些抗生素 (如 Polymyxin B) 的主要機制。雖然溶菌酶是一種帶正電的蛋白質，高濃度下可能與帶負電的細菌膜產生靜電交互作用而有輔助性的非酵素抗菌活性，但其「最主要」且具定義性的機制是針對細胞壁，而非直接破壞細胞膜 (Cell membrane/Plasma membrane)。
• B. 抑制細菌電子傳遞鏈運作：
  • 錯誤。這是干擾細菌代謝或呼吸作用的機制，例如氰化物 (Cyanide) 對人體的作用，或某些抗生素的次級效應，並非溶菌酶的作用方式。
• C. 分解胜肽聚醣（peptidoglycan）造成細菌細胞壁損壞：
  • 正確。溶菌酶又稱為 Muramidase (N-acetylmuramide glycanhydrolase)。
  • 機制詳解：細菌（特別是革蘭氏陽性菌）的細胞壁主要由胜肽聚醣 (Peptidoglycan) 構成。胜肽聚醣的骨架是由 N-乙醯葡萄糖胺 (N-acetylglucosamine, NAG) 與 N-乙醯胞壁酸 (N-acetylmuramic acid, NAM) 交替連接而成。溶菌酶能專一性地水解切斷 NAM 與 NAG 之間的 β-1,4-醣苷鍵 (β-1,4-glycosidic bond)。
  • 結果：細胞壁骨架被破壞後，細菌失去支撐結構，無法抵抗內部的滲透壓，導致細菌吸水膨脹並最終發生滲透性溶解 (Osmotic lysis) 而死亡。
• D. 切割線毛（pili）使細菌無法黏附於宿主組織或細胞：
  • 錯誤。阻斷細菌黏附通常是抗體（如分泌型 IgA）的主要功能之一（免疫排除作用），並非溶菌酶的主要機制。

答案解析

溶菌酶最經典且主要的抗菌機制是水解細菌細胞壁胜肽聚醣中 NAM 與 NAG 之間的 β-1,4-醣苷鍵。這會破壞細胞壁的結構完整性，導致細菌因滲透壓不平衡而溶解死亡。此機制對細胞壁較厚且外露的革蘭氏陽性菌 (Gram-positive bacteria) 特別有效；而革蘭氏陰性菌因有外膜 (Outer membrane) 保護，通常需配合補體或 EDTA 破壞外膜後，溶菌酶才能發揮作用。

故正確答案為 (C) 分解胜肽聚醣（peptidoglycan）造成細菌細胞壁損壞。

核心知識點

1. 酵素名稱：Lysozyme (溶菌酶)，又名 Muramidase。
2. 作用受質 (Substrate)：細菌細胞壁的胜肽聚醣 (Peptidoglycan)。
3. 作用鍵結：NAG 與 NAM 之間的 β-1,4-glycosidic bond。
4. 抗菌譜：對 革蘭氏陽性菌 (G(+)) 效果較強（因其細胞壁厚且無外膜阻擋）；對革蘭氏陰性菌 (G(-)) 效果較弱（因有 Outer membrane 保護）。
5. 生理分布：淚液 (Tears)、唾液 (Saliva)、鼻涕、乳汁、嗜中性球 (Neutrophils) 顆粒。
6. 區別比較：
   • Penicillin (青黴素)：抑制 Transpeptidase (轉胜肽酶)，阻斷胜肽聚醣的合成（交聯作用），僅對生長分裂中的細菌有效。
   • Lysozyme (溶菌酶)：直接水解已形成的胜肽聚醣骨架，對休止期細菌也可能有效（若能接觸到細胞壁）。

參考資料

1. NCBI Bookshelf: Biochemistry, Lysozyme. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557677/
2. Scripps Research: Lysozyme. Available at: https://www.scripps.edu
3. Microbiology Society: Mechanism of Action of Lysozyme.