第三章 微生物细胞的形态结构及功能_PPT幻灯片
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（分子量大于800者） • 细胞壁赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗
生素和噬菌体的敏感性
----G-----M----------
| L—丙氨酸
| D—谷氨酸
| L—赖氨酸
| D—丙氨酸
Βιβλιοθήκη Baidu
β—1,4—糖苷键
----G-----M-----
|
L—丙氨酸
|
D—谷氨酸
|
L—赖氨酸
甘5
|
D—丙氨酸
O
O OH
On
N-acetyl CgHlu3-cCoHs- aCm=0ine
NH
HC-C-CH3 C=0
NH
L-Ala L-alanine
N-acetylmuramic
acid
MG
b-(1,4)
linkages
COOH-C-H D-glutamic aciDd-Glu
(CH2 )2
C=0 meso-diaminopimelic acid
第三章 微生物细胞的结构与功能 第一节原核微生物
• 概述 • 原核微生物：是指一大类细胞核无和膜包裹，只有称
作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。包括真细菌和 古生菌两大类。 • 真细菌：细胞膜含有脂类，细胞壁特含有肽聚糖， DNA没有内含子。包括细菌、放线菌、蓝细菌、支原 体、立克次氏体和衣原体。 • 本节以细菌为代表介绍原核微生物的结构和功能。
一般构造：细胞壁、细胞膜、细胞质、原核 • 细菌
特殊构造：纤毛、鞭毛、芽胞、荚膜等
第一节原核微生物
• 一、真细菌细胞壁 （一）真细菌细胞壁的功能 • 细胞壁能固定细胞外形，提高机械强度 • 细胞壁是细胞生长、分裂和鞭毛运动的必要条件，无
壁时就丧失这些功能 • 细胞壁能阻挡酶蛋白和某些抗生素等大分子进入细胞
亚基（单体）组成的聚合物，是一种酸性多糖， 是G+菌细胞壁所特有的成分。 （2）磷壁酸种类： • 壁磷壁酸：可用稀酸或稀碱提取，含量随培养 成分而改变，与肽聚糖以共价键结合。 • 膜磷壁酸：可用45%热酚水提取，含量与培养 成分关系不大，跨越肽聚糖层并与细胞膜相交 联。
第一节原核微生物
（3）磷壁酸的主要生理功能 a、其磷酸分子带负电荷，可结合Mg2+,可提高
需Mg2+合成酶的活性； b、储藏磷元素； c、避免被白细胞吞噬，具有抗补体作用； d、是G+菌重要的表面抗原成分； f、也是某些噬菌体吸附的受体； e、能调节细胞内自溶素的活力防止细胞自溶。
H
|
——— ——O——C——H
|
H——C——O——Ala
|
H——C——OH
|
H——C——O——R O
|
||
溶 菌 酶 ： β— 1,4— 糖 苷 键 很 容 易被溶菌酶水解 而使肽聚糖散架。
青霉素：能于菌 体内的转肽酶结 合形成青霉噻唑 酰基酶，使转肽 酶失去转肽作用， 通过抑制转肽反 应，影响细胞壁 合成
金黄色葡萄球菌肽聚糖的单体结构及连接方式（G+菌）
第一节原核微生物
2、磷壁酸（又叫垣酸或磷壁酸质） （1）磷壁酸是以甘油磷壁酸或核糖醇磷壁酸为
O side chain
Core polysaccharide
Lipid A
E.coli 脂多糖分子结构模型
第一节原核微生物
2、细胞壁外膜（外壁层 ） 细胞壁外膜由磷脂双分子层、脂蛋白、脂多糖 组成
（1）脂多糖（LPS） ·脂多糖位于壁的最外层，较厚。由类脂A、 核心多糖和O—特异 侧链（ O—抗原）组成。 是G—菌细胞壁所特有的成分，也是主要成分。
| L—丙氨酸
|
|
D—谷氨酸
二氨基庚二酸
|
|
二氨基庚二酸
D—丙氨酸
|
D—丙氨酸
大肠杆菌肽聚糖的单体结构及连接方式（G—菌）
肽聚糖链及其连接间桥
格兰氏阴性细菌在其肽聚糖层外还有一层所谓的外壁 层， 外壁层的性质与细胞质膜类似。
请注意图中蓝色的脂蛋白以及外壁层之外的红色脂多 糖链。
脂多糖的化学结构
第一节原核微生物
（2）磷脂双分子层：与细胞膜的磷脂双分子 层非常相似，期中插有跨膜的孔蛋白。 （3）细胞壁外膜蛋白：指嵌合在脂多糖和磷 脂层外膜上的蛋白质，有20余种。 脂蛋白：位于外壁层的内侧，如铆钉一样把磷 脂双分子层与肽聚糖层连在一起。 孔蛋白：为三聚体的跨膜蛋白。中间有直径1 纳米的孔道，通过孔的开、闭，控制某些物质 的进出。已知有两种：
第一节原核微生物
非特异性孔蛋白：其充水孔道可通过相对分子 量小于800~900的任何亲水性分子，如双糖、 氨基酸、二肽和三肽。 特异性孔蛋白：其上存在专一性结合位点，只 允许一种或少数相关物质通过。 3、周质空间（壁膜间隙）指细胞壁与细胞膜 之间的狭窄空间（宽约12~15纳米），呈胶状。 周质空间存在着多种周脂蛋白。 周脂蛋白：包括水解酶类、合成酶类、结合蛋 白、受体蛋白。
第一节原核微生物
1、细胞壁内膜：革兰氏阴性细菌细胞壁的菌肽聚糖 大肠杆菌肽聚糖的单体结构及连接方式（G—菌）：
双糖单位： N—乙酰氨基葡萄糖（G） N—乙酰胞壁酸（M）。
短肽尾：L—丙氨酸、D—谷氨酸、二氨基庚二酸、 D—丙氨酸。
肽桥：没有特殊的肽桥，两肽尾直接交连
CHS2OtHructure oCHf 2pOHeptidoglycan
第一节原核微生物
·脂多糖的功能：：类脂A是G—菌菌的致病物 质—内毒素；带较强的负电荷，也可以吸附可 结合Mg2+,可提高需Mg2+合成酶的活性；由于 脂多糖结构多变，决定了G—菌细胞表面抗原 决定簇的多样性；使许多噬菌体在细胞表面吸 附的受体；具有控制某些物质进出细胞的部分 选择性屏障功能，例如嘌呤双糖肽类等较小分 子可以通过，但是溶菌酶、青霉素等抗生素、 某些染料、去污剂等较大分子则不易通过。脂 多糖在足够的Ca 2+存在之下才能维持其结构稳 定，如果用EDTA等螯合剂去除Ca 2+和降低离 子键强度，脂多糖就会解体。
NH
H-C- (CH2)-NH2 D-alanine L-Lys
pepDtidPAe
C=0
boGnd+细胞壁
CH革3-CCN兰O-HHO氏H 阴性菌细胞壁D-肽Ala聚糖的一个重单肽复体聚结单糖构位
-- --G-----M----------
|
----G-----M-----
L—丙氨酸 |
D—谷氨酸
肽
H——C——O———— P————甘油磷酸—乙酰氨葡糖—聚
|
|
3
糖
H
OH n 连接单位
核糖
磷酸
注：Ala：丙氨酸 R：N—乙酰氨基葡萄糖
磷壁酸（垣酸）
第一节原核微生物
（三）革兰氏阴性细菌的细胞壁 革兰氏阴性细菌的细胞壁的特点：壁薄，而且分
两层，特含脂多糖。 革兰氏阴性菌细胞壁的成分：
外膜（外壁层）：磷质、脂蛋白、脂多糖； 内膜（内壁层）：肽聚糖，含量10% 。
生素和噬菌体的敏感性
----G-----M----------
| L—丙氨酸
| D—谷氨酸
| L—赖氨酸
| D—丙氨酸
Βιβλιοθήκη Baidu
β—1,4—糖苷键
----G-----M-----
|
L—丙氨酸
|
D—谷氨酸
|
L—赖氨酸
甘5
|
D—丙氨酸
O
O OH
On
N-acetyl CgHlu3-cCoHs- aCm=0ine
NH
HC-C-CH3 C=0
NH
L-Ala L-alanine
N-acetylmuramic
acid
MG
b-(1,4)
linkages
COOH-C-H D-glutamic aciDd-Glu
(CH2 )2
C=0 meso-diaminopimelic acid
第三章 微生物细胞的结构与功能 第一节原核微生物
• 概述 • 原核微生物：是指一大类细胞核无和膜包裹，只有称
作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。包括真细菌和 古生菌两大类。 • 真细菌：细胞膜含有脂类，细胞壁特含有肽聚糖， DNA没有内含子。包括细菌、放线菌、蓝细菌、支原 体、立克次氏体和衣原体。 • 本节以细菌为代表介绍原核微生物的结构和功能。
一般构造：细胞壁、细胞膜、细胞质、原核 • 细菌
特殊构造：纤毛、鞭毛、芽胞、荚膜等
第一节原核微生物
• 一、真细菌细胞壁 （一）真细菌细胞壁的功能 • 细胞壁能固定细胞外形，提高机械强度 • 细胞壁是细胞生长、分裂和鞭毛运动的必要条件，无
壁时就丧失这些功能 • 细胞壁能阻挡酶蛋白和某些抗生素等大分子进入细胞
亚基（单体）组成的聚合物，是一种酸性多糖， 是G+菌细胞壁所特有的成分。 （2）磷壁酸种类： • 壁磷壁酸：可用稀酸或稀碱提取，含量随培养 成分而改变，与肽聚糖以共价键结合。 • 膜磷壁酸：可用45%热酚水提取，含量与培养 成分关系不大，跨越肽聚糖层并与细胞膜相交 联。
第一节原核微生物
（3）磷壁酸的主要生理功能 a、其磷酸分子带负电荷，可结合Mg2+,可提高
需Mg2+合成酶的活性； b、储藏磷元素； c、避免被白细胞吞噬，具有抗补体作用； d、是G+菌重要的表面抗原成分； f、也是某些噬菌体吸附的受体； e、能调节细胞内自溶素的活力防止细胞自溶。
H
|
——— ——O——C——H
|
H——C——O——Ala
|
H——C——OH
|
H——C——O——R O
|
||
溶 菌 酶 ： β— 1,4— 糖 苷 键 很 容 易被溶菌酶水解 而使肽聚糖散架。
青霉素：能于菌 体内的转肽酶结 合形成青霉噻唑 酰基酶，使转肽 酶失去转肽作用， 通过抑制转肽反 应，影响细胞壁 合成
金黄色葡萄球菌肽聚糖的单体结构及连接方式（G+菌）
第一节原核微生物
2、磷壁酸（又叫垣酸或磷壁酸质） （1）磷壁酸是以甘油磷壁酸或核糖醇磷壁酸为
O side chain
Core polysaccharide
Lipid A
E.coli 脂多糖分子结构模型
第一节原核微生物
2、细胞壁外膜（外壁层 ） 细胞壁外膜由磷脂双分子层、脂蛋白、脂多糖 组成
（1）脂多糖（LPS） ·脂多糖位于壁的最外层，较厚。由类脂A、 核心多糖和O—特异 侧链（ O—抗原）组成。 是G—菌细胞壁所特有的成分，也是主要成分。
| L—丙氨酸
|
|
D—谷氨酸
二氨基庚二酸
|
|
二氨基庚二酸
D—丙氨酸
|
D—丙氨酸
大肠杆菌肽聚糖的单体结构及连接方式（G—菌）
肽聚糖链及其连接间桥
格兰氏阴性细菌在其肽聚糖层外还有一层所谓的外壁 层， 外壁层的性质与细胞质膜类似。
请注意图中蓝色的脂蛋白以及外壁层之外的红色脂多 糖链。
脂多糖的化学结构
第一节原核微生物
（2）磷脂双分子层：与细胞膜的磷脂双分子 层非常相似，期中插有跨膜的孔蛋白。 （3）细胞壁外膜蛋白：指嵌合在脂多糖和磷 脂层外膜上的蛋白质，有20余种。 脂蛋白：位于外壁层的内侧，如铆钉一样把磷 脂双分子层与肽聚糖层连在一起。 孔蛋白：为三聚体的跨膜蛋白。中间有直径1 纳米的孔道，通过孔的开、闭，控制某些物质 的进出。已知有两种：
第一节原核微生物
非特异性孔蛋白：其充水孔道可通过相对分子 量小于800~900的任何亲水性分子，如双糖、 氨基酸、二肽和三肽。 特异性孔蛋白：其上存在专一性结合位点，只 允许一种或少数相关物质通过。 3、周质空间（壁膜间隙）指细胞壁与细胞膜 之间的狭窄空间（宽约12~15纳米），呈胶状。 周质空间存在着多种周脂蛋白。 周脂蛋白：包括水解酶类、合成酶类、结合蛋 白、受体蛋白。
第一节原核微生物
1、细胞壁内膜：革兰氏阴性细菌细胞壁的菌肽聚糖 大肠杆菌肽聚糖的单体结构及连接方式（G—菌）：
双糖单位： N—乙酰氨基葡萄糖（G） N—乙酰胞壁酸（M）。
短肽尾：L—丙氨酸、D—谷氨酸、二氨基庚二酸、 D—丙氨酸。
肽桥：没有特殊的肽桥，两肽尾直接交连
CHS2OtHructure oCHf 2pOHeptidoglycan
第一节原核微生物
·脂多糖的功能：：类脂A是G—菌菌的致病物 质—内毒素；带较强的负电荷，也可以吸附可 结合Mg2+,可提高需Mg2+合成酶的活性；由于 脂多糖结构多变，决定了G—菌细胞表面抗原 决定簇的多样性；使许多噬菌体在细胞表面吸 附的受体；具有控制某些物质进出细胞的部分 选择性屏障功能，例如嘌呤双糖肽类等较小分 子可以通过，但是溶菌酶、青霉素等抗生素、 某些染料、去污剂等较大分子则不易通过。脂 多糖在足够的Ca 2+存在之下才能维持其结构稳 定，如果用EDTA等螯合剂去除Ca 2+和降低离 子键强度，脂多糖就会解体。
NH
H-C- (CH2)-NH2 D-alanine L-Lys
pepDtidPAe
C=0
boGnd+细胞壁
CH革3-CCN兰O-HHO氏H 阴性菌细胞壁D-肽Ala聚糖的一个重单肽复体聚结单糖构位
-- --G-----M----------
|
----G-----M-----
L—丙氨酸 |
D—谷氨酸
肽
H——C——O———— P————甘油磷酸—乙酰氨葡糖—聚
|
|
3
糖
H
OH n 连接单位
核糖
磷酸
注：Ala：丙氨酸 R：N—乙酰氨基葡萄糖
磷壁酸（垣酸）
第一节原核微生物
（三）革兰氏阴性细菌的细胞壁 革兰氏阴性细菌的细胞壁的特点：壁薄，而且分
两层，特含脂多糖。 革兰氏阴性菌细胞壁的成分：
外膜（外壁层）：磷质、脂蛋白、脂多糖； 内膜（内壁层）：肽聚糖，含量10% 。