微生物生理学概论

多糖链 短肽交联
(1)肽聚糖 ：肽聚 (peptidoglycan) 糖是由多糖链经 短肽相交联而形 成的网络状分子， 是真细菌细胞壁 特有的成分，构 成细菌细胞壁坚 硬的骨架部分。
原核生物所 特有的已糖
肽聚糖结构
双糖
单位 肽
聚
糖
四肽
单
尾
体
组
成
肽桥
革兰氏阳性菌肽聚糖的结构
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖胺
由四个 氨基酸 分子按L 型与D型 交替方 式连接 而成
表 肽聚糖分子中的四种主要肽桥类型
类型 甲肽尾上连接点
肽桥
乙肽连接点
例
I
第四氨基酸
-CO.NH-直接相连 第三氨基酸 E. coli (G-)
II
第四氨基酸
III
第四氨基酸
IV
第四氨基酸
-(Gly)5 -(肽尾)1~2-D-Lys-
第三氨基酸 S. aureus (G+) 第三氨基酸 M. luteus (G+) 第二氨基酸 C. poinsettiae(G+)
注： IV型中第3个氨基酸不是二氨基酸，而是高丝氨酸，因此与D-Glu连接
细菌细胞结构
（2）磷壁酸（teichoic acid） 磷壁酸是结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的 一种酸性多糖，是革兰氏阳性细菌所特有的成 分之一。主要分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
壁磷壁酸：
磷壁酸
与肽聚糖分子进行共价结合的称～。
真核微生物（Eukarya）
真菌（酵母、霉菌等）、
微生物类型不同，
单细胞藻类、
细胞的结构和功能不同。
原生动物等
第一节 原核微生物
原核生物：无核膜，裸露DNA，单细胞
包括真细菌（Eubactera）和古生菌 （Archaea）两大类群。
细菌
蓝细菌
古细菌
原核微生物
支原体
衣原体
立克次氏体
放线菌
细胞结构的研究方法
膜磷壁酸（脂磷壁酸）： 跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的称～。
G+菌细胞壁特殊组分
－磷壁酸Teichoic acids
（3）壁醛酸 某些G+在限量磷酸盐的培养基中不能合
成磷壁酸而合成壁醛酸，由糖醛酸和氨基己 糖交替连接形成酸性杂多糖，不含磷酸，但 也是酸性。 枯草芽孢杆菌的壁醛酸成分是： （葡萄糖醛酸-N-乙酰氨基半乳糖）n
细胞破碎的方法
1、研磨法：最简便的方法，不需要特殊设备，缺点 是破碎细胞的效率不高，丝状真菌常用此法。
2、弹道法：效果好，价格便宜，易操作，平时用来 打碎细胞。
3、压榨法：原理是利用高压破碎细胞。 French压榨机：压细胞悬液，对G-和G+杆菌效果
好，对G+球菌和芽孢差。 X-压榨机：压冰冻细胞，对G+和G-都有效，设备
第二章
微生物细胞的结构和功能
原核微生物 真核微生物 原核微生物与真核微生物的比较
微生物家族成员
非细胞型 病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、
朊病毒）
微生物
古生菌（Archaea）
原核微生物
细胞型
（Prokarya） 真细菌（Eubacteria）
细菌、放线菌、蓝细菌、 衣原体、支原体、螺旋 体、立克次氏体等
6、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬 以及抗补体的作用；
2、革兰氏阴性细菌细胞壁结构
特点：肽聚糖层很薄（仅2~3nm），在肽聚 糖层外还有一个外膜，成分较复杂， 整个壁厚度较G+菌薄，机械强度较G+ 菌弱。
（1）外膜 (outer membrane)
G- Cell Wall
是G-细菌细胞壁所特有的结构，位于G-细菌细胞
来自百度文库
5、渗透冲击（osmotic shock）：高渗溶液、酶形 成原生质体或球质体，方法温和，分离细胞器和 酶时常采用此法，实际上是两步：
酶溶壁后，低渗溶液对原生质体破坏。 G+细胞壁成分是肽聚糖，用溶菌酶处理。 G-制备成球质体，细胞壁成分复杂，肽聚糖外有
脂多糖，可采用反复冰冻--融化或 EDTA处理后再 用溶菌酶溶壁。 细菌取对数生长中期制备最合适。
绝大多数的原核细菌和真核的真菌和藻类的细胞 都有细胞壁，形成细胞的骨架，失去它细胞变为 球形。占细胞干重约10～20%。 细胞壁是分类鉴定的一个重要指标，不同的微生 物细胞壁结构和化学组成不同。
细菌超薄切片电镜照片
（示细胞壁与细胞膜）
1．革兰氏阳性细菌的细胞壁 特点：细胞壁较厚，约（20～80nm），化学组分简
酵母菌和丝状真菌用蜗牛酶，但原生质体再生能 力差。
藻类用纤维素酶。 放线菌细胞壁成分与G+相似，故也用溶菌酶。
亚细胞结构的分离 通常采用离心法，离心有差速离心和密度梯度离心方法。
一般构造：一般细菌 都有的构造
特殊构造：部分细菌具 有的或一般细菌在特殊 环境下才有的构造
一、细胞壁（Cell wall）
单，一般只有肽聚糖（占90%）和磷壁酸（占 10%）组成。
革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁的构造
G＋` G－细胞壁成分的区别
成分
肽聚糖 磷壁酸 类脂质 蛋白质
占细胞壁干重的%
G＋
G－
含量很高（30-95） 含量很低（5-20） 含量较高（<50） 0
一般无（<2） 0
含量较高（-20） 含量较高
磷壁酸的主要生理功能：
细菌细胞结构
1、通过分子上大量的负电荷浓缩细胞周围的Mg2+，提高 细胞膜上需Mg2+的合成酶的活性；
2、贮藏磷元素；
3、能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶 而死亡。
4、噬菌体的特异性吸附受体； 5、革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；
可作为细菌 分类、鉴定 的依据
N-乙酰胞壁酸
青霉素作用点
五肽交联桥 五个甘氨酸 四肽侧链 L-丙、D-谷、L-赖、D-丙 聚糖骨架 G：N-乙酰葡萄胺 M：N-乙酰胞壁酸
双糖单位
双糖单位中的β-1,4-糖苷键很容易被溶菌 酶(lysozyme) 所水解,从而引起细菌因肽聚 糖细胞壁的“散架”而死亡。
肽聚糖结构
四肽尾
肽桥
D型氨基酸可保护肽聚糖 免受肽酶的攻击
昂贵，操作麻烦。
超声波细胞破碎仪
4、超声波法：缺点是在处理过程中细胞不能 同步破碎，有的先破，有的后破。
注意不要在塑料容器内处理细胞悬液，因为 塑料能吸收超声波能量。
以上方法都属机械（物理）破碎，破碎效 率大小为：
X-压榨机＞振荡磨＞French压榨机＞超声波 ＞研磨
微生物对破碎的抗性大小为：
酵母菌＞丝状真菌＞G+球菌＞G+杆菌＞G－ 杆菌＞嗜盐菌＞支原体
壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组
成的膜，有时也称为外壁。