肽聚糖亚单位组成,阴性菌与阳性菌有何不同准确点谢谢

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肽聚糖亚单位组成,阴性菌与阳性菌有何不同
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肽聚糖 (peptidoglycan)又称黏肽 (muco peptide),是细菌细胞壁所特有的物质.革兰氏阳性菌细胞壁的肽聚糖是由聚糖链支架、四肽侧链和五肽交联桥三部分组成的复杂聚合物(图1—5B).聚糖链支架由N—乙酰葡糖胺和N—乙酰胞壁酸通过β—1,4糖苷键交替连接组成.四肽侧链依次由L—丙氨酸、D—谷氨酸(或D—异谷氨酰胺)、L—赖氨酸、D—丙氨酸所组成,均联接于胞壁酸.五肽联桥由5个甘氨酸组成,交联于相邻两条聚糖链支架的四肽侧链上第一条第3位L—赖氨酸及第二条第4位D—丙氨酸之间,于是构成十分坚韧的三维立体.
细菌学概论
细菌是一类有独特细胞壁,并以二分裂方式进行无性繁殖的原核细胞型微生物
第一节 细菌(bacterium)的形态,结构与分类
一,细菌的大小和形态
细菌的大小(Size of Bacteria)
微米(μm)
球菌coccus
杆菌bacillus
螺形菌spiral bacterium
细菌的形态与排列(Shape of Bacteria)
staphylococci葡萄球菌
streptococci链球菌
Vibrios
弧菌
tetrads四联球菌
diplococci双球菌
Basic shapes and arrangement
of the bacteria
bacilli
杆菌
diplococci双球菌
Spirillum 螺菌
基本形态
(1)球菌包括:双球菌,链球菌,四联球菌和八叠球菌
彩图1 葡萄球菌(革兰染色)
彩图2 链球菌(革兰染色)
彩图3 肺炎球菌(革兰染色)
(2)杆菌:在细菌中种类最多
彩图6 痢疾杆菌(革兰染色)
彩图11 结核杆菌(抗酸染色)
(痰涂片)
(3)螺形菌包括:弧菌,螺菌
螺形菌 (spiral bacterium)
弧菌
螺菌
彩图7 霍乱弧菌(革兰染色)
特殊形态
个别类型的细菌在适宜环境条件下所呈现
的特殊形态 如柄杆菌和球衣细菌
不规则形态
环境条件的改变可导致细菌的基本形态发生变化,出现不规则形态
如出现梨形,气球形和分枝形等
细菌的结构(Structure of Bacteria)
细菌的基本结构:
细胞壁,细胞膜,细胞质,核质
细菌的特殊结构:
荚膜,鞭毛,菌毛,芽胞
细胞壁( Cell Wall)
位于菌细胞的最外层,包绕在细胞膜的周围.组成较复杂, 并随不同细菌而异.
用革兰染色法可将细菌分为两大类,即革兰阳性菌和革兰阴性菌
细胞壁的主要功能
保护细胞
维持细菌的基本形态
为细胞的生长,分裂和鞭毛运动所必需
有一定的通透性和机械阻挡作用
与细菌的致病性,抗原性和对某些药物及噬菌体的敏感性有关
肽聚糖(peptidoglycan)
革兰阳性菌
聚糖骨架,四肽侧链,五肽交联桥
三维立体结构,坚固
15～50层
革兰阴性菌
聚糖骨架,四肽侧链
二维平面结构,疏松
1～2层
N-乙酰葡糖胺
N-乙酰胞壁酸
β-1,4糖苷键
共有组分
溶菌酶作用位点
青霉素作用位点
特殊组分
革兰阳性菌
磷壁酸(teichoic acid)
由核糖醇或甘油残基经
磷酸二酯键互相连接
而成
壁磷壁酸和膜磷壁酸
Wall teichoic acid
(LTA)
磷壁酸的生理功能
磷壁酸中的磷酸基团可以结合一些阳离子
构成细胞壁的表面抗原成分
作为噬菌体吸附的特异性受体
调节细胞内自溶素的活力,防止细胞因自溶而死亡
增加细菌的黏附性,与致病性有关
革兰阴性菌(特殊组分)
外膜(outer membrane)
脂蛋白
脂质双层
脂多糖LPS
LIPID BILAYER
脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)
(1)脂质A
为一种糖磷脂,由D-氨基葡萄糖双糖组成的基本骨架
内毒素毒性与生物学活性成分
无种属特异性
(2)核心多糖
位于脂质A的外层
有属特异性
(3)特异多糖
最外层,由数个至数十个低聚糖(3~5个单糖)重复单位所构成的多糖链.
是革兰阴性菌的菌体抗原(O抗原),具有种特异性
脂多糖(LPS)的主要功能
由于带有负电荷,可以吸附阳离子,与磷壁酸的作用相似
类脂A对机体具有致热作用,又称热原质,是革兰阴性菌内毒素的主要组分
可以通过对特异性多糖的差异对一些革兰阴性菌进行血清学鉴定
可以作为噬菌体的吸附位点
革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁结构对比
仅1~2层
可多达50层
层数
占胞壁的 5~20%
占胞壁的50~80%
含量
无
有
磷壁酸
有
无
外膜
占11 ~ 22%
占1 ~ 4%
脂类含量
占15~20%
约占45%
糖类含量
二维网状结构
三维空间结构
结构类型
侧链间以肽链交联
侧链间以五肽桥交联
交联方式
聚糖,四肽侧链
聚糖,四肽侧链,五肽交联桥
组成
_
_
肽聚糖
较疏松,10~15nm
坚韧,20~80nm
强度,厚度
革兰氏阴性细菌
革兰氏阳性细菌
细胞壁结构
G+ 菌与G- 菌的差别及与细胞壁的关系
项目 革兰阳性菌 革兰阴性菌 细胞壁的关系
染色性 紫色 红色 对酒精的通透性
抗原性 主要为磷壁酸 主要为外膜 化学组成不同
毒性 无内毒素 有内毒素 阴性菌细胞壁成分
对青霉素的作用 有效 无效 作用部位 五肽交联桥
对溶菌酶的作用 有效 有效 作用部位为聚糖骨架
N-乙酰葡糖胺
N-乙酰胞壁酸
β-1,4糖苷键
溶菌酶作用位点
青霉素作用位点
作用于细菌细胞壁的抗生素及酶
细胞壁缺陷的细菌
支原体
细菌L型
原生质体
球状体
上述四种细胞壁缺陷细菌物共同特征是对环境因素的影响十分敏感,其敏感度为:原生质体>球状体>L型细菌,易于导入外源性遗传物质,因此遗传育种及进行细胞融合常用原生质体作为基础研究材料
细菌L型(bacterial L form)
概念:某些药物作用于细菌,可抑制的肽聚糖的合成或破坏细胞壁的结构,在高渗环境下,细菌仍可存活,成为细胞壁缺陷型
形成条件:溶菌酶,青霉素,胆汁,溶葡萄球菌素,抗体,补体等
生物学特性:多形性,革兰阴性,高渗培养,生长缓慢,荷包蛋样菌落,可回复
A.Colony of normal bacteria
B.fried egg colony of L-form bacteria
C.Granular colony of L-form bacteria
D.filamentous colony of L-form bacteria
与医学的关系:
致病性,常引起慢性和反复发作的感染
细胞质膜(cell membrane)
或称胞质膜
细胞壁内侧,包绕细胞质
化学组成:磷脂,蛋白质,不含胆固醇
亲水性极性头朝外排列,疏水性的非极性尾朝内排列,形成 高度定向性的双层磷脂分子,蛋白质分子镶嵌其间,并做侧向运动
形成液态镶嵌结构模型
中介体(mesosome)是部分细胞膜内陷,折叠,卷曲形成的囊状物,多见于革兰阳性细菌
细胞质膜的功能
功能: 主动运输
渗透屏障
呼吸作用
生物合成
形成中介体(有拟线粒体之称)
细胞质(cytoplasm)及内含物
细胞膜包裹的溶胶状物质,或称原生质(protoplasm),由水,蛋白质,脂类,核酸及少量糖和无机盐组成,其中含有许多重要结构.
(1)核糖体(ribosome):RNA和蛋白质
沉降系数 70s 50s+30s(真核80s 60s+40s)
链霉素
红霉素
(2)胞质颗粒:细菌细胞内一些颗粒状内含物,多数为能源性的贮藏物,有的属于代谢产物
1)异染颗粒
2)聚β-羟丁酸
3)糖原粒与淀粉粒
(3)其他内含物:
气泡,磁小体及羧酶体
白喉棒状杆菌的异染颗粒
4.核质体(nuclear body)
原核细胞,不具成形的核.遗传物质称为核质或拟核(nucleoid),
无核膜,核仁和有丝分裂器;因其功能与真核细胞的染色体相似,决定细菌的遗传变异,亦称细菌的染色体(chromosome)
一般为单倍体,是一个共价闭合环状双链DNA 分子
大肠埃希菌核质分子量约3×10 9Dal ,长度1.1mm,4.7×10 6 碱基,约3000~5000个基因
质粒:是细菌核以外的遗传单位,又称附加体,实质为双链,闭合环状的DNA分子.
特殊结构
荚膜(capsule)
概念:某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质,为疏水性多糖或蛋白质的多聚体,用理化方法去除后并不影响菌细胞的生命活动
≥0.2μm荚膜,< 0.2μm 微荚膜
化学组成:多糖/多肽
形成条件:营养丰富
染色:不易着色,负染(墨汁)
"negative "staining
彩图4肺炎球菌(荚膜染色)
(小鼠腹腔液涂片)
荚膜的功能
保护作用 肺炎链球菌荚膜的抗吞噬作用
储藏作用
堆积某些代谢废物
抗有害物质的损伤作用
荚膜对人类的影响
在制药工业中,可以从肠系膜明串珠菌的荚膜中提取葡聚糖制备"代血浆"的主要成分右旋糖苷.
可以用其抗原性差异来对一些荚膜菌进行分型,鉴定.
常给发酵带来危害
细菌可借助荚膜牢固地黏附在牙齿表面
芽胞(spore)
某些细菌在生长达稳定期后,在菌体内部形成一个圆形或卵圆,由多层壁包围,对不良环境有极强抗性的休眠体
芽胞杆菌属,梭菌属
形成条件:营养缺乏
保存全部生命必需物质:核酸,酶,合成菌体成分的结构
休眠状态,新陈代谢弱
可发芽
1个细菌→1个芽胞→1个细菌
细菌——繁殖体 芽胞——休眠体
每种细菌形成一种类型芽胞
破伤风杆菌的芽胞
彩图15 炭疽杆菌(革兰染色)
功 能
抵抗力强.耐干燥,热,辐射,化学消毒剂
100℃数小时
消毒灭菌是否彻底的标准
最可靠方法为高压蒸气灭菌
致病性 不直接引起疾病,发芽后形成繁殖体后致病
鉴别意义 根据芽胞位置,大小等
鞭毛(flagellum)
概念:许多细菌菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物.鞭毛长5~20μm,直径12~30nm
数量与部位① 单毛菌② 双毛菌③ 丛毛菌④ 周毛菌
化学组成:鞭毛蛋白
单鞭毛
单毛菌
丛毛菌
周毛菌
结构:基体,钩形鞘和鞭毛丝
从细胞膜长出,游离于胞外
功能
细菌的运动器官
有些细菌的鞭毛与致病性有关
根据鞭毛菌的动力和鞭毛的抗原性(H抗原),可用以鉴定细菌和进行细菌分类
菌毛(pilus或fimbriae)
概念:许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细,更短而直硬的丝状物,与细菌的运动无关.(电镜观察)
种类及功能
普通菌毛 ordinary pilus
性菌毛 sex pilus(F菌毛)由F质粒编码
普通菌毛 多,短而细
功能:粘附,致病
性菌毛 少,粗,长,中空
功能:遗传物质传递
普通菌毛:细菌的粘附结构 ,与宿主细胞表面特异性受体结合,与致病性密切相关
性菌毛
性菌毛
仅见于革兰阴性菌
与细菌细胞间的接合现象有关
通常由质粒控制,称为F因子
有F因子的细菌可写成F+,无F因子的为F-
性菌毛是DNA转移的通道
质粒基因控制的细菌抗药性,毒素等性状通过接合方式传递
提示及精要
微生物:六界—三型—八大类
细菌:广义和狭义之
细菌基本结构:所有细菌均具有
细菌与鸡蛋相比:
鸡蛋:单细胞 蛋壳 壳膜 蛋清 蛋黄
细菌:单细胞 胞壁 胞膜 胞浆 胞核
细菌L型特点:"油煎蛋"样菌落,多形态,具有致病性
细菌特殊结构:
某些细菌特有,都具有鉴别细菌的作用
细菌的分类
分类依据:相似性或相关性
细菌的分类层次
界,门,纲,目,科,属,种
种(species)是细菌分类的基本单位.生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种;
性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属(genus)
同一菌种的各个细菌,虽性状基本相同,但在某些方面仍有一定差异,差异较明显的称亚种(subspecies, subsp.),差异小的则为型(type).
血清型(serotype)
噬菌体型(phage-type)
细菌素型(bacteriocin-type)
菌株(strain)
对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株(strain).
标准菌株(standard strain)或模式菌株(type strain):具有某种细菌典型特征的菌株
细菌的命名
拉丁双名法(林奈创立)
Escherichia coli (E. coli)
属名 种名
中文:
大肠埃希菌
种名 属名
命名原则
属名在前,种名在后
属名描述该属的主要特征,种名描述种的个体特征
属名和种名用拉丁词,希腊词或拉丁化的其他文字表示,并一律采用斜体形式
属名为名词,首字母大写,种名为形容词,首字母小写
在表示亚种或变种时,一般在种名后加亚种或变种的名称.
标准菌株的名称中要给出菌株的来源(相应缩写),如Staphylococcus aureus ATCC 25923
细菌的分类方法
1,数值分类 选择较多的特征进行分类
2,化学分析 主要是应用电泳,色谱,质谱等手段,对细菌细胞的化学组成,代谢产物及相应的图谱等特征进行分析
3,核酸分析 DNA分析和核酸分子杂交同源性和16SrRNA
细菌的分类系统