2023學(xué)年完整公開課版細(xì)胞壁

細(xì)胞壁

細(xì)胞壁（CellWall）G+和G-細(xì)胞壁共有成份——肽聚糖G+和G-細(xì)胞壁的主要區(qū)別細(xì)胞壁的主要功能細(xì)胞壁缺損型細(xì)菌細(xì)胞壁的基本骨架——肽聚糖（共有成分）

內(nèi)消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物細(xì)胞壁上發(fā)現(xiàn)）N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡萄糖胺β-1-4糖苷鍵青霉素溶菌酶β-1-4糖苷鍵PeptidoglycansynthesisCytoplasm

CellwallundecaprenolsugaraminoacidCellMembraneG-M-P-P-類脂M-P-P-類脂 UDPUDP-G ②UMP ①UDP-M

P-類脂 Pi⑤

P-P-類脂桿菌肽④ 萬(wàn)古霉素 5甘氨酰-tRNA③ 5tRNA插入至膜外肽聚糖合成處G-M-P-P-類脂革蘭氏陽(yáng)性細(xì)胞：

細(xì)胞壁厚、單層、含特有的磷壁酸革蘭氏陰性細(xì)胞：

細(xì)胞壁薄、多層，含脂多糖、脂蛋白等壁磷壁酸膜磷壁酸20-80nm細(xì)胞壁干重50%-80%，可多達(dá)50層Degradativeenzyme

磷壁酸的結(jié)構(gòu)磷壁酸的功能協(xié)助肽聚糖加固細(xì)胞壁；增強(qiáng)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性；提高膜結(jié)合酶的能力(使細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境,以利于吸附鎂離子,維持酶活)；構(gòu)成噬菌體的吸附位點(diǎn)；形成表面抗原決定簇的主要成分；保證革蘭氏陽(yáng)性致病菌（如A族鏈球菌）與其寄主

間的粘連。

占細(xì)胞壁干重5%-20%，1-2層10-15nm

為G-細(xì)菌特有，是細(xì)菌內(nèi)毒素的主要成分（熱源）；吸附Ca2+、Mg2+，提高其膜表面濃度；

LPS決定了表面抗原決定簇的多樣性；是許多噬菌體的吸附受體。 革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性細(xì)菌一些特性的比較項(xiàng)目革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌革蘭氏陰性細(xì)菌強(qiáng)度較堅(jiān)韌較疏松肽聚糖層數(shù)可多達(dá)50層1-2層肽聚糖含量占細(xì)胞壁干重50%-80%占細(xì)胞壁干重5%-20%革蘭氏染色反應(yīng)呈結(jié)晶紫的顏色（紫色）呈復(fù)染液的顏色（紅色）細(xì)胞壁組成厚，一般單層薄，多層磷壁酸多數(shù)含有無外膜無有脂多糖(LPS)無有對(duì)溶菌酶抗性弱強(qiáng)對(duì)青霉素抗性敏感不敏感決定了革蘭氏染色的性質(zhì)；決定細(xì)菌的基本形態(tài)；決定細(xì)胞的抗膨壓（保護(hù)細(xì)胞免受滲透壓變化的破壞）；決定對(duì)溶菌酶的敏感性；決定了對(duì)青霉素的抗性；為鞭毛運(yùn)動(dòng)提供支點(diǎn)；決定細(xì)胞的抗原性。溶菌酶對(duì)細(xì)胞壁的作用◆可切斷NAM和NAG之間的

—1，4糖苷鍵，引起細(xì)菌裂解。

◆對(duì)G-菌，在EDTA存在下，受溶菌酶作用?！羧芫柑幚砗蟮木?xì)胞應(yīng)保存在弱高滲（0.1~0.2M）蔗糖液中。青霉素對(duì)細(xì)菌細(xì)胞壁的作用

Penicillium與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，而使該酶失活，抑制了側(cè)鏈末端的丙氨酸與五肽橋的連接，破壞了細(xì)菌細(xì)胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），因此，Penicillium僅對(duì)正在生長(zhǎng)著的細(xì)菌，且主要是對(duì)G+菌有效。細(xì)胞壁缺損型細(xì)菌

缺壁突變——L型細(xì)菌

實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)形成基本去盡——原生質(zhì)體（G+）缺壁人工去壁細(xì)菌部分去除——球狀體（G-）

在自然界長(zhǎng)期進(jìn)化中形成——枝原體L型細(xì)菌（L-formofbacteria）

細(xì)菌在某些環(huán)境條件下（實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)）通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷變異型。

因英國(guó)李斯德（Lister）預(yù)防研究所首先發(fā)現(xiàn)而得名。大腸桿菌、變形桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、分枝桿菌和霍亂弧菌等20多種細(xì)菌中均有發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為可能與針對(duì)細(xì)胞壁的抗菌治療有關(guān)。特點(diǎn)：沒有完整而堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)；有些能通過細(xì)菌濾器故又稱“濾過型細(xì)菌”；對(duì)滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直徑在0.1mm左右）。

細(xì)菌L型生長(zhǎng)緩慢，營(yíng)養(yǎng)要求高，對(duì)滲透壓敏感，普通營(yíng)養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)，培養(yǎng)時(shí)必須用高滲的含血清的培養(yǎng)基。

細(xì)胞壁缺損型細(xì)菌的特點(diǎn)無細(xì)胞壁，為圓球形對(duì)環(huán)境敏感：滲透壓，震蕩，離心，易溶菌有鞭毛，而不能運(yùn)動(dòng)不被噬菌體感染（因?yàn)槭ノ轿稽c(diǎn)）青霉素周質(zhì)空間（periplasmicspace）

又稱壁膜空間。指位于細(xì)胞壁與細(xì)胞膜之間的狹窄間隙，革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌與陰性細(xì)菌均有。內(nèi)中含有多種蛋白質(zhì)，例如蛋白酶、核酸酶等各種解聚酶，運(yùn)送某些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的結(jié)合蛋白，以及趨化性的受體蛋白等。

第一步：結(jié)晶紫使菌體著上紫色。第二步：碘和結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物，分子大，能被細(xì)胞壁阻留在細(xì)胞內(nèi)。第三步：酒精脫色，細(xì)胞壁成分和構(gòu)造不同，出現(xiàn)不同的反應(yīng)。G+菌：細(xì)胞壁厚，肽聚糖含量高，交聯(lián)度大，當(dāng)乙醇脫色時(shí)，肽聚糖因脫水而孔徑縮小，故結(jié)晶紫-碘復(fù)合物被阻留在細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞不能被酒精脫色，仍呈紫色。Gˉ菌：肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮，因其含脂量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細(xì)胞壁，酒精將細(xì)胞脫色，細(xì)胞無色，沙黃復(fù)染后呈紅色。革蘭氏染色原理第一階段：在細(xì)胞質(zhì)中合成N-乙酰胞壁酸五肽（“Park”核苷酸）?！钸@一階段起始于N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸，它是由葡萄糖經(jīng)一系列反應(yīng)生成的；☆自N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸開始，以后的N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸，以及胞壁酸五肽，都是與糖載體UDP結(jié)合的；葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸ATP ADPGln Glu葡糖胺-6-磷酸 N-乙酰葡糖胺-6-磷酸乙酰CoACoAN-乙酰胞壁酸-UDP磷酸烯醇式丙酮酸PiNADPH NADPN-乙酰葡糖胺-1-磷酸 N-乙酰葡糖胺-UDPUTPPPi由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸“Park”核苷酸的合成第二階段：

在細(xì)胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽與N-乙酰葡萄糖胺合成肽聚糖單體———雙糖肽亞單位。☆這一階段中有一種稱為細(xì)菌萜醇(bactoprenol,Bcp)脂質(zhì)載體參與，這是一種由11個(gè)類異戊烯單位組成的C35類異戊烯醇，它通過兩個(gè)磷酸基與N-乙酰胞壁酸相連，載著在細(xì)胞質(zhì)中形成的胞壁酸到細(xì)胞膜上，在那里與N-乙酰葡萄糖胺結(jié)合，并在L-Lys上接上五肽(Gly)5,形成雙糖亞單位。☆這一階段的詳細(xì)步驟如圖所示。其中的反應(yīng)④與⑤分別為萬(wàn)古霉素和桿菌肽所阻斷。肽聚糖單體的合成——細(xì)菌萜醇細(xì)菌萜醇（bactoprenol）：又稱類脂載體；運(yùn)載“Park”核苷酸進(jìn)入細(xì)胞膜，連接N-乙酰葡糖胺和甘氨酸五肽“橋”，最后將肽聚糖單體送入細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長(zhǎng)點(diǎn)處。

結(jié)構(gòu)式：

CH3 CH3 CH3 CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2―OH功能：除肽聚糖合成外還參與微生物多種細(xì)胞外多糖和脂多糖的生物合成。

如：細(xì)菌的磷壁酸、脂多糖，細(xì)菌和真菌的纖維素， 真菌的幾丁質(zhì)和甘露聚糖等。肽聚糖單體的合成G-M-P-P-類脂M-P-P-類脂 UDPUDP-G ②UDP ①UDP-M

P-類脂 Pi⑤

P-P-類脂桿菌肽④ 萬(wàn)古霉素 5甘氨酰-tRNA③ 5tRNA插入至膜外肽聚糖合成處G-M-P-P-類脂第三階段：已合成的雙糖肽插在細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長(zhǎng)點(diǎn)中，并交聯(lián)形成肽聚糖。這一階段分兩步：第一步：是多糖鏈的伸長(zhǎng)———雙糖肽先是插入細(xì)胞壁生長(zhǎng)點(diǎn)上作為引物的肽聚糖骨架（至少含6~8個(gè)肽聚糖單體分子）中，通過轉(zhuǎn)糖基作用（transglycosylation)使多糖鏈延伸一個(gè)雙糖單位；第二步：通過轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)肽作用（transpeptitidation)使相鄰多糖鏈交聯(lián)————轉(zhuǎn)肽時(shí)先是D-丙氨酰-D-丙氨酸間的肽鏈斷裂，釋放出一個(gè)D-丙氨酰殘基，然后倒數(shù)第二個(gè)D-丙氨酸的游離羧基與相鄰甘氨酸五肽的游離氨基間形成肽鍵而實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。肽聚糖的合成細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜周質(zhì)空間細(xì)胞壁肽聚糖的生物合成與某些抗生素的作用機(jī)制一些抗生素能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，但是它們的作用位點(diǎn)和作用機(jī)制是不同的。①β-內(nèi)