1、細(xì)菌的細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和肽聚糖的合成,主要內(nèi)容,細(xì)菌的細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu) 肽聚糖的合成,細(xì)菌的細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu),根據(jù)細(xì)菌細(xì)胞壁的構(gòu)造和化學(xué)組成不同，可將其分為G+細(xì)菌（即革蘭氏陽性菌）與G-細(xì)菌（即革蘭氏陰性菌）。G+細(xì)菌的細(xì)胞壁較厚（2080nm），但化學(xué)組成比較單一，只含有90%的肽聚糖和10%的磷壁酸；G-細(xì)菌的細(xì)胞壁較?。?015nm），卻有多層構(gòu)造（肽聚糖和脂多糖層等），其化學(xué)成分中除含有肽聚糖以外，還含有一定量的類脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分。此外，兩者的表面結(jié)構(gòu)也有顯著不同。,1、肽聚糖(peptidoglycan),G+：聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋 三維立體結(jié)構(gòu) G-：聚糖骨架、四肽側(cè)鏈 二維平面

2、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),1. 肽聚糖(peptidoglycan),革蘭陽性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋,1. 肽聚糖(peptidoglycan),革蘭陰性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽側(cè)鏈,2、 G+菌細(xì)胞壁特殊組分磷壁酸(teichoic acid),磷壁酸又稱垣酸，是G細(xì)菌細(xì)胞壁所特有的成分，約占細(xì)胞干重的50%。主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。根據(jù)結(jié)合部位不同可分為兩種類型：壁磷壁酸和膜磷壁酸。 磷壁酸的主要生理功能為：協(xié)助肽聚糖加固細(xì)胞壁；提高膜結(jié)合酶的活力。因磷壁酸帶負(fù)電荷，可與環(huán)境中的Mg等陽離子結(jié)合，提高這些離子的濃度，以保證細(xì)胞膜上一些合成酶維持高活性的需要；貯藏磷元素；調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶

3、素的活力，借以防止細(xì)胞因自溶而死亡；作為某些噬菌體特異性吸附受體；賦予G細(xì)菌特異的表面抗原，因而可用于菌種鑒定；增強某些致病菌（如A族鏈球菌）對宿主細(xì)胞的粘連，避免被白細(xì)胞吞噬，并有抗補體的作用,2. 革蘭陽性菌細(xì)胞壁特殊組分-磷壁酸,3、 G-菌細(xì)胞壁特殊組分外膜(outer membrane),外膜,脂質(zhì)雙層 脂蛋白 使脂質(zhì)雙層聯(lián)結(jié)于肽聚糖上 脂多糖 LPS,3. 革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分-外膜層,脂多糖(lipopolysaccharid,LPS,LPS主要功能有：類脂A是G-細(xì)菌致病性內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；與磷壁酸相似，也有吸附Mg、Ca等陽離子以提高這些離子在細(xì)胞表面濃度的作用；由于LP

4、S結(jié)構(gòu)的變化，決定了G-細(xì)菌細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性；是許多噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體；具有控制某些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的部分選擇性屏障功能。,革蘭陽性菌,革蘭陰性菌,4、細(xì)胞壁的功能,維持菌體固有的形態(tài)，并保護細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境，參與物質(zhì)交換。 維持菌體內(nèi)外離子平衡 磷壁酸是重要的表面抗原 與致病性有關(guān),5、細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型（細(xì)菌L型）,細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖結(jié)構(gòu)受到理化或生物因素的直接破壞或合成受抑制后，這種細(xì)胞壁缺陷型在高滲環(huán)境中仍可存活。這種細(xì)胞壁受損型因在Lister研究所發(fā)現(xiàn)而得名,葡萄球菌L型,5、細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型（細(xì)菌L型）的特點,形態(tài)與著色性改變 需在高滲環(huán)境下培養(yǎng)，增殖緩慢，在固體培養(yǎng)

5、基上形成油煎蛋樣菌落 致病性減弱，常導(dǎo)致慢性或反復(fù)感染 對作用于細(xì)胞壁的抗生素不敏感,細(xì)菌L型菌落類型,肽聚糖的合成過程,肽聚糖合成分三個階段 第一個階段：在細(xì)胞質(zhì)中合成N-乙酰胞壁酸五肽（“Park”核苷酸） 第二個階段：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。 第三個階段：已合成的雙糖肽插在細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長點中，并交聯(lián)形成肽聚糖。,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）。 這一階段起始于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，

6、以及胞壁酸五肽，都是與糖載體UDP結(jié)合的；,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個類異戊烯單位組成的C35 類異戊烯醇，它 通過兩個磷酸基與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)與分別為萬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)

7、菌萜醇（bactoprenol）：又稱類脂載體；運載“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)胞壁生長點處。 結(jié)構(gòu)式： CH3CH3 CH3 CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2OH 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，,肽聚糖單體的合成,UDP UDP- G ,UDP UDP - M,桿菌肽,萬古霉素,5 甘氨酰-tRNA 5 tRNA,插入至膜外肽 聚糖合成處,第三階段,已合成的雙糖肽插在細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長點中，并交聯(lián)形成肽聚糖。 這一階段分兩步： 第一步：是多糖鏈的伸長雙糖肽先是插入細(xì)胞壁生長點上作為引物的肽聚糖骨架（至少含68個肽聚糖單體分子）中，通過轉(zhuǎn)糖基作用（transglycosylation)使多糖鏈延伸一個雙糖單位； 第二步：通過轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)