细菌细胞壁的结构和肽聚糖的合成共32页
细菌概述讲述课件
毒力变异 2.
(biànyì)（遗传性变异）
➢ 毒力增强：细菌战；细菌炸弹等。
➢ 毒力减弱(jiǎnruò)：有毒菌株长期在人工培养基上传 代培养，可使细菌的毒力减弱(jiǎnruò)或消失。
➢ 卡介苗(BCG)是有毒的牛分枝杆菌在含有胆汁的甘油、 马铃薯培养基上，经过13年、连续传230代，获得的一 株毒力减弱但仍保持免疫原性的变异株。
--细菌概述讲述
第三十页，共五十九页。
（三） 细菌的人工 培养 (réngōng)
1. 培养基：是由人工方法(fāngfǎ)培配置而成的，专 供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。
按其营养组成和用途分类：基础培养基、营养培养基、 选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。
按其物理状态(zhuàngtài)分类：固体培养基、液体培养基、 半固体培养基。
第一节 细菌(xìjūn)的形态与结构
细菌：是属原核生物界的一种单细胞微生物。 一、 细菌的大小与形态(xíngtài) 二、 细菌的结构
--细菌概述讲述
第二页，共五十九页。
学习 目标 (xuéxí)
掌握细菌特殊(tèshū)结构的种类、功能及医学 意义
熟悉细菌细胞壁结构及功能、细菌大小与形 态
非遗传性变异：细菌在一定(yīdìng)的环境条件影响下产生的 变异，其基因结构未改变，称为表现型变异。易受到环 境因素的影响，凡在此环境因素作用下的所有细菌都出 现变异，而且当环境中的影响因素去除后，变异的性状 又可复原，表型变异不能遗传。
--细菌概述讲述
第三十七页，共五十九页。
1. 形态(xíngtài)结构的变异（非遗传性变异）
--细菌概述讲述
第三十一页，共五十九页。
固体(gùtǐ)培养基
组成细菌细胞壁的成分
组成细菌细胞壁的成分细菌细胞壁是细菌细胞的外层结构，起到保护细胞内部结构的作用。
它由多种成分组成，包括多糖、蛋白质和脂类等。
本文将从这些成分的角度来介绍细菌细胞壁的组成。
一、多糖多糖是细菌细胞壁的主要成分之一，它们包括肽聚糖和聚糖。
肽聚糖是由多种氨基酸残基组成的聚合物，其中最常见的是N-乙酰葡聚糖（N-acetylglucosamine）和N-乙酰穀聚糖（N-acetylmuramic acid）。
这些氨基酸残基通过β-1,4-糖苷键连接在一起，形成肽聚糖链。
聚糖是由多糖分子组成的聚合物，常见的有聚半乳糖和聚肌醇糖。
二、蛋白质蛋白质是细菌细胞壁的另一个重要成分，它们可以分为两类：结构蛋白和酶类蛋白。
结构蛋白主要负责细胞壁的稳定性和形状维持，常见的有MreB蛋白和FtsZ蛋白。
MreB蛋白形成细胞壁内的纤维骨架，维持细胞的形状。
FtsZ蛋白则参与细胞分裂过程中的细胞膜收缩。
酶类蛋白主要参与细胞壁的合成和修复，如转酰胺酶和肽聚糖合成酶等。
三、脂类脂类是细菌细胞壁的第三个重要成分。
细菌细胞壁中的脂类主要是脂多糖和磷脂。
脂多糖是由多糖和脂质组成的复合物，其中脂质的作用是增强脂多糖的稳定性和抗酶解性。
磷脂则是一种主要存在于细胞膜内层的脂质，它参与了细胞膜的合成和维护。
四、其他成分除了上述三类成分外，细菌细胞壁还含有其他一些成分。
例如，一些细菌细胞壁中含有酸性多糖，如乳酸和醋酸等。
这些酸性多糖能够增强细胞壁的酸耐受性和抗菌作用。
此外，细菌细胞壁中还含有一些离子和小分子物质，如钙离子和镁离子等。
这些离子能够与多糖和蛋白质形成稳定的结合，增强细菌细胞壁的稳定性和韧性。
细菌细胞壁是由多糖、蛋白质和脂类等多种成分组成的复合物。
这些成分相互作用，形成了一个坚韧而稳定的细胞壁结构，保护细菌细胞内部结构，同时起到了抗菌和酸耐受等功能。
对细菌细胞壁的研究有助于我们更好地理解细菌的生物学特性，为防治细菌感染提供理论基础。
细胞壁的合成和生物合成途径
细胞壁的合成和生物合成途径细胞壁是一种细胞外层的结构，为细胞提供了物质上的支持和保护，同时也起到了细胞形态和功能调节的作用。
在细菌、藻类、真菌和植物细胞中，细胞壁都具有不同的成分和结构。
细菌细胞壁的合成细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，包括了N-乙酰葡糖胺和N-乙酰穀氨酸。
肽聚糖形成了连续的网状结构，覆盖在细菌细胞表面上。
肽聚糖由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰穀氨酸交替串联而成，在这个过程中，肽链不断地扩展，最后形成了连续的细胞壁。
细菌细胞壁的生物合成途径是一个比较复杂的过程。
肽链是由UDP-N-乙酰葡糖胺和UDP-N-乙酰穀氨酸这两种底物作用于肽聚糖合成酶而合成的。
在这个过程中，UDP-N-乙酰葡糖胺通过MurA, MurB, MurC, MurD, MurE五个酶途径转化成UDP-N-乙酰穀氨酸，然后与肽链发生反应。
细菌细胞壁的生物合成是靠着一系列的酶来合成的。
MurA, MurB, MurC, MurD, MurE五个酶合起来形成了一个叫做Mur原虫的合成系统。
这个系统具有高度的酶学复杂性，它们一起协同完成了UDP-N-乙酰葡糖胺和UDP-N-乙酰穀氨酸的合成，促进了肽聚糖的合成。
植物细胞壁的合成植物细胞壁基本上是由纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质和其他杂质等多种不同的成分组成，与细菌细胞壁的肽聚糖层有很大的不同。
在植物细胞中，细胞壁由原始质和次生质组成。
原始质由纤维素、半纤维素和内胶质三部分组成，次生质则是指矿化的硬化细胞壁。
植物细胞壁的生物合成途径是比较简单的。
在植物细胞中，纤维素由微粒体中的GlcT-I和GlcT-II酶合成，在合成过程中需要通过葡萄糖和UDP-Glc底物进行反应。
半纤维素的合成来源于葡萄糖苷酸，这个过程则是由A PomtA和Ce5Epimerase这两个酶协同完成的。
总结细胞壁的合成和生物合成途径是非常广泛和复杂的话题。
不同类型的细胞壁有不同的成分和结构，因此它们的生物合成途径也是不同的。
细菌细胞壁的结构和肽聚糖的合成
N-乙酰胞壁酸
ATP ADP
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
Gln Glu 果糖-6-磷酸
乙酰CoA CoA
葡糖胺-6-磷酸
N-乙酰葡糖胺-6-磷酸
UTP PPi
N-乙酰葡糖胺-1-磷酸
N-乙酰葡糖胺-UDP
磷酸烯醇式丙酮酸 Pi NADPH NADP
N-乙酰胞壁酸-UDP
“Park”核苷酸 的合成
第二阶段：
CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2―OH
功能：除肽聚糖合成外还参与微生物多种细胞外多糖 和脂多糖的生物合成， – 如：细菌的磷壁酸、脂多糖，
细菌和真菌的纤维素，
肽聚糖单体的
合成
UDP
G - M - P - P -类脂
5 甘氨酰-tRNA
UDP- G
②
M - P - P -类脂
2. 革兰阳性菌细胞壁特殊组分---磷壁酸
膜磷壁酸 壁磷壁酸
3、 G-菌细胞壁特殊组分—外 膜(outer membrane)
外膜
脂质双层 脂蛋白 使脂质双层联结 于肽聚糖上 脂多糖 LPS
3. 革兰阴性菌细胞壁特殊组分 ---外膜层
脂多糖 (lipopolysaccharid,LPS
LPS主要功能有：①类脂A是G-细菌致病 性内毒素的物质基础；②与磷壁酸相似 ，也有吸附Mg、Ca等阳离子以提高这些 离子在细胞表面浓度的作用；③由于LPS 结构的变化，决定了G-细菌细胞表面抗 原决定簇的多样性；④是许多噬菌体在 细胞表面的吸附受体；⑤具有控制某些 物质进出细胞的部分选择性屏障功能。
细菌的细胞壁的结构和肽聚糖 的合成
主要内容
细菌的细胞壁的结构 肽聚糖的合成
医学免疫学：第一章 细菌的形态和结构
脂多糖(LPS)
LPS是Ｇ－菌的内毒素 类脂A：毒性部分 核心多糖：属特异性 特异多糖：种特异性
G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较
细胞壁 强度 厚度
肽聚糖层数 肽聚糖含量
磷壁酸 外膜
革兰阳性菌 较坚韧
20-80nm 可多达50层 50%-80%
有 无
革兰阴性菌 较疏松
10-15nm 1-2层 5%-20% 无 有
5．质粒是细菌的 A 核质DNA B 胞质DNA C 核质RNA D 胞质RNA E 胞质核蛋白质 6．青霉素抗菌作用机制是 A 干扰菌细胞壁的合成 B 干扰菌细胞蛋白质的合成 C 破坏菌细胞膜通透性 D 破坏菌细胞核酸的代谢 E 干扰菌细胞器的合成
7.与接合有关的细菌的结构是：
A 微绒毛 B 普通菌毛 C 性菌毛
炭疽芽胞杆菌
肉毒梭菌
破伤风梭菌
形成条件：营养缺乏 保存全部生命必需物质 可发芽：1个芽胞→1个细菌→1个芽胞
细菌——繁殖体 芽胞——休眠体
芽胞的功能
鉴别意义：根据芽胞位置、大小等 抵抗力强。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
芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重 要的鉴别意义
(一) 细胞壁 (Cell Wall)
位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜周围
1.细胞壁的功能
—保护细菌抵抗低渗环境，维持菌体形态 —参与菌体内外的物质交换 —决定菌体抗原性
(一) 细胞壁 (Cell Wall)
2.主要成分 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
共有组分
肽聚糖（粘肽）mucopeptide
肉毒梭菌
破伤风梭菌
细菌细胞壁的结构组成
细菌细胞壁的结构组成细菌是一类微小的单细胞生物，广泛存在于自然界中。
细菌细胞壁是细菌细胞的外部保护层，它不仅能提供细胞形状和结构的支持，还能保护细胞免受外界环境的侵害。
细菌细胞壁的结构组成与其功能密切相关，下面将详细介绍细菌细胞壁的组成和特点。
1. 基本结构细菌细胞壁主要由两个主要成分组成：胞壁多糖和胞壁蛋白。
胞壁多糖是细菌细胞壁的主要组分，包括肽聚糖和多聚糖。
肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰葡萄糖组成的聚糖链，通过肽链相互连接起来。
多聚糖是由N-乙酰葡萄糖和N-乙酰甘露糖组成的聚糖链，通过β-1,4-糖苷键连接起来。
胞壁蛋白则是通过共价键与胞壁多糖结合在一起，形成细菌细胞壁的网状结构。
2. 不同细菌的细胞壁结构细菌细胞壁的结构在不同的细菌中存在差异。
根据细菌细胞壁的特点，可以将细菌分为两类：革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。
革兰氏阳性细菌的细胞壁结构相对简单。
其细胞壁主要由肽聚糖和多聚糖组成，肽聚糖链与多聚糖链交错排列形成网状结构。
此外，革兰氏阳性细菌的细胞壁中还含有大量的胞壁蛋白。
这种细胞壁结构使得革兰氏阳性细菌在革兰染色中会呈现紫色。
相比之下，革兰氏阴性细菌的细胞壁结构更加复杂。
革兰氏阴性细菌的细胞壁由内膜、外膜和中间的边缘层组成。
内膜是细菌细胞内部的脂质双层，外膜则是细菌细胞壁的外层保护层。
中间的边缘层主要由肽聚糖和多聚糖组成。
由于外膜的存在，革兰氏阴性细菌在革兰染色中会呈现红色。
3. 细菌细胞壁的功能细菌细胞壁具有多种重要功能。
细菌细胞壁能够提供细胞形状和结构的支持。
细菌细胞壁的网状结构能够保持细胞的形态稳定，使细菌能够适应不同的环境。
细菌细胞壁能够保护细胞内部免受外界环境的侵害。
细菌细胞壁的多聚糖和肽聚糖能够形成一个密实的屏障，阻止有害物质进入细胞。
细菌细胞壁还能够参与细菌的营养吸收和代谢过程。
细菌细胞壁上的一些蛋白质可以与外界环境中的营养物质结合，促进细菌的吸收和利用。
4. 细菌细胞壁与抗生素的关系细菌细胞壁的结构和功能对抗生素的作用具有重要影响。
细菌细胞壁主要成分
细菌细胞壁主要成分是肽聚糖,又称粘肽。
细胞壁的机械强度有赖于肽聚糖的存在。
合成肽聚糖是原核生物特有的能力。
肽聚糖是由n-乙酰葡萄糖胺和n-乙酰胞酸两种氨基糖经β-1.4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。
在n-乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链，肽链之间再由肽桥或肽链联系起来，组成一个机械性很强的网状结构。
各种细菌细胞壁的肽聚糖支架均相同，在四肽侧链的组成及其连接方式随菌种而异。
一、每一个肽聚糖单体是由3部分组成：1.双糖单位：由N-乙酰葡萄糖胺（以G表示）和N-乙酰胞壁酸（以M表示其中是细菌中特有的一种糖类）。
以β-1，4糖苷键交替连接起来，构成肽聚糖骨架。
溶菌酶是一种可以作用于肽聚糖β-1，4糖苷键的分解酶，可将肽聚糖分解成许多N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸，从而破坏细胞壁的骨架，它广泛存在于卵清、人的泪液和鼻腔、部分细菌和噬菌体内。
2.短肽尾: 一般是由4个氨基酸连接成的短肽链连接在N-乙酰胞壁酸分子上。
在G+细菌如金黄色葡萄球菌中4个氨基酸是按L型与D型交替排列的方式连接而成的，即L-丙氨酸，D-谷氨酸，L-赖氨酸，D-丙氨酸在G细菌如大肠杆菌中为L-丙氨酸，D-谷氨酸，m-DAP(内消旋二氨基庚二酸)，D-丙氨酸。
两者的差异主要在第3个氨基酸分子上。
3. 肽桥:肽桥将相邻“肽尾”相互交联形成高强度的网状结构。
不同细菌的肽桥类型不同。
在G+细菌如金黄色葡萄球菌中肽桥为甘氨酸五肽，这一肽桥的氨基端与甲肽尾中的第4个氨基酸的羧基相连接，而它的羧基端则与乙肽尾中的第3个氨基酸的氨基相连接，从而使前后两个肽聚糖单体交联起来形成网状结构；在G-细菌如大肠杆菌中没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的联系仅由甲肽尾的第4个氨基酸D-丙氨酸的羧基与乙肽尾第3个氨基酸m-DAP的氨基直接相连形成了较稀疏、机械强度较差的肽聚糖网套。
所知的肽聚糖有100多种，而不同种类的区别主要表现在肽桥的不同。
二、革兰氏阳性菌细胞壁特殊组分革兰氏阳性菌细胞膜厚，约20~80nm。
细菌细胞壁的结构组成
细菌细胞壁的结构组成细菌是一类微生物，其细胞壁是细菌细胞的重要组成部分，具有保护细胞、维持细胞形态和抵抗外界环境压力的重要功能。
细菌细胞壁的结构组成非常复杂，主要由多种化学物质组成，包括肽聚糖、肽聚糖交联骨架、脂多糖等。
下面将详细介绍细菌细胞壁的结构组成。
1. 肽聚糖肽聚糖是细菌细胞壁的主要组成成分之一，它是由多个葡萄糖和氨基酸残基通过肽键连接而成的长链聚合物。
肽聚糖分为两种不同类型：N-乙酰葡聚糖和N-乙酰胞聚糖。
N-乙酰葡聚糖主要存在于革兰阳性细菌细胞壁中，而N-乙酰胞聚糖则主要存在于革兰阴性细菌细胞壁中。
肽聚糖是细菌细胞壁的骨架结构，能够维持细胞的形态和稳定性。
2. 肽聚糖交联骨架肽聚糖交联骨架是细菌细胞壁的另一个重要组成部分。
在细菌细胞壁中，肽聚糖链通过肽交联酶的作用进行交联，形成稳定的骨架结构。
肽交联酶是一种酶类，能够催化肽聚糖链之间的交联反应，增强细菌细胞壁的稳定性。
肽聚糖交联骨架的形成使细菌细胞壁具有了更强的耐压能力和耐药性。
3. 脂多糖脂多糖是细菌细胞壁的另一个重要组成成分，主要存在于革兰阴性细菌细胞壁中。
脂多糖是一种复杂的高分子化合物，由多糖链和脂质部分组成。
脂多糖具有强大的抗原性和毒性，能够引起机体的免疫反应和炎症反应。
脂多糖在细菌细胞壁中起到了保护细菌免受外界环境的侵袭和抵御宿主免疫系统攻击的作用。
4. 其他成分除了肽聚糖、肽聚糖交联骨架和脂多糖外，细菌细胞壁还含有其他一些重要的成分。
其中，蛋白质是细菌细胞壁的重要组成成分之一，能够增强细菌细胞壁的稳定性和抵抗外界环境压力的能力。
此外，一些细菌细胞壁中还含有一些次要成分，如多糖、核酸等。
细菌细胞壁的结构组成非常复杂，各种成分相互作用，共同维持了细菌细胞的形态和稳定性。
细菌细胞壁的结构组成具有重要的生物学意义，不仅能够保护细菌免受外界环境的侵袭，还能够抵抗宿主免疫系统的攻击。
因此，对细菌细胞壁的研究不仅有助于深入了解细菌的生物学特性，还有助于开发新型的抗生素和抗菌药物，以应对细菌感染的挑战。