大肠杆菌的特点与前景研究
大肠杆菌病的研究进展
养殖与饲料2021年第08期行业论坛大肠杆菌病的研究进展邵志勇陈夏冰何斌吴利军金尔光陈洁王肆玖杨文海*武汉市农业科学院畜牧兽医研究所，武汉430208摘要大肠杆菌是人和动物肠道中的正常寄居菌，同时也是一种人畜共患的条件致病菌，在某些条件下会导致人的胃肠道疾病或机体其他部位的感染，如婴儿腹泻、旅游者腹泻及尿道感染等。
此外，大肠杆菌污染也可能引发食品安全问题，对人群造成一定的危害。
因此，为了保障食品安全和人体健康，应当注重大肠杆菌病的预防和治疗。
关键词大肠杆菌；感染；症状；防治大肠杆菌也称大肠埃希菌，是肠杆菌科埃希氏菌属，周生鞭毛，能运动，无芽孢。
大肠杆菌为革兰氏阴性短杆菌，是人和动物肠道中的正常寄居菌，一般情况下并不引起疾病。
在很长一段时间里，大肠杆菌被认为是非致病菌，直到在1945年的婴儿腹泻暴发事件中发现了一些具有独特血清型的致病性大肠杆菌为止[1]。
之后经过研究发现，大肠杆菌为条件致病菌，有小部分大肠杆菌在一定条件下会造成感染，严重时可导致人群疫情。
大肠杆菌抗原成分复杂，可分为菌体抗原（O）、鞭毛抗原（H）和表面抗原（K）。
目前已发现的抗原成分中，有173个O抗原，103个K抗原，60个H抗原，按O：K：H排列组合形成多种血清型[2]。
能引起疾病的大肠杆菌统称为致病性大肠杆菌，而国际上一般按其致病作用分为6类，包括肠致病性大肠杆菌（EPEC）、肠产毒素性大肠杆菌（ETEC）、肠侵袭性大肠杆菌（EIEC）、肠出血性大肠杆菌（EHEC）、肠集聚性大肠杆菌（EAEC）及肠侵袭性大肠杆菌（ESIEC），此外，还有尿道致病性大肠杆菌（UPEC）等[3]。
不同的致病性大肠杆菌可能引起人体不同的疾病和症状。
1大肠杆菌病概述1.1发病机理普通大肠杆菌是人及动物肠道中的正常菌群，一般不致病，还能合成对人体有利的维生素B和K[4]。
但在某些条件下，大肠杆菌则会感染机体组织或器官，引起相应的疾病。
如外伤、烧伤或腹部手术时，皮肤及黏膜出现破损，则有利于大肠杆菌的入侵。
大肠杆菌的特点与前景研究
大肠杆菌的特点与前景研究摘要：肠埃希氏菌(E. coli)通常称为大肠杆菌，是Escherich在1885年发现的，在相当长的一段时间内，一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病菌。
直到20世纪中叶，才认识到一些特血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性，尤其对婴儿和幼畜（禽），常引起严重腹泻和败血症，它是一种普通的原核生物。
大肠杆菌属于细菌。
关键词：大肠杆菌病原性应用前景大肠杆菌是人和动物肠道中最著名的一种细菌，主要寄生于大肠内，约占肠道菌中的1%。
是一种两端钝圆、能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌。
大肠杆菌能合成维生素B和K，正常栖居条件下不致病；若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。
在水和食品中检出，可认为是被粪便污染的指标。
大肠菌群数常作为饮水、食物或药物的卫生学标准。
大肠杆菌O157：H7血清型属肠出血性大肠杆菌，自1982年在美国首先发现以来，包括中国等许多国家都有报道，且日见增加。
日本近年来因食物污染该菌导致的数起大暴发，格外引人注目。
在美国和加拿大通常分离的肠道致病菌中，目前它已排在第二或第三位。
大肠杆菌O 157：H7引起肠出血性腹泻，约2%～7%的病人会发展成溶血性尿毒综合征，儿童与老人最容易出现后一种情况。
致病性大肠杆菌通过污染饮水、食品、娱乐水体引起疾病暴发流行，病情严重者，可危及生命。
大肠杆菌（Escherichia coli，E.coli）革兰氏阴性短杆菌，大小0.5×1～3微米。
周身鞭毛，能运动，无芽孢。
能发酵多种糖类产酸、产气，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长，减少蛋白质分解产物对人体的危害，还能合成维生素B和K，以及有杀菌作用的大肠杆菌素。
正常栖居条件下不致病。
但若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。
在肠道中大量繁殖，几占粪便干重的1/3。
在环境卫生不良的情况下，常随粪便散布在周围环境中。
大肠杆菌知识点总结
大肠杆菌知识点总结一、基本特征1、形态特征大肠杆菌为革兰氏阴性杆菌，细胞形态为短杆状，长度约2微米，直径约0.5微米，单株细胞通常呈革兰氏阴性，即没有颜色的结晶紫。
在革兰氏染色中，细胞壁由内向外依次为细胞膜、纤维素层、网状层和唇多糖层。
2、代谢特点大肠杆菌是一种严格厌氧生物，能够在缺氧环境下进行葡萄糖发酵产生能量。
此外，大肠杆菌还具有多种代谢途径，如异源代谢、乳酸发酵、融合发酵等，在不同环境下能够灵活应对。
3、遗传特征大肠杆菌具有较高的遗传变异能力，其遗传物质以DNA分子形式存在，主要位于细胞质内。
大肠杆菌拥有近似5000-6000个基因，其中约一半的基因编码蛋白质。
二、生长特性1、生长条件大肠杆菌是一种嗜温性菌种，适宜生长的温度范围为20-42°C。
除此之外，大肠杆菌还对酸碱度、氧气浓度、营养物质等生长条件有一定的要求。
2、生长曲线大肠杆菌的生长曲线呈现出在适宜环境条件下的指数增长。
在培养基中，大肠杆菌的生长曲线可分为潜伏期、对数期和平稳期三个阶段。
三、代谢特点1、氧气代谢大肠杆菌可以在缺氧环境中进行乳酸发酵或醛酸发酵，产生能量。
在氧气充足的情况下，大肠杆菌则采用氧化磷酸化途径来产生ATP，同时释放二氧化碳和水。
2、营养代谢大肠杆菌具有多种代谢途径，能够利用多种碳源、氮源和能量源进行生长。
此外，大肠杆菌还可以合成营养物质、产生酶类等，以适应不同环境条件。
3、产气代谢大肠杆菌在肠道中的代谢产物主要为氢气、二氧化碳和甲烷等气体，这些气体对人体健康起到一定的作用。
四、致病机制1、肠毒力大肠杆菌具有一定的毒力，其中一些菌株可以产生肠毒素（enterotoxin），引起胃肠道炎症。
这些肠毒素主要通过损伤肠黏膜上皮细胞或刺激免疫系统而导致病理反应，表现为腹泻、呕吐等症状。
2、毒素分泌大肠杆菌还可以分泌多种毒素，如细胞外蛋白毒素、外毒素、细胞内毒素等，这些毒素可以引起细胞毒性、神经毒性、肠毒性等病理反应。
大肠杆菌结构和功能多样性的研究及其应用
大肠杆菌结构和功能多样性的研究及其应用大肠杆菌(Escherichia coli)是一种革兰氏阴性的细菌，是生物学和分子生物学研究中十分常见的模式生物。
其普遍存在于自然环境中，如土壤、水体、动植物体内等。
大肠杆菌有着丰富的结构和功能多样性，内含上千种基因，是广泛研究的一个模式生物。
本文将探讨大肠杆菌在生物学和分子生物学领域的研究成果及其应用。
一、大肠杆菌的结构与功能大肠杆菌具有丰富的结构与功能多样性。
其细胞壁包含有聚糖和蛋白质，用以保护细胞免受外界不利因素的影响。
其菌体内部含有大量的质粒和基因，这些基因能够编码多种酶和蛋白质，为大肠杆菌提供了吸收营养、发生代谢反应、生存、繁殖等基本生命活动的基础。
除此之外，大肠杆菌还具有多种功能，如转化功能、产生毒素的能力、分泌信号蛋白和代谢产物等。
通过对不同大肠杆菌的研究，科学家们已经发现了许多与其结构和功能相关的机制，并且为探究其在生物学和分子生物学领域的潜在应用奠定了基础。
二、大肠杆菌在分子生物学领域的应用1. 转染工具大肠杆菌在分子生物学研究中的作用不容忽视。
其因其较小的细胞体积，生长速度快、繁殖方便等优势，在许多试管实验中扮演着转染工具的角色。
大肠杆菌可以通过化学法、电转化法、高压渗透法等方法进行转染，让其表达外源基因，进而实现某些生命过程的研究。
2. 功能蛋白表达大肠杆菌中含有许多基因，这些基因编码着多种蛋白质，如外泌素、膜蛋白、细胞壁维持蛋白等。
这些蛋白在生物学和微生物学中具有重要的功能。
利用大肠杆菌，我们可以表达这些蛋白，从而探究它们的功能及相应的生物学和分子生物学机制，如细胞穿透性、信号传导等。
3. 分子交互研究大肠杆菌表现出了其广泛的适应性和多样性，其表面和菌体上的亲和力分子也因此而有了很多研究价值。
亲和分子高效率的结合与识别，能够在能源、医疗等多个领域中应用。
通过研究大肠杆菌亲和分子，科学家可以探究分子之间的交互和细胞信号传导机制等。
三、大肠杆菌在生物学领域的应用1. 模式生物大肠杆菌是一种广泛存在于自然环境中的细菌，高等生物体内也有其普遍存在。
大肠杆菌的特点与前景研究
大肠杆菌的特点与前景研究大肠杆菌（Escherichia coli）是一种常见的革兰阴性杆菌，存在于人类和许多动物的肠道内，是肠道菌群中的主要成员之一、大肠杆菌具有以下特点：1.易培养和高繁殖率：大肠杆菌生长速度快，培养方法简单，因此成为实验室中最常用的微生物模型之一、大肠杆菌短繁殖周期（约为20分钟），易于进行遗传变异和基因工程研究。
2.遗传工具齐全：大肠杆菌具有完整的遗传工具箱，包括质粒转化、噬菌体介导的转导、细菌共轭等。
这些工具使得大肠杆菌成为基因工程研究的理想对象，可以用于表达外源蛋白、产生重组蛋白、合成有益物质等。
3.代谢多样性：大肠杆菌具有多样的代谢途径，能够利用多种碳源和能源，包括葡萄糖、乳糖、葡萄糖醇等。
这使得大肠杆菌成为工业上重要的生物生产平台，可用于生产谷氨酰胺、异戊二烯、丙酮、生物柴油等。
4.耐受高温和高盐浓度：大肠杆菌具有一定的耐受高温和高盐浓度的能力，适应广泛的环境条件。
这使得大肠杆菌成为广泛应用于微生物酶的表达和产业化生产的重要菌株。
5.引起人类肠道感染：虽然大肠杆菌是肠道菌群的一部分，然而一些菌株可以引起人类肠道感染，导致腹泻和胃肠道炎症。
这些病原菌产生毒素和相关的致病因子，其致病性与它们的遗传背景密切相关。
基于大肠杆菌的特点，它在很多领域都有重要的研究前景：1.生物制药：大肠杆菌作为重要的表达系统，可以用于生产蛋白药物，如胰岛素、人干扰素、单克隆抗体等。
此外，大肠杆菌还可以通过基因工程改造，产生重组酶、抗生素等药物。
2.基因工程与合成生物学：大肠杆菌是进行基因工程和合成生物学研究的理想模型。
通过改造大肠杆菌的基因组，可以实现蛋白质功能的调控，构建人工代谢途径，甚至实现对环境污染物的生物降解等。
3.新材料生产：通过基因工程改造大肠杆菌，可以合成新型材料和生物可降解材料，如生物塑料、生物燃料、生物胶体等。
4.环境保护：大肠杆菌具有高度适应环境的能力，对环境中污染物的降解具有较高的潜力。
大肠杆菌发酵工艺
大肠杆菌发酵工艺大肠杆菌是一种常见的细菌，广泛应用于发酵工业中。
发酵工艺是指利用微生物在一定条件下进行代谢反应，产生有用的物质。
大肠杆菌发酵工艺是一种高效、经济、环保的生产方式，已经成为现代生物技术的重要组成部分。
一、大肠杆菌的特点大肠杆菌是一种革兰氏阴性菌，是肠道中最常见的细菌之一。
它的形态为短杆状或圆形，大小约为1-2微米。
大肠杆菌是一种好氧菌，需要氧气进行代谢反应。
它的代谢途径非常多样化，可以利用多种碳源、氮源和能量源进行生长繁殖。
大肠杆菌的遗传物质DNA非常稳定，可以在短时间内进行大量复制，是基因工程的理想载体。
二、大肠杆菌的应用大肠杆菌广泛应用于食品、医药、化工等领域。
在食品工业中，大肠杆菌可以用于制作乳酸菌饮料、酸奶、酵母等发酵食品。
在医药工业中，大肠杆菌可以用于生产抗生素、激素、疫苗等药品。
在化工工业中，大肠杆菌可以用于生产丙酮、丁酸、异戊酸等有机酸。
三、大肠杆菌发酵工艺大肠杆菌发酵工艺是一种复杂的生物反应过程，需要严格控制各种因素。
下面介绍大肠杆菌发酵工艺的主要步骤和影响因素。
1、接种接种是大肠杆菌发酵工艺的第一步。
接种前需要进行预处理，保证接种菌株的活力和纯度。
接种量的大小直接影响到发酵的速度和产量。
一般情况下，接种量为发酵罐总容积的1%-5%。
2、培养基配方培养基是大肠杆菌发酵工艺的重要组成部分。
不同的菌株需要不同的培养基。
培养基的主要成分包括碳源、氮源、无机盐和生长因子。
碳源可以是葡萄糖、麦芽糖、果糖等；氮源可以是氨基酸、蛋白质水解物等；无机盐可以是磷酸盐、硫酸盐等；生长因子可以是维生素、酵素等。
培养基的配方要根据不同的菌株和不同的产品要求进行调整。
3、发酵条件发酵条件包括温度、pH值、氧气含量、搅拌速度等因素。
大肠杆菌的适宜生长温度为37℃，pH值为7.0左右。
氧气含量和搅拌速度也会影响到发酵的速度和产量。
过高的氧气含量会导致大肠杆菌代谢产生过多的乳酸，影响到产量和质量。
大肠杆菌生物学特征及遗传调控机制
大肠杆菌生物学特征及遗传调控机制大肠杆菌（Escherichia coli）是一种常见的革兰氏阴性杆菌，是自然界中最常见的微生物之一，广泛存在于土壤、水体、动物肠道等环境中。
作为一种重要的微生物模型，大肠杆菌被广泛应用于生命科学、医学、工业等方面的研究。
1. 形态和生理学特征大肠杆菌为棒状菌，大小约为1-2微米长，0.5微米宽。
其细胞壁主要由多糖和蛋白质构成，具有高度的保护作用。
大肠杆菌的生长环境一般要求温度在20-40摄氏度之间，适宜的pH值为6-8，需要氧气和营养物质来生长和繁殖。
在生长过程中，大肠杆菌通过分裂增殖。
在一定条件下，其生长速度非常快，每20分钟左右就会分裂一次。
由于其繁殖速度极快，不断繁殖的大肠杆菌数量可呈指数增长，如无有效控制，则可能造成危害。
2. 遗传物质和基因组特征大肠杆菌的遗传物质是DNA（脱氧核糖核酸），通常位于其核心区域。
其基因组长度约为4.6兆碱基对，其中包含了约4300个的基因。
大肠杆菌的遗传物质具有一个重要的特点：其遗传材料具有较高的可塑性，能够在短时间内发生改变以适应环境的变化。
大肠杆菌的基因组中，有一部分是常见基因，主要参与生命基本过程，如代谢、蛋白质合成等。
此外，大肠杆菌还具有许多非编码RNA序列，这些RNA序列虽然并不编码蛋白，但在细胞代谢、信号传导等方面发挥着重要的作用。
3. 遗传调控机制大肠杆菌具有复杂的遗传调控机制，其正常生长必须要有严格调控。
大肠杆菌的基因调控机制主要通过两种方式实现：转录调控和转录后调控。
3.1. 转录调控转录调控主要通过对转录因子的调控来实现。
转录因子是一种能够结合到RNA聚合酶上，从而影响基因转录的蛋白质。
大肠杆菌通过调节转录因子的表达量和活性来控制基因转录。
在转录调控中，DNA上的结构元件扮演重要的角色，如启动子、响应元件、调节元件等。
3.2. 转录后调控大肠杆菌中的转录后调控机制主要通过mRNA、tRNA、rRNA等RNA分子的修饰来实现。
重要的模式生物——大肠杆菌
模式生物——大肠杆菌摘要：模式生物是生命科学研究的重要材料，目前公认的用于生命科学研究的常见模式生物有大肠杆菌、噬菌体、酵母、线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、拟南芥等.其中大肠杆菌对生命现象的揭密和探索等都所做出了重大贡献，对其在生命科学研究中的历史轨迹、各自优势、技术手段、热点研究、发展前景等系统而又简要的了解，有助于具体而又生动地体察到大肠杆菌在今天生命科学发展中的重要地位和推动生命科学不可替代的巨大潜力。
关键词：大肠杆菌模式生物生命科学一、大肠杆菌简介大肠杆菌(Escher i chia col i ) 是Escherich 在1885 年发现的, 在很长的时间里, 一直被认为是正常肠道菌落的组成部分, 认为是非致病菌。
直到20世纪中期,一些科学家才认识到一些含有血清型的大肠杆菌对人和动物有致病性。
大肠杆菌作为研究生命科学中外源基因表达的宿主, 遗传背景清楚，技术操作简单，培养条件简单，所以大肠杆菌的大规模发酵经济, 倍受遗传工程专家的重视。
目前大肠杆菌是应用最广泛、最成功的表达体系, 常作为高效表达的首选体系。
20 世纪70 年代, 通过对大肠埃希菌的研究发现了操纵子学说并且绘制成了完整基因图谱, 基因组全序列完成, 全长为5 Mb, 共有4 288 个基因, 同时也搞清了所有基因的氨基酸序列。
62% 的基因功能已经阐明, 仍有38% 基因功能尚未完全搞清。
二、大肠杆菌在生命科学研究的各领域所做的贡献2.1 大肠杆菌用于基因突变研究突变型生物体在研究基因及蛋白质的性质的过程中扮演着重要角色。
通过一定的诱变剂如: HNO2、烷化剂等, 可使野生型大肠杆菌诱发突变, 从而产生突变型。
常见的大肠杆菌突变型大体有两种类型: ①合成代谢功能的突变型( anabolic functionalmutants)它是指在某些外界作用条件下, 基因组中部分基因发生突变时, 有些生化反应就不会正常进行, 因而使某些代谢失衡, 菌体也不会在基本培养基上存活, 这种突变多为条件致死突变。
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大肠杆菌的特点与前景研究摘要：肠埃希氏菌(E. coli)通常称为大肠杆菌，是Escherich在1885年发现的，在相当长的一段时间内，一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病菌。
直到20世纪中叶，才认识到一些特血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性，尤其对婴儿和幼畜（禽），常引起严重腹泻和败血症，它是一种普通的原核生物。
大肠杆菌属于细菌。
关键词：大肠杆菌病原性应用前景大肠杆菌是人和动物肠道中最著名的一种细菌，主要寄生于大肠内，约占肠道菌中的1%。
是一种两端钝圆、能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌。
大肠杆菌能合成维生素B和K，正常栖居条件下不致病；若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。
在水和食品中检出，可认为是被粪便污染的指标。
大肠菌群数常作为饮水、食物或药物的卫生学标准。
大肠杆菌O157：H7血清型属肠出血性大肠杆菌，自1982年在美国首先发现以来，包括中国等许多国家都有报道，且日见增加。
日本近年来因食物污染该菌导致的数起大暴发，格外引人注目。
在美国和加拿大通常分离的肠道致病菌中，目前它已排在第二或第三位。
大肠杆菌O 157：H7引起肠出血性腹泻，约2%～7%的病人会发展成溶血性尿毒综合征，儿童与老人最容易出现后一种情况。
致病性大肠杆菌通过污染饮水、食品、娱乐水体引起疾病暴发流行，病情严重者，可危及生命。
大肠杆菌（Escherichia coli，E.coli）革兰氏阴性短杆菌，大小0.5×1～3微米。
周身鞭毛，能运动，无芽孢。
能发酵多种糖类产酸、产气，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长，减少蛋白质分解产物对人体的危害，还能合成维生素B和K，以及有杀菌作用的大肠杆菌素。
正常栖居条件下不致病。
但若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。
在肠道中大量繁殖，几占粪便干重的1/3。
在环境卫生不良的情况下，常随粪便散布在周围环境中。
若在水和食品中检出此菌，可认为是被粪便污染的指标，从而可能有肠道病原菌的存在。
因此，大肠菌群数（或大肠菌值）常作为饮水和食物（或药物）的卫生学标准。
（国家规定，每升饮用水中大肠杆菌数不应超过3个）大肠杆菌的抗原成分复杂，可分为菌体抗原（O）、鞭毛抗原（H）和表面抗原（K），后者有抗机体吞噬和抗补体的能力。
根据菌体抗原的不同，可将大肠杆菌分为150多型，其中有16个血清型为致病性大肠杆菌，常引起流行性婴儿腹泄和成人肋膜炎。
大肠杆菌是研究微生物遗传的重要材料，如局限性转导就是1954年在大肠杆菌K12菌株中发现的。
莱德伯格（Lederberg）采用两株大肠杆菌的营养缺陷型进行实验，奠定了研究细菌接合方法学上的基础，以及基因工程的研究。
大肠杆菌（E. coli）为埃希氏菌属(Escherichia)代表菌。
一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，在一定条件下可引起肠道外感染。
某些血清型菌株的致病性强，引起腹泻，统称致病性大肠杆菌。
该菌对热的抵抗力较其他肠道杆菌强，55℃经60分钟或60℃加热15分钟仍有部分细菌存活。
在自然界的水中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久。
胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用。
对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感，但易耐药，是由带有R因子的质粒转移而获得的。
耐酸机制研究人员在新研究中证实，L-谷氨酰胺通过酶促反应释放氨，使得大肠杆菌获得了耐酸性。
在三种已知的ARs中，AR1的功能机制仍然不清楚。
相比之下，AR2和AR3的分子机制得到了更深入地解析。
AR2包含有一个氨基酸反向转运蛋白GadC，负责细胞外L-谷氨酸(Glu)与细胞内γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid ，GABA）的交换。
两个Glu脱羧酶GadA 和GadB将Glu转变为GABA。
与AR2相似，AR3也具有两个组件：反向转运蛋白AdiC和精氨酸脱酸酶AdiA。
AR2或AR3一次完整的循环可将细胞质中的质子排出至细胞外环境中，由此提高细胞内pH，促进细菌在酸性环境下存活。
全面了解细菌AR对于有效的临床预防及治疗均有重要的意义。
因为所有的食物传播性致病菌都必须通过极酸性胃，了解细菌在pH 值为2-3的环境下的生存机制极其重要。
当前，研究人员对于这些机制的了解还远远不够。
在这项研究中，研究人员鉴别了一个新型大肠杆菌耐酸性系统，证实其依赖于谷氨酰胺酶YbaS和氨基酸反向转运蛋白GadC。
这种YbaS和GadC可被酸性pH激活，且只在pH值小于等于6.0时才能适当发挥功能。
通过吸收L-谷氨酰胺(Gln)，大肠杆菌利用YbaS将之转化为L-谷氨酸(Glu)，伴随释放气态氨。
游离氨中和质子，导致酸性环境下细胞内pH增高。
GadC则负责细胞外Gln 与细胞内Glu 交换。
通过这一耐酸系统，确保了大肠杆菌在极酸性环境下生存。
1、定居因子（Colonizationfactor,CF）：也称粘附素(Adhesin)，即大肠杆菌的菌毛。
致病大肠杆菌须先粘附于宿主肠壁，以免被肠蠕动和肠分泌液清除。
使人类致泻的定居因子为CFAⅠ、CTAⅡ(ColonizationfactorantigenⅠ、Ⅱ)，定居因子具有较强的免疫原性，能刺激机体产生特异性抗体。
大肠杆菌具有很多毒力因子，包括内毒素，荚膜，〣型分泌系统，黏附素和外毒素等。
（〣型分泌系统是指能向真核靶细胞内输送毒性基因产物的细菌效应系统。
约由20余种蛋白质组成。
）2、黏附素能使细菌紧密黏着在泌尿道和肠道的细胞上，避免因排尿时尿液的冲刷和肠道的蠕动作用而被排除。
大肠杆菌黏附素的特点是具有高特异性。
包括：定植因子抗原〡，〢，〣；集聚黏附菌毛〡和〣；束形成菌毛；紧密黏附素；P菌毛；侵袭质粒抗原蛋白和Dr菌毛等。
3、外毒素大肠杆菌能产多种的外毒素，包括：志贺毒素〡和〢；耐热肠毒素〡和〢；不耐热肠毒素〡和〢。
此外，溶血素A在尿路致病性大肠杆菌所致疾病中有重要作用。
4、肠毒素：是肠产毒性大肠杆菌在生长繁殖过程中释放的外毒素，分为耐热和不耐热两种。
不耐热肠毒素（Heatlabileenterotoxin,LT）：对热不稳定，65℃经30分钟即失活。
为蛋白质，分子量大，有免疫原性。
由A、B两个亚单位组成，A又分成A1和A2，其中A1是毒素的活性部分。
B亚单位与小肠粘膜上皮细胞膜表面的GM1神经节苷脂受体结合后，A亚单位穿过细胞膜与腺苷酸环化酶作用，使胞内ATP转化cAMP。
当cAMP增加后，导致小肠液体过度分泌，超过肠道的吸收能力而出现腹泻。
LT的免疫原性与霍乱弧菌肠毒素相似，两者的抗血清交叉中和作用。
耐热肠毒素（Heatstableenterotoxin,ST）：对热稳定，100℃经20分钟仍不被破坏，分子量小，免疫原性弱。
ST可激活小肠上皮细胞的鸟苷酸环化酶，使胞内cGMP增加，在空肠部分改变液体的运转，使肠腔积液而引起腹泻。
ST与霍乱毒素无共同的抗原关系。
肠产毒性大肠杆菌的有些菌株只产生一种肠毒素，即LT或ST；有些则两种均可可产生。
有些致病大肠杆菌还可产生vero毒素。
病原体大肠杆菌O157:H7是大肠杆菌的其中一个类型，该种病菌常见于牛只等温血动物的肠内。
这一型的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素，并可能导致肠管出现严重症状，如带血腹泻。
大肠杆菌血清学分型基础（即其抗原）大肠埃希菌主要有三种抗原：O抗原，为细胞壁脂多糖最外层的特异性多糖，由重复的多糖单位所组成。
该抗原刺激机体主要产生IgM类抗体（出现早，消失快）。
K抗原，位于O抗原外层，为多糖，与细菌的侵袭力有关。
K抗原分为A，B，L三型。
H抗原，位于鞭毛上，加热和用酒精处理，可使H抗原变性或丧失。
H抗原主要刺激机体产生IgG类抗体，与其他肠道菌基本无交叉反应。
表示大肠杆菌血清型的方式是按O：K：H排列，例如：O111：K58（B4）：H2外源基因在大肠杆菌中的表达【1】将外源DNA或目的基因与表达载体构建成DNA重组体，转化大肠杆菌后外源蛋白表达定位于胞内，是常见的表达方式。
1．直接表达：即非融合蛋白表达。
将外源基因插到原核表达载体强启动子和有效sD序列下游，以外源基因mRNA 的AuG为起始翻译，表达产物位于胞内，氨基端和羧基端不含其他蛋白或多肽序列。
小分子蛋白较易表达，产物接近天然蛋白，但易被水解，不稳定。
当外源基因在大肠杆菌高效表达，特别是表达出大分子蛋白时，则易在胞内形成包涵体。
1．1包涵体的形成及利用包涵体是由蛋白肽链错误折叠形成的不溶于水的非结晶性蛋白聚集体。
通常一级结构正确，但其立体结构有误；无生物学活性或活性很低，需变性、复性才可能得到活性蛋白。
包涵体的分离方法简单(差别离心、洗涤等)，其形成可减轻外源蛋白对宿主的毒害，如果复性成本又较低，可考虑促进包涵体的生成以获取大量表达产物。
外源基因在菌体内表达成有天然构象的蛋白，需一系列蛋白因子辅助。
包涵体形成可能主要与二类分子数量不足有关，也与蛋白折叠时环境条件密切相关【2】。
1．2蛋白肽链折叠与蛋白因子辅助菌体内有二类分子参与肽链折叠：分子伴侣是高度保守和分布广泛的蛋白，能帮助新生肽链折叠和转运，稳定蛋白质的未折叠状态和中间折叠状态，防止分子内和分子间不合适的相互作用，但不直接参与二级结构的构成。
大肠杆菌分子伴侣包括GmEL、GroEs、DaIlK、DallJ、GrpE、GrpE、HtpG等【2,3】。
折叠酶是另一类辅助蛋白，催化与折叠有关的化学反应，包括Dsb(二硫键催化酶)系列、PPIase(肽基脯氨酸顺反异构酶)等。
DsbA、DsbB等催化大肠杆菌中二硫键的形成【4】，PPIase催化折叠过程中起限速步骤的顺反式异构反应，使肽链折叠时脯氨酸残基由顺式变为反式【2】。
Lee等将GroEs／EL、DaIlK与原胶原酶在大肠杆菌中共表达或融合表达，以增加辅助蛋白肽链折叠的分子，可以提高后者的折叠效率和可溶蛋白的产量，防止形成包涵体【5】。
不同蛋白质成熟途径不同，可能涉及不同的蛋白因子对蛋白质折叠起作用。
随着人们对折叠过程和机制的更深了解，能使更多蛋白实现胞内表达。
在生物技术中的应用大肠杆菌作为外源基因表达的宿主，遗传背景清楚，技术操作简单，培养条件简单，大规模发酵经济，倍受遗传工程专家的重视。
目前大肠杆菌是应用最广泛，最成功的表达体系，常做高效表达的首选体系在这里必须指出的是，处于生物安全考虑，生物工程用的菌株是在不断筛选后被挑选出的菌株。
这些菌株由于失去的细胞壁的重要组分，所以在自然条件下已无法生长。
甚至普通的清洁剂都可以轻易地杀灭这类菌株。
这样，即便由于操作不慎导致活菌从实验室流出，也不易导致生化危机。
此外，生物工程用的菌株基因组都被优化过，使之带有不同基因型（例如β半乳糖苷酶缺陷型），可以更好的用于分子克隆实验真核基因在大肠杆菌中表达，必须有合适的表达载体(Vector),常用载体：pBV220,pET系统目的基因在大肠杆菌中表达的情况：大肠杆菌更适合原核基因的表达，外源基因表达产量与单位体积产量是正相相关的，而单位体积产量与细胞浓度和每个细胞平均表达产量呈正相相关.细胞浓度与生长速率，外源基因拷贝数和表达产物产量之间存在动态平衡，单个细胞的产量又与外源基因拷贝数，基因表达效率，表达产物的稳定性和细胞代谢负荷等因素有关。