细胞壁不溶性化酶(cell-wall binding acid invertase, B-AI)
原核生物
类质A(lipid A）-由糖磷脂（N-乙酰匍糖胺双糖、
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS)
Structure of Lipopolysaccharide
寡糖重复单位 （o 抗原） 核心多糖
脂质A（内 毒素活性主 要成分）
Molecular model of E.coli lipopolysaccharide(LPS)
细胞壁
革兰阳性菌细胞壁中特殊结构
膜磷壁酸
磷壁酸
壁磷壁酸 膜磷壁酸
壁磷壁酸
G+菌特有成分
G+菌细胞壁的磷壁酸
Lipoteichoic acid
Teichoic acid
磷壁酸的功能 因带负电荷，故可与环境中的Mg＋等阳离子结合，提 高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维 持高活性的需要 保证革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连 赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原 提供某些噬菌体以特异的吸附受体 贮藏磷元素 调节细胞内自溶素（autolysin）的活力防细胞死亡
自发缺壁突变：L型细菌 实验室中形成 缺壁 细菌 人工方法去壁 部分去除：球状体
彻底除尽：原生质体
自然界长期进化中形成：支原体 L型细菌：实验室或宿主体内通过自发突变形成的遗传性 稳定的细胞壁缺陷菌株。 原生质体：人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用 青霉素抑制新生细胞壁合成后，得到仅有细胞膜包裹的 圆球状渗透敏感细胞。G+形成。 球状体：残留部分细胞壁。 G-形成。
结核分枝杆菌
类脂
蜡质D：
是一种肽聚糖与分枝菌酸的复合物， 作为佐剂，激发机体产生迟发型变态 反应
结核分枝杆菌
类脂
索状因子（cord factor）：
医学微生物学感染与免疫2名词解释
名词解释一细菌学1细菌（bacterium）：是属原核生物界的一种单细胞微生物2细胞壁（cell wall）：位于菌细胞最外层，包绕在细胞膜的周围3脂多糖(LPS)：LPS是Ｇ－菌的内毒素组成：脂质A：毒性部分核心多糖特异多糖：菌体O抗原4细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）：’细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活者称为细菌细胞壁缺陷型。
5中介体（mesosome：细胞膜内陷、折叠形成的囊状膜性结构，多见于Ｇ＋菌。
功能：与分裂有关；类似真核细胞线粒体6核糖体（ribosome）：合成蛋白质的场所，某些抗生素作用部位，与正在转录的mRNA相连，称多聚核糖体7质粒（plasmid：细菌染色体外的双链环状DNA,带有遗传信息，能自我复制“”控制细菌某些特定的遗传性状8胞质颗粒（cytoplasmic granule）：细菌储存营养物质。
如：白喉杆菌的异染颗粒，成分为RNA，多偏磷酸盐。
9核质（nuclear material细菌的遗传物质称为核质或拟核，集中于细胞质的某一区域，多在菌体中央，无核膜、核仁。
10荚膜（capsule）某些细菌细胞壁外包绕一层粘液样物质；普通染色不易着色，光镜下可见透明环。
11鞭毛（flagellum伸出菌体外的细长而弯曲的丝状物。
细菌的运动器官，某些细菌鞭毛与致病有关12菌毛（pilus许多G－菌和少数G＋菌菌体表面存在着一种直的比鞭毛更细、更短的丝状物，与运动无关13芽胞（spore某些细菌在一定环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内部形成一个圆形或卵圆形的小体，是细菌的休眠形式，称为芽胞14自养菌（autotroph）以无机物或光合作用为能源15异养菌（heterotroph）以有机物为原料合成菌体成分，大部分病原菌都是寄生于或体内的异养菌16培养基（culture medium）：是由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。
微生物名词解释
微生物学名词解释微生物(Microbe): 微观的生物机体。
(细小的肉眼看不见的生物)微生物(Microorgamism): 微观的生命形式。
微生物学(microbiology)：研究微生物生命活动的科学。
微米(Micrometer): 一种测量单位：1/1,000mm,缩写为um。
原核微生物(prokaryotic microbe)：指核质和细胞质之间不存在明显核膜，其染色体由单一核酸组成的一类微生物。
原核细胞型微生物(procaryotic cell microbe):指没有真正细胞核（即核质和细胞质之间没有明显核膜）的细胞型微生物。
真核细胞型微生物(eukaryotic cell microbe):指具有真正细胞核（即核质和细胞质之间存在明显核膜）的细胞型微生物。
真菌(fungi)：有真正细胞核，没有叶绿素的生物，它们一般都能进行有性和无性繁殖，能产生孢子，它们的营养体通常是丝状的且有分枝结构，具有甲壳质和纤维质的细胞壁,并且常常是进行吸收营养的生物。
霉菌(Mold): 具有丝状结构特征的真菌。
细菌(bacterium)：单或多细胞的微小原核生物。
病毒(virus)：是一类没有细胞结构但有遗传复制等生命特征，主要由核酸和蛋白质组成的大分子生物。
是比细菌更小的专性细胞内寄生的微生物，大多数能通过细菌过滤器。
放线菌(actionomycetes）：一目形成真的菌丝成分枝丝状体的细菌。
蓝细菌(cyanobacterium)：是光合微生物，蓝细菌是能进行光合作用的原核微生物。
原生生物(protistan)：指比较简单的具有真核的生物。
原生动物(protozoa)：单细胞的原生生物。
免疫学(immunology)：研究利用预防接种法治疗疾病的科学。
立克次氏体(Richettsia)：节肢动物专性细胞内寄生物，它的许多类型对人和其它动物是致病的微生物。
感染(Infection): 宿主由于微生物生长的病理学状况。
1微生物细胞的显微和亚显微结构1
outer membrane
（1）脂多糖（lipopolysaccharides，简写 LPS）是G-菌细胞壁特有的成分，位于革兰氏 阴性菌细胞壁的最外侧。
O-侧链 核心多糖 脂A
O-侧链 向外，由若干个低聚糖重复单位组成，由于具
有抗原性，故又称O-抗原或菌体抗原。糖的组成或连接方 式的不同——抗原性也就不同
O
O CH2
P
RO CH
OH
CH2 O
O
P OH n
R=H，或（氨）糖，或D-丙氨酸
（II）重复单位是葡萄糖甘油磷酸；
O O
P
O CH2
OH
O
OH
CH3 O P
CH
OH
HO
O
OH
CH2
n
（III）重复单位是N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸-甘油磷酸。 在（II）和（III）中糖分子参与形成骨架链
O
O
CH2OH
CH3
CH3
功能：
1.The LPS from the outer membrane of the gramnegative cell wall is thought to add strength to the outer membrane, in a manner similar to the glycopeptides and teichoic acids of the gram positive cell wall.
function: The peptidoglycan prevents osmotic lysis.
2. an outer membrane
composition: The outer membrane is a lipid bilayer about 7 nm thick composed of phospholipids, lipoproteins, lipopolysaccharides (LPS), and proteins.
【精编】细胞壁转化酶PPT课件
b.中性/碱性转化酶与光合细菌的转化酶密切相 关（Vargas 等, 2003）
转化酶基因的进化过程
光合细菌类
• 中性/碱性转化酶 - 胞质的
低等藻类以及高等植物
• 中性/碱性转化酶 - 胞质的
• 酸性转化酶 - 细胞壁 - 液泡
3.6 细胞壁转化酶与抗衰老有关
在SAG12启动子下 抑制衰老进程
(Maria Encarnacion et al., 2004)
转化酶基因 超量表达 叶片衰老异常延迟
抑制表达 Cytokinin不再抑制衰老
细胞壁转化酶是抑制衰老必不可少的因子
转基因(SAG12: Cin1)抑制烟草叶片 的衰老
是
…
可溶
蔗糖/ 棉籽糖
是
…
可溶
蔗糖
否
2.2 转化酶在源和库细胞中的分布
叶绿体 丙糖
CALVIN
循环 淀粉
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蔗糖
CYT INV
葡萄糖 果糖
源细胞
葡萄糖 果糖 蔗糖
VAC INV
液泡
质外体
蔗糖
CW INV
蔗糖
CYT INV
细胞质 葡萄糖 果糖
葡萄糖 果糖
葡萄糖 果糖 蔗糖
VAC INV
液泡
库细胞
3 转化酶在植物糖代谢中的作用
Source: Plant Cell, Vol. 11, 177-190, February 1999, Copyright © 1999, American Society of Plant Physiologists
中国生物工程杂志China Biotechnology, 2005, 25(10)78～82
中国生物工程杂志China Biotechnology, 2005, 25(10):78～82噬菌体溶壁酶研究进展叶道成朱成钢*史锋（浙江大学生命科学学院浙江大学生物化学研究所杭州310029）摘要溶壁酶是噬菌体在感染末期表达的蛋白质，可水解细菌的细胞壁，使子代噬菌体释放出来。
研究表明，溶壁酶在体外能高效地杀死细菌，同样对感染细菌的模型动物有很好的治疗作用。
因此，溶壁酶是一种新型的抗菌物质，具有广阔的应用前景。
溶壁酶通过水解细菌细胞壁肽聚糖上糖与肽间的酰胺键或肽内氨基酸残基间的连键，从而使细菌裂解。
溶壁酶分子由结合功能域和催化功能域两部分组成，其晶体结构使之具有对细胞壁肽聚糖水解的高效性和特异性。
对噬菌体溶壁酶的体内外抗菌作用、抗菌机理、晶体结构等最新研究成果及其应用前景进行了综述。
关键词噬菌体溶壁酶细菌收稿日期：20050404修回日期：20050620* 通讯作者，电子信箱：cgzhu@噬菌体是一种细菌病毒，于1917年被发现，可分为温和性和烈性噬菌体两大类。
噬菌体寄生于细菌中，并在细菌中复制。
在感染细菌的后期，噬菌体表达出溶壁酶(Lysin 或Endolysin，或称为溶素)，水解细菌的细胞壁，从而释放出子代噬菌体，用于感染其它细菌。
虽然早就知道噬菌体溶壁酶的存在以及它具有裂解细菌的作用，但人们对噬菌体Lysin的抗菌效果及其应用前景并没有给予关注。
自然界中，几乎所有的细菌都有相应的噬菌体。
既然溶壁酶具有水解细菌细胞壁的作用，那么我们就可以研发噬菌体溶壁酶作为一种新型的抗菌药物。
1溶壁酶的体外抗菌作用现有的实验表明，溶壁酶在体外对细菌有高效的杀灭作用。
使人致病的链球菌主要是A族链球菌，它的感染可引起咽喉炎，猩红热，败血症，中毒性中风综合症，风湿热等。
用抗生素治疗，有35%的病人不能根除A族链球菌,并能诱导链球菌产生耐药性。
从宿主为C族链球菌的噬菌体C1株细菌裂解液中纯化出溶壁酶C1的分子量约为50kDa,并以二聚体形式存在［1］。
华中农业大学08微生物笔记(考研)第一章 微生物的细胞结构
2．革兰氏负反应细菌的细胞壁 G-细菌的细胞壁比 G+菌的壁要复杂得多，结构层次明显，分为内壁层和外壁层两层，其结构
如图所示。 G-细菌细胞壁中的主要成分是脂多糖，
脂多糖由 O 侧链——核心多糖——类脂 A 三部分组成
KDO(2-酮-3-脱氧辛糖酸)
脂多 糖含有三 种特殊的 糖 Hep(L-甘油-D-甘露庚糖)
细菌鞭毛的基粒位于细胞膜上
三、壁膜间隙（Periplasmic space）(也称质周间隙)
细菌细胞中，细胞壁和细胞膜之间有一狭小的间隙，称为壁膜间隙，在壁膜间隙中有一些特殊 的酶。
1.水解酶：催化食物的初步降解 壁膜间隙中的酶主要有三类 2.结合蛋白：启动物质转运过程
3.化学受体：在趋化作用中起作用的蛋白 壁膜间隙中的水解酶列表如下：
菌只有 9 个双糖亚单位，而地衣芽孢杆菌多达 79 个二糖单位。
④不同种类的细菌肽聚糖的含量多少不一，有的多，有的少。G+菌中多，G-菌中少，交链度也 不一样，G+高，G-低。
⑤肽聚糖能被溶菌酶水解，溶菌酶的水解部位在β-1.4 糖苷键。
⑥G+菌对青霉素敏感，这是因为青霉素可阻止肽聚糖亚单位与亚单位之间交联肽链的形成。
原生质球：用青霉素等抗生素或溶菌酶处理 G-细菌而得到的去壁不完全的近球形体。
L 型细菌：某些细菌在特定环境条件下因基因突变而产生的无壁类型。在一定条件下 L 型细菌
能发生回复突变而恢复为有壁的正常细菌。
细胞壁
原生质体 原生质球 L 型细菌
O 不完全
O
在固体培养基上
繁殖 恢复 O O×在再生培养基中可恢复成原来的细菌 ++ + O×在一定条件下发生回复突变恢复到原 来细菌
青霉素和溶菌酶的作用机制
青霉素和溶菌酶的作用机制青霉素和溶菌酶的作用机制是通过与细菌细胞壁的肽聚糖层的作用位点相结合，破坏细菌的细胞壁，细菌胞体内的渗透压很高，而细胞膜又很脆弱，于是细菌就在人体内相对低渗的环境里溶胀，最终破裂。
G+菌的肽聚糖层达20到50层，是其细胞壁的主要成分，而且其胞质的渗透压达25-50个大气压；G-菌的肽聚糖层很少，只有几层，最多十几层，其胞质的渗透压只有5到6个大气压。
因此，G+菌比G-菌对青霉素和溶菌酶更敏感。
溶菌酶作用机制：（lysozy me）又称胞壁质酶（murami dase）或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶（N-acety l m uram ide glycan ohydr lase），是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。
主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。
溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合，与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失活。
因此，该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
该酶广泛存在于人体多种组织中，鸟类和家禽的蛋清、哺乳动物的泪、唾液、血浆、尿、乳汁等体液以及微生物中也含此酶，其中以蛋清含量最为丰富。
从鸡蛋清中提取分离的溶菌酶是由18种129个氨基酸残基构成的单一肽链。
它富含碱性氨基酸，有4对二硫键维持酶构型，是一种碱性蛋白质，其N端为赖氨酸，C端为亮氨酸。
可分解溶壁微球菌、巨大芽孢杆菌、黄色八叠球菌等革兰阳性菌青霉素作用机制：青霉素作用机制是干扰细菌细胞壁的合成。
青霉素通过抑制细菌细胞壁四肽侧链和五肽交连桥的结合而阻碍细胞壁合成而发挥杀菌作用。
青霉素的结构与细胞壁的成分粘肽结构中的D-丙氨酰-D-丙氨酸近似，可与后者竞争转肽酶，阻碍粘肽的形成，造成细胞壁的缺损，使细菌失去细胞壁的渗透屏障，对细菌起到杀灭作用。
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货号：QS2509 规格：50管/24样细胞壁不溶性化酶（cell-wall binding acid invertase, B-AI）
试剂盒说明书
可见分光光度法
正式测定前务必取2-3个预期差异较大的样本做预测定
测定意义：
蔗糖转化酶（Invertase，Ivr）催化蔗糖不可逆地分解为果糖和葡萄糖，是高等植物蔗糖代谢关键酶之一。
根据最适 pH，Ivr分为酸性转化酶（AI）和中性转化酶（NI）两种类型。
AI的最适pH为3～5。
AI分为可溶性AI(S-AI)和细胞壁不溶性AI（B-AI）两种类型。
B-AI 存在于细胞间隙并结合在细胞壁上，主要参与韧皮部质外体卸载时蔗糖的分解，以维持库源之间蔗糖的浓度。
测定原理：
B-AI催化蔗糖降解产生还原糖，进一步与3,5－二硝基水杨酸反应，生成棕红色氨基化合物，在510nm有特征光吸收，在一定范围内510nm光吸收增加速率与B-AI活性成正比。
自备实验用品及仪器：
可见分光光度计、台式离心机、水浴锅、移液器、1mL玻璃比色皿、研钵、冰和蒸馏水。
试剂组成和配制：
提取液1：液体50mL×1瓶，4℃保存;
提取液2：液体50mL×1瓶，4℃保存;
试剂一：液体50mL×1瓶，4℃保存;
试剂二：粉剂×1瓶，4℃保存；临用前加入25mL试剂一充分溶解备用；用不完的试剂4℃保存;
试剂三：液体30mL×1瓶，4℃避光保存；
粗酶液提取：
按照组织质量（g）：提取液1体积(mL)为1：5~10的比例（建议称取约0.1g组织，加入1mL提取液1），进行冰浴匀浆。
12000g 4℃离心10min，弃上清，沉淀中加入1mL蒸馏水，充分震荡混匀，12000g 4℃离心10min，弃上清，沉淀中加入1mL提取液2 充分混匀，4℃浸提过夜，12000g 4℃离心20min，取上清置冰上待测。
处，蒸馏水调零，记录各管吸光值A，如果吸光值大于2，可以用蒸馏水稀释后测定(计算公式中乘以相应
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稀释倍数)，ΔA=A测定-A对照。
B-AI活性计算：
标准条件下测定的回归方程为y = 0.0016x -0.001；x为标准品浓度（μg/mL），y为吸光值。
（1）按蛋白浓度计算：
单位的定义：37℃每mg蛋白每分钟产生1μg还原糖定义为一个酶活性单位。
B-AI活性（μg/min/mg prot）＝[(ΔA +0.001) ÷0.0016×V1]÷(V1×Cpr ) ÷T=20.8×(ΔA +0.001) ÷Cpr
（2）按鲜重计算：
单位的定义：37℃每g组织每分钟产生1μg还原糖定义为一个酶活性单位。
B-AI活性（μg/min/g鲜重）＝[(ΔA +0.001) ÷0.0016×V1]÷(W ×V1÷V2) ÷T =20.8×(ΔA +0.001) ÷W
V1：加入反应体系中样本体积，0.2mL；V2：加入提取液体积，1mL；T：反应时间，30min； Cpr：样本蛋白质浓度，mg/mL；W：样本鲜重，g。
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