枯草芽孢杆菌细胞壁的研究进展

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1、韩超杨帆(南昌理工学院生物环境工程系，江西南昌330008)摘要:本文综述了近几年的枯草芽孢杆菌细胞壁的研究进展情况，分别从方法和结构两方面详细地总结了细胞壁的研究进展程度和应用价值，为以后的实验研究提供了理论基础。关键词:枯草芽孢杆菌细胞壁研究枯草芽孢杆菌细胞壁的研究方法进展近年来，许多学者对细胞壁提取技术的研究取得了显著进展。杨翠竹［1］等在酵母细胞破壁技术研究与应用进展中提到微生物细胞壁的结构和强度取决于细胞壁的组成以及它们之间相互交连的程度，破碎细胞的主要阻力来自于连接细胞壁网状结构的共价键。了解细胞壁的组成和结构，有助于选择合适的破壁方法。顾

2、红梅等［2］研究了超声波辅助提取花色甙的最佳条件，并首次将超声波技术与冻结－融解技术相结合用于花色甙的提取。实验表明，超声波辅助提取法优于常规提取方法，而冻结－融解－超声波提取法表现出更好的提取效率。杨琳，夏天瑶等［3］将短棒状杆菌7721株用冷热外压法获得细胞壁，再经苯酚及三氯甲烷萃取肽聚糖成分。提纯品经紫外吸收测定、淋巴细胞转化试验、抑瘤试验、脾激活试验、毒性试验证实，具有生物学活性及安全性。其主要成分经生化检测含有多肽及聚糖类物质。短棒状杆菌的有效成分是细胞壁上的肽聚糖类物质，实验采用的提纯工艺具有可操作性和实际应用价值，为新产品开发提供了可靠依

3、据。单振秀等［4］对影响富硒酵母自溶条件:NaCl浓度、pH值、温度、时间进行了研究，结果表明:3%NaCl，pH5．5，55℃，20h的条件下，自溶物中氨基酸含量最高，为最佳自溶条件;对影响酸—热破碎法的条件:酸浓度、热处理时间、浸泡时间进行了研究，结果表明:3mol/LHCl，浸泡60min，热处理3min，迅速冷却的条件下，氨基酸含量最高，为最佳破碎条件。将两种方法进行比较，发现破碎后内容物溢出量及硒含量非常接近，差别不明显。孙海翔等［5］采用高压均质机破碎啤酒酵母细胞壁提取细胞质中RNA，酵母浓度、工作压力及循环次数对细胞破壁率有影响，当酵母干

4、物质浓度为15%，压力为70MPa，循环3次，酵母细胞破壁率达到70．99%。李兰，张明霞等［6］人通过对枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、枯草转酮醇酶变异株、地衣芽孢杆菌进行试验，比较四种不同破壁方法对细菌产SOD活性影响的研究，得到一种最有效的细菌破壁方法，应用于从细菌中提取SOD的破壁处理。实验结果表明:四种破壁处理间均达到显著差异水平，并且助融剂破壁处理后SOD活性明显高于其他三种处理方法，即助融剂破壁效果最好，是最适合细菌提取SOD的破壁处理方法。WParkandMMatsuhashi［7］在StaphylococcusaureusandMicro

5、coccusluteuspeptidoglycantransglycosylases1thatarenotpenicillin－bindingproteins一文中提到了，肽聚糖的转糖基酶的活性并不是青霉素蛋白质的活性，而是革兰氏阳性菌(不是大肠杆菌)中肽聚糖的交联网状结构被类似于青霉素两端的蛋白质(转肽酶和转糖基酶)的活性起作用而合成，同时革兰氏阳性菌的细胞壁的肽聚糖层通过转肽酶合成，能被转糖基酶分解。龙小海［8］在链球菌细胞壁和核物质的透射电镜观察中提出，磷钨酸悬滴法负染色的链球菌用透射电镜观察，可形象直观地看到细菌的细胞壁和呈环带状的核物质。枯草

6、芽孢杆菌细胞壁结构研究进展枯草芽孢杆菌是一类需氧的有柱状内芽孢的G+菌，菌体为直杆状，0．5－2．5×1．2－10μm，具有周生鞭毛。在环境条件恶劣、营养缺乏的情况下，枯草杆菌会停止生长，在菌体内形成一个对热、紫外线、电离辐射和某些化学药品有强抗性的芽孢［9］。芽孢壁主要由肽聚糖(PG)组成，它是由若干PG单体所组成的网目状大分子，而PG单体又是由N－乙酰胞壁酸(M)和四肽链组成。G和M交替排列，通过β－1，4糖苷键连接成聚糖链骨架，四肽链则是通过一个酰键与M相连［10］(见图1)。革兰氏阳性细菌的细胞壁是由含膜磷壁酸和壁磷2壁酸的肽聚糖(peptid

7、oglycan)，其厚度约为20～80nm，由40层左右的网状分子组成和周质空间构成;而革兰氏阴性细菌的细胞胞壁则较为复杂，除有一层很薄(2nm)的肽聚糖结构外，在其外还有一层(20～100nm)类酯多糖(lipopolysaccharides，LPSs)包被，其内层是类酯膜。被转运到细胞膜外。第3阶段主要发生在细胞膜外的周质空间，由不同种类的青霉素结合蛋白(penicillinbindingprotein，PBP)通过转糖基(transglycosylation)和转肽作用(transpeptidation)完成肽聚糖的组装以形成细胞壁。实验证明，细

8、胞壁具有一定的机械强度和柔韧性，对细胞起保护作用。细胞内含有大量的有机物和无机盐，可导致细胞内