右旋氨基酸对生物膜细菌作用的研究进展

《右旋氨基酸对生物膜细菌作用的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、右旋氨基酸对生物膜细菌作用的研究进展膜无处不在，绝大多数细菌是附着在有生命或无生命物体的表面，以生物膜方式生长，而非浮游方式生长。组成地球生命体的氨基酸几乎都是左旋的，但随着科学技术的进步和分析方法的发展，人们不断发现各种生物中含有多种天然的游离右旋氨基酸，因此，本文就右旋氨基酸对生物膜细菌细胞外基质的作用、细菌细胞壁的作用和细菌间自身诱导分子的作用等研究进展作一综述。　　[关键词]右旋氨基酸；生物膜；作用　　[]R780.2[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-574

2、9.2012.06.033　　ResearchprogressontheeffectofD-aminoacidsonbiofilmsZhouHan,ZhouXuedong.（StateKeyLaboratoryofOralDiseases,SichuanUniversity,Chengdu610041,China）　　[Abstract]Mostoftheunitiesknos,ubiquitouslypredominateinmostoftheenvironmental,bacteriapred

3、ominate,industrial,andmedicalprocesses.EventhoughLaminoacidsarethedominantsubstratesforribosome-basedproteinsynthesis,severalrolesforD-aminoacidsinotherbiologicalprocesseshavebeenfound.ThisreviemarizedthepreviousresearchesontheeffectsthattheD-aminoaci

4、dshaveonthesynthesisofextracellularpolymericsubstancesinbiofilms,thebacteriacelloleculeautoinducer-2inrecentyears.　　[Keyinoacid；biofilm；effect　　!!!!生物膜是指被其自身分泌的黏性胞外基质包裹，共同定植于生物或非生物载体表面高度组织化和系统化的细菌群落[1-3]。生物膜以各种不同的方式存在于自然界、医疗和工业领域中[4]。口腔微生物群落是最常见的生物膜，按

5、照微生物生理学理论，口腔微生物群落是典型的生物膜[5]。　　组成地球生命体的氨基酸几乎都是左旋的[6]，人体和生物蛋白质均由左旋（L）-氨基酸组成[7]。自20世纪50年代始，逐渐有人报道一些生物和人体内也有右旋（D）-氨基酸。无脊椎动物和脊椎动物，藻类和种子植物等含有多种游离的右旋-氨基酸，尤其是在诸多菌细胞壁肽聚糖上，存在着大量的右旋丙氨酸和右旋谷氨酸[8-9]。过去认为，右旋氨基酸在细菌中的作用是有限的；现在认为，右旋氨基酸除了调控菌细胞壁的化学性质和物理结构以外，对生物膜的形成也有着重要的

6、作用。右旋氨基酸在部分细菌中不仅可抑制生物膜在载体表面的黏附，还可促进成熟生物膜从载体表面的脱落[10-11]。　　1右旋氨基酸对生物膜菌细胞外基质的作用　　生物膜形成的分子机制在不同种微生物中存在着较大的差异，甚至在同种微生物的不同菌株之间都不同。生物膜形成的分子机制存在着一些共同的特征，即生物膜都包含将细胞黏结在一起的细胞外基质[12]。细胞外基质通常由多糖聚合物以及其他成分，例如蛋白质、核酸或脂类组成[13]。细胞外基质一方面提供了生物膜黏附的生物力稳定性，一方面提供细胞相互聚集和交流的空间

7、结构[14]。右旋酪氨酸可以抑制生物膜细胞外基质中多糖和蛋白质的产生，可以改变细胞外基质的构象使其薄而疏松，从而影响生物膜的结构稳定性。Tsuruoka等[15]发现，右旋氨基酸可减少细胞外基质中脂蛋白的合成。由于右旋氨基酸和左旋氨基酸有相似的形状和相对分子质量，所以右旋氨基酸可以整合并替代蛋白质中原来的左旋氨基酸，从而改变蛋白质的结构并影响一些酶的活性[16]。该结果可能是导致生物膜中蛋白质和多糖等细胞外基质合成减少的原因。细胞外基质结构的改变和酶活性被干扰将使生物膜整体结构塌陷，从黏附的载体表

8、面脱落[17]。　　Larsen等[18]在对湖泊和水库以及污水处理厂等多处收集的生物膜样本进行分析后发现，淀粉样物质广泛存在于自然界的生物膜中。淀粉样物质是一种蛋白质，不溶于水，为多条β折叠肽链聚集扭曲而成[19-21]。淀粉样物质既可抵抗化学或温度的变性作用，亦可抗蛋白酶水解[22]。淀粉样物质通常与许多疾病相关，包括老年痴呆症、帕金森综合征和阮病毒病等[23-26]。5%～40%的细菌可产生淀粉样物质[27]，沙门菌属和大肠埃希菌属产生的细胞外淀粉样物质被称为curli菌毛[