稀土对枯草芽孢杆菌芽孢壁结构的影响

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1、摘要本文采用傅立叶红外光谱，原子力显微镜，扫描电子显微镜，氨基酸分析和高分辨魔角旋转核磁共振技术等手段研究了稀土对枯草芽孢杆菌芽孢壁结构的影响。研究结果为：1.测定了稀土盐对枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度和杀菌浓度。2.红外光谱检测结果显示了大于抑菌浓度的稀土可使芽孢壁中肽聚糖的大部分肽键断裂。其破坏作用与稀土浓度成正相关，浓度越大，损伤程度越严重。3.采用扫描电子显微镜观察芽孢的形态变化，大于抑菌浓度的稀土离子对枯草杆菌的芽孢壁结构具有破坏作用，芽孢壁破裂，内容物溢出。破坏程度与稀土离子的浓度成正相关，浓度越大，破坏越严重。4.

2、扫描电镜能级谱图中Er元素出现在芽孢壁以及芽孢破裂溢出的胞内容物中。5.当添加低于抑菌浓度的稀土时，使肽聚糖中的氨基酸含量增加，促进芽孢壁的合成；当添加抑菌和杀菌浓度的稀土盐时，使芽孢壁中肽聚糖的氨基酸含量降低，约降低了2-3倍。6.采用原子力显微镜观察了芽孢表面的粗糙度。低于抑菌浓度的稀土可使芽孢表面粗糙度变大，而抑菌浓度和杀菌浓度的稀土则使芽孢表面粗糙度变得越来越小。7.芽孢壁采用高分辨魔角旋转核磁共振测定，枯草杆菌经低于抑菌浓度GdCl3培养后，芽孢壁中肽聚糖网状结构更加致密，分子变得更大了。经抑菌浓度和杀菌浓度的GdC

3、l3培养后，芽孢壁中大分子的肽聚糖降解成了小分子片段。依据以上研究结果，得出如下结论：(1)扫描电镜观察结果与红外光谱的检测结果，都说明了大于抑菌浓度的稀土离子对枯草杆菌的芽孢壁结构具有破坏作用，破坏程度与稀土离子的浓度成正相关，浓度越大，破坏越严重。(2)稀土能进入芽孢，参与芽孢的代谢过程。(3)芽孢壁的氨基酸检测、原子力显微镜观察和高分辨魔角旋转核磁共振检测结果都说明了低浓度稀土可促进芽孢壁的合成，而高浓度抑制芽孢壁的合成，浓度越大，抑制作用越强。(4)稀土离子对枯草芽孢杆菌的抑菌机理之一是稀土离子对其芽孢壁具有抑制和破坏

4、作用。1关键词：稀土离子；枯草芽孢杆菌；芽孢壁结构；H,HR-MAS；抑菌机理AbstractThisresearchinvestigatestheeffectofrareearthiononsporewallstructureofbacillussubtilisusinginfraredspectrometry(IR),atomicforcemicroscopy(AFM),scanningelectronmicroscope(SEM),aminoacidanalysisandHR-MAS.Theexperimentalres

5、ultswereachievedasfollowing.1.Theminimumbacteria-inhibitingconcentrationandminimumbactericidalconcen-trationweremeasuredforfoursalts.2.TheIRtestsshowedthatrareearthionsintheconcetrationhigherthantheminimumbacteria-inhibitingconcentrationdestroyedamajorityofpeptidebo

6、ndofthesporewall.Suchdamageeffectwassproportionaltotheconcentrateoftherareearthions.Thehighertheconcentratewas,thestrongerthedamagewas.3.TheSEMobservationalsorevealedthattherareearthionintheconcetrationhigherthantheminimumbacteria-inhibitingcouldrupturethestructureo

7、fthespore.Thesporewallwasbrokenandtheinnersubstancesoverflew.Thehigherconcentrationwas,themoreseriouslyspoiledthestructureofthesporewallwas.4.TherewasErelementintheinclusionofcellwallandspillageofsporeaccordingtotheSEMobservation.5.Whentherareearthbelowthebacteria-i

8、nhibitingconcetrationwasadded,itmadetheaminoacidcontentinthepeptidepolyosetoincreasewhichcanpromotetosynthesizethesporewall.Whentherareear