《牙菌斑的生物化学》PPT课件

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1、思考题1.简述牙菌斑与生物膜的关系。2.细菌在牙面的粘附机制有哪些?如何评价?3.牙菌斑多糖在龋病发生中的作用如何?举例说明4.以蔗糖为例说明菌斑内的糖代谢过程。5.从糖代谢的过程讨论菌斑内糖代谢调节的机制。6.简述菌斑-牙面矿物质转换与pH的关系。牙菌斑的生物化学人牙面上的牙菌斑牙菌斑与生物膜1.简述牙菌斑与生物膜的关系?●牙菌斑(dentalplaque)存在于牙面或牙周袋内的一个细菌生态环境，细菌在其中生长、发育和衰亡，并进行着复杂的物质代谢活动，在一定条件下，细菌及其产物将会对牙齿和牙周组织产生破坏。●生物膜(biofilm)指在任何表面上细菌生存的实体。牙菌斑即是牙面上

2、的生物膜，它能够容纳多种多样菌丛生存，其成层的结构和穿通其间的水道和气道，使它能包涵对氧不同敏感的需氧菌、兼性厌氧菌和绝对厌氧菌，这些细菌嵌入在由多糖、蛋白质和矿物质组成的基质中，构成了复杂的生态系，细菌在其中的代谢活动，影响着细菌与宿主之间或细菌菌属之间的动态平衡。●生物膜的作用＊节制细菌代谢活性和保护菌斑菌丛抵抗口腔苛刻环境，使细菌在某些不很适合的条件中仍能存留＊膜内的多聚物基质起约束网络作用，摄取和收藏食物，控制基质成分的移动速度＊膜内高水平的巯基能中和氧基，保护菌细胞勉受氧化损伤＊浓缩从环境中来的营养物质和其它元素，保留一些遗漏出来的溶解物质一、牙菌斑的形成和化学组成获得

3、性膜的形成机制2.组成：氨基酸、糖类、蛋白质、脂类蛋白质:磷酸糖蛋白、淀粉酶、溶菌酶、葡糖基转移酶、白蛋白、免疫球蛋白等(1)牙体表面的理化性质(2)形成时间(3)个体差异(4)离子浓度(5)pH3.影响获得性膜形成的因素(二)细菌对牙面的粘附和聚集远距离作用，吸附物与被吸附物之间的距离大于2nm，其中包括静电力和范德华引力。吸附力近距离作用，作用力范围小于2nm，主要有水合力，疏水作用，偶极一偶极力和氢键力。(1)钙桥作用(2)氢键作用(3)疏水作用(4)受体粘结素作用1.细菌的粘附:细菌在牙面上的附着2.聚集：一种细菌粘附于另一种细菌的表面称之为聚集(aggregation)

4、(1)细菌间通过自身合成的细胞外聚合物而相互粘附，如菌斑中变链球菌之间的粘附就与变链球菌合成的细胞外葡聚糖有关。(2)不同种细菌直接粘附在一起，这种粘附形成了牙菌斑中细菌的“谷穗”样集聚，球菌或杆菌直接粘附在丝状菌菌体表面。(3)细菌与宿主的聚合物相互作用，使细菌容易聚集在菌斑中，如血链球菌和轻型链球菌与唾液中的聚合物如糖蛋白、类粘蛋白、白蛋白相互作用，促进了细菌在菌斑中聚集。(三)牙菌斑基质的形成和特性1.无外源性食物时菌斑基质的形成和特性基质成分：磷酸钙-蛋白复合物openplaque2.有外源性食物时菌斑基质的形成和特性基质成分：不溶性胞外多糖closedplaque（四）

5、菌斑的化学组成1.水:占菌斑体积的30%-50%，重量的80%，其中50%在菌细胞内，30%在菌斑基质中。基质中的水大约25%呈游离状态，剩余部分与蛋白质结合呈结合态。2.蛋白质和氨基酸:蛋白质占牙菌斑千重40%-50%，主要来自宿主唾液和龈沟液，少量来自细菌。细菌蛋白则包括细菌本身以及细菌产生的酶，如糖基转移酶、胶原酶、透明质酸酶和蛋白酶。牙菌斑中还含有一定量的氨基酸。3.糖:占牙菌斑千重的13%-18%，来源于食物和细菌,包括低分子可溶性糖，如单糖、双糖、低聚糖和多糖。二、牙菌斑内微生物的物质代谢活动1.葡萄糖激酶18.磷酸葡萄糖水解酶2.磷酸葡萄糖异构酶19.2-酮-3-脱

6、氧-6-磷酸葡萄糖醛缩酶3.磷酸果糖激酶20.果糖-6-磷酸乙酮醇酶4.果糖二磷酸醛缩酶21.乙酸激酶5.磷酸丙糖异构酶22.磷酸乙酰转移酶6.3-磷酸甘油醛脱氢酶23.乙醛脱氢酶7.3-磷酸甘油酸激酶24.乙醇脱氢酶8.磷酸甘油酸变位酶25.乳酸脱氢酶9.烯醇酶26.磷酸乙酮醇酶10.丙酮酸激酶27.1-磷酸果糖激酶11.6-磷酸葡萄糖脱氢酶28.腺苷酸环化酶12.6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶29.磷酸二酯酶13.核酮糖磷酸异构酶30.丙酮酸甲酸裂解酶14.核糖磷酸异构酶31.糖原磷酸化酶15.转酮醇酶32.磷酸葡萄糖变位酶16.转醛醇酶33.ADP-葡萄糖磷酸化酶17.果糖二磷酸酶

7、参与牙菌斑糖代谢的酶①EMP途径:糖酵解途径②HMP途径:磷酸戊糖途径③ED途径④PK途径:磷酸乙酮醇酶途径关键酶葡萄糖是细菌碳源的主要碳水化合物，它可以四种不同的途径转变为丙酮酸，这些途径是以发现和确定途径学者的名子或按照该途径的主要成分来命名的.＊细菌对代谢途径的选择＊不同代谢途径的产物差异＊不同代谢途径的关键酶GTF和FTF是固有酶，存在于菌细胞外。它们在菌斑的复杂环境中能保持活性，这与其以下特性有关：①对蔗糖有高度特异性。②有广泛的pH适应度(pH5.2～7.0)。③酶是