细菌芽孢理化性质及耐热机制探究

《细菌芽孢理化性质及耐热机制探究》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、细菌芽砲理化性质及耐热机制探究摘要：在前人对嗜热菌与芽胞的理论研究上分析讨论，主要在脂膜，基因，蛋白空间结构等对芽胞的性质和耐热机理方面作出解释，并在此论据上提出了合理推理，最后在对已有的芽胞的主要应用方面作了适当介绍和展望。关键词：芽胞耐热脂膜基因蛋白中图分类号：Q2文献标识码：A文章编号：1007-3973(2012)004-102-021细菌芽砲的概念和产芽砲菌的分类1.1芽胞的概念某些特殊的细菌多为杆菌，在一定的条件或者生长至一定的时期后，在胞内基因的调控下，细胞停止分裂和生长，胞质高度浓缩脱水，并在细胞的中部、后

2、部或侧部都可能产生一个圆形或椭圆的强抗逆性芽砲球体并从芽砲囊中释放出来，因其从内部芽胞囊中释放，所以又被称为内生胞子。1.2芽鞄杆菌的分类随着时间的推移，技术的改进和理论的深入，对于芽胞杆菌的分类也从简单到复杂，从外形，表观逐渐深入到基因,DNA的分子化学水平上。刘国红，林乃轻等在前人基础上介绍了一些微生物的分类学方法，如从表观入手的经典分类法，建立于微生物分类学的基础上的数值分类法，以PCR、G+C%、DNA重组、16srDNA的测序等为基础的分子分类法，以脂肪酸鉴定为代表的化学分类法，和以综合信息出发的的多相分类法。而

3、根据1991年Ash等人研究51个菌株的rRNA序列后，得出至少存在5个发育类群。到目前为止，已从Bacillus分化和建立了34个新属。1.3芽胞形成的原因和过程芽鞄形成的原因可分为两种：（1）由于环境因素，由于外部环境的刺激或影响其自身产生的有害物质积累使得菌体有关芽胞的基因表达从而进入产生芽胞的一系列反应。（2）菌体自发进入芽胞阶段，由于该菌体中控制细菌进入芽胞的基因在某段时期进行表达而进入该时期。范玉贞在对细菌芽鞄的基因表达调控研究中从分子学角度指出，大多数细菌主要在营养缺乏或者在对数生长末期形成芽胞，主要是由于葡

4、萄糖的一些代谢产物和氨基酸代谢产物，尤其是GTP对芽胞基因表达的抑制，在对枯草芽胞杆菌研究中，主要集中于❷%1亚基对RNA聚合酶的调控作用，RNA聚合酶核心酶的组成主要有五个亚基2^%Z,❷％［,❷％］',❷%］全酶则还有❷%1亚基，❷%】因子是核心酶之外的单独组分，其对正确识别启动子的转录是必要的，而这一作用是主要通过对非特异性DNA序列结合率的降低和加强对识别特异启动子而实现的。不同的启动子要与不同的❷%1因子结合，因此菌体内存在多种❷%】因子，并结合于-10和-35的保守序列上。枯草芽砲杆菌有着复杂的转录系统，其有关

5、的❷%1因子有5种，因此可形成5种不同的全酶，在不同环境结合不同启动子，❷幻亚基一般的更换次序为令%155、令%128、^%132,够%137、^%129O营养阶段一般只含有^%155,其RNA聚合酶只能与营养基因和少数最初在芽胞形成阶段所需基因(SPoO基因)的启动子结合，因而它主要负责转录与营养生长有关的基因和SPoO基因。并产生少量^%128,因此其全酶在营养细胞中亦较少，不会指导形成芽胞，而在芽砲形成过程中则是由^%132和^%137负责识别不同的转录启动子的RNA聚合酶，^%129则能转录中、晚期芽胞基因。由此可

6、知，枯草杆菌的营养细胞能测定环境中营养物质的变化,并通过特点的一种信号传递方式，把外界物质变化的信号传到细胞内。并根据供应情况，随时主动调整自身的基因表达,并通过够％155、够%128、够%132、^%137、^%129依次替换的方式，使得芽胞基因有序表达。如转录合成2,6—毗除二竣酸(DPA)、芽范外壳蛋白等芽范特有的酶，然后由这些酶催化合成芽砲特有的成分。形成过程：营养细胞一＞DNA浓缩变稠一＞轴丝渐成一＞形成隔膜一＞形成前芽砲体一＞吞没前芽胞一＞形成皮层一＞形成芽胞壳一＞芽胞游离1.4芽胞结构芽胞壁厚而密，分三层：外

7、层是芽胞外壳，为蛋白质。中层为皮层，由肽聚糖构成，含大量DPAo内层为胞子壁，由肽聚糖构成，包裹细胞质和核质。芽胞原生质体含有极高的DPA-Ca2+,在新合成、具有特殊化学构造的外层(皮层和胞子衣，芽胞外壁)中也有这种物质。芽鞄壁含有一种与营养细胞壁组成不同的特殊肽聚糖。1.5芽胞的耐热机理(1)相关学说芽砲的耐热机理至今在科学界还无准确的定论，而最近综合各项相关研究的比较有说服力的是渗透调节皮层膨胀学说，该学说认为，芽胞外层所包裹的疏水性角蛋白(芽胞衣)，对阳离子和水通透性较差，而离子强度较强的皮层可掠夺核心区水分，使芽

8、砲核心部分失水而皮层吸水膨胀，使得芽胞抗热性增加。另外，还有学说提出Ca2+-DPA会使芽胞中产生一种热稳定的凝胶。这是根据芽砲产生中形成的大量Ca-DPA而进行的推测，但现已证实，芽胞内无大分子物质合成。(2)芽砲耐热机构芽砲的耐热机制我个人从膜的组成，蛋白组成成分和空间结构，DNA和RNA的组成和结