细胞壁肽聚糖的研究

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1、细菌细胞壁肽聚糖对细菌功能的影响兰伟学号：201130380112（华南农业大学11级动物丁颖班）摘要：不同细菌细胞壁的组成成分是有区别的，革兰阳性菌的细胞壁有较厚的肽聚糖及特有的磷壁酸等，革兰阴性菌则有外膜，外膜下有一薄层肽聚糖。由于细菌细胞壁中都含有肽聚糖，所以对它功能的研究也就很大程度上是对细菌细胞壁功能的研究。本文综述了细菌细胞壁肽聚糖的结构，及其对细菌细胞的生物学影响。关键词：肽聚糖，细胞壁，生物学功能肽聚糖乂称为糖肽或胞壁质，是细菌细胞壁特有物质。它的存在对于细菌细胞来说具有特定的意义，它与细菌的致病性，抗原性，对

2、药物的娥感性等密切相关。下而从肽聚糖的结构，和其牛物学功能等做一综述。1.细菌细胞壁肽聚糖（PG）的结构1.1革兰阳性菌细胞壁的肽聚糖是由聚糖链支架、四肽侧链、和五肽交联桥三部分在组成的复杂聚合物。聚糖链支架有N乙酰葡糖胺和N乙酰胞壁酸通过13・1,4糖甘键交替连接成聚糖链骨架。四肽侧链依次有L内氨酸、D谷氨酸（或D异谷氨酰胺）、L赖氨酸、D丙氨酸所组成，均链接于胞壁酸。五肽交联桥由5个氨基酸组成，交联于相邻两条聚糖链支架的四肽侧链上第一条第3位L赖氨酸及第二条第4位D丙氨酸之间，构成十分坚韧的三维立体结构。根据连接在N・乙酰

3、胞壁酸上的相邻的两条短肽（肽亚单位）之间交联方式的不同，可将肽聚糖分为A、BW群.1.2革兰阴性菌的肽聚糖结构单体与革兰阳性菌的有差异：聚糖支架相同，但四肽链屮的第三个氨基酸是内消旋二氨基庚二酸（m・DAP），没有五肽交联桥，由m-DAP的氨基酸与相邻聚糖链支架上四肽侧链屮D丙氨酸的竣基直接连接成二维结构。经研究许多种不同革兰氏阴性菌PG肽链部分的氨基酸组成与顺序，证实阴性菌的PG结构变化不大，其中只含有DGIu、mDpm和D丄Ala,比率为1:1:1.5〜2.0。因此认为所有的阴性菌的PG都属于同一类型.[1]MV在哺乳动物

4、体内，肽聚糖发挥着各种各样的生物学活性，如免疫调节、抗肿瘤、致炎性、调节作用等。革兰氏阴性菌肽聚糖具有很高的活性，而不同类型的革兰氏阳性菌PG的活性较弱，但却十分重要。2•肽聚糖对细菌细胞的生物学功能2.1细菌细胞壁肽聚糖在代谢过程屮不仅可以摄取物质促进合成代谢而冃•能够吸附代谢产物，从而导致反馈调节。这可能与肽聚糖的特殊结构有关。牛文泽⑵等通过对棘砲小单砲菌绛红细胞壁肽聚糖对庆大霉素吸附机制的研究，发现：细菌能够把某些代谢产物吸附在细菌旁边，从而影响其代谢过程。聚糖链支架有N乙酰葡糖胺和N乙酰胞壁酸通过1,4糖甘键交替连接成

5、聚糖链骨架。肽聚糖分子肽链第3位氨基酸为内消旋二氨基庚二酸型，此外还有丙二酸和谷氨酸。丙二酸、二氨基庚二酸以及部分谷氨酸能够电离产生阴离子而带负电，庆大霉素屮含有两个仲胺基团和三个伯胺基团，也能在水屮电离而带正电，由于止负电荷的静电力相互作用，而吸附了庆大霉素。2.2肽聚糖具有免疫增强作用，加强各种细胞因子(CD3+、CD4+、CD8+)和抗体的产生，提高NK和巨噬细胞活性等,提高局部或全身的免疫功能，发挥自稳调节和抗感染、抗肿瘤效应，进而促进免疫系统的发育,提高机体免疫功能。双杰［3］等提取2株乳酸杆菌L.caseizhan

6、g和MG2-1的肽聚糖作为佐剂，按不同剂量添加到新城疫油乳剂灭活疫苗及禽流感(H5)亚型油乳剂灭活疫苗中。用此2种加佐剂的油乳剂灭活疫苗对鸡进行免疫。结果表明：随着细菌肽聚糖量的增加，各试验组在提高抗体水平上也增加。2株乳酸杆菌肽聚糖对鸡接种新城疫油乳剂灭活疫苗和禽流感(H5)亚型油乳剂灭活疫苗具有免疫增强作用。但具体机理尚在不清楚。Sekine等［4］报道，婴儿型双歧杆菌细胞壁PG能激活小鼠腹腔巨噬细胞，使其IL1、TNFci、IL6的mRNA表达增强。盛琴⑸研究枯草芽孑包杆菌肽聚糖对小鼠免疫功能的影响。用5周龄健康昆明系小

7、鼠208只,随机分为4组。经各项指标检测后，得出：不同浓度枯草芽抱杆菌肽聚糖对小鼠齐项免疫指标均有提高作用；能显著提高小鼠脾淋巴细胞增殖，增殖呈量效关系。以上研究结果说明：细菌细胞壁是一种强免疫增强因子，能通过诱导多种免疫调控物质的合成释放或释放来调节免疫系统发挥英免疫功能，同时有时也能促进免疫细胞的生长，进而促进免疫系统的发育，提高机体特异性和非特异性免疫能力免疫功能。2.3肽聚糖能分泌一些细胞因子和一些物质使得细菌具有致炎性。许多细菌（包括正常菌群和致病菌）的PG-PS均能诱发炎症反应。H前研究发现PG-PS引起的动物实验

8、性疾病包括轻型免皮肤结节性损害，类似风湿性心脏炎的小鼠心脏炎，免膝关节滑膜炎,Lewis鼠肉芽肿肝炎，鼠葡萄膜炎等，这些提示PG・PS可引起多系统疾病。蒋玖［6］通过对细菌细胞壁肽聚糖■多糖聚合物的致炎特性的研究，发现PG-PS（PG-APS）具有毒性和免疫原性，且从组织中清