细菌细胞壁肽聚糖的研究_刘芳.pdf

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1、第24卷第6期四川理工学院学报(自然科学版)Vol.24No.62011年12月JournalofSichuanUniversityofScience＆Engineering(NaturalScienceEdition)Dec.2011文章编号:1673-1549(2011)06-0628-04细菌细胞壁肽聚糖的研究刘芳，杨跃寰(四川理工学

2、院生物工程学院，四川自贡643000)摘要:肽聚糖是真细菌细胞壁中特有的成分，因其在细菌细胞壁的生理功能中发挥着主要作用，而成为目前细菌细胞壁方面研究的主题。介绍了细菌细胞壁肽聚糖的化学组成、结构特点、分类、分离纯化、生物合成、生物学功能及应用前景等。关键词:肽聚糖;分离纯化;生物合成;生物学功能中图分类号:Q936文献标识码:B单的肽聚糖单体，每一肽聚糖单体由3部分组成:①双引言糖单位:由一个N－乙酰葡糖胺通过β－1，4糖苷键与细菌细胞壁与细胞膜、细胞质、核区等同属细菌细另一个N－乙酰胞壁酸相连。②四肽尾:由4个氨基酸胞的一般构造，它是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的分子缩合而成，并以

3、酰胺键与N－乙酰胞壁酸中的乳酰+外被，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生基团相连。不同的G细菌，它的四肽尾氨基酸的组成理功能。细菌细胞壁由一些化学成分不同的物质组成，与顺序有所不同，主要体现在第3位氨基酸上，如金黄如肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、磷脂、外膜蛋白等，在这些组色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)的四肽尾为L－Ala成成分中对细胞壁的生理功能起主要作用的是肽聚糖，→D－Glu→L－Lys→D－Ala，星星木棒杆菌(Corynebac-除少数细菌如产甲烷细菌这类古细菌的细胞壁是由其teriumpoinsettiae)的四肽尾为L－Ser→D－Glu→L－Or

4、n－他化学物质组成外，几乎所有细菌的细胞壁都含有肽聚→D－Ala。而G细菌的四肽尾变化不大，四肽尾中只糖，在G+细菌中肽聚糖含量高达30%～95%，G－细菌含有以1∶1∶1.5～2.0比例的D－Glu、m－DAP和D，L－Ala，以大肠埃希氏菌(Escherichiacoli)为例，四肽尾也有5%～20%的含量。目前，虽然国内外对肽聚糖的为L－Ala→D－Glu→m－DAP→D－Ala。③肽桥:是连组成与结构有许多陈述，对其分离纯化、生物学活性等接前后2个四肽尾分子的“桥梁”，肽桥的变化甚多，目方面也有较多的研究，但有关肽聚糖综述的文章甚少，+前已超过100种。就G细菌，其肽桥多为短肽

5、链，如在本文旨从细菌细胞壁肽聚糖的化学组成、结构特点、分－S．aureus中，肽桥为甘氨酸五肽(—Cly5—)。而G细菌类、分离纯化、生物合成、生物学功能以及应用前景等方无特殊肽桥，前后两单体间的连接仅通过甲四肽尾的第面做一较为全面的介绍。四个氨基酸的羧基与乙四肽尾的第三个氨基酸的氨基1肽聚糖的化学组成与结构特点+缩合形成肽腱(—CO·NH—)直接相连，因而与G细菌相比肽聚糖网套稀疏，机械强度差。肽聚糖属于聚合物，由肽和聚糖两部分组成，其中的肽包括四肽尾和肽桥两种，而聚糖则是由N－乙酰葡2肽聚糖的多样性与分类糖胺(NAG)和N－乙酰胞壁酸(NAM)两种单糖相互间隔连接成的长链，这种肽聚

6、糖分子呈网格状，它们相互从肽聚糖的结构特点可以看出，不同的细菌其肽聚交织成一个致密的网套覆盖在整个细胞上［1］。糖链骨架结构基本相同，但相邻两条四肽尾间的交联方式、四肽尾氨基酸的组成与顺序以及肽桥的种类却有所看似十分复杂的肽聚糖分子，其基本组成单位为简收稿日期:2011-09-09作者简介:刘芳(1966-)，女，四川自贡人，副教授，主要从事微生物学方面的研究，(E-mail)sy5162524@sina．com第24卷第6期刘芳等:细菌细胞壁肽聚糖的研究629区别，由此形成了肽聚糖的多样性。过程约有20步，根据反应部位的不同，可分成在细胞质－－通过对不同的G细菌肽聚糖的结构进行分析，

7、G中、细胞膜上和细胞膜外3个合成阶段。①第一阶段:细菌肽聚糖邻近四肽尾间都是直接交联，它们的四肽尾在细胞质中合成，由葡萄糖合成N－乙酰葡糖胺(UDP－－变化也不大，故所有的G细菌的肽聚糖都属于同一类NAG)和N－乙酰胞壁酸(UDP－NAM)，再由N－乙酰+型。而G细菌的肽聚糖由于邻近四肽尾的交联方式不胞壁酸合成“Park”核苷酸，即UDP－NAM－五肽。此同，四肽尾氨基酸的组成与顺序变化较大，肽桥类型甚阶段自N－乙酰葡糖胺－1－磷酸开始，以后的