革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的构造.doc

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1、对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的认识①革兰氏阳性细菌的细胞壁G+细菌细胞壁具有较厚(20-80nm)而致密的肽聚糖层，有15～50层，每层厚度1nm,，约占细胞干重的50～80%,占细胞壁成分的60%~90%，它同细胞膜的外层紧密相连。此外，尚有大量特殊组份磷壁酸(teichoicacid)，也称胞壁质(murein)，是由核糖醇(ribitol)或甘油(glycerol)残基经由磷酸二键互相连接而成的多聚物。磷壁酸分壁磷壁酸(wallteichoicacid)和膜磷壁酸(membraneteichoicacid)两种，

2、前者和细胞壁中肽聚糖的n-乙酰胞壁酸连结，膜磷壁酸又称脂磷壁酸(lipteichoicacid)和细胞膜连结，另一端均游离于细胞壁外。磷壁酸抗原性很强，是革兰氏阳性菌的重要表面抗原；在调节离子通过粘肽层中起作用；也可能与某些酶的活性有关；某些细菌的磷壁酸，能粘附在人类细胞表面，其作用类似菌毛，可能与致病性有关。此外，磷壁酸通常以糖或氨基酸的酯而存在。由于磷壁酸带负电荷，它在细胞表面能调节阳离子浓度。磷壁酸与细胞生长有关，细胞生长中有自溶素(autolysins)酶类起作用，磷壁酸对自溶素有调节功能，阻止胞壁过度降解和壁

3、溶。如果细胞壁的肽聚糖层被消溶，G+细胞成为原生质体(protoplasts)，细胞壁不复存在，而只存留细胞膜。除链球菌外，大多数G+细菌细胞壁中含极少蛋白质,某些革兰氏阳性菌细胞壁表面还有一些特殊的表面蛋白，如a蛋白等，都与致病有关。革兰氏阳性菌细胞壁厚约20-80nm，有15-50层肽聚糖片层，含20-40%的磷壁酸。革兰氏阳性菌的细胞壁，是一层厚而致密的肽聚糖和磷壁酸组成。肽聚糖的肽链之间通过5个甘氨酸交联着。2.阳性菌有磷壁酸，阴性菌没有。磷壁酸如下图：②革兰氏阴性细菌的细胞壁G-细菌细胞壁比G+细菌细胞壁薄(

4、15~20nm)而结构较复杂，分外膜(outermembrane)和肽聚糖层(2~3nm)(图2-10)。在细胞壁和细胞质膜之间有一个明显的空间，称为壁膜间隙(periplasmicspace)。外膜G-细菌细胞壁外膜的基本成分是脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)，它同细胞质膜相同之处也是双层类脂，但除磷脂外还含有多糖和蛋白质。LPS的多糖部分包括核心多糖和O-特异多糖。O-特异多糖由重复分支的碳水化合物分子组成，含有已糖(葡萄糖、半乳糖和鼠李糖)和二脱氧已糖。由于糖的种类不同，使各种G-细胞具有不

5、同特性的LPS。核心多糖(corepolysaccharide)的主要组分是酮脱氧辛酸(ketodeoxyoctonate,KDO)。外膜中还含有几种蛋白，如脂蛋白、通透蛋白。有些蛋白具有通孔作用(porin)，调控外界分子进入细胞;有的蛋白分子可以作为噬菌体的受体;许多G-细菌对高等生物有致病性是由LPS的成分决定的，它的毒性组分常称为内毒素(endotoxins)。肽聚糖层G-细菌细胞壁的肽聚糖层很薄，在大肠杆菌和其它细菌中仅有单层。肽聚糖层和外膜的内层之间通过脂蛋白连接起来。壁膜间隙G-细菌细胞壁的外膜与细胞质膜

6、之间存在明显的壁膜间隙，一层薄的肽聚糖处于其间，肽聚糖层和细胞质膜之间的间隙较宽，肽聚糖层至外膜之间的间隙较窄。大肠杆菌的壁膜间隙宽度为12~15nm，呈胶胨态。其间含有三类蛋白质:水解酶，催化食物的初步降解;结合蛋白，启动物质转运过程;化学受体(chemoreceptors)，在趋化性中起作用的蛋白。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层肽聚糖，另外还有脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。革兰氏阴性菌的细胞壁则是多层结构，从内到外依次是：薄薄的肽聚糖层，脂蛋白层/周质层，磷脂层和脂多糖层。革兰氏阴性菌的肽聚糖结构也和革兰氏

7、阳性菌的有所不同，肽链是直接交联在一起的。G-菌细胞壁示意3.阳性菌无外膜，阴性菌有外膜，其图如下：1.阳性的肽聚糖厚，阴性的肽聚糖薄，如下图：采用革兰氏染色技术可以将细菌细胞壁区分为两种类型，革兰氏阳性(G+)和革兰氏阴性(G-)。革兰氏染色(Gramstain)是丹麦医生革兰(HansChristianGram)于1884年采用表2-3所列程序对细菌染色，结果因显色不同可将细菌区分为两类，分别称为革兰氏阳性和阴性。革兰氏染色程序和结果步骤方法：初染结晶紫30s紫色紫色媒染剂碘液30s仍为紫色仍为紫色脱色95%乙醇1

8、0~20s保持紫色脱去紫色复染蕃红(或复红)30~60s仍显紫色红色结果：紫色阳性(G+)红色阴性(G-)细菌的不同显色反应原理:细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异，主要是肽聚糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前二步结果是一样的，但在G+细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖