枯草芽孢杆菌细胞壁的研究进展.doc

韩超杨帆( 南昌理工学院生物环境工程系，江西 南昌 韩 超 杨 帆 ( 南昌理工学院生物环境工程系，江西 南昌 330008) 摘 要:本文综述了近几年的枯草芽孢杆菌细胞壁的研究进展情况，分别从方法和结 构两方面详细地总结了细胞壁的研究进展程度和应用价值，为以后的实验研究提供了理 论基础。 关键词:枯草芽孢杆菌 细胞壁 研究 枯草芽孢杆菌细胞壁的研究方法进展 近年来，许多学者对细胞壁提取技术的研究取得 了显著进展。杨翠竹［1］等在酵母细胞破壁技术研究与 应用进展中提到微生物细胞壁的结构和强度取决于细 胞壁的组成以及它们之间相互交连的程度，破碎细胞 的主要阻力来自于连接细胞壁网状结构的共价键。了 解细胞壁的组成和结构，有助于选择合适的破壁方法。 顾红梅等［2］研究了超声波辅助提取花色甙的最佳 条件，并首次将超声波技术与冻结 － 融解技术相结合 用于花色甙的提取。实验表明，超声波辅助提取法优 于常规提取方法，而冻结 － 融解 － 超声波提取法表现 出更好的提取效率。 杨琳，夏天瑶等［3］将短棒状杆菌 7721 株用冷热外 压法获得细胞壁，再经苯酚及三氯甲烷萃取肽聚糖成 分。提纯品经紫外吸收测定、淋巴细胞转化试验、抑瘤 试验、脾激活试验、毒性试验证实，具有生物学活性及 安全性。其主要成分经生化检测含有多肽及聚糖类物 质。短棒状杆菌的有效成分是细胞壁上的肽聚糖类物 质，实验采用的提纯工艺具有可操作性和实际应用价 值，为新产品开发提供了可靠依据。 单振秀等［4］对影响富硒酵母自溶条件: NaCl 浓度、 pH 值、温 度、时 间 进 行 了 研 究，结 果 表 明: 3% NaCl， pH5． 5，55℃ ，20h 的条件下，自溶物中氨基酸含量最高， 为最佳自溶条件; 对影响酸—热破碎法的条件: 酸浓 度、热 处 理 时 间、浸泡时间进行了研 究，结 果 表 明: 3mol / LHCl，浸泡 60min，热处理 3min，迅速冷却的条件 下，氨基酸含量最高，为最佳破碎条件。将两种方法进 行比较，发现破碎后内容物溢出量及硒含量非常接近， 差别不明显。 孙海翔等［5］采用高压均质机破碎啤酒酵母细胞壁 提取细胞质中 RNA，酵母浓度、工作压力及循环次数对 细胞破壁率有影响，当酵母干物质浓度为 15% ，压力为 70MPa，循环 3 次，酵母细胞破壁率达到 70． 99% 。 李兰，张明霞等［6］人通过对枯草芽孢杆菌、蜡样芽 孢杆菌、枯草转酮醇酶变异株、地衣芽孢杆菌进行试 验，比较四种不同破壁方法对细菌产 SOD 活性影响的 研究，得到一种最有效的细菌破壁方法，应用于从细菌 中提取 SOD 的破壁处理。实验结果表明: 四种破壁处 理间均达到显著差异 水 平，并且助融剂破壁处理后 SOD 活性明显高于其他三种处理方法，即助融剂破壁 效果最好，是最适合细菌提取 SOD 的破壁处理方法。 W Park and MMatsuhashi［7］在 Staphylococcus aureus and Micrococcus luteus peptidoglycan transglycosylases 1 that are not penicillin － binding proteins 一文中提到了， 肽聚糖的转糖基酶的活性并不是青霉素蛋白质的活 性，而是革兰氏阳性菌( 不是大肠杆菌) 中肽聚糖的交 联网状结构被类似于青霉素两端的蛋白质( 转肽酶和 转糖基酶) 的活性起作用而合成，同时革兰氏阳性菌的 细胞壁的肽聚糖层通过转肽酶合成，能被转糖基酶分 解。 龙小海［8］在链球菌细胞壁和核物质的透射电镜观 察中提出，磷钨酸悬滴法负染色的链球菌用透射电镜 观察，可形象直观地看到细菌的细胞壁和呈环带状的 核物质。 枯草芽孢杆菌细胞壁结构研究进展 枯草芽孢杆菌是一类需氧的有柱状内芽孢的 G + 菌，菌体为直杆状，0． 5 － 2． 5 × 1． 2 － 10μm，具有周生鞭 毛。在环境条件恶劣、营养缺乏的情况下，枯草杆菌会 停止生长，在菌体内形成一个对热、紫外线、电离辐射 和某些化学药品有强抗性的芽孢［9］。芽孢壁主要由肽 聚糖( PG) 组成，它是由若干 PG 单体所组成的网目状 大分子，而 PG 单体又是由 N － 乙酰胞壁酸( M) 和四肽 链组成。G 和 M 交替排列，通过 β － 1，4 糖苷键连接成 聚糖链骨架，四肽链则是通过一个酰键与 M 相连［10］ ( 见图 1) 。 革兰氏阳性细菌的细胞壁是由含膜磷壁酸和壁磷 2 壁酸的肽聚糖( peptidoglycan) ，其厚度约为 20 ～ 80nm， 由 40 层左右的网状分子组成和周质空间构成; 而革兰 氏阴性细菌的细胞胞壁则较为复杂，除 有 一 层 很 薄 ( 2nm) 的肽聚糖结