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蛋白质是细菌细胞的重要成分。酶类扣抗原都含有蛋白质。蛋白质是由许多氨基酸以肽键联结而成的长链，即一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基相结合。氨基酸的种类和数目，氨基酸在肽链中的位置、肽链的构造或形状等，决定蛋白质的性质和蛋白质表而的性状。细菌蛋白质的结构和特性与动植物蛋白质基本是一样的。大多数是由L-型氨基酸组成的。但D-型氨基酸在某些细菌体结构和代谢上也相当重要，如炭疽杆菌的荚膜是由D-谷氨酸多肽组成的，葡萄球菌的细胞壁含有D-谷氨酸和DL-丙氨酸，短杆菌肽和多粘菌素等抗菌素也含有D-氨基酸。在菌体中的氨基酸可以游离状态、肽或蛋白质形式存在。其中以蛋白质形式为常见。除某些厌氧菌外，氨基酸不是细菌的主要能源。蛋白质、蛋白胨或氨基酸主要供作合成菌体的氮源。氨基酸脱氨后则和有机酸一样，可以作为碳源和能源。
蛋白质的分解
分解蛋白质的酶有两大类：
( 1 ）蛋白酶：能水解蛋白质为多肽和简单的肽，有时能放出少量均氨基酸。其功用在使培养基中不能吸收的蛋白质变为可以透入菌体的多肽或氨基酸。这种酶主要为胞外酶，也存在于细胞内。
梭状芽孢杆菌，芽孢杆菌、变形杆菌、假单胞菌等具有活性很强的胞外蛋白酶，葡萄球菌和链球菌的蛋白酶活性较弱，乳杆菌则不具有蛋白酶。
胞外蛋白酶的形成和活性受许多因素的影响。无机离子是影响酶活性的一个重要因素。变形杆菌、绿脓杆菌等生长在含Ca++的培养基中时，胞外酶的活性最高。氟化钠和柠檬酸钠等能和Ca++结合，所以会有抑制蛋白酶的作用。
糖类的存在能抑制蛋白质水解酶的形成，这可能是由于糖类分解后产生酸类，使培养基的pH 下降，因而不利于蛋白酶的形成。
将具有水解蛋白质能力的细菌接种到以无机盐和纯蛋白质作为碳源和氮源的培养基时，细菌因未生成足够的胞外蛋白酶，不能利用蛋白质所以不能生长。因为胞外酶的合成和分泌需要氨基酸和能量，而这些氨基酸和能量必须在蛋白质水解后才能生成，即使在接种时会带入少量胞外蛋白质酶，但由于浓度过低，分解蛋白质的能力太弱，不能起作用。若加入少量蛋白胨于培养基中，则具有蛋白水解能力的细菌就能很快地利用蛋白胨中短链的肽或氨基酸来合成蛋白酶，因之就能分解和利用蛋白质进行生长和繁殖。换言之，胞外酶约合成需要可以直接利用的氨基酸和能源，培养细菌时须于培养基中加入蛋白胨，此为其理之一。
( 2 ）肽酶 它主要定胞内酶，能水解肽类为游离氨基酸。大部分肽酶需要Mn、Mg、Co,Fe或Zn 离子作为辅因素，梭状芽孢杆菌的肽酶除需要金属离子外，还需要半胱氨酸的存在才有活性。有的肽酶只能分解二肽或三肽。
蛋白酶和肽酶的主要功用是水解蛋白质、蛋白胨及肽类为氨基酸，以供细菌代谢活动的需要。
细菌分解蛋白质的能力，如使明胶液化、酪蛋白水解等，有助于细菌种类的鉴别。
