细菌（1）

（一）细胞壁

　　细胞壁是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，约占细胞干重的 10-25% 。

1. 细胞壁成份

　　不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（ G + ）和革兰氏阴性（ G - ）。

(1)G + 细胞壁成份

    G + 菌细胞壁化学组成以肽聚糖 (peptidoglycan) 为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁物质总量的 40-90% 。肽聚糖是一个大分子复合物，是由大量小分子单体聚合而成的，每一个肽聚糖单体含有三个组成部分：

①双糖单位，即由一个 N －乙酰葡萄糖胺 (NAG) 和 N －乙酰胞壁酸 (NAM) 通过β－１、４－糖苷键连接而成的。

②短肽“尾”，即由四个氨基酸连接起来的短肽，它们连接在 NAM 上。这四个氨基酸是按 L 型与 D 型交替排列的方式连接而成的，即 L-Ala 、 D-Glu 、 L-Lys 、 D-Ala ；

③肽“桥”，指把前一肽聚糖单体肽“尾”中的第 4 个氨基酸－ L-Ala 与后一个肽聚糖单体肽“尾”中的第 3 个氨基酸－ L-Lys 通过肽键连接起来短肽。在 Staphylococcus arueus( 金黄色葡萄球菌 ) 中肽“桥”为甘氨酸五肽。 G + 菌肽聚糖分子中的 75 ％的亚单位纵横交错连接，从而形成了编织紧密、质地坚硬和机械性强度很大的多层重叠的三维空间网格结构。

   磷壁酸 (teichoic acid) 又名垣酸，是大多数 G + 菌所特有的成分，与肽聚糖混居在一起，它由多个核糖醇（核糖醇）或甘油（甘油型）以磷酸二酯键连接而成的一种酸性多糖。磷壁酸可为两类：

壁磷壁酸：与肽聚糖分子间发生共价结合，可用稀酸、碱提取

膜磷壁酸：与细胞膜上磷脂共价结合，可用４５％热酚水提取

它们的基本结构单位是：Ｒ｛甘油或核糖醇｝－磷酸

    磷壁酸的作用：①因带负电荷，故可与环境中的 Mg 2+ 等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要；②保证革兰氏阳性致病菌与宿主的粘连；③赋于革兰氏阳性菌以特异的表面抗原；④提供某些噬菌体以特异的吸附受体。

(2)G - 细胞壁成份

    G - 细胞壁的组成和结构比 G + 更复杂。主要成份为：脂多糖 (LPS) 、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。

    虽然 G - 有肽聚糖，但含量很少，仅占细胞壁干重的 5-10% 。肽聚糖结构与 G + 相同，但短肽尾中的３号位上 L-Lys 往往被其他二氨酸取代，如： E.coli 的肽聚糖中的二氨基庚二酸（ DAP ）取代了 L-Lys ，并直接与相邻短肽尾四号位上的 D-Ala 直接连接。由于它们只有 30% 的肽聚糖亚单位彼此交织联结，故其网状结构不及 G + 细菌的坚固，显得比较疏松。

    脂多糖（ LPS ）为 G - 细胞壁的主要成分，也是 G - 特有的成分，其化学组成因种而有一定的差别。它由三个部分组成，即核心多糖、Ｏ－侧链和类脂Ａ，分子结构十分复杂，分子量在 10000 以上。Ｏ－侧链为一种多糖聚合结构，不同种和型的细菌，Ｏ－侧链组成和结构均有变化，构成了各自的特异抗原称Ｏ－抗原，而Ｏ－抗原的差异，使之在免疫学和临床诊断中具有重要价值。

    LPS 位于 G - 菌细胞壁的最外层，它有保护细胞的作用，同时脂多糖也是 G - 的主要表面抗原和噬菌体吸附位点，也是一些致病菌内毒素的物质基础。

2. 细菌细胞壁与革兰氏染色

    革兰氏染色法是由丹麦医生 Gram 于 1884 年创立，其简要操作分初染→媒染→脱色→复染。如果染色得当，镜检发现 G + 菌体呈蓝紫色， G - 菌体呈红色。通过革兰氏染色法可把所有细菌分两在类。因此它是分类鉴定菌种的重要指标。其染色机制：通过初染和媒染操作后，在细菌细胞的膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌由于细胞壁厚、肽聚糖含量较商和其分子交联度较紧密，故在用乙醇洗脱时，肽聚糖网孔会因脱水而明显收缩，再加上它基本不含类脂，故用乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留下其细胞壁内，使其呈现蓝紫色。反之，革兰氏阴性细菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇把类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝隙，这样，结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁，因此通过乙醇脱色后，细胞又呈无色。这时，再经番红等红色染料进行复染，就使革兰氏阴性获得了红色。