细菌细胞壁知多少

细菌细胞壁是细菌细胞最外层的一层结构,具有多种重要功能。其主要成分是肽聚糖,此外还包括磷壁酸(主要存在于革兰氏阳性细菌中)、类脂质和蛋白质(在革兰氏阴性细菌中更为显著)。

一、结构特点

革兰氏阳性细菌:其细胞壁较厚,通常包含约90%的肽聚糖和10%的磷壁酸,结构较为致密和坚韧。肽聚糖层数可达50层,且含有磷壁酸,这使得革兰氏阳性细菌的细胞壁具有较强的机械强度和稳定性。

革兰氏阴性细菌:其细胞壁相对较薄,由外膜和一薄层肽聚糖组成。外膜富含脂多糖、磷脂和外膜蛋白,这使得革兰氏阴性细菌对某些抗生素的渗透性较低。肽聚糖层数通常只有1～2层,占细胞壁干重的比例也较低(5%～10%)。

二、主要功能

1、保护细菌和维持菌体形态:细菌细胞壁坚韧而富弹性,能够维持菌体固有的形态,并保护细菌免受外界环境的损伤。细胞壁的保护作用使细菌能够承受内部高渗透压而不破裂,并能在相对低渗的环境下生存。

2、物质交换:细胞壁上有许多小孔以及特定转运蛋白,这些结构参与菌体内外的物质交换过程,确保细菌能够获取必要的营养物质并排出废物。

3、抗原性:细胞壁上的抗原决定簇决定着菌体的抗原性,这对于细菌的分类、鉴定以及免疫应答具有重要意义。

4、鞭毛运动的支点:在某些细菌中,细胞壁还作为鞭毛运动的支点,支持细菌的运动和定位。

总结

细菌细胞壁是许多抗生素的重要靶点。例如,青霉素类、头孢菌素类等β-内酰胺类抗生素能够抑制肽聚糖的生物合成过程中的转肽酶活性,从而阻止细胞壁的合成和修复,导致细菌细胞破裂死亡。此外,万古霉素等抗生素则通过干扰肽聚糖前体的转运和交联过程来发挥抗菌作用。