核质等各种细菌都有，是细菌的基本结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞仅某些细菌具有 为其特殊结构。 伎体胞 通曹毛 顾粒中介体 人性曹毛 图12细细胞结构模式图 一、 细菌的基本结构 细胞壁细胞壁(cell wall)位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围，是一种 膜状结构，组成较复杂，并随不同细菌而异。用革兰染色法可将细菌分为两大类，即 革兰阳性菌和革兰阴性菌。两类细菌细胞壁的共有组分为肽聚糖，但各自有其特殊组 分。 1.肽聚糖(peptidoglycan)肽聚糖是一类复杂的多聚体，是细菌细胞壁中的主 要组分，为原核细胞所特有，又称为粘肽(muopide)、糖肽(yeie)或胞壁 质(murein)。革兰阳性菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽剩链和五肽交联桥三部分组成 (图13)，革兰阴性菌的肽聚糖仅由聚糖骨架和四肽侧链两部分组成（图14）。 /青言来作用点 作用点 g 困13金黄色葡萄球菌细胞壁的肽聚结构 M:N乙酰胞鞭酸G:N乙酰葡墙思 0:1,4塘#键：L丙氨酸 b:D谷氨酸c:L赖氨陵 d:D丙氨酸X:甘氨酸 图14大肠埃希菌细胞壁的肚聚糖结构 -1-
聚糖骨架由N乙酰葡糖胺(N-acetyl glusamine)和N乙酰胞壁酸(N-acetymramic d)交替间隔排列，经B1,4糖苷键联结而成。各种细菌细胞壁的聚糖骨架均相同。 四肽侧链的组成和联结方式随菌不同而异。如葡萄球菌（革兰阳性菌）细胞壁的四 肽侧链的氨基酸依次为L丙氨酸、D谷氨酸、L赖氨酸和D丙氨酸：第三位的L赖氨 酸通过由五个甘氨酸组成的交联桥连接到相邻聚糖骨架四肽剿链末端的D丙氨酸上 从而构成机械强度十分坚韧的三维立体结构。在大肠埃希菌（革兰阴性菌）的四肽侧链 中，第三位氨基酸是二氨基庚二酸(diaminopimelic acid,DAP),并由DAP与相邻四肽 侧链末端的D丙氨酸直接连接，没有五肽交联桥，因而只形成单层平面网络的二维结 构。其他细菌的四肽侧链中第三位氨基酸变化最大，大多数革兰阴性菌为DAP,而革 兰阳性菌可以是DAP、L赖氨酸或其他L氨基酸。 2.革兰阳性菌细胞壁特殊组分革兰阳性菌的细胞壁较厚(20~80m),除含有 l5~50层肽聚糖结构外，大多数尚含有大量的磷壁酸(teichoicacid),少数是磷壁醛酸 (teichuroic acid),约占细胞壁干重的50%（图1-5）。 一膜璃驶酸 O R阴a0输e N A 图15革兰阳性葡细胞壁结构模式图 磷壁酸是由核糖醇(ibitol)或甘油残基经磷酸二酯健互相连接而成的多聚物，其 结构中少数基团被氨基酸或糖所取代，多个磷壁酸分子组成长链穿插于肽聚糖层中。按 其结合部位不同，分为壁磷壁酸(wall teichoic acid)和膜磷壁酸(membrane teichoic acd)两种。前者的一端通过磷脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合，另端伸出细胞壁游离 于外。膜磷壁酸，或称脂磷壁酸(ipiid,LTA),一端与细胞膜外层上的糖脂 共价结合，另端穿越肽聚糖层伸出细胞壁表面呈游离状态。磷壁醛酸与磷壁酸相似，仅 2
其结构中以糖醛酸代替磷酸。 此外，某些革兰阳性菌细胞壁表面尚有一些特殊的表面蛋白质，如金黄色葡萄球菌 的A蛋白，A群链球菌的M蛋白等。 3.革兰阴性菌细胞壁特殊组分革兰阴性菌细胞壁较薄(10~15nm),但结构较复 杂。除含有1-~2层的肽聚糖结构外，尚有其特殊组分外膜(outer membrane),约占细 胞壁干重的80%（图1-6）。 非多 孔蛋白 +脂质双层 营养结合蛋白 周浆间 9209999899￥ 09宽980908 细胞 体蛋白 困16革兰阴性菌细胞壁结构模式图 外膜由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。脂蛋白位于肽聚糖层和脂质双层之 间，其蛋白质部分与肽聚糖侧链的二氨基庚二酸相连，其脂质成分与脂质双层非共价结 合，使外膜和肽聚糖层构成一个整体。脂质双层的结构类似细胞膜，双层内镶嵌着多种 蛋白质称为外膜蛋白(outer membrane protein,OMP,其中有的为孔蛋白(porin),如 大肠埃希菌的OmpF、OmpC,允许水溶性分子（分子量≤600）通过；有的为诱导性或 去阻遇蛋白质，参与特殊物质的扩散过程；有的为噬菌体、性菌毛或细菌素的受体。由 脂质双层向细胞外伸出的是脂多糖((lipopolysaccharide,LPS)。LPS由脂质A、核心多 糖和特异多糖三部分组成，即革兰阴性菌的内毒素(endotoxin)。 (I)脂质A(lipid A):为一种糖磷脂，由1'，6糖苷键相联的D氨基葡糖双糖组 成的基本骨架，双糖骨架的游离羟基和氨基可携带多种长链脂肪酸和磷酸基团。不同种 属细菌的脂质A骨架基本一致，其主要差别是脂肪酸的种类和磷酸基团的取代不尽相 同，其中B羟基豆蔻酸是肠道菌所共有的。脂质A是内毒素的毒性和生物学活性的主 要组分，无种属特异性，故不同细菌产生的内毒素的毒性作用均相似。 （2)核心多糖(core polysacharide):位于脂质A的外层，由己糖（葡萄糖、半乳 糖等)、庚糖、2-酮基3-脱氧辛酸(2.keto3-ycid,D0）、磷酸乙醇胺等组 成。经KDO与脂质A共价联结。核心多糖有属特异性，同一属细菌的核心多糖相同
(3)特异多糖(specific polycharide):是脂多糖的最外层，由数个至数十个低案 糖(3一5个单糖)重复单位所构成的多糖链。特异多糖即革兰阴性菌的菌体抗原(O 抗原)，具有种特异性，因其多糖中单糖的种类、位置、排列和空间构型各不相同所致 特异多糖的缺失，细菌从光滑(smooth,S》型变为粗糙(ough,R)型。 另外，少数革兰阴性菌（脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌、流忠嚯血杆菌）的PS结构不典型，其外 膜糖脂含有短链分枝状聚塘组分（与粗施型肠道菌的LPS相似），称为脂寡糖((lipooligride, 【S)。它与哺乳动物细胞膜的樯脂成分非常相似，从而使这些细蘭逃避宿主免疫细胞的识别。1OS 作为重要的毒力因千受到关注。 在革兰阴性菌的细胞膜和外膜的脂质双层之间有一空隙，约占细胞体积的20% 40%,称为周浆间隙(periplasmic space)。该间隙含有多种蛋白酶、核酸酶、解毒酶及 特殊结合蛋白，在细菌获得营养、解除有害物质毒性等方面有熏要作用。 良内酰胶抗生素是指其结构中含有？内酰胺环的一类抗生素，包括青霉素类和头孢菌素类，由于 其抑制细胞壁肽豪糖的合成而达到杀菌作用。细菌产生的B内酰胺酵(B-lactamase,BLA)可以特异 性地打开药物分子结构中的B内酰肢环，使其完全失去活性。 一般是革兰阳性菌的A为胞外醉 革兰阴性菊的B队A位于周浆间隙内，孔A的产生可以由细菌染色体编码，也可以由质粒缩码。20世 纪90年代以来，应用Bs-obMedeir(简称Bush法)分类法，即根据该酶来源、分子生物学特 征、底物谱和抑制物敏性等，将细菌的4分为四大类。近年来，在克雷伯菌、大肠埃希菌、肠 杆菌等革兰阴性蕾中又出现了新的BLA突变体，扩大了原来的底物谱，可以水解青霉素类和一 三代头孢菌素和单环类杭生素（氨由南）.称其为超广谱B内酰胺酶(xtended ES,)。B内酰蔽酶介导的耐药性是细菌耐药机制研究的重要内容，也是抗生素不断改造的理论基础 革兰阳性和阴性菌细胞壁结构显著不同（表1·1），导致这两类细菌在染色性、抗 原性、致病性及对药物的敏感性等方面的很大差异。 表1山革兰阳性曹与阴性菌细胞壁结构比较 细胞壁 蓝兰阳性黄 革兰阴性菌 强度 较坚韧 较疏松 厚度 20-80m 10-15m 肚豪情层数 可多达50层 12层 肽聚镜含量 占细跑壁干重50%~80% 占细胞壁干重5%-20% 俯类含量 约45% 15%-20% 脂类含量 1%4% 11%-226 磷壁酸 外随 4.细胞壁的功能细菌细胞壁坚韧而富弹性，其主要功能维持菌体固有的形态 并保护细菌抵抗低渗环境。细菌细胞质内有高浓度的无机盐和大分子营养物质，其渗透 压高达506625一2533125Pa(5~25个大气压)。由于细胞壁的保护作用，使细菌能承受 内部巨大的渗透压而不会骸裂，并能在相对低渗的环境中生存。细胞壁上有许多小孔， 参与菌体内外的物质交换。菌体表面带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答。 -14
革兰阳性菌的磷壁酸是重要表面抗原，与血清型分类有关。它带有较多的负电荷， 能与Mg2·等双价离子结合，有助于维持菌体内离子的平衡。磷壁酸还可起到稳定和加 强细胞壁的作用。乙型溶血性链球菌表面的M蛋白与LTA结合在细菌表面形成微纤维 (microfibrils),后者介导菌体与宿主细胞的粘附，是其致病因素之一 革兰阴性菌的外膜是一种有效的屏障结构，使细菌不易受到机体的体液杀菌物质 肠道的胆盐及消化酶等的作用：还可阻止某些抗生素的进入，成为细菌耐药的机制之 一。LPS(内毒素)是革兰阴性菌重要的致病物质，使机体发热，自细胞增多，直至休 克死亡。另一方面LPS也可增强机体非特异性抵抗力，并有抗肿瘤等有益作用。 外膜是革兰阴性菌的童要结构，其屏障功能改变介导的耐药性包括外跳通透性降低和主动外排 (泵出)两种机制。革兰阴性菌的外膜是抗生素与细菌接触的第一道防线，外膜屏障作用是由孔蛋白 所决定。大肠埃希菌有两种主要的孔蛋白OmpF和OmpC,iE常情况下的孔径分别为1，l6m和 1.08m,为亲水性抗菌药物的通道。抗菌药物分子越大，所带负电荷越多，水性趣强则不易通过 细菌外膜。细菌发生突变可以造成孔蛋白的丢失或降低其表达，均会影响药物从细胞外向细胞内的运 输，使抗生素不能达到作用靶位而发挥抗菌效能。铜绿假单胞菌外膜对抗生素的通透性比其他革兰阴 性菌差，是该菌对多种杭生素天然耐药的原因之 革兰阳性和阴性菌对四环素耐药主要由干细胞膜存在能量依赖性泵出系统，使菌体内药物量减 少，此种泵出系统由Tt膜蛋白介学。这种抗生素的泵出系统也见于氯霉素、红霉素和嗪诺酮类药物 耐药菌 5.细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因 素的直接破坏或合成被抑制后，这种细胞壁受损的细菌一般在普通环境中不能耐受菌体 内的高渗透压而将会胀裂死亡。但在高渗环境下，它们仍可存活。革兰阳性菌细胞壁缺 失后，原生质仅被一层细胞膜包住，称为原生质体(protoplast):革兰阴性菌肽聚糖层 受损后尚有外膜保护，称为原生质球(spheropast)。这种细胞壁受损的细菌能够生长 和分裂者称为细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterial L form),因1935年Klieneberger首 先在Lister研究院发现而得名。 细菌L型在体内或体外、人工诱导或自然情况下均可形成，诱发因素很多，如溶 菌酶(ysozyme)和溶葡萄球菌素(lysostaphin)、青霉素、胆汁、抗体、补体等 细菌L型的形态因缺失细胞壁而呈高度多形性，大小不一，有球形、杆状和丝状 等（图1·7）。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性 细菌L型难以培养，其营养要求基本与原菌相似，但需在高渗低琼脂含血清的培养基 中生长，即必须补充3%一5%NaC1、10%~20%蔗糖或7%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等 稳定剂，以提高培养基的渗透压。同时还需加10%一20%人或马血清。制备固体培养 基时，可在液体培养基中加入0.8%~1.0%的少量琼脂，使L型在生长时可以琼脂为 支架。细菌L型生长繁殖较原菌缓慢，一般培养2~？后在软球脂平板上形成中间较 厚、四周较薄的荷包蛋样细小菌落，也有的长成颗粒状或丝状菌落（图1-8）。L型在液 体培养基中生长后呈较疏松的絮状颗粒，沉于管底，培养液则澄清。去除诱发因素后， 有些L型可回复为原菌，有些则不能回复，其决定因素为L型是否含有残存的肽聚糖 作为自身再合成的引物。 -15