《細胞破碎技術(shù)》PPT課件

《《細胞破碎技術(shù)》PPT課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、細胞破碎技術(shù)孫萬儒中國科學(xué)院微生物研究所前言細胞破碎是了解細胞組成和結(jié)構(gòu),獲得細胞內(nèi)含物的必要手段。胞內(nèi)的生物活性物質(zhì)的穩(wěn)定性差,條件不適極易失活。特別是微生物細胞十分微小,細胞壁結(jié)構(gòu)比較緊密,一般方法不易將細胞打破,有些技術(shù)雖然可以,但條件嚴苛,胞內(nèi)生物活性物質(zhì)在此條件下很易失活,限制了一些技術(shù)的應(yīng)用。在一定程度上細胞破碎仍是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。破碎細胞的方法和技術(shù)細胞破碎方法┌───────┴───────┐物理法化學(xué)法滲透超聲高壓球磨研磨堿處酶法有機表面休克波法釋放法法理法溶劑活性法法法劑法細胞壁的組成和結(jié)構(gòu)微生物細胞

2、外膜使細胞具有剛性的外形,由胞質(zhì)膜和細胞壁組成,其結(jié)構(gòu)影響著細胞破碎。胞質(zhì)膜保持著細胞內(nèi)外的物質(zhì)濃度梯度,主要由蛋白質(zhì)和脂類組成。沒有細胞壁時,膜對滲透休克敏感,對其它破碎方法影響較小。細胞壁是破碎的主要障礙,其組成和結(jié)構(gòu)對細胞破碎有重要影響。細胞壁的組成和結(jié)構(gòu)與遺傳和環(huán)境因素有關(guān),但在微生物的種屬中也存在總結(jié)構(gòu)上的相似性。細菌細胞壁的組成1964年Salton首次利用機械破碎法破碎細菌細胞，對細菌細胞壁組成、結(jié)構(gòu)和功能進行研究。對格蘭氏陽性菌和格蘭氏陰性菌的細胞壁結(jié)構(gòu)有了較為全面認識。除了菌質(zhì)和一些L-型和嗜鹽菌以外，幾乎所有

3、的細菌的壁的較堅硬部分都是由短肽交聯(lián)的糖原鏈，即粘肽構(gòu)成，圍繞著細胞形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使細胞具有一定的形狀和強度。細菌細胞壁的組成細菌粘肽結(jié)構(gòu)示意圖N-乙酰基胞壁酸(M)和N-乙?；咸烟前?G)交替形成糖原束,由M引出的縱點代表四肽單元的氨基酸殘基，橫點代表肽交聯(lián)橋細菌細胞壁的組成不同物種的N-乙?；谒嵩谄鋫?cè)鏈基團上的取代有變化。但對糖原鏈的三維結(jié)構(gòu)沒有明顯影響。N-乙?；谒釟埢娜樗峄c肽鏈結(jié)合，將糖原鏈聯(lián)結(jié)起來形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。至少N-乙?；谒釟埢娜轷；糠挚蔀樗碾膯卧〈?，相鄰的糖原鏈由肽橋交聯(lián)。大腸桿菌大約

4、有50%的四肽單元未交聯(lián)，其它的僅作為二聚體交聯(lián)。在嗜酸乳酸菌中，大約有90%的四肽單元交聯(lián)，約30%的四肽單元作為三聚體交聯(lián)。細菌細胞壁的組成雖然幾乎所有的細菌都含有基本的粘肽網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但格蘭氏陽性和陰性細菌的壁結(jié)構(gòu)有明顯不同。格蘭氏陽性菌的壁相當(dāng)厚，約15-50nm，含有40-90%的由基礎(chǔ)多糖和磷壁酸質(zhì)組成的粘肽，一些種屬的細胞表面有規(guī)律地排列著蛋白質(zhì)亞基。格蘭氏陰性菌細胞壁由薄的粘肽層(1.5-2.0nm)和在電子顯微照片上看如同胞質(zhì)膜一樣的外膜組成，粘肽層上還共價結(jié)合有脂蛋白，一些種屬在外膜上另外還有一層規(guī)律排列的蛋白質(zhì)

5、亞基。酵母細胞壁酵母細胞壁結(jié)構(gòu)更難加以說明?？偟慕Y(jié)構(gòu)要比格蘭氏陽性菌的厚些。面包酵母細胞壁大約為70nm，且隨培養(yǎng)時間的增加細胞壁加厚。酵母細胞壁含有大量葡聚糖，甘露聚糖和蛋白質(zhì)，但不清楚以怎樣的方式結(jié)合形成基本結(jié)構(gòu)。在葡聚糖鏈上有β(1,3)和β(1,6)鍵聯(lián)結(jié)的分支鏈結(jié)構(gòu)。酵母細胞壁的甘露聚糖主要是由α(1,2)糖苷鍵和少量的α(1,3)糖苷鍵聯(lián)結(jié)的甘露糖組成，另外，也有通過α(1,6)糖苷鍵聯(lián)結(jié)的甘露寡糖側(cè)鏈，在甘露糖殘基上有時也有磷酸二酯鍵。在酵母細胞壁上發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)主要是與甘露糖復(fù)合，多數(shù)是酶，而不是結(jié)構(gòu)組分。酵母細胞

6、壁格蘭氏陽性(a)和陰性(b)細菌的細胞壁的橫斷面圖CM代表胞質(zhì)膜;CW為細胞壁結(jié)構(gòu);SU為有規(guī)律排列的亞基;PG為粘肽層;OM為格蘭氏陰性菌的外膜；類型不同，亞基可能存在也可能不存在。酵母細胞壁酵母細胞壁結(jié)構(gòu)示意圖外層甘露聚糖(M)通過磷酸二酯鍵與蛋白(P)結(jié)合，內(nèi)部蛋白含有交聯(lián)的糖原(G)真菌細胞壁大多數(shù)真菌的細胞壁是由多糖和少量的蛋白質(zhì)及脂類組成，但組成變化很大，只有個別的真菌細胞壁作了較詳細研究。正如細菌和酵母一樣，多糖是構(gòu)成細胞形狀和耐受破碎的主要結(jié)構(gòu)物。真菌細胞壁組成和結(jié)構(gòu)的多樣性，不能將一個種屬的結(jié)果推廣到另一個種

7、屬上。從影響細胞破碎的角度看，有其共同點，就是菌絲體生長過程中細胞壁的變化對細胞破碎的影響。細胞壁組分與真菌分類關(guān)鍵多糖分類組纖維素，糖原集胞(粘)菌綱(Acrasiomycetes)纖維素，β-葡聚糖卵菌目(Oomycetes),水霉目(Saprolegnicales)霜霉目(Peronosporales),水節(jié)霉目(Leptomitales)纖維素，殼多糖，卵菌目(Oomycetes),水節(jié)霉目(Leptomitales)β-葡聚糖纖維素，殼多糖絲壺菌目(Hyphochytridiomycetes)去乙?；鶜ざ嗵?，接合菌目(

8、Zygomycetes)殼多糖殼多糖，β-葡聚糖壺菌目(Chytridiomycetes),子囊菌目[(Ascomycetes),除了半子囊菌亞綱(Hemiascomycetidae)],擔(dān)子菌綱[Basidiomycetes)除了擲孢酵母科(Sporobolo