微生物代謝產(chǎn)物有哪些?.那么,微生物代謝產(chǎn)物有哪些?一起來(lái)了解一下吧。
細(xì)菌的代謝產(chǎn)物及意義
1.與致病性有關(guān)的代謝產(chǎn)物
熱原質(zhì) 或稱致熱原,是細(xì)菌合成的一種物質(zhì),極微量注入人或動(dòng)物體內(nèi)即能引起發(fā)熱反應(yīng),故名熱原質(zhì)。熱原質(zhì)耐高熱,高壓蒸氣滅菌(121 ℃,20 min)不被破壞。在制備和使用生物制品、注射液、抗生素等過程中應(yīng)嚴(yán)格無(wú)菌操作,防止細(xì)菌污染,保證無(wú)熱原質(zhì)存在。
毒素 毒素是病原菌在代謝過程中合成的對(duì)機(jī)體有毒害作用的物質(zhì),包括內(nèi)毒素和外毒素。內(nèi)毒素即革蘭陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖,其毒性成分為脂質(zhì)a,在菌體死亡崩解后釋放出來(lái)。外毒素是由革蘭陽(yáng)性菌及少數(shù)革蘭陰性菌在生長(zhǎng)代謝過程中釋放至菌體外的蛋白質(zhì),具有抗原性強(qiáng)、毒性強(qiáng)、作用特異性強(qiáng)的特點(diǎn)。
侵襲性酶 某些細(xì)菌可產(chǎn)生具有侵襲性的胞外酶,能損傷機(jī)體組織,促進(jìn)細(xì)菌的侵襲、擴(kuò)散,是細(xì)菌重要的致病物質(zhì)。
2.與治療有關(guān)的代謝產(chǎn)物
抗生素 某些微生物代謝過程中產(chǎn)生的一類能抑制或殺死其他微生物或腫瘤細(xì)胞的物質(zhì)。
維生素 如人體腸道內(nèi)的大腸埃希菌,能合成b族維生素和維生素k,可被人體吸收利用。
3.與鑒別細(xì)菌有關(guān)的代謝產(chǎn)物
色素 某些細(xì)菌能產(chǎn)生不同顏色的色素,有助于鑒別細(xì)菌。
細(xì)菌素 某些細(xì)菌產(chǎn)生的僅對(duì)近緣菌株有抗菌作用的蛋白質(zhì)。抗菌范圍很窄且具有型特異性,現(xiàn)無(wú)治療意義,多用于細(xì)菌分型和流行病學(xué)調(diào)查。
糖的分解產(chǎn)物 細(xì)菌分解糖可產(chǎn)生有機(jī)酸、醇類和氣體等。不同的細(xì)菌所含的酶類不同,代謝產(chǎn)物也不同,利用各種糖發(fā)酵試驗(yàn)檢測(cè)細(xì)菌對(duì)糖的分解產(chǎn)物,可用于鑒別細(xì)菌。
蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物 不同細(xì)菌分解蛋白質(zhì)和氨基酸的能力不同,利用各種生化反應(yīng)可以鑒別細(xì)菌的種類。
特殊代謝產(chǎn)物一般是次級(jí)代謝產(chǎn)物次級(jí)代謝產(chǎn)物的類型 目前就整體來(lái)說,對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及對(duì)初級(jí)代謝產(chǎn)物研究那樣深人。與初級(jí)代謝產(chǎn)物相比,次級(jí)代謝產(chǎn)物無(wú)論在數(shù)量上還是在產(chǎn)物的類型上都要比初級(jí)代謝產(chǎn)物多得多和復(fù)雜得多。迄今對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物分類還無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)次級(jí)代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征與生理作用的研究,次級(jí)代謝產(chǎn)物可大致分為抗生素、生長(zhǎng)刺激素、色素、生物堿與毒素等不同類型。 1 、抗生素 抗生素是對(duì)其他種類微生物或細(xì)胞能產(chǎn)生抑制或致死作用的一大類有機(jī)化合物。它是由生物合成或半合成的次級(jí)代謝產(chǎn)物。雖然對(duì)產(chǎn)生菌本身有無(wú)生理作用還不十分了解,但它們能在細(xì)胞內(nèi)積累或分泌到胞外,并能抑制其它種微生物的生長(zhǎng)或殺死它們,因而這類物質(zhì)在產(chǎn)生菌與其它種生物的生存競(jìng)爭(zhēng)中,在防治人類、動(dòng)物的疾病與植物的病蟲害上起著重要作用。目前發(fā)現(xiàn)的抗生素已有 10 000 多種,其中有一部分在醫(yī)學(xué)臨床與農(nóng)、林、畜牧業(yè)生產(chǎn)上已得到廣泛應(yīng)用。由點(diǎn)青霉產(chǎn)生的青霉素是上一世紀(jì) 30 年代發(fā)現(xiàn)的第一種抗生素。放線菌中能產(chǎn)生抗生素的種類最多,目前醫(yī)療上廣泛應(yīng)用的鏈霉素、紅霉素、慶大霉素、金霉素、土霉素、制霉菌素等都是放線菌類群的一些種,主要是鏈霉菌屬成員產(chǎn)生的。 2 、生長(zhǎng)刺激素 它是主要由植物和某些細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物合成并能刺激植物生長(zhǎng)的一類生理活性物質(zhì)。赤霉素就是由引起水稻惡苗病的藤倉(cāng)赤霉( Gibberella fujikuroi )產(chǎn)生的一種不同類型赤霉素的混合物,是農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用的植物生長(zhǎng)刺激素,尤其在促進(jìn)晚稻在寒露來(lái)臨之前抽穗方面具有明顯的作用。青霉屬、絲核菌屬和輪枝霉屬的一些種也能產(chǎn)生類似赤霉素的生長(zhǎng)刺激性物質(zhì)。此外,在許多霉菌、放線菌和細(xì)菌(包括假單胞菌、芽孢桿菌和固氮菌等)的培養(yǎng)液中積累有吲哚乙酸和萘乙酸等生長(zhǎng)素類物質(zhì)。 3 、維生素 在這里,維生素是指某些微生物在特定條件下合成遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過產(chǎn)生菌本身正常需要的那部分維生素。維生素是生理學(xué)上的概念,不是化學(xué)上的同類物質(zhì)。丙酸細(xì)菌、芽孢桿菌和某些鏈霉菌與耐高溫放線菌在培養(yǎng)過程中可以積累維生素 B 12 ,某些分枝桿菌能利用碳?xì)浠衔锖铣蛇炼呷┡c尼克酰胺,某些假單胞菌能過量合成生物素,某些醋酸細(xì)菌能過量合成維生素 C ,各種霉菌不同程度地積累核黃素等,酵母菌類細(xì)胞中除含有大量硫胺素、核黃素、尼克酰胺、泛酸、吡哆素以及維生素 B 12 外,還含有各種固醇,其中麥角固醇是維生素 D 的前體,經(jīng)紫外光照射,即能轉(zhuǎn)變成維生素 D 。目前醫(yī)藥上應(yīng)用的各種維生素主要是用各種微生物生物合成后提取的。 4 、色素 是指由微生物在代謝中合成的積累在胞內(nèi)或分泌于胞外的各種呈色次生代謝產(chǎn)物。例如靈桿菌和紅色小球菌細(xì)胞中含有花青素類物質(zhì),使菌落出現(xiàn)紅色。放線菌和真菌產(chǎn)生的色素分泌于體外時(shí),使菌落底面的培養(yǎng)基呈現(xiàn)紫、黃、綠、褐、黑等色。積累于體內(nèi)的色素多在孢子、孢子梗或孢子器中,使菌落表面呈現(xiàn)各種顏色。紅曲霉產(chǎn)生的紅曲素,使菌體呈現(xiàn)紫紅色,并分泌體外。 5 、毒素 對(duì)人和動(dòng)植物細(xì)胞有毒殺作用的一些微生物次生代謝產(chǎn)物稱為毒素。毒素大多是蛋白質(zhì)類物質(zhì),例如毒性白喉棒狀桿菌產(chǎn)生的白喉毒素、破傷風(fēng)梭菌產(chǎn)生的破傷風(fēng)毒素、肉毒梭菌產(chǎn)生的肉毒毒素等。其他許多病原細(xì)菌如葡萄球菌、鏈球菌、沙門氏桿菌、痢疾桿菌等也都產(chǎn)生各種外毒素和內(nèi)毒素。殺蟲細(xì)菌如蘇云金桿菌能產(chǎn)生包含在細(xì)胞內(nèi)的伴胞晶體,它是一種分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)毒素。真菌中產(chǎn)生毒素的種類也很多,很多種蕈子是有毒的,曲霉屬中也有-些產(chǎn)毒素的種,如黃曲霉產(chǎn)生黃曲霉毒素等。 6 、生物堿 雖然生物堿大部分由植物合成,但某些霉菌合成的生物堿如麥角生物堿,即屬于次生代謝產(chǎn)物。麥角生物堿在臨床上主要用來(lái)作為防止產(chǎn)后出血、治療交感神經(jīng)過敏、周期性偏頭痛和降低血壓等疾病的藥物。
細(xì)菌在其物質(zhì)代謝過程中,除利用各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成菌體和產(chǎn)生能量外,還可產(chǎn)生出多種代謝產(chǎn)物,其中有的對(duì)人和動(dòng)物是有害的,有的可供鑒別細(xì)菌之用,有的可供制醫(yī)藥之用,現(xiàn)將有關(guān)的代謝產(chǎn)物分述如下。
(一)分解產(chǎn)物
1.糖分解產(chǎn)物 細(xì)菌分解糖類后,可以產(chǎn)生有機(jī)酸(主要為乳酸、醋酸、丙酮酸、酪酸等)、氣體(主要為co2、h2和沼氣等)和醇類。
2.蛋白分解產(chǎn)物 細(xì)菌應(yīng)用各種蛋白酶分解蛋白質(zhì),其最后產(chǎn)物包括有機(jī)酸、胺類、靛基質(zhì)、硫化氫、硫醇、co2和氫等。
(二)合成產(chǎn)物
這里所指的合成產(chǎn)物,是指菌體成分以外的其他合成物質(zhì)。
1.毒素 病原性細(xì)菌可以合成各種有毒物質(zhì),稱為毒素。毒素和細(xì)菌的致病作用有直接關(guān)系,它又分外毒素和內(nèi)毒素兩種。外毒素是蛋白質(zhì),內(nèi)毒素則是糖、磷脂和蛋白質(zhì)的復(fù)合物。
2.酶 細(xì)菌除合成其新陳代謝所必需的酶以外,還合成以下幾種酶,這些酶在代謝過程中的作用尚不明了,但和細(xì)菌的致病性有一定關(guān)系。
①卵磷脂酶 此酶能分解細(xì)胞壁的卵磷脂,使細(xì)胞壞死或紅細(xì)胞溶解,魏氏梭菌和水腫梭菌等含有此酶。
②膠原酶 此酶分解肌纖維的網(wǎng)狀組織,使肌纖維發(fā)生崩解。殺鮭氣單胞菌等含此酶。
③透明質(zhì)酸酶 此酶分解組織細(xì)胞間結(jié)合物質(zhì)(結(jié)締組織)的透明質(zhì)酸,因而可增加組織滲透性,便于細(xì)菌和毒素的擴(kuò)散。
④凝血漿酶 能使人、兔及馬的血漿凝固,葡萄球菌中的金黃色葡萄球菌含有此酶,但白色和檸檬色葡萄球菌則不含有此酶,人們通常將此酶視為葡萄球菌具有毒力的指標(biāo)之一。
⑤溶纖維蛋白酶 使血清中的溶血漿素原活化,變?yōu)槿苎獫{素,因而使已經(jīng)凝固的血漿或血塊發(fā)生溶解。新分離的溶血性鏈球菌和葡萄球菌等含有此酶。
⑥溶血素 某些細(xì)菌產(chǎn)生一種能溶解動(dòng)物紅細(xì)胞的溶血毒素。溶血素也是一種酶類物質(zhì)。如嗜水氣單胞菌、殺鮭氣單胞菌和鰻弧菌等均可產(chǎn)生溶血素。
另外有的細(xì)菌還能合成明膠溶解酶和凝乳酶,可引起明膠液化和牛乳凝固現(xiàn)象。這些現(xiàn)象往往可以作為鑒定細(xì)菌的參考。
3.抗生素. 許多細(xì)菌、放線菌、真菌可以合成抑制或殺滅其他種微生物或腫瘤細(xì)胞的物質(zhì),稱此物質(zhì)為抗生素。例如青霉菌產(chǎn)生的青霉素、灰色鏈絲菌產(chǎn)生的鏈霉素、委內(nèi)瑞拉鏈絲菌產(chǎn)生的氯霉素和金色鏈絲菌產(chǎn)生的金霉素等等。
4.維生素 某些種細(xì)菌和酵母有合成維生素的能力。一般認(rèn)為大腸桿菌所合成的維生素是動(dòng)物所需維生素的重要來(lái)源。
5.熱原質(zhì) 許多細(xì)菌,特別是革蘭氏陰性菌,能在水中發(fā)育產(chǎn)生一種使人或動(dòng)物發(fā)生熱反應(yīng)的多糖物質(zhì),稱為熱原質(zhì)。
這種物質(zhì)很耐熱,甚至高壓蒸氣滅菌15~20min也不能將它破壞,但可被活性炭吸附或石棉板濾除。因此普通蒸餾水若在蒸餾后保存不當(dāng),就可能含有熱原質(zhì),若注射到動(dòng)物體或人體內(nèi),能引起發(fā)熱反應(yīng)。在制造化學(xué)注射藥液或生物制品時(shí),需要保證沒有熱原質(zhì)存在。
6.色素 某些細(xì)菌在適宜的條件下能產(chǎn)生色素。其中有些溶于水,可使菌落及培養(yǎng)基著色。如殺鮭氣單胞菌的褐色色素。有些不溶于水,但溶于酒精。故只能使菌落本身著色,例如葡萄球菌、八聯(lián)球菌的色素。色素對(duì)于細(xì)菌的鑒別有一定價(jià)值,例如葡萄球菌的分型,按照其所產(chǎn)生的色素是分型的依據(jù)之一。
藍(lán)藻 自養(yǎng)需氧 生產(chǎn)者
根瘤菌 異養(yǎng)需氧 消費(fèi)者
園褐固氮菌 異養(yǎng)需氧 分解者
營(yíng)腐生生活的細(xì)菌真菌 也是異養(yǎng)需養(yǎng) 分解者
硝化細(xì)菌 自養(yǎng)需氧 生產(chǎn)者
反硝化細(xì)菌 異養(yǎng)厭氧 分解者
酵母菌 異養(yǎng)兼性厭氧型
乳酸菌 異養(yǎng)厭氧型微生物
放線菌 異養(yǎng)型
大腸桿菌 異養(yǎng)需氧型
紅螺菌 兼性營(yíng)養(yǎng)型
條件: 1.充足的營(yíng)養(yǎng):必須有充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)才能為細(xì)菌的新陳代謝及生長(zhǎng)繁殖提供必需的原料和足夠的能量。 2.適宜的溫度:細(xì)胞生長(zhǎng)的溫度極限為-7℃~90℃。各類細(xì)菌對(duì)溫度的要求不同,可分為嗜冷菌(psychrophiles),最適生長(zhǎng)溫度為(10℃~20℃);嗜溫菌(mesophiles),20℃~40℃;嗜熱菌(thermophiles),在高至56℃~60℃生長(zhǎng)最好。病原菌均為嗜溫菌,最適溫度為人體的體溫,即37℃,故實(shí)驗(yàn)室一般采用37℃培養(yǎng)細(xì)菌。 有些嗜溫菌低溫下也可生長(zhǎng)繁殖,如5℃冰箱內(nèi),金黃色葡萄球菌緩慢生長(zhǎng)釋放毒素,故食用過夜冰箱冷存食物,可致食物中毒。 3.合適的酸堿度:在細(xì)菌的新陳代謝過程中,酶的活性在一定的ph范圍才能發(fā)揮。多數(shù)病原菌最適ph為中性或弱堿性(ph7.2~7.6)。人類血液、組織液ph為7.4,細(xì)菌極易生存。胃液偏酸,絕大從數(shù)細(xì)菌可被殺死。個(gè)別細(xì)菌在堿性條件下生長(zhǎng)良好,如霍亂孤菌在ph8.4~9.2時(shí)生長(zhǎng)最好;也有的細(xì)菌最適ph偏酸,如結(jié)核桿菌(ph6.5~6.8)、乳本鄉(xiāng)桿菌(ph5.5)。細(xì)菌代謝過程中分解糖產(chǎn)酸,ph下降,影響細(xì)菌生長(zhǎng),所以培養(yǎng)基中應(yīng)加入緩沖劑,保持ph穩(wěn)定。 4.必要的氣體環(huán)境:氧的存大與否和生長(zhǎng)有關(guān),有些細(xì)菌僅能在有氧條件下生長(zhǎng);有的只能在無(wú)氧環(huán)境下生長(zhǎng);而大多數(shù)病原菌在有氧及無(wú)氧的條件下均能生存。一般細(xì)菌代謝中都需co2,但大多數(shù)細(xì)菌自身代謝所產(chǎn)生的co2即可滿足需要。有些細(xì)菌,如腦膜炎雙球菌在初次分離時(shí)需要較高濃度的co2(5~10%),否則生長(zhǎng)很差甚至不能生長(zhǎng)。 細(xì)菌合成代謝產(chǎn)物有: 熱原質(zhì)、毒素和侵襲性酶、色素、抗生素、細(xì)菌素以及維生素。 (1)熱原質(zhì):大多數(shù)為革蘭陰性菌合成的菌體脂多糖。注入人體或動(dòng)物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應(yīng),故稱熱原質(zhì)。 注:熱原質(zhì)耐高溫,121℃20min不被破壞,蒸餾法去除熱原質(zhì)較好。 (2)毒素和侵襲性酶:細(xì)菌產(chǎn)生毒素,包括內(nèi)毒素和外毒素。 內(nèi)毒素為革蘭陰性菌的脂多糖。 外毒素是革蘭陽(yáng)性菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì),毒性強(qiáng)且有高度的醫(yī)學(xué).教育.網(wǎng)收.集整理選擇性。 侵襲性酶,如卵磷脂酶、透明質(zhì)酸酶等。 (3)色素:有水溶性色素(銅綠假單胞菌的色素)和脂溶性色素(金黃色葡萄球菌的色素)。不同細(xì)菌產(chǎn)生不同的色素,在鑒別細(xì)菌上有一定意義。 (4)抗生素:是由某些微生物代謝過程中產(chǎn)生的、能抑制或殺死另一些微生物和癌細(xì)胞的微量生物活性醫(yī)學(xué).教育.網(wǎng)收.集整理物質(zhì)。 注:抗生素大多數(shù)有放線菌和真菌產(chǎn)生,細(xì)菌只可以產(chǎn)生少數(shù)幾種,如多粘菌素和桿菌肽等。 (5)細(xì)菌素:某些細(xì)菌菌株產(chǎn)生的一類具有抗菌作用的蛋白質(zhì),細(xì)菌素作用范圍狹窄,僅對(duì)與產(chǎn)生該種細(xì)菌素的細(xì)菌有近緣關(guān)系的細(xì)菌才能起作用,如大腸菌素、綠膿菌素、變形菌素和弧菌素等。 (6)維生素。
以上就是微生物代謝產(chǎn)物有哪些的全部?jī)?nèi)容,.。