微生物代謝產物有哪些?.那么,微生物代謝產物有哪些?一起來了解一下吧。
細菌的代謝產物及意義
1.與致病性有關的代謝產物
熱原質 或稱致熱原,是細菌合成的一種物質,極微量注入人或動物體內即能引起發熱反應,故名熱原質。熱原質耐高熱,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、抗生素等過程中應嚴格無菌操作,防止細菌污染,保證無熱原質存在。
毒素 毒素是病原菌在代謝過程中合成的對機體有毒害作用的物質,包括內毒素和外毒素。內毒素即革蘭陰性菌細胞壁的脂多糖,其毒性成分為脂質a,在菌體死亡崩解后釋放出來。外毒素是由革蘭陽性菌及少數革蘭陰性菌在生長代謝過程中釋放至菌體外的蛋白質,具有抗原性強、毒性強、作用特異性強的特點。
侵襲性酶 某些細菌可產生具有侵襲性的胞外酶,能損傷機體組織,促進細菌的侵襲、擴散,是細菌重要的致病物質。
2.與治療有關的代謝產物
抗生素 某些微生物代謝過程中產生的一類能抑制或殺死其他微生物或腫瘤細胞的物質。
維生素 如人體腸道內的大腸埃希菌,能合成b族維生素和維生素k,可被人體吸收利用。
3.與鑒別細菌有關的代謝產物
色素 某些細菌能產生不同顏色的色素,有助于鑒別細菌。
細菌素 某些細菌產生的僅對近緣菌株有抗菌作用的蛋白質。抗菌范圍很窄且具有型特異性,現無治療意義,多用于細菌分型和流行病學調查。
糖的分解產物 細菌分解糖可產生有機酸、醇類和氣體等。不同的細菌所含的酶類不同,代謝產物也不同,利用各種糖發酵試驗檢測細菌對糖的分解產物,可用于鑒別細菌。
蛋白質的分解產物 不同細菌分解蛋白質和氨基酸的能力不同,利用各種生化反應可以鑒別細菌的種類。
特殊代謝產物一般是次級代謝產物次級代謝產物的類型 目前就整體來說,對次級代謝產物的研究遠遠不及對初級代謝產物研究那樣深人。與初級代謝產物相比,次級代謝產物無論在數量上還是在產物的類型上都要比初級代謝產物多得多和復雜得多。迄今對次級代謝產物分類還無統一的標準。根據次級代謝產物的結構特征與生理作用的研究,次級代謝產物可大致分為抗生素、生長刺激素、色素、生物堿與毒素等不同類型。 1 、抗生素 抗生素是對其他種類微生物或細胞能產生抑制或致死作用的一大類有機化合物。它是由生物合成或半合成的次級代謝產物。雖然對產生菌本身有無生理作用還不十分了解,但它們能在細胞內積累或分泌到胞外,并能抑制其它種微生物的生長或殺死它們,因而這類物質在產生菌與其它種生物的生存競爭中,在防治人類、動物的疾病與植物的病蟲害上起著重要作用。目前發現的抗生素已有 10 000 多種,其中有一部分在醫學臨床與農、林、畜牧業生產上已得到廣泛應用。由點青霉產生的青霉素是上一世紀 30 年代發現的第一種抗生素。放線菌中能產生抗生素的種類最多,目前醫療上廣泛應用的鏈霉素、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生的。 2 、生長刺激素 它是主要由植物和某些細菌、放線菌、真菌等微生物合成并能刺激植物生長的一類生理活性物質。赤霉素就是由引起水稻惡苗病的藤倉赤霉( Gibberella fujikuroi )產生的一種不同類型赤霉素的混合物,是農業上廣泛應用的植物生長刺激素,尤其在促進晚稻在寒露來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生類似赤霉素的生長刺激性物質。此外,在許多霉菌、放線菌和細菌(包括假單胞菌、芽孢桿菌和固氮菌等)的培養液中積累有吲哚乙酸和萘乙酸等生長素類物質。 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遠超過產生菌本身正常需要的那部分維生素。維生素是生理學上的概念,不是化學上的同類物質。丙酸細菌、芽孢桿菌和某些鏈霉菌與耐高溫放線菌在培養過程中可以積累維生素 B 12 ,某些分枝桿菌能利用碳氫化合物合成吡哆醛與尼克酰胺,某些假單胞菌能過量合成生物素,某些醋酸細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,經紫外光照射,即能轉變成維生素 D 。目前醫藥上應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或分泌于胞外的各種呈色次生代謝產物。例如靈桿菌和紅色小球菌細胞中含有花青素類物質,使菌落出現紅色。放線菌和真菌產生的色素分泌于體外時,使菌落底面的培養基呈現紫、黃、綠、褐、黑等色。積累于體內的色素多在孢子、孢子梗或孢子器中,使菌落表面呈現各種顏色。紅曲霉產生的紅曲素,使菌體呈現紫紅色,并分泌體外。 5 、毒素 對人和動植物細胞有毒殺作用的一些微生物次生代謝產物稱為毒素。毒素大多是蛋白質類物質,例如毒性白喉棒狀桿菌產生的白喉毒素、破傷風梭菌產生的破傷風毒素、肉毒梭菌產生的肉毒毒素等。其他許多病原細菌如葡萄球菌、鏈球菌、沙門氏桿菌、痢疾桿菌等也都產生各種外毒素和內毒素。殺蟲細菌如蘇云金桿菌能產生包含在細胞內的伴胞晶體,它是一種分子結構復雜的蛋白質毒素。真菌中產生毒素的種類也很多,很多種蕈子是有毒的,曲霉屬中也有-些產毒素的種,如黃曲霉產生黃曲霉毒素等。 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,即屬于次生代謝產物。麥角生物堿在臨床上主要用來作為防止產后出血、治療交感神經過敏、周期性偏頭痛和降低血壓等疾病的藥物。
細菌在其物質代謝過程中,除利用各種營養物質合成菌體和產生能量外,還可產生出多種代謝產物,其中有的對人和動物是有害的,有的可供鑒別細菌之用,有的可供制醫藥之用,現將有關的代謝產物分述如下。
(一)分解產物
1.糖分解產物 細菌分解糖類后,可以產生有機酸(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.蛋白分解產物 細菌應用各種蛋白酶分解蛋白質,其最后產物包括有機酸、胺類、靛基質、硫化氫、硫醇、co2和氫等。
(二)合成產物
這里所指的合成產物,是指菌體成分以外的其他合成物質。
1.毒素 病原性細菌可以合成各種有毒物質,稱為毒素。毒素和細菌的致病作用有直接關系,它又分外毒素和內毒素兩種。外毒素是蛋白質,內毒素則是糖、磷脂和蛋白質的復合物。
2.酶 細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,但和細菌的致病性有一定關系。
①卵磷脂酶 此酶能分解細胞壁的卵磷脂,使細胞壞死或紅細胞溶解,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狀組織,使肌纖維發生崩解。殺鮭氣單胞菌等含此酶。
③透明質酸酶 此酶分解組織細胞間結合物質(結締組織)的透明質酸,因而可增加組織滲透性,便于細菌和毒素的擴散。
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之一。
⑤溶纖維蛋白酶 使血清中的溶血漿素原活化,變為溶血漿素,因而使已經凝固的血漿或血塊發生溶解。新分離的溶血性鏈球菌和葡萄球菌等含有此酶。
⑥溶血素 某些細菌產生一種能溶解動物紅細胞的溶血毒素。溶血素也是一種酶類物質。如嗜水氣單胞菌、殺鮭氣單胞菌和鰻弧菌等均可產生溶血素。
另外有的細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象。這些現象往往可以作為鑒定細菌的參考。
3.抗生素. 許多細菌、放線菌、真菌可以合成抑制或殺滅其他種微生物或腫瘤細胞的物質,稱此物質為抗生素。例如青霉菌產生的青霉素、灰色鏈絲菌產生的鏈霉素、委內瑞拉鏈絲菌產生的氯霉素和金色鏈絲菌產生的金霉素等等。
4.維生素 某些種細菌和酵母有合成維生素的能力。一般認為大腸桿菌所合成的維生素是動物所需維生素的重要來源。
5.熱原質 許多細菌,特別是革蘭氏陰性菌,能在水中發育產生一種使人或動物發生熱反應的多糖物質,稱為熱原質。
這種物質很耐熱,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,就可能含有熱原質,若注射到動物體或人體內,能引起發熱反應。在制造化學注射藥液或生物制品時,需要保證沒有熱原質存在。
6.色素 某些細菌在適宜的條件下能產生色素。其中有些溶于水,可使菌落及培養基著色。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、八聯球菌的色素。色素對于細菌的鑒別有一定價值,例如葡萄球菌的分型,按照其所產生的色素是分型的依據之一。
藍藻 自養需氧 生產者
根瘤菌 異養需氧 消費者
園褐固氮菌 異養需氧 分解者
營腐生生活的細菌真菌 也是異養需養 分解者
硝化細菌 自養需氧 生產者
反硝化細菌 異養厭氧 分解者
酵母菌 異養兼性厭氧型
乳酸菌 異養厭氧型微生物
放線菌 異養型
大腸桿菌 異養需氧型
紅螺菌 兼性營養型
條件: 1.充足的營養:必須有充足的營養物質才能為細菌的新陳代謝及生長繁殖提供必需的原料和足夠的能量。 2.適宜的溫度:細胞生長的溫度極限為-7℃~90℃。各類細菌對溫度的要求不同,可分為嗜冷菌(psychrophiles),最適生長溫度為(10℃~20℃);嗜溫菌(mesophiles),20℃~40℃;嗜熱菌(thermophiles),在高至56℃~60℃生長最好。病原菌均為嗜溫菌,最適溫度為人體的體溫,即37℃,故實驗室一般采用37℃培養細菌。 有些嗜溫菌低溫下也可生長繁殖,如5℃冰箱內,金黃色葡萄球菌緩慢生長釋放毒素,故食用過夜冰箱冷存食物,可致食物中毒。 3.合適的酸堿度:在細菌的新陳代謝過程中,酶的活性在一定的ph范圍才能發揮。多數病原菌最適ph為中性或弱堿性(ph7.2~7.6)。人類血液、組織液ph為7.4,細菌極易生存。胃液偏酸,絕大從數細菌可被殺死。個別細菌在堿性條件下生長良好,如霍亂孤菌在ph8.4~9.2時生長最好;也有的細菌最適ph偏酸,如結核桿菌(ph6.5~6.8)、乳本鄉桿菌(ph5.5)。細菌代謝過程中分解糖產酸,ph下降,影響細菌生長,所以培養基中應加入緩沖劑,保持ph穩定。 4.必要的氣體環境:氧的存大與否和生長有關,有些細菌僅能在有氧條件下生長;有的只能在無氧環境下生長;而大多數病原菌在有氧及無氧的條件下均能生存。一般細菌代謝中都需co2,但大多數細菌自身代謝所產生的co2即可滿足需要。有些細菌,如腦膜炎雙球菌在初次分離時需要較高濃度的co2(5~10%),否則生長很差甚至不能生長。 細菌合成代謝產物有: 熱原質、毒素和侵襲性酶、色素、抗生素、細菌素以及維生素。 (1)熱原質:大多數為革蘭陰性菌合成的菌體脂多糖。注入人體或動物體內能引起發熱反應,故稱熱原質。 注:熱原質耐高溫,121℃20min不被破壞,蒸餾法去除熱原質較好。 (2)毒素和侵襲性酶:細菌產生毒素,包括內毒素和外毒素。 內毒素為革蘭陰性菌的脂多糖。 外毒素是革蘭陽性菌產生的蛋白質,毒性強且有高度的醫學.教育.網收.集整理選擇性。 侵襲性酶,如卵磷脂酶、透明質酸酶等。 (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)。不同細菌產生不同的色素,在鑒別細菌上有一定意義。 (4)抗生素:是由某些微生物代謝過程中產生的、能抑制或殺死另一些微生物和癌細胞的微量生物活性醫學.教育.網收.集整理物質。 注:抗生素大多數有放線菌和真菌產生,細菌只可以產生少數幾種,如多粘菌素和桿菌肽等。 (5)細菌素:某些細菌菌株產生的一類具有抗菌作用的蛋白質,細菌素作用范圍狹窄,僅對與產生該種細菌素的細菌有近緣關系的細菌才能起作用,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物有哪些的全部內容,.。