应用微生物第一章 第三节 微生物胞外多糖及其应用
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胞外多糖(EPS extracellular polysaccharide)早在50年代人们就认为胞外多糖可能是青枯菌的致病因子,随后围绕青枯菌胞外多糖的病理学意义进行了大量研究。
H u sain和Kelman比较了青枯菌自发无毒突变株和野生型菌株的特点,发现自发无毒突变株不产生胞外多糖,致病力丧失,因此认为胞外多糖在致病过程中可能具有重要作用l 5l。
青枯菌的胞外多糖是由多种化学物质组成的复合物,其中主要的组成成分是氮乙酞半乳糖醛酰胺。
研究发现,不同青枯菌小种的胞外多糖的组分有所不同,同一小种也存在不同类型的胞外多糖。
一些研究显示,一个称为EPS I的胞外多糖,可能与Ralstonia solanacearum的致病性最为相关I6J EPS I合成的特异突变研究显示,即使直接注入大量的突变菌细胞进入植物茎组织,与非突变菌比较,其植株的萎蔫和死亡程度也很低。
通过土壤接种试验也显示,尽管突变菌在维管组织中繁殖,但植株的发病很轻。
近年来的研究发现,胞外多糖的合成受l6 kI1的eps操纵子调控,涉及l0个调控基因产物和3个不同的调控信号,这种严谨的调控也从另一个角度说明EPS I对病原菌本身的重要性以及在病原菌对植物的致病性中的重要作用『青枯假单胞菌(pseudomonassolanacearu‘)或称青枯菌引起许多重要经济作物如烟草、花生、番茄等植物的萎焉病。
主要通过土壤传染病害,它的寄主范围很广泛,有33科100多个种,危害茄科植物为最多“。
青枯菌毒力株能产生胞外多糖,用特殊固体培养基培养时形成两种菌落形态即易变的和固定的,前者产生胞外多糖有毒力,后者很少产生这种多糖。
为此,日本科学工作者研究了这种胞外多糖的组成以及它与致病性的关系。
发现这种多糖是一种混合物一主要由N一乙酸半乳糖胺(2一氨基2半乳糖)和少量鼠李糖、葡萄糖以及某些简单肤所组成。
事实上,这是同型一N一乙酞半乳糖胺葡聚糖的一个例证。
其化学性质还不清楚,但认为这种胞外多糖与毒力有关系‘,这是因为它阻滞寄主植物维管束组织,导致水分输导的困难。
细菌胞外多糖的特性及应用研究李明源;王继莲;魏云林;季秀玲【摘要】不论是在自然或病理条件下,多数细菌均被胞外多糖所包被,胞外多糖对细菌的粘附及在竞争环境中的存活和生长都具有重要作用。
近年来细菌胞外多糖以其独特的生物学活性和广阔的应用前景而备受人们关注。
系统介绍了细菌胞外多糖的结构性质、特性及生理功能,重点阐述了几种多糖的应用现状,并对今后细菌胞外多糖在工业上的发展趋势进行了展望,为深入开发利用多糖功能菌资源,进一步扩展其在工业领域上的应用奠定理论基础。
%The majority of bacteria are packaged by extracellular polysaccharides,which play an important role in their survival and growth,whether in nature or pathological conditions.The unique bioactivities of bacterial expolysaccharides and their application prospects were paid great attention by the concerned people.The structure,physical and chemical characteristics,biological activities of polysaccharides produced by bacterium were introduced in detail in this paper,especially the application of several bacterial expolysaccharides in industry.The future development of bacteria polysaccharides was envisaged.It provides theoretical basis for the further development of functional bacteria and expansion of application of bacterial exopolysaccharides in industrial.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P51-56)【关键词】细菌胞外多糖;生物学活性;应用【作者】李明源;王继莲;魏云林;季秀玲【作者单位】喀什师范学院生物与地理科学系叶尔羌绿洲生态与生物资源研究重点实验室,喀什 844006;喀什师范学院生物与地理科学系叶尔羌绿洲生态与生物资源研究重点实验室,喀什 844006;昆明理工大学生命科学与技术学院,昆明650500;昆明理工大学生命科学与技术学院,昆明 650500【正文语种】中文多糖(Polysaccharide,PS)是生物体内普遍存在的一种聚合糖高分子碳水化合物,是维持生命活动正常运转必不可少的重要组成成分。
胞外多糖生物合成机制及应用研究胞外多糖(Exopolysaccharides, EPS)是一类由微生物细胞分泌到细胞外的高分子糖类化合物,它们在自然界中广泛存在,具有多种生物学功能和工业应用价值。
胞外多糖的生物合成机制是微生物学、生物工程和材料科学领域的重要研究课题。
本文将探讨胞外多糖的生物合成机制及其在不同领域的应用研究。
一、胞外多糖的生物合成机制胞外多糖的生物合成是一个复杂的代谢过程,涉及多种酶类和代谢途径。
在微生物细胞中,胞外多糖的合成通常由特定的糖基转移酶(Glycosyltransferases, GTs)催化完成。
这些酶将活化的糖基单元从糖核苷酸供体转移到接受体上,逐步构建多糖链。
1.1 胞外多糖的合成途径胞外多糖的合成途径可以分为几个关键步骤:糖基的活化、多糖链的延长、多糖的修饰和分泌。
糖基的活化通常由糖基转移酶完成,这些酶将糖基单元从尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-Glc)或其他糖核苷酸供体转移到多糖链上。
多糖链的延长是通过糖基转移酶的连续作用实现的,形成线性或分支的多糖结构。
多糖的修饰包括硫酸化、乙酰化等,这些修饰可以改变多糖的物理化学性质,如溶解性、黏度和稳定性。
最后,合成完成的多糖通过细胞膜上的分泌系统被释放到细胞外。
1.2 胞外多糖合成的关键酶类胞外多糖合成的关键酶类包括糖基转移酶、糖基修饰酶和分泌相关蛋白。
糖基转移酶是合成多糖链的核心酶类,它们具有高度的底物专一性,决定了多糖的组成和结构。
糖基修饰酶负责对合成的多糖链进行化学修饰,如硫酸化和乙酰化,这些修饰对多糖的功能至关重要。
分泌相关蛋白则参与多糖的跨膜运输和分泌过程。
1.3 胞外多糖合成的调控机制胞外多糖的合成受到多种因素的调控,包括环境条件、营养物质的可用性、细胞内信号分子等。
环境条件如温度、pH值、氧气浓度等都会影响胞外多糖的合成。
营养物质的可用性,特别是碳源和氮源的供应,对胞外多糖的合成具有显著影响。
此外,细胞内的信号分子如环磷酸腺苷(cAMP)和钙离子等,也可以通过调控相关基因的表达来影响胞外多糖的合成。
微生物多糖课件一、引言微生物多糖是一种由微生物合成的高分子化合物,具有多种生物活性,广泛应用于医药、食品、农业等领域。
本课件旨在介绍微生物多糖的基本概念、分类、结构和性质,以及微生物多糖的制备和应用。
二、微生物多糖的基本概念微生物多糖是由微生物合成的高分子化合物,主要成分是糖类,包括葡萄糖、甘露糖、半乳糖等。
微生物多糖的合成过程通常涉及多个酶的协同作用,包括糖基转移酶、糖苷酶、磷酸酯酶等。
微生物多糖的合成通常受到环境因素的影响,如温度、pH、氧气浓度等。
三、微生物多糖的分类1. 胞外多糖:胞外多糖是由微生物在细胞外合成并分泌的多糖,如细菌的胞外多糖、真菌的胞外多糖等。
胞外多糖通常具有黏稠性,可以用于微生物的附着和生物膜的形成。
2. 胞内多糖:胞内多糖是由微生物在细胞内合成并储存的多糖,如细菌的胞内多糖、真菌的胞内多糖等。
胞内多糖通常具有能量储存和保护细胞的功能。
3. 细胞壁多糖:细胞壁多糖是构成微生物细胞壁的重要成分,如细菌的肽聚糖、真菌的β-葡聚糖等。
细胞壁多糖通常具有维持细胞形态和稳定细胞结构的功能。
四、微生物多糖的结构和性质1. 分支结构:微生物多糖通常具有分支结构,分支点的位置和数量不同,导致微生物多糖的物理和化学性质也不同。
2. 空间结构:微生物多糖的空间结构通常呈无规则的三维网络状,这种结构使得微生物多糖具有良好的黏稠性和稳定性。
微生物多糖的性质主要包括溶解性、黏度、稳定性、生物降解性等。
这些性质取决于微生物多糖的化学组成、分子结构、分子量等因素。
五、微生物多糖的制备和应用微生物多糖的制备通常涉及微生物的培养、多糖的提取和纯化等步骤。
微生物的培养需要选择适宜的培养基和培养条件,以保证微生物的生长和多糖的合成。
多糖的提取通常采用物理或化学方法,如离心、超声波破碎、酸碱提取等。
多糖的纯化通常采用透析、凝胶过滤、离子交换等方法。
微生物多糖在医药、食品、农业等领域具有广泛的应用。
在医药领域,微生物多糖可以用于制备药物载体、缓释剂、生物黏附剂等。
微生物多糖在食品中的应用摘要:多糖在食品工业、医药及石油工业上有着广泛的用途。
微生物多糖具有生产周期短,不受季节、地域和病虫害条件限制的特性,有较强的市场竞争力和广阔的发展前景。
本文主要介绍了微生物多糖的来源及其在食品工业中的应用。
关键词:微生物多糖;生物合成;应用引言:近二十年来,随着分子生物学和细胞生物学的发展,以及对膜的化学功能、免疫物质的化学研究及新药物资源的研究开发,发现多糖与免疫功能的调节、细胞与细胞的识别、细胞间物质的运输、癌症的诊断与治疗等有着密切的关系。
近年来又发现多糖的糖链在分子生物学中具有决定性作用。
此外它还能控制细胞的分裂和分化,调节细胞的生长和衰老。
多糖在食品工业、医药、发酵工业及石油工业上也有着广泛的应用。
微生物多糖的应用1、微生物多糖在食品工业的应用微生物多糖在食品工业中的应用比较广泛,可以用作食品添加剂、抗凝剂,保鲜剂等。
已经获得工业应用的有结冷胶、黄原胶、海藻糖、琼脂糖、凝结多糖等。
凝结多糖可用于多种食品中如果冻、面条、香肠、汉堡包、冰淇淋、微波食品等。
作为一种食品添加剂,它可以改善产品的持水性、粘弹性、稳定性,并有增稠作用。
它既可以粉末加入也可以悬浮液添加,浓度在0. 4 %~6. 0 %之间任意选择。
凝结多糖凝胶介于琼脂的脆性与明胶的弹性之间,并且在p H3~9. 5稳定,而琼脂在p H4. 5以下就不能形成凝胶。
凝结多糖形成的凝胶能迅速吸收蔗糖,适于做果冻。
利用其热胶凝特性将凝结多糖悬浮液挤压至沸水中即可使豆制面条成型,而且在以后的热处理过程中面条形状不会改变也不会溶解。
豆腐是日本和中国的传统食品,它具有柔软的质构,加入凝结多糖将豆腐做成面条状,赋予它不同的质构,还可将豆腐进行高温消毒,也可冷藏。
凝结多糖在50~60℃的水分吸收率最大,这一性质使它适于应用在肉制品中。
在肉类加工中,凝结多糖能改善香肠和火腿的持水性,在汉堡包中加入0. 2 %~1 %的凝结多糖,烹调后形成松软、多汁和高产量的汉堡包。