第一篇:微生物ppt总结
第一章 概论微生物药物
微生物药物的定义(microbial medicines)是指微生物在其生命活动过程中产生的,在低微浓度下,能选择性地影响他种生物机能的一类特异的天然有机化合物。
现代生物技术:以基因工程为主导,发酵工程为中心,加上酶工程、细胞工程、蛋白质工程等的一个综合体系。主要包括:重组DNA 技术、原生质体技术、突变生物合成、组合生物合成、单克隆抗体、组织培养技术。
具体:开发新产品、改造现有生产菌种、代谢途径工程、生物转化、诊断药物的研制及治疗药物的研制、基因治疗、转基因动物和转基因植物等。
1.应用现代生物技术提高微生物药物的生产能力。
重组DNA 技术、原生质体技术、突变生物合成、组合生物合成 2.采用现代生物技术设计新抗生素
(1)基因克隆产生杂合抗生素(2)沉默基因的激活(3)基因重组获得新抗生素 3.生物技术产品(1)酶工程产品(2)发酵工程产品(3)微生物合成药物
微生物药物筛选研究进展
微生物药物筛选的一般特点: ①植物药筛选可以中草药临床应用作参考.合成药物筛选可以先导化合物的活性及定向设计为依据,而微生物药物的筛选机遇性较大。②微生物药物初筛样品为发酵液或粗提品,成分复杂,活性组分含量低,波动大,因而对筛选模型与方法的要求更高。③微生物药物筛选是“产生菌”与“代谢产物”结合的筛选,要提高筛选质量,必须兼顾产生菌的发现与保存、代谢产物的稳定性与活性产物的分离与鉴别。④微生物药物筛选流程长,从分离菌株到临床前药理形成一条龙的筛选,需要多学科的协调配合。
二、筛选重点
1、抗生素①继续致力于筛选对耐药细菌如结核杆菌等危害大的病原微生物有效的、具有新抗菌谱、新作用靶位的新抗生素②过去的抗生素都是直接作用于病原微生物,近年来人们致力于筛选能提高抗生素性能、增强宿主防御机能和衰减微生物病原性的物质。③通过对微生物耐药机制的研究,建立针对临床耐药茵和条件致病菌建立筛选模型,并通过高通量筛选的方法筛选出有效药物。
两大难题:第一,细菌耐药性的逐年增强,致使一些抗菌素疗效降低,甚至无效。备受人们关注的焦点之一是细菌同时对多种结构完全各异的抗生素产生多重耐药性。
如:
1、耐甲氧西林的金葡球菌(MRSA),80年代初成为临床主要致病菌。MRSA不仅对所有的β-内酰胺类抗生素耐药,而且对大多数大环内酯类抗生素、四环素类抗生素、林可霉素耐药,安全有效的药物较缺乏。②耐万古霉素的肠球菌(VRE),在欧美国家检出率很高。对多重耐药的VRE目前尚无有效的治疗方法;
③耐青霉素肺炎球菌(PRSP),进人九十年代后,PRSP感染率在一些发达国家高达20%~60%。而且,对头孢菌素的耐药性正在迅速增加,PRSP的高度耐药株常常对非β-内酰胺抗生素也产生耐药性。一些条件致病菌(如绿脓杆菌)的固有耐药性和获得性多重耐药性也是临床治疗的难题。
第二,近二十多年来又发现了30余种新病原体,而且,16种已被控制的传染性疾病如结核、霍乱等,出现了程度不同的再流行。因此,临床上迫切需要尽快提供更有效的抗菌新药。
三、筛选模型
1、抗病毒药物
组织培养筛选模型:根据靶病毒的特性,选择合适的细胞。
病毒酶的无细胞系统筛选模型:以病毒酶为目的靶,建立无细胞反应系统,直接筛选病毒酶抑制剂。
2、抗肿瘤药物:血管生成抑制剂、细胞周期抑制剂等
四、筛选样品
1、直接利用微生物发酵液
早期来自土壤中链霉菌,随着新抗生素筛选工作的大量开展,从链霉菌属放线菌中,利用经典的筛选方法所能筛选到的新活性化合物越来越少。可从稀有放线菌中寻找:所谓稀有放线菌是指除链霉菌以外的其它属的放线菌。近几十年来随着对生理活性物质的筛选,人们已经更多地从链霉菌属放线菌扩大到稀有放线菌(链霉菌以外的放线菌)、真菌、细菌、极端环境下生长的微生物及海洋微生物。大部分的微生物还属于难培养微生物。因此,开展难培养微生物的培养对于发掘微生物资源至关重要。
2、利用组合生物合成:将微生物酶催化体系进行排列组合以产生新的化学库,是组合化学的有益补充。当前应用最多的是聚酮类化合物的组合生物合成。聚酮类抗生素涵盖了大环内酯类、四环类、蒽环类和聚醚类抗生素,其生物活性包括抗感染,抗肿瘤和抗寄生虫等。聚酮类化合物的组合生物合成可以通过链延长,酮基还原等五种生物合成单元进行不同组合,获得多样化的新化合物。
3、利用微生物代谢物数据库虚拟筛选
具有生物活性的微生物及海洋生物次生代谢产物已报道有20000多种。由于是在世界范围内花费了半个世纪的时间才得到的,而且往往每个化合物得量不多,所以难以建成大规模的样品库。但随着计算机化学、化学信息学与生物信息学的发展,计算机模拟筛选成为可能。因此,有必要建立微生物及海洋生物次生代谢产物数据库与药用信息库,开展微生物及海洋生物次生代谢产物的计算机模拟筛选。
抗菌药研究的新进展
一、头孢菌素
头孢菌素已由第一代发展到第三代,抗菌谱陆续扩展,对β-内酰胺酶的稳定性明显增强。头孢匹罗、头孢吡肟、头孢唑兰与头孢瑟利4种为第四代头孢菌素, 对染色体介导的和部分质粒介导的β-内酰胺酶稳定,因而对革兰氏阳性菌、阴性菌、厌氧菌显示广谱抗菌活性。与以往的第三代品种相比,增强了抗革兰氏阳性菌活性,特别对链球菌、肺炎链球菌等有很强的活性,头孢匹罗和头孢唑兰对一般头孢菌素不敏感的粪链球菌亦有较强作用,头孢瑟利还有较强的抗MRSA活性。头孢替安酯性能属第二代,在体内转变为头孢替安而发挥作用。头孢丙烯属第一代,结构与头孢羟氨苄相似,其3位不连甲基而代之以丙烯基,改进了抗革兰氏阳性菌活性,口服吸收优于头孢克洛,且不受进食影响。氯碳头孢是用碳取代头孢克洛主核中的硫原子,为第一个临床应用的碳头孢烯,性能属第一代,抗菌谱与抗菌活性与头孢克洛基本相同,但抗嗜血杆菌与消化链球菌属的活性优于头孢克洛,血药浓度与尿中排泄率亦高于头孢克洛。
主要研究动向:
1、提高抗革兰氏阳性菌、铜绿假单胞菌与厌氧菌活性,寻找新一代头孢菌素: 1)、对革兰氏阳性与阴性菌都有良好活性的新头孢菌素有:cefolidin(E-1040)抗铜绿假单胞菌活性比头孢他啶强4倍,对其他革兰氏阳性与阴性菌活性与头孢他啶相似。还有若干在3位上带有季铵盐部分结构的头孢菌素如ceflurenam(E-1077), CP-6679, DQ-2556, FK-041, FK-518, Ro25-6833,YM-0221,YM-40220等;2)、抗革兰氏阳性菌:包括对耐甲氧西林金葡球菌与肠球菌的活性有所增强的有MC-2306、MC-2331、RWJ-54428(MC-02479)、OPC-20000、TOC-39等;3)、抗铜绿假单胞菌活性有所增强的有BRL-41897A、GR-69153与AM-1732、MT-0703-S等10余种在侧链上带有儿茶酚和羟基吡啶酮结构的化合物可经由铁传导体系介导,通过铜绿假单胞菌外膜,对鲍林蛋白变异的耐亚胺培南铜绿假单胞菌也有作用。
2、大力发展口服头孢菌素:E-1101、LB-10827、S-1090和前药型的HR-916、KY-020、SC-004、SPD-135、Ro41-3399等不仅口服吸收好,半衰期也有延长。
3、探索具有双重作用的头孢菌素:连接头孢菌素与作用机制不同的喹诺酮类抗菌药,以期扩展抗菌谱,增强抗菌活性和改善药代动力学性能,报告的化台物有10余种。
二、碳青霉烯类抗生素:抗菌谱最广的一类β-内酰胺,抗菌活性强,对革兰氏阴性菌的作用点为PBP2与3,对革兰氏阳性菌为PBP1与2,对铜绿假单胞菌外膜的透过性大,最低抑菌浓度(MIC)与最低杀菌浓度(MBC)非常接近,对革兰氏阴性菌有一定抗生素后效应(PAE),与第三代头孢菌素无交叉耐药性,对多数β-内酰胺酶稳定。
现存问题主要有:(1)有的品种对肾脱氢肽酶I(DHP-1)不稳定,如亚胺培南需与酶抑制剂合用;(2)有的品种有中枢神经毒性(3)排泄速度快,半衰期短,都在1h以内,重症需1日给药3或4次,不方便;(4)可被碳青霉烯酶(属B型β内酰胺酶)分解,铜绿假单胞菌、沙雷氏菌、脆弱拟杆菌等产生的金属内酰胺酶亦可形成耐药性。
研究方向:(1)增强抗铜绿假单胞菌活性:(2)增强抗MRSA活性:(3)改善体内动态,延长半衰期:(4)发展口服品种:(5)探索具有双重作用的碳青霍烯:如Ro—25—0993等。
三、青霉烯类抗生素:青霉烯与碳青霉烯相似,抗菌谱广、抗菌活性强。对β-内酰胺酶稳定,对超广谱β-内酰胺酶产生菌、柠檬酸杆菌、肠球菌与厌氧菌等也有良好作用,但可被嗜麦芽黄单胞菌的金属头孢菌素酶L1分解。青霉烯对β-内酰胺酶有抑制作用。化学性质不如碳青霉烯稳定,且在体内易代谢产生低分子硫化物,有恶臭。当前研究主要动向是:1)继续探索稳定的化合物(2)探索注射用青霉烯(3)探索具有双重作用的青霉烯
四、β-内酰胺酶抑制剂与其制剂: 克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦
五、β-内酰胺增强剂
六、具有其他药理活性的β-内酰胺
近年发现:若干氧青霉烷类化合物如抗生素G-0069、苄基棒丝氨酸等具有强力抗癌作用;单环内酰胺YM-14673等具有促甲状腺素释放激素作用。故亦可望在β 内酰胺化合物中,探索出抗菌以外的新用途。
七、大环内酯类抗生素:阿齐霉素、罗红霉素;克拉霉素、地红霉素
抗菌活性均与红霉素基本相同,但对酸稳定,改善了药代动力学性质,增强了疗效。研究动向是改善耐药性。值得注意的品种:
1、酮内酯(Ketolides):
酮内酯类3位为酮基的新十四元大环内酯,对过去的大环内酯耐药菌有较好的作用,且扩大了抗菌谱,如HMR3004、HMR3647和ABT-773等,这类化合物尤其对呼吸道致病菌有效。其抗菌谱包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、非典型菌(军团菌、支原体、衣原体)等,其中ABT-773对外排型的和质粒介导型的大环内酯耐药菌亦有高度抗菌活性
2、酰内酯(acylides):3位脱去糖后羟基被酰化的大环内酯,TEA-0769抗金葡菌活性比克拉霉素强2倍,抗粪球菌比克拉霉素强16倍,体内动态也优于克拉霉素。FMA-199与FMA-481对红霉素耐药的肺炎链球菌具有优异的抗菌活性,与HMR-3647相似。
3、氮内酯(azilides)L-701103与阿齐霉素结构相似,对酸比阿齐霉素稳定,抗克雷伯氏肺炎杆菌菌作用亦有增强;
4、氨基甲酸酯类: 14与15元大环内酯4′氨基甲酸酯对呼吸道革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌有较强的活性,包括大环内酯耐药性肺炎球菌。CP-544372对各种革兰氏阳性耐药菌体外活性与HMR-3647相同,动物试验结果优于HMR-3647,血药浓度高,半衰期长(6.5h),一天给药1次,可维持与酮内酯相同的血药浓度。
5、脱水内酯类:在C2-C3间引入双键的A-179461活性低于RU004,但A-185685和A-197800活性高于RU004,且对MLS-C型耐药菌有效。八、四环素类抗生素:四环素类抗生素应用广泛,存在的主要问题是耐药性。克服耐药性的研究长期未见进展,进入90年代之后,出现2个值得注意的新苗头:
1、放线菌Dactylosporangium 产生的大器环素(dactycyclin)在6 位上连有糖,抗菌谱、抗菌活性与四环素相似,但对大部分四环素耐药菌有效。
2、甘氨四环素(glycylcyclin)是向四环素类的9 位导人二甲基甘氨酰基氨基的一系列化合物,如二甲基甘氨酰氨基去甲去氧四环素(DMG-DMDOC)与二甲基甘氨酰氨基米诺环素(DMG-MINO)可以完全解除使四环素耐药的3种基因的作用,与四环素无交叉耐药性,对耐甲氧西林金葡菌(MRSA)亦有效。
九、其他抗生素
1、糖肽类抗生素
2、链阳菌素类抗生素
3、恶唑啉酮类(oxazolidinanes)抗菌药研究
4、新氨基糖苷抗生素
抗癌微生物药物的研究与开发
恶性肿瘤是人体组织和细胞发生异常的增生,这些细胞的盲目迅速生长,损耗人体大量营养,同时还破坏正常组织结构,使器官功能失调,最后导致宿主死亡。
恶性肿瘤的致病因素比较复杂,除机体本身免疫、内分泌、神经功能紊乱和外界化学、物理的致病因素外,已阐明细胞核内的遗传物质DNA发生了结构和功能上的变化,就可形成恶性肿瘤。
从丰富的微生物代谢产物中寻找具有抗肿瘤作用的生物活性物质的工作已有多年的历史,为了寻找高效低毒的抗癌微生物药物,很多微生物如链霉菌、真菌、细菌及海洋微生物等作为对象,进行了大量筛选工作,所获临床有效的微生物药物除个别外,几乎都是从链霉菌产生的。这类药物的独特之处在于它们具有极其多样性的化学结构.对这类药物的抗肿瘤活性的评价,将有助于进一步设计出更好的抗癌药物。
放线菌素类(actinomycins,ActD)是一类含有环肽的抗生素,结构中含有两条对称的五肽内酯环,连接于一个吩恶嗪酮发色团。它也是最早用于临床的抗肿瘤抗生素。临床上应用的仅为放线菌素C和D。
博来霉素(Bleomycin,BLM,USP)博来霉素是由日本微生物化学研究所的梅泽滨夫首先从一株轮支链霉菌(Streptomyces vertillus)中分离出来的糖肽类抗生素。疗效显著,毒性,尤其是对白细胞的毒性较低。争光霉素:轮支链霉菌平阳变种产生,它的2个组分与BLM A2 B2 完全一致,但是国内的主要组分是BLM A5,所以被命名为平阳霉素。
培罗霉素(pepleomycin,PEP):是在BLM基础上发展起来的第二代BLM 产品,是在BLM 的发酵过程中添加苯乙丙双胺前体定向合成的。
泰莱霉素(talisomycin)被称为第三代博莱霉素,其疗效比博莱霉素好,而毒副作用较小。
新制癌菌素(Neocarzinostatin):含有肽或非肽发色团,由S.carzinostaticus F41产生的一个抗肿瘤蛋白质,由109个氨基酸组成(分子量为10700)。对Hela细胞、Flow2000、NS-3细胞等有抗肿瘤活性。可作用于细胞膜引起DNA合成和细胞分裂障碍。
柔红霉素(Daunorubicin)、阿霉素(Adriamycin, Doxorubicin)、洋红霉素、正定霉素(zhengdingmycin)阿克拉霉素A(Aclarubicin, AclacinomycinA,阿柔比星)、诺加霉素(Nogalamycin, Ruticulomycin)丝裂霉素(Mitomycin C):一类强效抗生素。由于丝裂霉素C对实体瘤具有广谱的抗肿瘤活性,MC是乳房、肺、前列腺癌症联合化疗的一种重要药物,也是少数几种有效的抗结肠癌药物之一,并且是治疗表皮膀胱癌所选择的药物之一和单一治疗非小细胞型肺癌的最具活性的药物。
链黑菌素(又名链黑霉素)Streptonigrin Rufocromomycin:链黑菌素(SN)是从Strptomyces flocculus培养物中分离到的一种氨基苯醌类抗肿瘤抗生素。分子结构中A、B和C环几乎共平面,而D环与它们完全垂直。链黑菌素表现出多种对DNA的不可逆性的金属络合位和络合键,通过特定的金属离子如锌、铜、铁、锰、镉、金形成链黑菌素-金属-DNA络合物。金属离子的出现阻止了SN-DNA的缔合。色霉素类抗生素:色霉素(chromomycin)也叫阿布拉霉素、光神霉素(mithramycin)也叫普卡霉素,与橄榄霉素(olivomycin)属于金霉酸类抗肿瘤抗生素,其分子中都具有一个甙元发色基团,和五个附着在甙元上的糖环,A-B两个糖环与C-D-E三个糖环相对附着,在Mg 2+的介导下形成一个二聚体,然后嵌入到一个富含G/C序列的被拓宽的DNA小沟中。
氨茴霉素类(Anthramycins)抗生素、苯骈蒽醌类三类: 第一类:A环饱和的;第二类:A环不饱和的;第三类:B环不饱和的
2.作用机理: 抗癌微生物药物可能有各种不同的作用靶位,如有的作用于细胞的生物合成酶,有的作用于细菌质膜上的某种成分,有的作用于DNA或RNA的信息转移系统,还有的作用于蛋白质合成过程中的某一环节 蒽环类抗生素的作用机理:蒽环类抗生素的生物学效应复杂多样,包括致DNA;断裂;染色体交换率增高;染色体畸变;抑制DNA复制与转录及蛋白质合成;影响质膜的结构和功能等等.归纳起来,从细胞及分于水平来分析其机制,大致有3点:1.插入DNA:蒽环类对DNA的作用的基本方式是以其B和C环为主垂直插入双链DNA长轴的碱基对之间,A和D环伸出DNA双链的两侧,氨基糖部分的氨基则与DNA的磷酸基成离子键结合,从而形成相对稳定的蒽环类-DNA结合物,改变DNA的模板性质,抑制依赖DNA和RNA聚合酶,插入引起部分双链解链。此外,还损伤DNA,引起DNA单链双链断裂,使染色体变换增高及烷化DNA。2 自由基形成:具有未配对电子的化合物被称为自由基。药物代谢产生的自由基能和体内重要的生物大分子如DNA,膜相结构等发生强烈反应,现已证明心脏线粒体自由基形成是ADM和 DR心脏毒性的主要原因,ADM和DNA在心脏细胞中被还原成半醌自由基,继而与氧发生反应生成超氧负离子,后者转变为过氧化氢后再形成性质极为活泼的羟基自由基。羟基自由基能与多种生物分于如脱氧核糖,线粒体等发生反应,造成对细胞的损伤。
由于心脏组织中基本不存在具有解毒作用的酶类,因此,其毒性往往比其他组织要大。另外,蒽环的氧化还原循环抑制了谷光苷肽超氧酶的活性。对细胞膜的作用:蒽环类抗生素能与红细胞膜结合;引起细胞膜形态学改变,最终导致膜被溶解。膜结合的ADM也能产生自由基,自由基诱导的脂过氧化物通过损伤细胞膜磷脂的未饱和脂肪酸而改变膜通透牲。脂过氧化物也改变多种膜结合蛋白的功能。新氨茴霉素的作用机理:具有识别或结合双股螺旋DNA的某些特殊结构的特性,它在与生物系统DNA的化学受体之间相互作用时,大致开始于新氨茴霉素的C-11位与生物系统DNA鸟嘌呤(或胞嘧啶)碱基的N-2位处发生反应,然后形成共价键。环孢菌素的作用机理:环孢菌素主要作用于T细胞,对淋巴细胞的影响,说的更恰当一点是发生在诱导期,它主要表现为抑制一系列淋巴激活素,诸如白细胞间质2(IL-2),r-干扰素和OAF,在转录水平或在激活作用的初期,能有选择地引导这些的转录作用,有人报道环孢菌素可干扰OKT3单克隆抗体的结合,提示环孢菌素是结合在抗原和有丝分裂原受体的附近。抑制DNA模板功能的一类微生物药物的作用机制其它抗癌微生物药物的作用机理
L-门冬酰胺酶通过分解L-门冬酰胺而抑制其增殖。OK-432具有活化巨噬细胞,增强T细胞活性,诱导干扰素的产生以及激发其它抗肿瘤免疫功能。
Bestatin降低细胞膜负电性,在有细胞增殖抑制剂存在时强化对细胞DNA合成的抑制。4.毒副作用:可采用联合化疗减少毒副作用: 5 研究动向:1.发现了5种杀伤癌细胞作用非常强的烯二炔类抗生素,如:esperamicin、calichemicin、dynemicin、kedarmicin和C-1027。它们的作用机制是分子中的环状烯二炔部分发生环芳香化,形成二自由基切断DNA 链所致。2.不仅继续注意寻找癌细胞杀伤剂,也筛选癌细胞分化诱导剂、生物反应调节剂以及抗致突变、抗促癌变、抗致癌等癌化学预防药物。3.利用癌化学疗法的新靶点,如DNA拓扑异构酶、微管蛋白、钙调蛋白、蛋白激酶C等,建立筛选模型,探索作用于各靶点的抗生素。4.研究开发可用于定向治疗的单克隆抗体-抗生素偶联物等。
烯二炔类抗肿瘤抗生素的研究进展
目前已发现并确定为烯二炔结构的抗生素有C1027,Esperamicin(EPM),Calicheamicin(CLM),Dynemicin(DNM),Neocarzinostatin(NCS),Kedarcidin(KDC),Feractamicin(FTM)等及它们的衍生物。
烯二炔类抗生素的最大特点是其发色团中存在双烯双炔的共轭大环。由于此特异结构的存在,以一种全新的机制对肿瘤细胞产生作用。它一改传统抗肿瘤药物多以插入DNA分子序列的方式破坏肿瘤细胞,而是生成特有的苯环自由基直接氧化断裂DNA分子链,从而显现出强大的杀灭肿瘤细胞能力。通过对这一独特构效关系的研究,不仅有利于了解本类抗生素的性质,还有利于开阔思路,得以广泛利用物质的结构信息开展新药的筛选研究。
结构特点上是共同具有一个10元或12元的大环结构母核。此结构包含两个烯键和两个炔键并彼此共轭。这个大环结构具有对称性和不稳定性,决定了本类抗生素对肿瘤细胞的选择毒性。烯二炔类抗生素切断DNA的作用涉及到这类抗生素与DNA双螺旋小沟的结合,其活化形式必须先经过Bergman重排反应形成芳香双自由基活性物质。在DNA小沟中的双自由基接近两根链的糖-磷酸骨架。通过双自由基,同时从相对链的糖上夺取氢原子从而导致双链的断裂。烯二炔类抗生素还有一个显著的特点,即对白血病表现出特殊的抗性,是极有希望的白血病治疗药物。此外这类抗生素还具有一定的抗菌活性,对革兰氏阴性菌的MIC较革兰氏阴性菌高。
抗真菌药物的作用机制及耐药性
真菌耐药性与细菌耐药性的异同点:
主要不同点:一是真菌的细胞结构和生活史与细菌的具有较大的差别,如大多数真菌具有二倍体性质和其生活周期较长;二是药物的作用靶位不同,如大多数抗细菌药物的作用靶位是抑制细菌细胞壁重要组分肽聚糖的合成,而大多数抗真菌药物的作用靶位是抑制真菌细胞膜重要组分麦角甾醇的合成或抑制其功能的发挥。
不同抗菌药物的协同作用:单独使用抗细菌药物RNA聚合酶抑制剂利福平时无抗真菌活性,但当与两性霉素B合并用药时,对多种真菌具有活性。产生这一协同作用的原因是由于两性霉素B对真菌细胞膜的作用而增加了细胞对利福霉素的吸收。合并使用两性霉素B和核苷类抗真菌药物5-氟胞嘧啶(5FC)于念珠菌感染的老鼠模型,同样能够产生协同效应。产生这一协同效应的原因推测为由于两性霉素B与细胞膜上麦角甾醇的交互作用导致细胞膜结构的改变,从而促进了5FC的吸收。细菌细胞壁抑制剂ß-内酰胺类抗生素和蛋白质抑制剂氨基糖苷类抗生素的协同作用是相继发挥的而不是同时发挥的。
耐药机制的不同点:细菌通过改变抗菌药物的分子结构,以使药物难以到达作用靶位并与之结合而发挥抗菌作用的耐药性机制(这是细菌对ß-内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素和糖肽类抗生素等药物产生耐药性的主要作用机制),以及改变抗菌药物作用靶位的作用机制等,对于真菌耐药性来说,还没有被确证。抗真菌药物的作用靶位的改变,降低药物与作用靶位的接触是真菌产生耐药性的主要机制。再则,从基因水平的研究来看,细菌产生高度耐药的一个主要原因是由于带有耐药性基因的载体的相互传递所致,如质粒、转座子和噬菌体等; 而对真菌耐药性的研究,目前只发现是由于广泛与药物接触而产生的选择压力所致。
抗真菌药物的作用机制与真菌耐药性机制
抗真菌药物的作用机制:不同抗真菌药物的作用靶位,目前在临床上广泛使用的这类抗真菌药物有三种结构类型:唑类;多烯类;烯丙胺硫代氨基甲酸酯类(allylaminethiocarbamates)。这类药物的作用靶位为真菌细胞膜的主要组成——麦角甾醇。
1、作用于真菌细胞膜的抗真菌抗生素和合成药物
(一)、作用于真菌细胞膜中甾醇合成的抗真菌合成药物 1)、唑类抗真菌药物的作用机制:麦角甾醇作为构成真菌细胞膜的重要成分,对于维持细胞膜的流动性、生物调节以及立体结构等起着重要的作用,而构成细胞膜的甾醇应该是C-14位去甲基的。唑类抗真菌药物的主要作用靶位是血红素蛋白,该蛋白共催化抑制依赖于细胞色素P450的羊毛甾醇(lanosterol)的14α-去甲基;而当14α-去甲基酶的活性受到抑制,则不能合成麦角甾醇而只能累积14α-甲基化的甾醇前体,由这样的甾醇构成的真菌细胞膜的结构和功能都发生了变化。这类药物的作用机制与作用对象有关。2)、真菌对唑类抗真菌药物的耐药性机制:1:靶酶过量产生;2:药物作用靶位被改变;3:药物被外排蛋白泵出;4:药物在细胞壁水平/细胞膜水平被阻止;5:细胞由于药物的作用而产生的补偿途径以使细胞保持活性;6:某些能够将钝化的药物转化为活性药物的酶被抑制;7:细胞产生某些能够降解药物的酶并分泌至胞外。真菌对唑类抗菌药物产生耐药性的生物化学机制
2、烯丙胺类抗真菌药物:烯丙胺类的特比萘芬和萘替芬的作用机制也是抑制麦角甾醇的生物合成。
特比萘芬在体内外对皮肤真菌具有很强的抗菌活性,并对某些唑类抗菌药物产生耐药性的菌株也有效。
(二)、作用于真菌细胞膜中甾醇合成的多烯类抗真菌抗生素
1、多烯类抗真菌抗生素的作用机制:抗生素发挥作用时首先与膜结合,其结合程度与膜内甾醇含量成正比。结合后生成的膜——抗生素复合物,使细胞质膜结构发生改变,在膜脂质双层中形成由多烯大环内酯抗生素与胆固醇结合的环状化合物,构成亲水通道,致使细胞内容物向胞外泄漏。所泄漏的物质种类与抗生素的性质、浓度及作用时间有关,如钾离子、无机磷、有机磷、氨基酸、磷酸酯直至核酸、蛋白等,从而产生杀菌作用。利用这一特性,结合使用一些原先不能通过真菌胞膜的药物,使其发挥作用,菲律宾菌素与甾体结合后形成的复合物在膜内发生重排,以至膜结构破坏成为碎片,从而使真菌被杀死。这类抗生素的毒副作用是由于其对细胞质膜脂质双层中的固醇类结合专一性不强而损伤正常人体细胞所引起的。
两性霉素B与细胞膜上的胆甾醇以氢键的形式结合,从而破坏细胞膜的结构产生孔道 两性霉素B(AMB)的应用:制霉菌素(NYS)能结合麦角甾醇,降低细胞膜稳定性,对多种真菌有活性,但由于其较窄的治疗指数(therapeutic index),在胃肠道不易吸收,且其毒性严重,临床应用受到很大限制。
2、真菌对多烯类抗真菌抗生素产生耐药性的作用机制:耐药性的产生是由于麦角甾醇的生物合成途径受阻,而耐药性的高低与细胞膜中累积的麦角甾醇中间体的种类有关。细胞膜中的麦角甾醇结构发生了改变,致使细胞膜的流动性发生了变化以及减低了药物对细胞膜的亲和力。
(三)、作用于真菌细胞膜中鞘磷脂的抗真菌抗生素
鞘磷脂是真菌和哺乳动物细胞膜必要的组成成分,借其信号传导来控制细胞的分裂、增殖和凋亡。
(四)、作用于真菌细胞表面结构的其他抗真菌抗生素
芽孢菌霉素F、L(Bacillomycin F、L)和伊枯草菌素A(iturin A)等的作用机制为影响细胞膜表面张力,形成膜表面小孔,从而导致胞内钾离子和其他有用离子的泄露;丁香霉素E(Syringomycin E,SE)、丁香假单孢菌素A、B(syringostantin A、B)等的作用机制为增加钾、氢和钙等离子的转膜流出,以及增加植物和酵母质膜的膜电位。SE形成电位敏感的离子通道,改变蛋白磷酸化和H+-ATP酶活性。Syringomycins对酵母的结合位点为麦角甾醇。
很多细菌和真菌能够产生许多具有抗真菌活性的肽类化合物。这些肽类抗真菌抗生素的主要作用机制是干扰真菌细胞的表面结构。一些哺乳类的细胞中和昆虫的细胞中存有被称为抗菌肽的一类物质,其具有很强的抗细菌和抗真菌活性。有些已经能够通过基因工程技术在微生物系统中制备。这些抗菌肽对真菌的主要作用机制是溶解细胞壁,从而达到抗菌作用。
二、作用于真菌细胞壁合成的抗真菌抗生素
真菌细胞壁中含有特殊的甘露聚糖、几丁质、α-和β-葡聚糖成分,这就为寻找具有毒性差异抗真菌药物提供了基本思路和方法。
(一)作用于真菌细胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素 1)Echinocandin:主要有三种类型:B、C以及D,其中echinocandin B是最主要的类型,它是由构巢曲霉(Aspergilus nidulans)和细皱曲霉(A.rugulosus)产生的。主要是对卡氏肺囊虫和白假丝酵母具有较强的抗菌活性,但是由于其酰基侧链的存在,因此具有一定的溶血毒性,故而这一类抗生素还未被应用于临床。
Echinocandins类抗生素的作用机制:其主要作用机理是能够非竞争性的抑制真菌细胞壁中β-1,3-葡聚糖合成酶的活性,进而引起真菌细胞壁的裂解以及细胞内外渗透压的改变从而将真菌细胞彻底杀死。真菌细胞膜上β-(1,3)-D-葡聚糖合成酶复合物
此类药物能够快速地不可逆地抑制真菌细胞壁中葡聚糖的合成,这明显不同于传统的抗真菌药物的作用机制,因此这类药物可以有效的用于杀灭对氮唑类和两性霉素B产生抗性的真菌。没有溶血毒性以及较少的药物相互作用也使得这类药物比传统的抗真菌药物具有更大的优势。到目前为止,这类药物的主要缺点是:由于分子量太大因而不能口服使用,只能通过静脉注射使用;其抗菌谱没有得到深入的研究,在临床实验中这两类药物的首要作用菌为假丝酵母菌和曲霉菌,但是从其作用机制来看此类药物应该具有更广泛的抗菌谱。
真菌对echinocandins类及pneumocandins类产生耐药性的作用机制:FKS1基因发生突变的菌株,其对脂肽类抗菌药物的耐受性非常高(比敏感菌高十倍以上);FKS2基因发生突变的菌株,其不影响对药物的敏感性;推测酿酒酵母对脂肽类抗真菌药物的耐药机制主要是FKS1基因的改变所致,这一基因编码的蛋白是真菌细胞壁葡聚糖合成酶的主要成分,也是药物作用的主要靶位。
(二)作用于真菌细胞壁中几丁质合成的抗真菌抗生素
多氧霉素D是真菌细胞壁几丁质合成酶最有效的抑制剂,它的化学结构与合成几丁质的二磷酸尿嘧啶核苷-N-乙酰葡萄糖胺(UDP-NAG)相类似,是一个极强的竞争性抑制剂。
日光霉素是由唐德链霉菌(S.tendae)产生的、结构类似于多氧霉素的核苷类抗生素。它通过二肽渗透酶进入靶细胞,能抑制真菌几丁质的合成,是一个很有前途的杀虫杀菌农用抗生素,近期研究表明其有可能作为抗真菌药用于临床。
Nikkomycin Z(SP 920704)系基因工程菌Streptomycestendae TU901发酵代谢所得的10个产物之一。本品对Streptomyces Cerevisiae的Chs1和Chs3的活性较高,单独使用抗菌谱较窄。现已发现,与唑类药物如氟康唑/伊曲康唑联用,则对多种真菌有活性。由于哺乳动物细胞中不合成聚乙酰氨基葡糖,因此本品几乎没有毒性。现已进入I期临床。
(三)、以细胞壁中甘露聚糖为作用靶位的抗真菌抗生素
贝那霉素(benanomycins)和普那米星(pradimicins)的作用机制是,这类抗生素首先在钙离子存在时,其游离的羧基与细胞表面甘露聚糖蛋白的糖部分形成复合物,接着对细胞壁产生作用,引起胞内钾离子的流失,最终使真菌细胞溶解。
三、抑制蛋白质合成的抗真菌抗生素 在蛋白合成过程中,真菌和哺乳动物细胞需要2种延长因子,即延长因子1(EF-1)和延长因子2(EF-2)参与多肽链的延伸。然而,真菌需要一种哺乳动物中不存在的延长因子3(EF-3)。现已发现,它广泛存在于真菌细胞中,是一种相对分子质量约(120~125)×103的蛋白。至今尚无EF-3抑制剂用于抗真菌的研究报道。Merck研究室发现,尽管哺乳动物中含有EF-2,但它可以作为抗真菌药的靶标。
GR135402(葛兰素,英国)由Graphi mumputredinisF13302菌株液中分离而得。它能抑制白色念珠菌的蛋白合成,但不能作用于兔网状细胞。它是第1个报道具有抗真菌活性,但不抑制哺乳动物细胞的抗生素。
BE 31405(万有,日本)由Penicillium minioluteum F31405菌株的培养液中分离而得的又一种不抑制哺乳动物细胞的抗真菌抗生素。它对白色念珠菌、新型隐性球菌均具有抑制活性,对哺乳动物不会产生细胞毒。其作用机制研究表明,它能抑制白色念珠菌的蛋白合成。
此外,有从紫红球菌变种Rhodococcus Mer N1033中获得五组分的环状四肽类抗生素,分别称为紫红肽(Rhodopeptins)Cl,C2,C3,C4和C5。其分子结构中含亲脂性β 氨基酸的长烷烃基,这在微生物代谢产物中从未发现过。它对白色念珠菌、假丝酵母和新型隐球酵母菌均有很强的抗菌活性。
四、抑制电子传递的抗真菌抗生素 五、五、作用于核酸合成的抗真菌药物
5-氟胞嘧啶(flucytosine,5FC)在渗透酶的帮助下进入真菌细胞,一旦进入胞内,则通过胞嘧啶脱氨酶转化成为5-氟鸟嘧啶(5FU),随后,通过UMP-焦磷酸酶转化为5-氟鸟苷酸(FUMP),其进一步被磷酸化后掺入到RNA,最终破坏蛋白质的合成。5FU也能够被转化为5-氟脱氧鸟嘧啶单磷酸,其能够抑制参与DNA合成和细胞核分裂的胸苷酸合成酶。因此,5FU的抗菌作用机制涉及到干扰嘧啶的代谢、RNA和DNA的合成以及蛋白质的合成等。
耐药性:真菌对5FC产生耐药性的主要作用机制是由于降低了药物的吸收(即失去了渗透酶的活性),或是失去了将该药物转化为FUMP的能力。有较多的研究表明:当真菌由于缺少胞嘧啶脱氨酶或鸟苷磷酸核糖基转移酶,使5FC不能转化为FUMP时,则足以对该药物产生耐药性。
2、抗真菌抗生素灰黄霉素
作用机制:其作用机制可能是具有鸟嘌呤相似结构的灰黄霉素以竞争性抑制作用干扰真菌细胞的DNA合成,从而抑制其生长。它作用于敏感真菌后可致菌丝肿胀成球形,细胞壁丧失完整性,胞浆膜则近乎消失,仅遗留少量皱缩的残余物和巨大的脂类贮存颗粒。它对生长期的真菌菌丝作用更强。
抗真菌抗生素研究展望:尽管对于如何预防和控制真菌耐药性发展的问题还没有建立有效的方法,但可以参照预防和控制细菌耐药性发展的策略,即1)谨慎地使用各种抗真菌药物;2)使用合适的剂量进行治疗,避免长期使用低剂量治疗;3)尽可能结合多种已有的药物进行治疗;4)对病因学比较清楚的疾病,要选择某种合适的药物治疗;5)建立真菌耐药性检测系统,了解和掌握真菌耐药性的发展趋势和频率。由于对真菌疾病的用药规律以及感染真菌的快速诊断都还没有确立,因此,从某种程度上还没有有效的预防和控制的方法。
新药筛选靶位包括:1)针对胞内代谢的中间产物如核酸、氨基酸和多胺代谢;2)针对微管功能如影响微管聚集或干扰微管结构完整性;3)针对细胞信号传导如影响蛋白激酶和磷酸酶系统;4)针对真菌繁殖周期如影响细胞分裂等;5)针对真菌毒力如改变毒力基因调节等。
β-内酰胺类及大环内酯类抗生素的市场分析
对于β-内酰胺类抗生素的发展,就要发挥我国青霉素类、头孢类、碳青霉烯类和酶抑制剂的优势,利用世界原料药的生产中心已转向亚洲、国家实施调整产品结构的产业政策等机会,实施“请进来”与“走出去”的市场战略,同时要加强行业自律,加大企业重组力度,实现规模经营、集约化经营,从而确保我国β-内酰胺类抗生素的市场地位。企业在投资此类抗生素时,也要据此选择产品等战略。而对于我国大环内酯类抗生素的发展,要解决几个关键问题:①引进国外优良菌种,加强技术创新;②开发品种应尽量避开国外专利产品,或采用到期专利、引进专利或合资合作,开发国内尚缺或尚无生产的新品种如泰利霉素、氟红霉素、地红霉素等;③研制开发更新换代的大环内酯抗生素产品,如泰利霉素,氟红霉素的衍生物和复方制剂,红霉素A环式11、12碳酸天门冬氨酸盐类,大环内酯类抗生素的一些复合剂型,新剂型产品等。
氨基糖苷类抗生素的6大优点即:1对革兰氏阴性杆菌的抗菌活性最强。2其抑菌作用不易受细菌接种量的影响。3杀菌作用快速,完全(起效较快)。4疗效与使用剂量成比例。5除个别品种外,大部分氨基糖苷类抗生素价格低廉,病人容易承受。6可与包括头孢菌素在内的其他抗生素制剂配伍使用,并能强化用药效果。
当然,与其他抗生素一样,氨基糖苷类抗生素也存在某些缺点,其中最突出的是其耳肾毒性(如双氢链霉素即具有强烈的耳毒性),对于肾功能不全者来说发,反复使用氨基糖苷类抗生素尤其危险。上述缺点严重限制了氨基糖苷类抗生素的临床用途及其产销量。这也是其走向衰落的一主要原因。
第二篇:微生物总结
微生物:一类分布广泛、体积微小、结构简单、肉眼直接看不到,微小生物的总称。
细菌L型:细菌细胞壁的肽聚糖结构受理化或生物因素直接破坏或合成被抑制,这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活,称细菌细胞壁缺陷型或L型。
质粒:是染色体外的遗传物质,控制某些特定的生物学性状,不是细菌生长所必需。
荚膜:是细菌合成分泌的包绕于细胞壁外的一层粘液性物质。界限清晰性质稳定结合牢固。培养基:由人工方法经灭菌后制成,专供微生物生长使用的混合营养制品。一般pH为7.2-7.6。
兼性厌氧菌:兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能,无论在有氧或无氧环境中都能生长,但以有氧时生长较好,大多数病原菌属于此。菌落:在固体培养基中,经过十八到24小时培养后,单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细红细胞吸附:流感病毒等感染细胞后,由于细胞膜上出现了血凝素(HA),具有吸附脊椎动物红细胞的能力,这一现象称为红细胞吸附。抗毒素:通常是用细菌类毒素给马多次注射后,取其免疫血清提取免疫球蛋白精制而成抗生素:微生物来源的抗菌药物,以及人工化学修饰或半合成的衍生物
无菌:就是指没有活菌的意思。
1:细胞壁结构、化学组成及功能?答:化学组成:G+①肽聚糖:聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥②磷壁酸:粘附功能,与致病性有关;抗原性很强③其他成分:如A群链球菌的M蛋白G-①肽聚糖:聚糖骨架;四肽侧链②外膜:脂蛋白;脂质双层;脂多糖:脂类A(毒性成分,无种属特异性);核心多糖;特异多糖。功能:①维持细菌固有形态②保护细菌抵抗低渗环境③物质交换④决定菌体的抗原性。2:G-菌与G+菌细胞壁的异同点及其意义?答:兼性厌氧菌、专性厌氧菌。
11:与医学有关的合成代谢产物?答:① 毒素与侵袭性酶:外毒素和内毒素②热原质:G-菌细胞壁的脂多糖,耐高温,250℃干烤破坏。③抗生素:某些微生物代谢中产生的一类能抑制或杀死其他微生物或肿瘤细胞的物质。④维生素:如VitK、B族维生素。⑤色素:脂溶性和水溶性色素。⑥细菌素:无治疗应用价值。13:病毒的形态、结构与化学组成。答:多数病毒呈球形或近似球形,少数呈杆状(植物病毒)、丝状(初分离的流感病毒)、弹状(狂犬病毒)、砖块状(如痘类病毒)和蝌蚪状(噬菌体)。病毒的核心和衣壳,二者构成核衣壳,病毒包膜和其他辅助结构。化学组成:核心:主要为核酸,化学组成为DNA或RNA。衣壳:包绕在核心外面的一层蛋白质,由许多蛋白质亚单位(壳粒)组成。包膜:化学组成: 脂质蛋白质糖类。
答:单细胞真菌呈圆形或卵圆形。多细胞真菌
结构:菌丝和孢子,菌丝:分为营养菌丝、气中菌丝、生殖菌丝;孢子:是真菌的繁殖体。结构:细胞壁外成分;细胞壁;隔膜;其他结构。
25:真菌培养特性。答:最常用的培养:沙保弱培养基。温度:多数都在22 ~ 28oC,但深部感染真菌最适温度为37oC,pH4.0 ~ 6.0病原菌通常生长缓慢,1~4周。
26:真菌繁殖方式。答:①无性生殖:①由菌丝断裂形成新个体②细胞直接分裂产生子细胞③产生芽生孢子④产生孢子囊孢子和分生孢子②有性生殖:指经过两性细胞配合产生新个体的繁殖方式。
27:真菌抵抗力答:①对干燥、阳光、紫外线及常用消毒剂有强抵抗力②不耐热,菌丝与孢子60℃ 1小时均可杀死③2﹪石炭酸、10%甲醛、0.1%升汞、2.5%碘酊敏感④抗真菌药物:菌集团。
纯培养基:挑取一个菌落,移种到另一培养基中,生长出来的细菌均为纯种。
毒性噬菌体:在宿主菌细胞内噬菌体增殖产生子代噬菌体,宿主菌被裂解,形成溶菌性周期。温和噬菌体:噬菌体基因与宿主菌染色体整合,成为前噬菌体,噬菌体DNA能随细菌DNA复制而复制,并随细菌的分裂而传到子代细菌的基因组中,变成溶原性细菌,形成溶原性周期。前噬菌体:整合在细菌染色体上的噬菌体基因。转座子:细菌基因组中的一段DNA序列,可以在染色体、质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成分,伴随转座子的移动,会出现插入突变。基因转移:遗传物质由供体菌转入受体菌的过程为基因转移。
重组:转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组,重组使受体菌获得供体菌的某些性状。转化:细菌通过性菌毛相互连接沟通,将质粒或染色体等遗传物质从供体菌转移给受体菌的过程。
接合:是受体菌直接摄取供体菌DNA片段,从而获得新的遗传性状的过程。
转导:以噬菌体为载体将供菌的DNA片段转移到受菌体内使受菌获得供菌的部分遗传性状。溶原性转换:某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变,例如白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理,温和噬菌体感染细菌时,其基因可整合于宿主菌染色体中,使宿主菌获得噬菌体基因赋予的新的性状,称溶原性转换。原生质体融合:将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理,失去细胞壁成为原生质体后进行融合的过程。融合后的染色体之间发生重组。病毒的自我复制:以病毒核酸为模板,经过复杂的生化过程,复制子代病毒的核酸并通过转录翻译产生病毒蛋白质,装配成熟后释放到细胞外,这种增殖方式称为病毒的自我复制。顿挫感染:被病毒侵入的细胞如不能为病毒增殖提供必需成分,则病毒不能合成本身成分,或能合成但不能组装和释出有感染性的病毒颗粒。非容纳细胞与容纳细胞
缺陷病毒:病毒基因组不完整或某一基因位点改变,不能正常增殖,不能复制出完整有感染性的病毒颗粒,此病毒即缺陷病毒。缺陷病毒+辅助病毒完成复制
干扰现象:当两种病毒感染同一宿主细胞时,发生一种病毒的增殖抑制另一种病毒增殖的现象。某些病毒感染细胞时不出现CPE或其他易于测出的变化(如HAd),但能干扰其后感染的另一病毒的增殖,从而阻抑后者所特有的CPE 芽孢:某些细菌在一定环境条件下,胞质脱水浓缩,在菌体内部形成的一个圆形或卵圆形小体。
正常菌群:正常人的体表和与外界相通的眼结膜,口腔、鼻腔、肠道、泌尿生殖道等腔道粘膜中的不同种类和数量及对人体无害而有益的微生物。正常微生物群通称为正常菌群
细菌群体:细菌附着在有生命或无生命的材料表面后,由细菌及其所分泌的胞外多聚物共同组成的呈膜状的细菌群体。机会性感染:由正常菌群在机体免疫功能低下、寄居部位改变、菌群失调等特定条件下引起的感染。
毒力:致病性的强弱程度。
侵袭素:某些细菌的基因编码一些具有侵袭功能的蛋白多肽,促进该病原菌向邻近组织扩散甚至介导进入邻近黏膜上皮细胞内。
包涵体:细胞浆或细胞核内出现光镜下可见的斑块状结构
G+ 菌:①肽聚糖:聚糖骨架,四肽侧链,五肽交联桥,三维立体②磷壁酸:重要表面抗原,与粘附致病有关,加强稳定细胞壁G-菌:①肽聚糖:聚糖骨架,四肽侧链组成二维结构, ②外膜(脂蛋白、脂质双层、脂多糖组成)功能:屏障结构LPS是G-菌的内毒素。细胞壁结构异同:G+菌/G-菌--强度:较坚韧/较疏松--厚度:厚20-80nm/薄10-15nm--肽聚糖层数:多可达50层/少,1-2层--肽聚糖结构:聚糖骨架,四肽侧链,五肽交联桥,三维立体/聚糖骨架,四肽侧链,二维平面--脂类含量/少/多--磷壁酸:有/无--外膜:无/有,由脂蛋白、脂质双层、脂多糖组成3:细菌L型,特殊结构种类、化学组成、抗原性及意义?答:定义:细菌细胞壁的肽聚糖结构受理化或生物因素直接破坏或合成被抑制,这种细胞壁受损的细菌在高渗环境下仍可存活,称细菌细胞壁缺陷型或L型。种类:G+菌细胞壁缺失后,仅有胞膜,称原生质体,G--菌肽聚糖层受损,尚有外膜,称原生质球。抗原性及意义:高度多形性,大小不一;大多染成G-;高渗低琼脂含血清培养基—油煎蛋样菌落;去除诱因后,有些可回复为原菌;某些L型仍有致病性,引起慢性感染。作用于胞壁的抗菌性药对L型感染治疗无效
4:细菌的特殊结构?答:①荚膜:多糖或多肽的多聚体。功能a抗吞噬b黏附作用c抗有害物质的损伤d有抗原性,用于细菌的鉴定和分型②鞭毛:蛋白质,由基础小体丝状体钩状体组成,高度抗原性。功能a是细菌的运动器官b某些细菌的鞭毛与致病性有关c根据鞭毛的动力和鞭毛的抗原性可用以细菌的鉴别和分类③菌毛:由亚单位菌毛蛋白构成。功能a黏附作用b传递遗传物质④芽孢:生产芽孢的细菌都是革阳菌。功能:a增强抵抗力b不直接致病c鉴定。
5:细菌的遗传物质?答:细菌染色体,质粒,噬菌体:
6:基因转移与重组方式的种类及定义?答:定义:基因转移:遗传物质由供体菌转入受体菌的过程为基因转移。重组:转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组,重组使受体菌获得供体菌的某些性状。分类:转化,接合,转导,融合,转换.【表格】类型:基因来源/转移方式--转化:供菌游离的DNA片段/直接摄入--接合:供菌质粒DNA/ 性菌毛--转导:供菌任意DNA或噬菌体与供菌特定DNA/噬菌体--融合:两菌原生质体的DNA/融合--转换:温和噬菌体/吸附穿入
7:噬菌体及其相关概念。答:1)毒性噬菌体:在宿主菌细胞内噬菌体增殖产生子代噬菌体,宿主菌被裂解,形成溶菌性周期。2)温和噬菌体:噬菌体基因与宿主菌染色体整合,成为前噬菌体,噬菌体DNA能随细菌DNA复制而复制,并随细菌的分裂而传到子代细菌的基因组中,变成溶原性细菌,形成溶原性周期。
8:细菌生长繁殖的条件?答:营养物质/酸碱度 多数病原菌最适pH为7.2~7.6/温度 多数病原菌生长最适温度为37℃/气体 据代谢时对分子氧的需要与否,专性需氧菌、微需氧菌、兼性厌氧菌、专性厌氧菌/渗透压。
9:细菌群体的生长繁殖?答:生长曲线:一定数量的细菌接种到定量的液体培养基中,连续定时取样测定活菌数量,以培养时间为横坐标,以活菌数的对数为纵坐标作图,得到的一条曲线。迟缓期:适应阶段。对数期:对抗生素敏感,细菌鉴定选此期。稳定期:代谢产物形成(如外毒素、抗生素、芽胞等)。衰亡期:菌体细胞呈现多种形态。
10:按细菌对氧需要的分类?答:据代谢时对分子氧的需要与否,专性需氧菌、微需氧菌、14:双链DNA病毒的复制周期?答:vDNA(RNA聚合酶)→早期mRNA(翻译)→早期蛋白(酶)→ vDNA(酶)子代DNA → mRNA→结构蛋白.→子代DNA+结构蛋白→子代病毒。简要过程:吸附,穿入,脱壳,生物合成,组装、成熟与释放。
15:顿挫病毒,缺陷病毒的概念?答:顿挫病毒:被病毒侵入的细胞如不能为病毒增殖提供必需成分,则病毒不能合成本身成分,或能合成但不能组装和释出有感染性的病毒颗粒。非容纳细胞与容纳细胞。缺陷病毒:病毒基因组不完整或某一基因位点改变,不能正常增殖,不能复制出完整有感染性的病毒颗粒,此病毒即缺陷病毒。缺陷病毒+辅助病毒=完成复制 16:细菌的感染与致病。答:感染:在一定条件下,微生物与机体相互作用并导致机体产生不同程度的病理过程。★
17:细菌的毒力比较,外毒素与内毒素生物学特性。答:【表格】种类:内毒素★外毒素。来源:G-菌★G+菌部分G-菌。编码基因:染色体基因★质粒或前噬菌体或染色体基因。存在部位:细胞壁成分、细菌裂解后释出★活菌分泌或细菌溶解后散出。化学成分:脂多糖★蛋白质。稳定性:好(160℃2~4h才破坏)★差(60~80 ℃30m可破坏)。毒性作用:弱、各种内毒素作用大致相同★强、对机体组织器官有选择性。抗原性:弱,甲醛处理后不能形成类毒素★强,能刺激机体形成抗毒素,经甲醛脱毒后能形成类毒素。
18:细菌感染的类型答:①不感染②隐性感染③潜伏感染④显性感染:急慢性感染;局部、全身感染⑤带菌状态。
19:病毒感染类型。答:①隐性感染②显性感染:急性病毒感染:潜伏期短,发病急,数日或数周回复,病原消灭型感染。持续性病毒感染:慢性病毒感染;潜伏性病毒感染;慢发病毒感染。
20:细菌的致病机制。答:细菌的致病性强弱取决于毒力,细菌的毒力因子:①侵袭力:致病菌突破宿主生理屏障,进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力包括黏附素、荚膜和微荚膜、侵袭性物质②毒素:细菌产生的损伤宿主引起生理功能紊乱的毒性物质,包括内毒素和外毒素。
21:正常菌群的生理作用。答:①生物拮抗:竞争粘附(占位性保护)作用;产生有害代谢物质;营养竞争②营养作用③免疫作用④抑癌作用⑤抗衰老作用。
22:病毒分离鉴定方法及病毒在培养细胞中的增殖的指标。答:病毒的分离:①动物接种②鸡胚培养;流感病毒初次分离接种于羊膜腔;流感病毒的再培养接种于尿囊腔③组织培养④细胞培养 — 病毒分离鉴定中最常用的方法单层细胞培养;原代细胞培养;二倍体细胞培养;传代细胞培养。指标:1)细胞的变化①细胞病变效应:有些病毒在细胞内增殖时引起的特有的细胞病变,如细胞变圆、聚集、坏死、溶解或脱落②多核巨细胞形成:有些病毒如麻疹病毒、巨细胞病毒等作用于细胞膜,使邻近的细胞融合,形成多核巨细胞③胞质或核内包涵体的形成狂犬病病毒、巨细胞病毒。2)红细胞吸附流感病毒等感染细胞后,由于细胞膜上出现了血凝素,具有吸附脊椎动物红细胞的能力,这一现象称为红细胞吸附。常用来鉴定具有血凝素的黏病毒或副黏病毒的增殖3).红细胞凝集检测含血凝素病毒的方法4)干扰现象5)空斑形成试验。
23:病毒成份的检测(抗原、核酸检测)答:1.病毒抗原的检测2.病毒核酸的检测
24:真菌的形态结构(单细胞和多细胞真菌)。
灰黄霉素、制霉菌素B、二性霉素B、氟康唑和酮康唑;对抗生素不敏感。
28:抗菌药物的种类与作用机制。答:杀菌药和抑菌药。机制:①抑制细菌细胞壁的合成②抑制细菌
细胞膜功③抑制细菌蛋白质合成④抑制细菌核酸合成。29:细菌耐药的机制。答:产生钝化酶;细胞通透性的改变;靶位结构的改变;建立代谢旁路;代谢酶分子的改变
30:医院感染的定义。答:由医院的病原生物或其毒素导致的局部或全身感染性疾病。
31:细菌分离培养和鉴定、生化试验、血清学试验?答:细菌分离培养和鉴定:原则上应对所有送检标本做分离培养,以便获得单个菌落后进行纯培养,从而对细菌做进一步的生物学、免疫学、致病性或细菌的药物敏感性等方面的检查,最终获得确切的报告。生化试验:得到细菌的纯培养物后,用糖发酵试验,吲哚试验,硝酸盐还原实验等对细菌的酶系统和其代谢产物的检查,是鉴别细菌的重要方法之一。血清学实验:利用含已知的特异性抗体的免疫血清,对细菌进行群和型的鉴别。
微生物种类名称★生物学性状★致病物质、致病机理及所致疾病
破伤风梭菌:菌体细长,芽胞正圆比菌体粗,位于菌体顶端菌体鼓槌状★不发酵糖类,不分解蛋白质。条件:局部伤口需形成厌氧微环境,伤口窄而深,有泥土或异物污染,大面积创伤,坏死组织多,局部组织缺血,同时有需氧菌或兼性厌氧菌混合感染的伤口。防治原则:特异性预防:注射破伤风类毒素主动免疫;迅速对伤口清创扩创,防止形成厌氧微环境;紧急预防:TAT(精制破伤风抗毒素);治疗: 早期足量使用TAT,抗生素。产气荚膜梭菌:G+粗大杆菌,芽胞位于次极端,椭圆形,直径小于菌体形成明显荚膜★血平板:双层溶血环,代谢十分活跃,牛奶培养基:“汹涌发酵”现象。增加血管通透性,组织坏死,气性坏疽,食物中毒,坏死性肠炎。
肉毒梭菌:G+粗短杆菌,芽胞位于次极端,椭圆形,菌体呈网球拍状,严格厌氧,分型多,生化反应复杂★肉毒毒素,抑制乙酰胆碱释放,引起运动神经末梢失调→肌肉麻痹;食物中毒,婴儿肉毒中毒。
支原体:菌落油煎蛋型,高度多形态型,细胞膜含高度固醇,无细胞壁,对青霉素有抵抗作用★支原体肺炎,病变为间质性肺炎,可合并支气管肺炎。称为原发性非典型性肺炎。不规则发热,刺激性咳嗽,头痛。婴幼儿病情严重,发病急,病程长,以呼吸困难为主。有些合并其他系统病变,如循环系统等。飞沫传播。立克次体:是一类体积微小,绝大多数为自身代谢不完善,严格细胞内寄生的原核细胞型微生物★流行性斑疹伤寒、地方性斑疹伤寒、恙虫病、Q热
衣原体:严格细胞内寄生,有独特发育周期,能通过细菌滤器,原核细胞型微生物★ 沙眼:感染眼结膜上皮细胞→增殖,包涵体→局部炎症→早期流泪、有粘液脓性分泌物、结膜充血及滤泡增生→后期结膜瘢痕、眼睑内翻、倒睫以及角膜血管翳引起的角膜损害→影响视力或致盲包涵体结膜炎、泌尿生殖道感染、沙眼衣原体肺炎、性病淋巴肉芽肿
螺旋体:是一类细长、柔软、弯曲、运动活泼的原核细胞型微生物基本结构及生物学形状与细菌相似★梅毒,人是唯一传染源,致病物质为荚膜样物质,透明质酸酶;后天通过性接触传播或者先天经过母体传播。
第三篇:微生物总结
第一章、绪论
巴斯得的贡献:
1、彻底否定了“自生说”
2、免疫学—预防接种
3、证实发酵是由微生物引起的3、巴斯德消毒法
柯赫贡献:
1、证实炭疽病菌是炭疽病的病原菌
2、发现了肺结核病的病原菌
3、提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的病原菌——柯赫原则
4、固体培养基分离纯化微生物的技术
5、配制培养基
微生物的5大共性:
1、体积小、面积大
2、吸收多、转化快
3生长旺、繁殖快
4、分布广、种类多
5、适应性强、易变异 第二章、微生物的纯培养和显微技术
一、涂布平板法作用:用于纯种分离、筛选菌落、得到单菌落,对一些细菌进行计数 五区划线发作用:纯化菌种、得到单菌落
摇瓶实验作用:菌种筛选、发酵实验、种子培养等 穿刺法的作用:保藏厌氧菌种、研究微生物的动力 之字划线法的作用:保藏菌种、单菌落的获取
二、斜面菌种保藏法:保藏期限3个月以内,沙土管保藏法:保藏期限1~10年主要适用于产孢子的,如芽孢杆菌、放线菌 石蜡油封藏法:保藏期限1~2年
真空冷冻干燥法:保藏期限5~10年,液氮超低温病结法:保藏期限5~10年 第三章
一、细胞壁:根据细胞壁将原核生物分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两种。
1、革兰氏阳性菌细胞壁的特点:厚度大(20~80nm)和化学组分简单,一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
革兰氏阳性菌的机械阻拦与保护作用有肽聚糖完成。磷壁酸:是结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
磷壁酸为革兰氏阳性菌所特有。对于革兰氏阳性菌而言,抗原性由磷壁酸完成。磷壁酸的主要生理功能:1)、其磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围镁离子的浓度进入细胞后就可以保证细胞膜上一些需镁离子的合成提高活性 2)储藏磷元素 3)、增强某些致病菌如A族链球菌对宿主细胞的黏连、避免被白细胞吞噬以及补抗体的作用 4)赋予革兰氏阳性菌以特异的表面抗原 5)可作为噬菌体的特异性吸附受体
6)调节细胞自溶素的活力,借以防止细胞自溶而死亡
2、革兰氏阴性菌:由肽聚糖和外膜组成,外膜中的脂多糖是革兰氏阴性菌所特有的 外壁层可分为3层:外层为脂多糖层,中层为磷脂层,内层为脂蛋白 革兰氏阴性菌外膜的作用:1)控制细胞透性
2)提高镁离子浓度 3)决定细胞的抗原性
4)类脂A是类毒素的主要成分
脂多糖:是位于革兰氏阴性菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖物质,由类脂A、核心多糖和O-特异侧链
脂多糖的功能:1)其中类脂A是革兰氏阴性菌致病物质——内毒素的物质基础 2)因其负电荷较强,有吸附镁离子、钙离子等阳离子以提高其在细胞表面的浓度作用 3)由于LPS结构多变,决定了革兰氏阴性菌细胞表面抗原决定族 4)是许多噬菌体在在细胞表面的吸附受体 5)具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能
3、革兰氏染色机制:通过结晶紫初染和碘液媒染后,在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚,肽聚糖网层次多和交联致密,故与乙醇与丙酮作脱色处理时因失水反而使网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇处理不会溶出缝隙,因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内,使其任呈紫色。反之革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差,遇脱色剂后,以类脂为主的外膜迅速溶解,薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出,因此,通过乙醇脱色后细胞退成无色。这时,再经沙黄等红色染料进行复染,就使革兰氏阴性菌呈现红色,而革兰氏阳性则保留紫色。
二、芽孢
芽孢:某些细胞在生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体
芽孢的特点:1)芽孢内新陈代谢几乎停止,处于休眠状态,但保持潜在萌发力
2)芽孢不具生殖能力,仅只是一种休眠体 3)抗逆性最强的生命体之一,有抗热、抗化学药物、抗辐射和抗静水压能力 4)含水量低,壁厚而致密,通透性差,不易着色,折光性强
5)一个孢子萌发只产生一个营养状态的细胞 芽孢的耐热机制:芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差和皮层的离子强度很高,从而是皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分,其结果造成皮层的充分膨胀,而核心部分的细胞质却变得高度失水,因此,导致核心具极强的耐热性。第四章微生物的营养要求
一、营养物质:能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理条件所需的物质 营养:微生物获得U和利用营养物质的过程
二、1、碳源:是在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质。为微生物提供碳元素与能量
2、氮源:为微生物提供氮元素来源,只有少数自养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为氮源与能源(是构成细胞中核酸和蛋白质的重要元素)氮源的类型:无机氮、有机氮、气体氮
3、无机盐:作用:作为酶活性中心的组成部分、维持生物大分子和细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的渗透压、控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质。
4、生长因子:通常是指那些微生物生长所必需的的且需量很少,但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物
5、水:生理功能:1)起到溶剂与运输介质的作用
2)参与细胞内一系列的化学反应
3)维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象
4)是良好的导热体,调节细胞温度 微生物的营养类型分类(P84表格)
三、1、培养基的配制原则:1)目标明确
2)营养协调
3)物理化学条件适宜
4)原料来源的选择
2、C多有助于次生物质分泌,N多有助于个体生长发育
3、PH:细菌:7.0~8.0
酵母菌:4.0~6.0
放线菌:8.0~9.0
霉菌:4.0~5.8
4、维持培养基PH的方法:1)加缓冲剂一氢和二氢磷酸盐的混合物
2)备用碱:CaCO3、CaHCO3 3)弱酸盐:柠檬酸盐、乳酸盐
4)液氨或盐酸
5、原料来源:1)经济节约原则:以粗代精、以废代好、以简代繁
2)原料来源要广泛
3)原料药易处理、处理成本要低
4)原料处理后废物、废液、废气要少
6、选择和配制培养基的方法四种:生态模拟、查阅文献、精心设计、实验比较
四、培养基的分类
1、按成分不同划分:天然培养基:优点为取材方便,营养丰富,种了多样,配制方便合成培养基:优点:组分精确,重复性好确定:较昂贵,一般用于研究
2、根据物料状态划分:固体培养基:一般用于进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏半固体培养基:用于观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定液体培养基:用于大量培养微生物,研究生理代谢
3、按用途划分:基础培养基:用于培养野生型微生物和原养型微生物 加富培养基(营养培养基):在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基作用一般为分离某种微生物而专门设计或培养营养要求严谨的异样微生物 鉴别培养基:在培养可中加入某种特殊化学物质 选择培养基:根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同,在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质,抑制不需要的微生物的生长,有利于所需要微生物的生长,有利于所需微生物的生长 第五章、微生物代谢
微生物发酵过程的三个阶段:脱氢(电子)、递氢(或电子)和受氢(或电子)发酵:是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某些中间产物,同时释放能量并产生各种不同的代谢产物
代谢:生命存在的基本特征,是微生物体内所进行的全部生化反应的总称。主要由分解代谢和合成代谢两个过程组成。分解代谢:是指将大分子物质降解成小分子物质,并在这个过程中产生能量(都是氧化反应)合成代谢:是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子,在这个过程要消耗能量(都是还原反应)
代谢途径都是有一系列连续的酶促反应构成的
P102~P105EMP HM ED途径的特点功能以及途径路线
根据氧化还原反应电子受体的不同可将发酵和呼吸分为有氧和无氧呼吸两种 P108 TCA途径图
TCA循环特点:1)氧虽然不直接参与其中反应,但必需在有氧条件下运行
2)每个丙酮酸产生15个ATP 3)位于一切分解代谢与合成代谢的枢纽地位,可为生物合成提供各种碳价原料
TCA的生理意义:1)为细胞提供能量
2)各种能源物质彻底氧化的共同代谢途径(对于微生物来说)3)物质转化枢纽
无氧呼吸:电子受体不是氧气而是外源无机物与部分简单小分子有机物
发酵作用:没有外源电子受体,底物具有的能量只释放一小部分,合成少量ATP 三种磷酸化:底物水平磷酸化,高能磷酸化,氧化磷酸化
光合磷酸化的特点:1)光驱使下电子自菌绿素上逐出后经类似呼吸链又回到菌绿素
2)产还原力[H]和产ATP分别进行,还原力来自于H2O等无机物
3)不产生氧气 合成代谢:微生物利用能量代谢所产生的能量、中间代谢产物以及从外界吸收的小分子合成复杂细胞物质的过程
P118~P119 CO2固定路线图
蓝细菌孤单的抗氧化保护机制:1)分化出特殊的还原性异形胞
2)非异形胞蓝细菌固氮酶的保护将固氮与光合进行时间上分隔
微生物固氮反应6要素:1)ATP的供应
2)还原力[H]及传递氢载体
3)固氮酶
4)还原底物——氮气
5)镁离子
6)严格厌氧微环境
联合固氮菌:指必需生活在植物根茎叶,动物肠道等处才能进行固氮的微生物,不形成类似根瘤的共生结构 微生物的代谢调节主要有两种类型:一是酶活性的调节,即调节已经存在的酶分子的活性,是酶在化学水平的变化。另一类是酶合成的调节,即调节酶分子的合成量,是遗传水平发生的变化 第六章
一、生长曲线延滞期
特点:1)生长速率常数为零,细胞数目不增加或增加很小
2)细胞形态变大或 增长许多杆菌可长成丝状
3)合成代谢十分活跃,核糖体、酶类和ATP 的合成加速产生各种诱导酶
4)对外界不良条件如NaCl溶液,温度和抗 生素等理化因素反应敏感
出现原因:1)微生物接种到一个新的环境,暂缺乏足够的能量和必需的生长因子
2)“种子”老化即处于未对数期或种子未活化
3)接种时损伤
影响其长短的因素与实践意义:1)接种龄:对数期种子延滞期短,延滞期或衰亡期的种子延滞期较长
2)接种量:接种量大,延滞期较短,接种量小,延滞期较长
3)培养基成分:培养基成分丰富的延滞期较短,培养基成分与种子培养基一致的延滞期较短
二、生长曲线指数期
特点:1)生长速率最快,细胞呈指数增长
2)生长速率恒定
3)代谢旺盛,细胞组分平衡发展
4)群体的生理特性一致
影响指数期的意义:1)菌种:不同菌种代时差异极大
2)营养成分:营养越丰富代时越短
3)营养物浓度:影响微生物的生长速率和生长总量
4)培养温度:影响微生物的生长速率和生长总量
指数期的实践意义:1)是代谢、生理研究的良好材料
2)是增殖噬菌体的最适宿主菌龄
4)革兰氏染色是采用此期微生物
生长曲线稳定期特点:1)活细胞总数维持不变即新增殖的细胞数与衰亡的细胞数相等,菌体总数达到最高点
2)细胞生长速率为零
3)细胞生理上处于衰老,代谢活力钝化,细胞成分合成缓慢,革兰氏染色发生变化
三、生长曲线衰亡期
特点:细胞以指数速率死亡,有时细胞速率的降低是由于抗性细胞的积累,细胞变形退化,有的发生自溶,革兰氏染色发生变化
影响衰亡期的因素及实践意义:1)与菌种的遗传特性有关:有些细菌的培养经历所有的各个生长时期,几天以后死亡,有细菌培养基个月乃至几年以后任然有一些货细胞
2)与是否产芽孢有关:产芽孢的细菌更易幸存下来
3)与营养物质和有毒物质有关:补充营养和能源,以及中和环境毒性,可以减缓死亡细胞的死亡速率,延长细菌培养物的存货时间
四、分批培养:是指将微生物置于一定容积的的培养基中,经过生长培养,最后一次收获培养方式 连续培养:在一个恒定容积的的流动系统中培养微生物,一方面以一定速率加入新的培养基,另一方面又以相同的速率流出培养物(菌体和代谢产物)
连续发酵的优点:1)高效
2)产品质量较稳定
3)节约了大量动力、人力、水和蒸汽,且使水、汽、电的负荷均衡合理
连续发酵的缺点:1)菌种易退化
2)易污染杂菌 3)营养物质的利用率一般 同步生长:就是指在培养物中所有微生物细胞都同一生长阶段,并都能同时分裂的生长方式 同步培养法包括诱导法与选择法
诱导法:是采用物理、化学一男子使微生物生长到某一阶段而停下来,使所有细菌都达到这个阶段时再使其生长 恒浊器:根据培养器内微生物的生长密度并借光电控制系统来控制培养液流速,以取得菌体密度高,生长速度恒定的微生物细胞的连续培养
恒化器:与恒浊器相反,是一种设法使培养液流速保持不变 最高生长速率条件下进行生长繁殖的一种连续培养装置 装置
控制对象
培养基
培养基流速
生长速率
产物
应用范围
恒浊器
菌体密度(内控制)
无限制生长因子
不恒定
最高速率
大量菌体或与菌体平行的代谢产物
生产为主
恒化器
培养基流速(外控制)
有限制生长因子
恒定
低于最高速率
不同生长速率的菌体、并使微生物始终在低于其
实验室为主
五、防腐:是在某些化学物质或物理因子作用下防止或抑制微生物生长的一种措施,它能防止食物腐败或防止其他物质霉变 消毒:利用某种杀死或灭活物质或物体中所有微生物的一种措施,它可以起到防止感染或传播的作用
灭菌:利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施 第七章
1、病毒的特点:1)形态及其微小,一般能通过细菌滤器必须自电镜下才能观察
2)没有细胞构造,主要成分仅为核酸与蛋白质
3)每一种病毒致含有一种核酸
DNA和RNA 4)依靠自身的核酸进行复制,一病毒的核酸和蛋白质等原件实现装配,实现繁殖
5)严格细胞内寄生,缺乏完整的酶和产能系统,只能利用宿主细胞的现成的代谢系统合成病毒自身的核酸和蛋白质
6)在离体条件下,能以无生命力的大分子状态存在,并可长期保持器侵染力
7)对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感
8)有些病毒的基因可以整合到宿主的基因中去
2、病毒与活细胞的区别:1)结构简单,没有细胞结构
2)几乎所有的毒粒中只有DNA或RNA一种类型的核酸
3)在细胞外不能增殖
3、得到一步生长曲线的实验:二院培养系统:1)低浓度病毒宿主细胞(给几分钟时间侵染)2)高倍稀释病毒与细胞的培养物
3)保湿培养
4)不同时间取样,涂布平板,得到效价
5)以时间为横坐标,病毒浓度为纵坐标绘图
4、烈性噬菌体:感染宿主后增殖裂解宿主 溶原性噬菌体(温和性细菌):感染后大多数可整合到宿主基因中少数以染色体外独立存在
5、病毒分为真病毒和亚病毒,亚病毒又分为类病毒、卫星病毒、卫星RNA、朊病毒 类病毒:是一种只包含RNA的病毒,只在植物中出现,分质量极小,不能编码蛋白质 卫星病毒:寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒 卫星RNA:是指必需依赖一些辅助病毒进行复制的小分子单链RNA,他们被包藏在辅助病毒的壳体中
朊病毒:是一类能引起哺乳动物亚急性海绵样脑病的病原因子 第八章
P204页Griffith转化实验等3个实验
基因组:是指位于细菌或细胞中的所有基因 大肠杆菌基因组的特点:1)遗传信息的连续性
2)功能相关的结构基因组成操纵子结构
3)结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝
4)基因组重复序列少而短
质粒:是一种独立于染色体外,能进行自主复制的细胞质遗传因子,主要存在于各种微生物中
转座子:是位于染色体或质粒上的一种能改变自身位置的DNA序列,广泛分布于原核和真核细胞中
质粒的主要类型:致育因子、抗性因子、Col质粒、毒性质粒、代谢质粒、隐秘质粒
致育因子:又称F质粒,其大小约100kb,这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象(结合作用)有关的质粒
抗性因子:是另一类普遍而重要的质粒,主要包括抗药性和抗重金属两大类,简称R质粒 Col质粒:该质粒含有编码大肠菌素的基因,大肠菌素是一种细菌蛋白,只杀死近缘且不含Col质粒的菌株,而宿主不受其产生的细菌素的影响
毒性质粒:致病菌中携带的能引起致病性的质粒,这些质粒具有编码毒素的基因 代谢质粒:携带有能降解某些基质的酶的基因的质粒
隐秘质粒:不显示任何表型效应,它们的存在只有通过物理方法检测出来 原核生物中对的转座因子有3种类型:插入顺序(IS)、转座子(Tn)、病毒(Mu)转座的遗传学效应:插入突变、产生染色体畸变、基因的移动和重排
基因突变:一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变包括一对或几对碱基的缺失、插入或置换,而导致的遗传变化
碱基变化对遗传信息改变的四种类型:同义突变,错义突变,无义突变,移码突变 同义突变:是指某个碱基的变化没有改变产物氨基酸序列的密码子变化
错义突变:是指碱基序列的改变引起了产物氨基酸的改变(可能为致死突变)无义突变:是指某个碱基的改变,使代表某种氨基酸的密码子变为蛋白质的合成的终止密码子,蛋白质的合成提前终止,产生短截的蛋白质
移码突变:由于DNA序列中发生1~2个核苷酸的缺失或插入,使翻译的阅读框发生改变,从而导致改变位置以后的氨基酸序列的完全变化(一般为致死突变)
表型变化的突变型:营养缺陷型,抗药性突变型,条件致死突变型,形态突变型 营养缺陷型:缺乏合成其生存所必需的营养物的突变型,只有从周围环境或培养基中获得这些营养或前体物才能生长 影印平板P218 抗药性突变型:是由于基因突变使菌株对某种或某几种药物,特别是抗生素产生抗性的一种突变型
条件致死突变型:是指在某一条件下具有致死效应,而在另一条件下没有致死效应的突变型 形态突变型:是指造成形态改变的突变型(包括菌落形态、颜色一件噬菌斑形态)
自发突变的缘由:1)NDA复制过程产生的错误
2)碱基互变异构体的相互转变
3)转座子的随机插入基因
自发突变的特性:1)非对应性
2)稀有性
3)规律性
4)独立性
5)遗传和回复
6)可诱变性
诱发突变:碱基类似物、插入染料、直接与DNA其化学反应的诱变剂、辐射和热、生物诱变因子
DNA损伤修复:光复活作用、切除修复、重组修复、SOS修复 光复活:由phr基因编码的光解酶进行
切除修复:又称暗修复,该修复系统除了碱基错误配对和单核苷酸插入不能修复外,几乎其他DNA损伤均可修复,是细胞内主要修复系统
重组修复:是一种越过损伤而进行的修复,这种修复不将损伤碱基除去
SOS修复:是DNA分子受到较大范围的重大损伤时诱导产生的一种应急反应 P226~227 高频重组菌等
转导:是由病毒介导的细胞间进行遗传交换的一种方式
供体DNA进入受体的命运:1)发生稳定的转导子
2)流产转导:即不被降解,又不被整合,也不被复制
3)外源DNA被降解,转导失败
遗传转化:是指同源或异源的游离DNA分子被自然或人工感受态细胞摄取,并得到表达的水平方向的基因转移过程
4个影响供体DNA与受体细胞间的最初相互作用:1)转化片段的大小
2)形态:双链DNA 3)浓度:在在临界值出现之前成正比
4)生理状态:感受器——刚停止DNA合成 微生物育种:诱变育种、代谢育种、体内基因组育种 代谢育种:改变代谢途径、扩展代谢途径、构建新的代谢途径 体内基因组育种:原生质体融合,杂交育种
融合子的判别:1)亲本遗传标记的互补的2)亲本灭活后性状的恢复
3)具有双亲本的荧光标记 第九章
顺式作用元件:位于基因的旁侧,可以调控影响基因表达的核酸序列。其本身并不编码蛋白质
反式作用因子:通常为蛋白质或RNA,其特征是可以合成并扩散到目标场所发挥作用 正调控:控制因子通过与启动子原件结合来激活基因的表达 负调控:抑制物与操纵基因结合起来阻止基因表达 P248 操纵子的结构
P249图
P250 图
启动子:是RNA聚合酶和CAP的结合位点,控制着转录的起始,一个启动子可以启动多个基因的表达
操纵基因:DNA上的一个结合位点,阻抑物能与之结合抑制相邻启动子的起始转录,操纵基因不表达任何东西 终止子:控制转录结束
转录因子:转录起始过程中RNA聚合酶所需要的辅助因子
转录水平的调控:1)DNA的结构
2)RNA聚合酶的功能
3)蛋白质因子及其他小分子配基的相互作用
第四篇:微生物复习总结
11级食品质量与安全班复习总结
一、名词解释:
荚膜芽胞细菌外膜Ames试验溶原性噬菌体/温和噬菌体毒性噬菌体
L-型细菌Vi抗原血浆凝固酶内毒素卡介苗二相性真菌
肥达反应外裴反应抗-O试验S9Ascoli热沉淀反应菌落总数
病毒病毒包膜
二、重点复习:
1、简述食品卫生细菌学样品采样的原则、种类及特点。
2、菌种保存的方法、特点及菌种保管的规章制度。防止菌种退化的主要措施有哪些?
3、细菌外毒素的特点。
4、大肠菌群的定义,食品中大肠菌群数是指什么?
5、致病性葡萄球菌有哪些重要特点?
6、简述肠杆菌科细菌共同的生物学特性,如何初步区分肠道致病菌与非致病菌?
7、鉴定A群、B群链球菌的特征性生化试验。
8、如何区别肺炎链球菌与草绿色链球菌?
9、小结KIA、MIU、O/F、枸橼酸盐利用试验及SS、MaCC平板的指示剂.10、小结微生物学生化试验中常用酸碱指示剂(如酚红、甲基红、溴甲酚紫、溴麝香草酚
蓝、中性红)的显色特点。
11、比较大肠埃希菌、沙门菌、志贺菌、变形杆菌在KIA、MIU上的表现及肠道选择性培养
基(SS、麦康凯)上的菌落特点。
12、沙门菌细菌学检查标本采集的原则。
13、变形杆菌的鉴定依据。
14、结肠炎耶尔森菌的重要特征。
15、如何对疑为霍乱的病人标本进行细菌学检验?
16、试述铜绿假单胞菌的主要生物学特性。
17、蜡样芽胞杆菌的形态与培养特性、选择性培养基,所致疾病。
18、军团菌的形态与培养特性、培养基,所致疾病、传播方式
19、肉毒杆菌的形态特征、肉毒外毒素的特点及致病机制、所致疾病、传播方式。
20、试述炭疽杆菌的主要生物学性状、致病物质及所致疾病类型。
21、结核分枝杆菌的形态培养特点(培养基、培养条件、生长表现)及抵抗力。
22、试述Ames试验的原理、试验菌株、主要方法及结果判定。
23、细菌的分类标记有哪些?简述细菌的分类方法及特点。
24、测定DNA碱基组成的方法及意义,判定同属不同种及同一种内不同菌株的标准分别是什
么?(注:同一个种内的不同菌株的G+C mol %差别应在4%~5%以下。同属不同种的G+C mol %
差别应在10%~15%以下,通常低于10%。)
25、常见的微生物突变类型有哪些?各有何特点?(营养缺陷型、抗药性突变型、条件致
死突变型、形态突变型)
注:抗药性突变型的特点是正选择标记(即突变株可直接从抗性平板上获得,在加有相
应抗生素的平板上,只有抗性突变能生长。)
营养缺陷突变型的特点是在选择培养基(一般为基本培养基)上不生长,即负选择标记。
26、数值分类法与传统方法的区别。
27、什么是真菌,病原性真菌的培养条件与细菌有何不同?
第五篇:微生物实验总结
微生物实验总结
姓名:赵叶锋班级:食品科学113学号:2011013522
大三的第二学期块结束了,这个学期操作了四个微生物实验,以及一个自主设计性实验。通过前阶段对四个实验的操作和认知的基础上,展开第五个实验的自主设计。实验分别是菌落总数测定,霉菌和酵母的检查和计数,乳酸菌的检验,微生物药敏试验以及探讨环境因素对微生物生长的影响。
这学期的微生物实验是在上学期微生物实验的基础上的累积和扩展延伸:以培养基的制备与灭菌,玻璃器皿的洗涤、包扎和灭菌,微生物接种技术和细菌的革兰氏染色为技术基础进行的,以加强学生基础理论知识和基本技能的培养为目的。
下面我来谈谈我在实验中的心得体会。
第一个实验是菌落总数测定。让我重新认识了一下这个名词:菌落形成单位,我现在的理解就是:1ml或者1g待测样品中菌落的个数,一定要注意的是单位是CFU/ml或CFU/g。还有就是要掌握好对高压蒸汽灭菌锅的操作。实验之前要充分做好预习工作,以便实验的进行。由于是测定微生物实验,就要尤其小心其他杂菌的混入影响实验结果。因此要做好实验仪器和各种试剂的灭菌,有培养皿,试管,移液枪头(装在盒子中),按要求配置好的琼脂培养基和生理盐水,按各自要求用纱布和报纸包扎好,送入高压蒸汽灭菌锅进行灭菌。玻璃仪器在包扎前要进行清洗,并烘干,以免水分沾湿报纸。灭完菌后取出物品进入超净工作台,超近工作台的紫外灯在进入20分钟前开启,并在进入时关闭,以免影响人体。要对台面进行消毒处理,用酒精擦拭。可以在等待琼脂培养基冷却到50摄氏度左右前对待测样品进行10倍系列稀释至需要的浓度。要注意的是一定要标记好浓度或者按顺序排列在试管架上以免弄混,同一个试管里吸取样品才能用同一个枪头进行移液。再进行平板接种。待琼脂培养基冷却好后,用右手打开纱布并将锥形瓶拿住,将瓶口靠近酒精灯再进行灭菌,左手拿培养皿用大拇指和食指稍微打开培养皿盖,将琼脂培养基倒入培养皿中心内,不用倒很多,使琼脂培养基没过培养皿表面即可。培养皿一定是平拿在手上的,倒好后轻轻盖上培养皿盖,缓慢地平方在超净工作台台面边缘处,再推至中间。再用移液枪取1ml样品快速打入培养皿中央,盖上培养皿盖,然后用手轻轻摇晃,千外不要太大力。然后贴上标签记号,静置。如此依次操作下去。静置一段时间待培养基凝固后倒置放入恒温培养箱培养一段时间再取出进行观察计数。
我们组的实验结果不甚理想,培养皿中的微生物都是连成一片的,或者是培养皿壁上也都长着,主要是由于待测样品打入培养皿后,摇晃不均匀或者太大力了,以至于菌液没分散开来或是跑到培养皿壁上去了。
第五个实验是自主设计实验环境因素对微生物生长的影响。选取3个环境因素物理、化学和生物因素均可进行设计。根据前四个实验的基础,通过小组探讨和交流设计出实验方案。并加以验证。通过自主设计实验可以结合小组的智慧,加强团队协作精神和创新思维,通过实验可以验证理论,增加感性认识,培养独立工作能力和思考能力,并使具有过硬的专业技术水平。
通过这次的实验,我明白了任何事情丢不是一蹴而就的,而是一个慢慢积累的过程。虽然实验结果不是很理想,但是我参与了过程,通过小组讨论我们也分析了失败的原因,找到了解决的方法,避免了下一次失误。并且从中理解了团队讨论和合作的重要性。以上即是我的全部感想。