細(xì)菌細(xì)胞壁主要成分是肽聚糖(peptidoglycan),又稱粘肽(mucopetide)。細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度有賴于肽聚糖的存在。合成肽聚糖是原核生物特有的能力。肽聚糖是由n-乙酰葡萄糖胺和n-乙酰胞酸兩種氨基糖經(jīng)β-1.4糖苷鍵連接間隔排列形成的多糖支架。在n-乙酰胞壁酸分子上連接四肽側(cè)鏈,肽鏈之間再由肽橋或肽鏈聯(lián)系起來(lái),組成一個(gè)機(jī)械性很強(qiáng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。各種細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖支架均相同,在四肽側(cè)鏈的組成及其連接方式隨菌種而異。
革蘭氏陽(yáng)性菌的四肽側(cè)鏈氨基酸由d-丙-d-谷-r-l-賴-d-丙組成。初合成的肽鏈末端多一個(gè)d-丙氨酸殘基。肽橋是一條5個(gè)甘氨酸的肽鏈,交聯(lián)時(shí)一端與側(cè)鏈第三位上賴氨酸連接,另一端在轉(zhuǎn)肽酶的作用下,使另一條五肽側(cè)鏈末端d-丙氨酸脫去,而與側(cè)鏈第四位d-丙氨酸連接。從x光檢查可見肽聚糖的多糖鏈?zhǔn)且粭l較硬而又呈螺旋狀卷曲的長(zhǎng)桿,由于其呈螺旋狀,連接在其上的肽鏈才伸向四方,使交聯(lián)受到一定了限制,只有鄰近的肽鏈才可交聯(lián)。但葡萄球菌的肽橋較長(zhǎng),有可塑性,使遠(yuǎn)距離的肽鏈間也可交聯(lián),交聯(lián)率達(dá)90%,形成堅(jiān)固致密的三維立本網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。革蘭氏陰性大腸桿菌的四肽側(cè)鏈中第三位的氨基酸被二氨基庚二酸(dap)所取代,以肽鏈直接與相鄰四肽側(cè)鏈中的d-丙氨酸相連,且交聯(lián)率低,沒(méi)有五肽交聯(lián)橋,形成二維平面結(jié)構(gòu),所以其結(jié)構(gòu)較革蘭氏陽(yáng)性的葡萄球疏樺。
凡能破壞肽聚糖結(jié)構(gòu)或抑制其合成的物質(zhì),都能損傷細(xì)胞壁而使細(xì)菌變形或殺傷細(xì)菌,例如溶菌酶(lysozyme)能切斷肽聚糖中n-乙酰葡萄糖胺和n-乙酰胞壁酸之間的β-1.4糖苷鍵之間的聯(lián)苷鍵之間的聯(lián)結(jié),破壞肽聚糖支架,引起細(xì)菌裂解。青霉素和頭孢菌素能與細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)合成胞壁過(guò)程所需的轉(zhuǎn)肽酶,抑制四肽側(cè)鏈上d-丙氨酸與五肽橋之間的聯(lián)結(jié),使細(xì)菌不能合成完整的細(xì)胞壁,可導(dǎo)致細(xì)菌死亡。人和動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),亦無(wú)肽聚糖,故溶菌酶和青霉素對(duì)人體細(xì)胞均無(wú)毒性作用。除肽聚糖這一基本成份以外,革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌還各有其特殊結(jié)構(gòu)的成分。
細(xì)菌細(xì)胞壁堅(jiān)韌而富有彈性,保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境,承受世界杯內(nèi)的5~25個(gè)大氣的滲透壓,并使細(xì)菌在低滲的環(huán)境下細(xì)胞不易破裂;細(xì)胞壁對(duì)維持細(xì)菌的固有形態(tài)起重要作用;可充許水分及直徑小于1nm的可溶性小分子自由通過(guò),與物質(zhì)交換有關(guān);細(xì)胞壁上帶有多種抗原決定簇,決定了細(xì)菌菌體的抗原性。