微生物的培養(yǎng)特性-酶的作用

    微生物的營養(yǎng)要求千差萬別，十分復(fù)雜。有的要求簡單，如水中或土壤的某些細(xì)菌只需無機物及化學(xué)或放射能源即可生長繁殖；有的要求復(fù)雜，如大部分致病菌都依靠宿主供給其本身不能合成的生長因子等。于病毒，則純屬胞內(nèi)寄生。

    就一般情況來說，細(xì)菌的生長需要碳源、氮源、硫、磷和其他無機離子，如鐵和鎂。病毒則不能利用簡單的營養(yǎng)物質(zhì)合成復(fù)雜的有機物質(zhì)，在人工體外培養(yǎng)時需要用組織培養(yǎng)。細(xì)菌的自養(yǎng)菌（autotroph）可以自行合成營養(yǎng)物質(zhì)，而異養(yǎng)菌（heterotroph）卻不行。

    為什么會出現(xiàn)上述情況?主要是酶的作用。在菌體內(nèi)有兩類蛋白，一類是結(jié)構(gòu)蛋白（structural proteins），一類是功能蛋白（functional proteins），功能蛋白就是酶。酶在菌細(xì)胞的生活史中起著重要的作用，從細(xì)胞膜吸取營養(yǎng)物質(zhì)到體內(nèi)直形成新的細(xì)胞個體，幾乎所有反應(yīng)都由酶類催化。酶的種類很多，有各種分類辦法，按催化反應(yīng)可分為水解酶、氧化酶和脫氫酶；按作用底物分為蛋白酶、糖酶、脂酶；按作用部位分為胞內(nèi)酶與胞外酶等等。這就是在集體中沒有高溫、高壓、強酸、強堿的條件下，而能進行各種化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵。許多酶在起催化作用之前，在催化處往往需要和輔酶、輔基或金屬激活劑起作用，這些輔酶是非蛋白、分子較小的化合物。

    細(xì)菌攝取外環(huán)境的營養(yǎng)物質(zhì)，一些大分子的物質(zhì)像蛋白、多糖與脂類，都先在細(xì)胞外經(jīng)細(xì)胞分泌的胞外酶（蛋白酶、多醣酶、脂酶）分解為氨基酸或多肽、脂肪酸、單糖等以后，才能進入菌細(xì)胞。一種細(xì)菌可以具有多種酶系統(tǒng)，能完成多種生化反應(yīng)。不同細(xì)菌合成的酶類及其活性不同，其代謝方式與生理特性也不同，例如需氧菌與厭氧菌，主要是后者缺乏一些酶系統(tǒng)，即細(xì)胞色素、細(xì)胞色素氧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶，不能分解過氧化氫（H2O2）等對細(xì)菌有害的物質(zhì)，因而在有氧的環(huán)境下不能生長。大腸桿菌的突變株在丟失這些酶系統(tǒng)之后，會由兼性厭氧菌變?yōu)閷Ｐ詤捬蹙?/p>

    有些細(xì)菌的酶和其致病性有關(guān)，與多細(xì)菌含有氨基酸脫羧酶，可使氨基酸的羧基脫出，形成胺類和CO2。組氨酸脫羧時生成胺類和CO2，前者與細(xì)菌感染時出現(xiàn)的病理變化和毛細(xì)管擴張、水腫有關(guān)。金黃色葡萄球菌產(chǎn)生的血漿凝固酶、致病性鏈球菌產(chǎn)生的透明質(zhì)酸酶，可溶解組織間質(zhì)的透明質(zhì)酸，使細(xì)菌易于擴散，增加其侵襲力。