肽聚糖：肽+聚糖的大分子物質(zhì)

肽聚糖（Peptidoglycan，簡(jiǎn)稱PG）為細(xì)菌等原核生物細(xì)胞壁構(gòu)架中基礎(chǔ)的組成因素，是糖肽通過一系列糖苷鍵、肽鍵交聯(lián)而成的一類緊密堅(jiān)固的大分子物質(zhì)，它的組成成分是肽和聚糖。

肽聚糖的結(jié)構(gòu)看似復(fù)雜，其組成成分卻是肽聚糖單體。每個(gè)肽聚糖單體都是由兩個(gè)通過β-1,4 糖苷鍵連接的雙糖單元（N-乙酰葡糖胺、N-乙酰胞壁酸）與4個(gè)氨基酸串聯(lián)的四肽尾組成的，它們重復(fù)交替構(gòu)成肽聚糖的骨架。

短肽一般由四個(gè)氨基酸組成，接在胞壁酸上。肽橋多為短肽鏈，變化也較多，可以用來連接前后兩個(gè)四肽尾分子以便讓相鄰的短肽也互相交叉連接，因而人們說肽聚糖是多層網(wǎng)狀的化合物。

短肽的連接方式因細(xì)菌種類的不同而不同，不同細(xì)菌的細(xì)胞壁厚度不一，化學(xué)成分也完全不一樣。革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁厚、肽聚糖含量高，革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁薄、肽聚糖含量相對(duì)較低。

肽聚糖中小分子活性肽

肽聚糖的肽部分通過其N末端與胞壁酸的羧基結(jié)合，包含交替的L型和D型氨基酸。具有D構(gòu)型的氨基酸是肽聚糖的典型特征。通常L-丙氨酸與胞壁酸結(jié)合，然后是D-谷氨酸，其通過其γ-羧基與L-二氨基酸連接，最后D-丙氨酸與二氨基酸連接。

某些情況下，谷氨酸的α-羧基會(huì)被取代，并且在C末端連接另外的D-丙氨酸。這些肽部分被稱為肽亞單位。未結(jié)合在肽亞單位中的L-二氨基酸的氨基與相鄰肽亞單位的C末端的D-丙氨酸之間形成肽鍵，或者通過內(nèi)肽橋進(jìn)行取代。因此，肽聚糖的肽部分可以僅由肽亞基或肽亞基和肽內(nèi)橋構(gòu)成。

肽聚糖中的功能性糖鏈

肽聚糖的聚糖部分非常均勻，通常由交替的β-1,4-連接的N-乙酰葡糖胺(NAG)和N-乙酰胞壁酸殘基(NAM)組成。N-乙酰胞壁酸殘基由Strange和Dark首次發(fā)現(xiàn)，且該氨基糖只存在于細(xì)菌和藍(lán)綠藻中。進(jìn)一步的研究表明，它是葡萄糖胺的3-O-D-乳酸醚。聚糖結(jié)構(gòu)通常較為單一，可在胞壁酸2位或6位發(fā)生變化，例如胞壁?；?/span>6-羥基的乙酰化或磷酸化，偶爾缺失肽或N-乙?；〈?。

最近對(duì)細(xì)菌孢子肽聚糖的研究表明，胞壁酸殘基可以以胞質(zhì)內(nèi)酰胺形式存在，為孢子特有的成分。肽聚糖通常具有多分散性，鏈長(zhǎng)不一，需以平均數(shù)表示，不同的生物體中，肽聚糖的平均鏈長(zhǎng)在10和65個(gè)二糖單位之間。

肽聚糖：乳酸菌的MAMPs

肽聚糖是乳酸菌細(xì)胞壁的主要組成成分, 除了大家所熟知的上述功能外, 它作為乳酸菌中含量最豐富的微生物相關(guān)保守分子 (MAMPs)之一, 在益生菌與宿主的聯(lián)系中起重要作用, 并對(duì)宿主免疫反應(yīng)具有一定的調(diào)節(jié)作用和抗炎作用。因?yàn)?/span>MAMPs可被宿主天然免疫系統(tǒng)中存在的相關(guān)模式識(shí)別受體識(shí)別, 通過激活不同的信號(hào)傳導(dǎo)途徑釋放各種免疫調(diào)控物質(zhì), 從而發(fā)揮免疫功能。

此外, 乳酸菌肽聚糖可作為功能蛋白的結(jié)合組件使乳酸菌成為理想的靶向載體。比如肽聚糖水解酶有特異性結(jié)合位點(diǎn), 將它與功能蛋白進(jìn)行融合可構(gòu)建表面功能展示系統(tǒng)。

肽聚糖：人類免疫系統(tǒng)識(shí)別的激活劑

肽聚糖是乳酸菌細(xì)胞壁中的重要組分, 可能參與乳酸菌多種生物學(xué)功能, 如免疫增強(qiáng)功能、抗感染、抗腫瘤及抗過敏等。乳酸菌肽聚糖是人類免疫系統(tǒng)識(shí)別的激活劑, 它是通過誘導(dǎo)非特異性免疫因子或特異性免疫因子的釋放或表達(dá)來刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)發(fā)揮功能。

免疫調(diào)節(jié)：研究表明，口服或非胃腸道途徑使肽聚糖進(jìn)入宿主體內(nèi)，可使宿主免疫監(jiān)視功能得到提高，并且促使免疫器官體內(nèi)淋巴細(xì)胞產(chǎn)生各種細(xì)胞因子和抗體，同時(shí)提高巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞活性，達(dá)到提高機(jī)體特異與非特異免疫功能，從而發(fā)揮自身穩(wěn)定的細(xì)胞調(diào)節(jié)和抗感染的效果。

抗腫瘤功能：除了免疫調(diào)節(jié)功能外，肽聚糖的抗癌功能頁(yè)被研究者廣泛挖掘。研究表明，乳酸桿菌肽聚糖可誘導(dǎo)能夠與靶細(xì)胞上具有抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)作用的Fas-Fas配體系統(tǒng)結(jié)合的TNF-α產(chǎn)生，利用其對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性，使腫瘤細(xì)胞編程性死亡。也有研究表明，肽聚糖能夠?qū)Π┘?xì)胞的復(fù)制進(jìn)行干擾，通過抑制癌細(xì)胞的G1至S期，進(jìn)而阻斷DNA的合成，通過一系列分子生物學(xué)層面干擾，使癌細(xì)胞無法增殖，最終達(dá)到抗腫瘤的效果，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，肽聚糖除了能抑制癌細(xì)胞遺傳物質(zhì)的復(fù)制外，還能促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡。

肽聚糖：無限的未來

低分子量的肽聚糖對(duì)機(jī)體非常安全，因此肽聚糖在未來的生物領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊。例如益生菌是公認(rèn)的副作用小、安全性高的微生 物。依據(jù)肽聚糖的生物學(xué)特性，益生菌肽聚糖具有作為免疫調(diào)節(jié)及抗癌藥物的前景。

目前，肽聚糖已經(jīng)被用于畜禽飼料添加劑和藥物添加劑，借助其免疫調(diào)節(jié)功能增強(qiáng)畜禽的抗病能力。但要使肽聚糖成為更穩(wěn)定的添加劑和人類藥物，還有很多的技術(shù)和安全問題需要解決。