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細(xì)胞破碎的方式
更新時(shí)間:2015-01-12 點(diǎn)擊量:945

細(xì)胞破碎的方式
細(xì)胞破碎技術(shù)是指利用外力破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁的樣品處理方式,使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來(lái)的技術(shù),是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的非分泌型生化物質(zhì)(產(chǎn)品)的基礎(chǔ)。 結(jié)合重組DNA技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)上的重大進(jìn)展,以前認(rèn)為很難獲得的蛋白質(zhì)現(xiàn)在可以大規(guī)模生產(chǎn)。
細(xì)胞破碎阻力
細(xì)菌
幾乎所有細(xì)菌的細(xì)胞壁都是由肽聚糖(peptidoglycan)組成,它是難溶性的聚糖鏈(glycan chain),藉助短肽交聯(lián)而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),包圍在細(xì)胞周圍,使細(xì)胞具有一定的形狀和強(qiáng)度。短肽一般由四或五個(gè)胺基酸組成,如L-丙氨酰-D-谷氨酰-L-賴氨酰-D-丙氨酸。而且短肽中常有D-胺基酸與二氨基庚二酸存在。破碎細(xì)菌的主要阻力是來(lái)自于肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其網(wǎng)結(jié)構(gòu)的致密程度和強(qiáng)度取決于聚糖鏈上所存在的肽鍵的數(shù)量和其交聯(lián)的程度,如果交聯(lián)程度大,則網(wǎng)結(jié)構(gòu)就致密。
酵母菌
酵母細(xì)胞壁的zui里層是由葡聚糖的細(xì)纖維組成,它構(gòu)成了細(xì)胞壁的剛性骨架,使細(xì)胞具有一定的形狀,覆蓋在細(xì)纖維上面的是一層糖蛋白,zui外層是甘露聚糖,由1,6一磷酸二酯鍵共價(jià)連接,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在該層的內(nèi)部,有甘露聚糖-酶的復(fù)合物,它可以共價(jià)連接到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上的方式,也可以不連接。同細(xì)菌細(xì)胞壁一樣,破碎酵母細(xì)胞壁的阻力主要決定于壁結(jié)構(gòu)交聯(lián)的緊密程度和它的厚度。酵母種類繁多,有部分很難破碎,對(duì)于超聲波破碎儀有更高的要求?;旧贤扑]Branson超聲波破碎儀中的大功率型號(hào),或者引入Branson大功率發(fā)生器,根據(jù)要求專門設(shè)計(jì)使用方案。這樣可以保證的使用效果。
真菌
霉菌的細(xì)胞壁主要存在三種聚合物,葡聚糖(主要以β-1,3糖苷鍵連接,某些以β-1,6糖苷鍵連接),幾丁質(zhì)(以微纖維狀態(tài)存在)以及糖蛋白。zui外層是α-和β-葡聚糖的混合物,第2層是糖蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),葡聚糖與糖蛋白結(jié)合起來(lái),第3層主要是蛋白質(zhì),zui內(nèi)層主要是幾丁質(zhì),幾丁質(zhì)的微纖維嵌入蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中。與酵母和細(xì)菌的細(xì)胞壁一樣,真菌細(xì)胞壁的強(qiáng)度和聚合物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有關(guān),不僅如此,它還含有幾丁質(zhì)或纖維素的纖維狀結(jié)構(gòu),所以強(qiáng)度有所提高。
植物細(xì)胞
對(duì)于已生長(zhǎng)結(jié)束的植物細(xì)胞壁可分為初生壁和次生壁兩部分。 初生壁是細(xì)胞生長(zhǎng)期形成的。 次生壁是細(xì)胞停止生長(zhǎng)后,在初生壁內(nèi)部形成的結(jié)構(gòu)。 目前,較流行的初生細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)是由Lampert等人提出的「經(jīng)緯」模型,依據(jù)這一模型,纖維素的微纖絲以平行于細(xì)胞壁平面的方向一層一層敷著在上面,同一層次上的微纖絲平行排列,而不同層次上則排列方向不同,互成一定角度,形成獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成了細(xì)胞壁的「經(jīng)」,模型中的「緯」是結(jié)構(gòu)蛋白(富含羥脯氨酸的蛋白),它由細(xì)胞質(zhì)分泌,垂直于細(xì)胞壁平面排列,并由異二酪氨酸交聯(lián)成結(jié)構(gòu)蛋白網(wǎng),徑向的微纖絲網(wǎng)和緯向的結(jié)構(gòu)蛋白網(wǎng)之間又相互交聯(lián),構(gòu)成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。半纖維素和果膠等膠體則填充在網(wǎng)絡(luò)之中,從而使整個(gè)細(xì)胞壁既具有剛性又具有彈性。在次生壁中,纖維素和半纖維素含量比初生壁增加很多,纖維素的微纖絲排列得更緊密和有規(guī)則,而且存在木質(zhì)素(酚類組分的聚合物)的沉積。因此次生壁的形成提高了細(xì)胞壁的堅(jiān)硬性,使植物細(xì)胞具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。由于植物細(xì)胞的相對(duì)壁厚,超聲波破碎產(chǎn)品的能量集中度會(huì)對(duì)處理結(jié)果有很大的影響。超聲波破碎儀一般來(lái)說(shuō)會(huì)取得更好的表現(xiàn)。

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