close
細胞脂肪酸與分類學
傳統細菌分類法，不外以細菌形態、生理與生化及生態等特徵加以分類。但隨著知識和技術的快速累積，細菌學者注意到不同類別的細菌，其細胞內分子階層各物質(如核酸、脂質、蛋白質等)之異同，而有遺傳分析(genetic analysis)，血清學(serology)，化學分類(chemotaxonomy)等方法為學界所應用，使細菌分類之客觀性大幅提昇。
細胞脂肪酸的組成分析係化學分類法之重要項目之一，它在細菌鑑定及辨種上非常有用，有報告指出利用脂肪酸之組成分來歸類菌種，其效果與利用核酸雜交方法來歸類相似(Costas et al. 1992)，不論是常溫細菌(Bertone et al. 1996; Veys et al. 1989)或好熱性細菌(Danato et al. 1990; Tindal 1991)，都可利用此方法進行明確及快速鑑定。由於分析技術改良，及商業自動化流程的建立，由抽取全細胞脂肪酸到完成分析，僅耗費很短時間(Moss 1990)，因此它已成為細菌鑑種的必要項目。
脂肪酸與細胞膜之關係
細胞膜是細菌管制營養及代謝廢物進出細胞之門徑，並身兼感應外部訊息之工作，以傳遞訊息使細胞對環境之壓力(stress)有所回應，做出適當之調適。細胞膜之流動性影響許多發生在膜上的重要生化反應，而脂質是決定膜流動性之關鍵角色，其中脂質之脂醯基鏈( fatty acyl chain)之形態、固醇(sterol)量多寡、磷酸脂親水性頭端(polar head-groups of phospholipids)的性質等因子均與膜流動性的維持有密切關係(Russell 1989)，此三者中，以脂醯基鏈(即是脂肪酸)之型態於決定細胞膜脂質的物化特性上扮演特別重要的角色。
影響細菌細胞脂肪酸組成變化的因子
1.溫度
溫度是影響細菌生存的重要因子，許多細菌可藉由溫度適應機制(thermo-adaptation mechanism)調整細胞內部功能及改變成分，諸如：製造溫度誘發蛋白質(temperature-induced protein)(Wu and Welker 1991; Trent et al. 1994)、改變營養需求(Campbell and Williams 1953)等，使細菌能順利度過不適宜的環境。而細菌為因應溫度變化，亦會改變細胞膜上脂肪酸組成比例，藉此維持膜的流動性及功能，已有證據顯示脂肪酸之改變影響到細胞膜上酵素之調控(Brenner 1984)，而細胞膜之脂質種類變化亦被認為是生物生存在高溫的重要憑藉(Ratledge and Boulton 1985)。一般而言，微生物傾向於環境溫度升高時增加細胞膜上飽和及長鏈脂肪酸之比例，在溫度降低時不飽和及支鏈狀(特別是anteiso)比例增加，亦即藉著細胞膜熔點改變，使其流動性得以適度的調節(Cronan and Gelmann 1975; Hasegawa et al.1980; Russell 1983; Suutari & Laakso, 1992)。
2.鹽度 (NaCl)
大部分能生存於高滲透壓環境之生物，將低分子量的物質聚集在內部以平衡細胞膜所受到之滲透壓(Yancey et al. 1982)，其中利用有機物調整細胞內部膨壓的報告已散見於有關細菌、藍綠菌、真菌、藻類及酵母等之研究上(Ben-Amotz and Avron 1983; Csonka 1989; Hagemann et al. 1987; Hocking 1986; Meikle et al. 1988)。抵抗滲透壓最直接之方式是改變細胞膜上脂質之組成，在許多耐鹽及好鹽性細菌細胞，由NaCl誘發細胞膜脂質組成改變，使細菌在高滲透壓環境中得以控制離子之穿透力，得以維持細胞之完整性(Hiramatsu et al. 1980)，而改變膜上脂質之最佳方式則為轉換其脂醯基鏈(脂肪酸)之種類(Russel and Kogut 1985)。細胞脂肪酸組成因培養基之NaCl之濃度改變而產生變化者發生在許多耐鹽性及好鹽性細菌(Hanna et al. 1984; Monteoliva-Sanchez et al. 1987)。
3.培養基
常溫細菌細胞膜脂肪酸之種類組成和比例易隨各種培養條件而發生變化(Adams & Russell, 1992; Suutari & Laakso, 1992)。
4.增殖期(growth phase)
細菌在不同增殖期時，其細胞脂肪酸組成會有不同程度之變化(Nordstrom 1992; Ratledge and Boulton 1985)。
脂肪酸分析技術
取在最適培養條件下剛達穩定期之菌液，離心後，將菌體凍乾，然後以多種有機溶劑萃取出細菌細胞膜上之脂肪酸。萃取方法主要依據Suutari et al. (1990)及Moss (1990)的方法再略加修改，其詳細步驟如流程圖所示。獲得之脂肪酸衍生物萃取液則以氣相層析儀(Gas Chromatography, GC)分析脂肪酸之種類組成及比例，其儀器配備及分析條件如下：
儀器配備
氣相層析儀： Shimadzu GC-14A
積分儀： Chromatopac C-R6A
管柱： fused silica capillary BP-70 column (SGE, 25 m×0.25 mm i.d., 0.25 mm film thickness)
分析條件
攜帶氣體：He (流速為4 ml/min)。
注射口：100℃。
火焰-離子偵測器(Flame-Ion Detector)：250℃。
管柱溫度：100℃維持1分鐘，再以每分鐘昇高 5℃ 之速率加溫至220℃，於220℃下維持8分鐘。
(待續.....) ==>細菌鑑定之脂肪酸分析(二)
文章標籤
全站熱搜
留言列表
海洋細菌 (2)
