肽聚糖：肽+聚糖的大分子物質(zhì)

肽聚糖（Peptidoglycan，簡稱PG）為細菌等原核生物細胞壁構(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。每個肽聚糖單體都是由兩個通過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菌種類的不同而不同，不同細菌的細胞壁厚度不一，化學(xué)成分也完全不一樣。革蘭氏陽性細菌的細胞壁厚、肽聚糖含量高，革蘭氏陰性菌的細胞壁薄、肽聚糖含量相對較低。

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菌和藍綠藻中。進一步的研究表明，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?；〈?。

最近對細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，肽聚糖的平均鏈長在10和65個二糖單位之間。

肽聚糖：乳酸菌的MAMPs

肽聚糖是乳酸菌細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, 并對宿主免疫反應(yīng)具有一定的調(diào)節(jié)作用和抗炎作用。因為MAMPs可被宿主天然免疫系統(tǒng)中存在的相關(guān)模式識別受體識別, 通過激活不同的信號傳導(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, 將它與功能蛋白進行融合可構(gòu)建表面功能展示系統(tǒng)。

肽聚糖：人類免疫系統(tǒng)識別的激活劑

肽聚糖是乳酸菌細胞壁中的重要組分, 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來刺激機體免疫系統(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)淋巴細胞產(chǎn)生各種細胞因子和抗體，同時提高巨噬細胞和NK細胞活性，達到提高機體特異與非特異免疫功能，從而發(fā)揮自身穩(wěn)定的細胞調(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)能夠與靶細胞上具有抑制腫瘤細胞生長作用的Fas-Fas配體系統(tǒng)結(jié)合的TNF-α產(chǎn)生，利用其對腫瘤細胞的細胞毒性，使腫瘤細胞編程性死亡。也有研究表明，肽聚糖能夠?qū)Π┘毎膹?fù)制進行干擾，通過抑制癌細胞的G1至S期，進而阻斷DNA的合成，通過一系列分子生物學(xué)層面干擾，使癌細胞無法增殖，最終達到抗腫瘤的效果，進一步研究發(fā)現(xiàn)，肽聚糖除了能抑制癌細胞遺傳物質(zhì)的復(fù)制外，還能促進癌細胞凋亡。

肽聚糖：無限的未來

低分子量的肽聚糖對機體非常安全，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。