青霉,一般指青霉屬(拉丁文學(xué)名:Penicillium),隸屬于子囊菌門(mén),是一個(gè)數(shù)量多、種類(lèi)復(fù)雜的真菌家族,最早于1809年被發(fā)現(xiàn),截至2022年已發(fā)現(xiàn)的種類(lèi)超過(guò)200種,分布范圍非常廣泛,常見(jiàn)于土壤、空氣、食物、腐生物、木材等基質(zhì)上。
青霉屬菌體繁殖溫度較低,生存能力較強(qiáng),生長(zhǎng)速度快且質(zhì)地平坦、柔軟,為地坦樣羊毛狀菌落,早期多為白色,逐步變?yōu)樗{(lán)綠色,有著透明分割菌絲,分為分枝或無(wú)分枝的分生孢子梗、副枝、梗基、瓶梗和分生孢子,因在顯微鏡視野中其菌絲有橫隔,菌絲側(cè)端生分生孢子梗,頂端呈現(xiàn)帚狀體,因此得名“Penicillium”。
青霉屬也是土壤中溶磷能力最強(qiáng)的真菌之一,在接觸到有機(jī)化合物并將其分解后,能夠產(chǎn)出豐富多樣的小分子物質(zhì),如芐青霉素、灰黃霉素、多糖等,在抗菌、抗氧化和抗腫瘤等方面發(fā)揮著藥用價(jià)值,但同時(shí)也能產(chǎn)生橘青霉素、展青霉素、環(huán)匹阿尼酸、赭曲霉毒素A等真菌毒素,對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)與威脅。
簡(jiǎn)介
青霉,一般指青霉屬(Penicillium)。和曲霉屬有親緣關(guān)系,有二百幾十種,代表種是灰綠青霉(Penicillium glaucum)。根據(jù)分生孢子頂端的膨大與否,與曲霉屬(AsPergillus)相區(qū)別。其語(yǔ)源來(lái)自其形狀(帚狀,Penicillus)。子囊殼為封閉型。該屬菌產(chǎn)生一種特殊物質(zhì)。自從亞歷山大·弗萊明(A.Fleming,1929)發(fā)現(xiàn)特異青霉(Penicillium notatum)產(chǎn)生抑制細(xì)菌生長(zhǎng)物質(zhì)芐青霉素以來(lái),已對(duì)該屬菌的很多種進(jìn)行了研究。特異青霉已被用于制造青霉素,但不具這種生產(chǎn)機(jī)能的種還很多,同時(shí),其生產(chǎn)也并不限于青霉屬。已知在生理學(xué)方面類(lèi)似曲霉屬,同時(shí)有很多能產(chǎn)生毒枝菌素(mycotoxin)。
青霉菌屬多細(xì)胞,營(yíng)養(yǎng)菌絲體無(wú)色、淡色或具鮮明顏色。菌絲有橫隔,分生孢子梗亦有橫隔,光滑或粗糙。基部無(wú)足細(xì)胞,頂端不形成膨大的頂囊,其分生孢子梗經(jīng)過(guò)多次分枝,產(chǎn)生幾輪對(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)的小梗,形如掃帚,稱(chēng)為帚狀體。分生孢子球形、橢圓形或短柱形,光滑或粗糙,大部分生長(zhǎng)時(shí)呈藍(lán)綠色。有少數(shù)種產(chǎn)生閉囊殼,內(nèi)形成子囊和子囊孢子,亦有少數(shù)菌種產(chǎn)生菌核。
青霉的孢子耐熱性較強(qiáng),菌體繁殖溫度較低,酒石酸、DL-蘋(píng)果酸、檸檬酸等飲料中常用的酸味劑又是它喜愛(ài)的碳源,因而常常引起這些制品的霉變。
概述
生活習(xí)性
青霉通常在柑橘屬及其他水果上,冷藏的干酪及被它們的孢子污染的其他食物上均可找到,其分生孢子在土壤內(nèi),空氣中及腐爛的物質(zhì)上到處存在。青霉?fàn)I腐生生活,其營(yíng)養(yǎng)來(lái)源極為廣泛,是一類(lèi)雜食性真菌,可生長(zhǎng)在任何含有機(jī)化合物的基質(zhì)上.
形態(tài)
青霉的營(yíng)養(yǎng)體為無(wú)色或淡色的菌絲體,菌絲各細(xì)胞之間有橫隔膜,細(xì)胞內(nèi)通常為多核。整個(gè)菌絲體分為伸入營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)中吸取營(yíng)養(yǎng)的基質(zhì)菌絲和伸向空氣中的氣生菌絲。在氣生菌絲上產(chǎn)生簡(jiǎn)單的長(zhǎng)而直立的分生孢子梗,頂端以特殊的對(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)的掃帚狀的方式分支,稱(chēng)為帚狀枝。分支為多極的分生孢子梗最后產(chǎn)生許多瓶梗,在瓶梗上著生分生孢子鏈。分生孢子為球形至卵形,呈綠色,藍(lán)色或黃色,即通常看到的各種青霉菌落特有的顏色.
生活史
自然界中已發(fā)現(xiàn)的青霉絕大多數(shù)以無(wú)性繁殖的方式繁衍后代,即分生孢子萌發(fā)為菌絲體,在氣生菌絲上產(chǎn)生分生孢子梗,在分生孢子梗上串生許多分生孢子,分生孢于在適宜環(huán)境中又萌發(fā)為菌絲體,以此循環(huán)反復(fù).
青霉中有極少數(shù)種類(lèi)行有性生殖。其過(guò)程為:從營(yíng)養(yǎng)菌絲上產(chǎn)生雄器和產(chǎn)囊體→雄器頂端與產(chǎn)囊體接觸處細(xì)胞壁溶解→質(zhì)配→核配→減數(shù)分裂后(一般推測(cè))形成子囊。在此過(guò)程中,由產(chǎn)囊體周?chē)鸂I(yíng)養(yǎng)菌絲逐步包圍形成子囊果。當(dāng)子囊孢子成熟后被釋放,在適宜環(huán)境中萌發(fā)形成新的菌絲體。但不同種青霉其性行為變異很大。有些種雄器似乎沒(méi)有功能,在原生質(zhì)體互相接觸后,沒(méi)有發(fā)生核的遷移,產(chǎn)囊體內(nèi)成對(duì)的核起源于原來(lái)產(chǎn)囊體的核.
分類(lèi)
青霉屬于曲霉屬科(Eurotiaceae).青霉和曲霉都為常見(jiàn)屬,二者的主要鑒別特征是孢子梗的排列不同。曲霉的孢子梗是輻射狀排列,呈頭狀. 青霉與人類(lèi)生活息息相關(guān)。少數(shù)種類(lèi)能引起人和動(dòng)物的疾病;許多種青霉能造成柑橘屬,蘋(píng)果,梨等水果的腐爛;對(duì)工業(yè)產(chǎn)品,食品,衣物也造成危害;在生物實(shí)驗(yàn)室中,它也是一種常見(jiàn)的污染菌。加強(qiáng)通風(fēng),降低溫度,減少空氣相對(duì)濕度,可以大大減輕青霉的危害. 但在另一方面,青霉對(duì)人類(lèi)非常重要,在工業(yè)上,它可用于生產(chǎn)檸檬酸,反丁烯二酸,葡萄糖酸等有機(jī)酸和酶制劑;非常名貴的婁克馥干酪,丹麥青干酪都是用青霉釀制而成的;最著名的抗生素——芐青霉素就是從青霉的某些品系中提取而來(lái),它是最早發(fā)現(xiàn),最先提純,臨床上應(yīng)用最早的抗生素;當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的另一重要抗生素——灰黃霉素,是由灰黃青霉產(chǎn)生的,是抑制諸如腳癬之類(lèi)的真菌性皮膚病的最好抗生素.
藥用價(jià)值
青霉素(Benzylpenicillin / 青霉素家族)又被稱(chēng)為青霉素G、peillin G、盤(pán)尼西林、配尼西林、青霉素鈉、芐青霉素鈉、青霉素鉀、芐青霉素鉀。青霉素是抗菌素的一種,是指從青霉菌培養(yǎng)液中提制的分子中含有青霉烷、能破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁并在細(xì)菌細(xì)胞的繁殖期起殺菌作用的一類(lèi)抗生素,是第一種能夠治療人類(lèi)疾病的抗生素。青霉素類(lèi)抗生素是β-內(nèi)酰[xiān]胺類(lèi)中一大類(lèi)抗生素的總稱(chēng)。
1928年英國(guó)細(xì)菌學(xué)家亞歷山大·弗萊明首先發(fā)現(xiàn)了世界上第一種抗生素—芐青霉素,1941年前后英國(guó)牛津大學(xué)病理學(xué)家霍華德·弗洛里,弗洛里男爵與生物化學(xué)家恩斯特·柴恩實(shí)現(xiàn)對(duì)青霉素的分離與純化,并發(fā)現(xiàn)其對(duì)傳染病的療效,弗萊明、弗洛里、錢(qián)恩三人共同獲得1945年諾貝爾獎(jiǎng)。當(dāng)前所用的抗生素大多數(shù)是從微生物培養(yǎng)液中提取的,有些抗生素已能人工合成。由于不同種類(lèi)的抗生素的化學(xué)成分不一,因此它們對(duì)微生物的作用機(jī)理也很不相同,有些抑制蛋白質(zhì)的合成,有些抑制核酸的合成,有些則抑制細(xì)胞壁的合成。
化學(xué)本質(zhì):鹽酸巴氨西林。其化學(xué)名為1-乙氧甲酰乙氧6-〔D(-)-2-氨基2-乙酰氨基〕青霉烷酸鹽酸鹽。
分子量:384.5
CAS號(hào):61-33-6
EINECS號(hào):200-506-3
InChI編碼:InChI=1/C16H18N2O4S/c1-16⑵12(15(21)22)18-13⒇11(14⒅23-16)17-10⒆8-9-6-4-3-5-7-9/h3-7,11-12,14H,8H2,1-2H3,(H,17,19)(H,21,22)/t11-,12+,14-/m1/s1青霉素它不能耐受耐藥菌株(如耐藥金葡)所產(chǎn)生的酶,易被其破壞,且其抗菌譜較窄,主要對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有效。芐青霉素G有鉀鹽、鈉鹽之分,鉀鹽不僅不能直接靜注,靜脈滴注時(shí),也要仔細(xì)計(jì)算鉀離子量,以免注入人體形成高鉀血癥而抑制心臟功能,造成死亡。
下級(jí)分類(lèi)
類(lèi)曲霉亞屬Aspergilloides
叉狀亞屬Furcatum
青霉亞屬Penicillium
雙輪亞屬 Biverticillium, Dierckx
發(fā)明
亞歷山大·弗萊明(公元1881~1955年),英國(guó)細(xì)菌學(xué)家,是他首先發(fā)現(xiàn)青霉素。后英國(guó)病理學(xué)家霍華德·弗洛里,弗洛里男爵、德國(guó)生物化學(xué)家恩斯特·柴恩進(jìn)一步研究改進(jìn),并成功的用于醫(yī)治人的疾病,三人共獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。芐青霉素的發(fā)現(xiàn),使人類(lèi)找到了一種具有強(qiáng)大殺菌作用的藥物,結(jié)束了傳染病幾乎無(wú)法治療的時(shí)代,從此出現(xiàn)了尋找抗菌素新藥的高潮,人類(lèi)進(jìn)入了合成新藥的新時(shí)代。在美國(guó)學(xué)者麥克·哈特所著的《影響人類(lèi)歷史進(jìn)程的100名人排行榜》,弗萊明名列第43位。
參考資料 >
菌知否|產(chǎn)毒真菌之青霉菌. 中藥民族藥資源研究院.2024-02-25
【真菌形色】具有帚狀枝形態(tài)特征真菌的鑒別. 京港感染論壇.2024-02-25
亮點(diǎn)文章 | 一株高效溶磷產(chǎn)紅青霉培養(yǎng)條件優(yōu)化及其溶磷特性. 生物技術(shù)通報(bào).2024-02-25