大腸桿菌（Escherichia coli，E.coli） 革蘭氏陰性短桿菌，大小為0.5×1～3μm。周生鞭毛，能運(yùn)動(dòng)，無(wú)芽孢?？梢园l(fā)酵多種糖類產(chǎn)酸、產(chǎn)氣，是人和動(dòng)物腸道中的正常棲居菌，嬰兒出生后其就隨著哺乳進(jìn)入腸道，糞便干重的1/3幾乎都是它。Escherich在1885年發(fā)現(xiàn)了大腸桿菌（Escherichia coli），其在很長(zhǎng)一段時(shí)間里都被人們當(dāng)做非致病菌，只認(rèn)為它是正常腸道菌群的組成部分。一直到20世紀(jì)中葉，人們才發(fā)現(xiàn)一些特殊血清型的大腸桿菌對(duì)人和動(dòng)物有病原性，特別是對(duì)幼畜（禽）和嬰兒，常常會(huì)導(dǎo)致敗血癥以及嚴(yán)重的腹瀉。

人體關(guān)系

在日常生活中，與我們關(guān)系十分密切的細(xì)菌種類很多，其中的一類就是大腸桿菌，大腸桿菌的學(xué)名又叫做“大腸埃希菌”，腸道桿菌大類中就包括它。它是一種單細(xì)胞生物，其對(duì)人體無(wú)害，其寄生在人體的大腸和小腸里，它有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)特征，快速的繁殖能力，非常容易培養(yǎng)。生物學(xué)中的重要材料就包括它。在嬰兒剛出生的幾小時(shí)內(nèi)，大腸桿菌就經(jīng)過(guò)吞咽在腸道內(nèi)定居了。在正常的狀態(tài)下，大多數(shù)大腸桿菌是安全的，它們不僅不會(huì)危害人們的身體健康，而且還能夠在體內(nèi)幫人們防御住致病菌和促進(jìn)人體類維生素K2的形成，與人體互利共生。然而，當(dāng)出現(xiàn)機(jī)體免疫力降低，腸道長(zhǎng)期缺乏刺激等特殊情況時(shí)，它們可能會(huì)移居到例如膽囊、尿道、膀胱、闌尾等腸道以外的地方，從而導(dǎo)致了相應(yīng)部位的感染或全身播散性感染。所以大部分大腸桿菌一般會(huì)被看作機(jī)會(huì)致病菌。

耐酸機(jī)制

在新的研究中，研究者已經(jīng)證實(shí)，L-谷氨酰胺經(jīng)過(guò)酶促反應(yīng)釋放氨，從而使得大腸桿菌獲得了耐酸性。在三種已知的ARs中，依然不了解AR1的功能機(jī)制。和AR1相比較，AR2和AR3的分子機(jī)制解析得更加的深入。一個(gè)氨基酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GadC從屬于AR2，其負(fù)責(zé)交換細(xì)胞外的L-谷氨酸(Glu)與細(xì)胞內(nèi)的γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid ，GABA）。Glu被兩個(gè)Glu脫羧酶GadA和GadB轉(zhuǎn)變?yōu)镚ABA。AR3具有反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AdiC和精氨酸脫酸酶AdiA兩個(gè)組件。R2或AR3一次完整的循環(huán)能夠?qū)?/span>

質(zhì)子從細(xì)胞質(zhì)中排出至細(xì)胞外環(huán)境中，從而使得細(xì)胞內(nèi)pH提高了，使得細(xì)菌在酸性環(huán)境下存活得到促進(jìn)。在有效的臨床預(yù)防及ZL方面，對(duì)細(xì)菌AR的全面了解具有重大的意義。之所以要對(duì)細(xì)菌在pH值為2-3的環(huán)境下的生存機(jī)制有所了解的重要性非常大，是由于所有的食物傳播性致病菌都必須通過(guò)極酸性胃。對(duì)于這些機(jī)制，當(dāng)前研究人員了解的還不夠透徹。

在這項(xiàng)研究中，一個(gè)新型大腸桿菌耐酸性系統(tǒng)被研究人員鑒別了出來(lái)，其依賴于谷氨酰胺酶YbaS和氨基酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GadC的現(xiàn)象被證實(shí)了。酸性pH能夠激活YbaS和GadC，如果想要YbaS和GadC，那么pH值需要小于等于6.0才行。

通過(guò)吸收L-谷氨酰胺（Gln），大腸桿菌利用YbaS將之轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-谷氨酸（Glu），伴隨釋放氣態(tài)氨。游離氨中和質(zhì)子，酸性環(huán)境下細(xì)胞內(nèi)pH的被。細(xì)胞外Gln 與細(xì)胞內(nèi)Glu 交換則由GadC負(fù)責(zé)。在極酸性環(huán)境下大腸桿菌的生存得到保障是由于這一耐酸系統(tǒng)。