細胞壁
古細菌の細胞壁は植物や細菌のものと極めて性状が異なっており、3ドメインを裏付ける証拠のひとつとなっている。細胞表層構造物質は多岐にわたっているが、主な細胞壁はS層である(80%)。次いでシュードムレインが多い(10%)。
S層のみ:タウム古細菌及びクレン古細菌の殆ど全て、ユーリ古細菌のうちメタノコックス綱、アルカエオグロブス綱、テルモコックス綱、メタノミクロビウム綱、Picrophilusなど。
S層(糖たんぱく質):ハロバクテリウム綱
シュードムレイン:メタノバクテリウム綱
シュードムレイン+S層:Methanothermus、Methanopyrus kandleri
S層+メタノコンドロイチン:Methanosarcina
S層+シース:Methanospirillus、Methanosaeta
外膜(外細胞膜):Ignicoccus、Methanomassiliicoccus luminyensis
ヘテロ多糖:Halococcus
グルタミニルグリカン:Natronococcus
細胞壁を持たないもの:Thermoplasma及びFerroplasma、Cuniculiplasma、Acidiplasmaの全種、Thermococcusの一部菌種、Thermogymnomonas acidicola
ペプチドグリカンは後述する一部の古細菌の細胞壁の構成成分でもあるが、分子構造が異質なため、細菌の細胞壁の構成成分をムレイン、一部の古細菌の細胞壁の構成成分をシュードムレイン(古細菌の細胞壁にて後述)と呼ぶ。
細菌は、莢膜を含む細胞表層構造体の違いにより二つに分けられる。
グラム陰性菌 - ペプチドグリカンのペプチドは、メソ-ジアミノピメリン酸、アラニン、グルタミン酸から構成され、グラム陰性菌ではほぼ一定しているため、細胞壁から細かな分類はできない。細胞壁は、ペプチドグリカン(糖鎖とペプチドの化合物)と外膜で構成されている。この外膜はリポ多糖であり、糖の種類が分類の指標に使われる。厚さは10-15nm程度であり、ペプチドグリカンの占める割合はグラム陽性菌に比べて極めて低く5-10%程度。ムレイン2nm、外膜8nm。
グラム陽性菌 - 上記のメソ-ジアミノピメリン酸部分やペプチド部分の組成や、結合している糖の組成が異なるため、細胞壁の組成は細菌を分類学上の指標として重要となる。グラム陽性菌の細胞壁は20~80nmの厚さで、グラム陰性菌に比べてかなりの厚みを持っていて、ペプチドグリカンは40-90%程度を占める。また細胞壁にはタイコ酸といわれるアルコールとリン酸基の化合物が含まれている。細胞壁の主成分はムレイン。
両菌はグラム染色によって判別が可能である。
細菌の細胞壁(ムレイン)は、糖鎖およびペプチド鎖からなる二種類の鎖からなる。ムレインはグリカン鎖が1層あるいは2層からなる、単分子層あるいは二分子層である。
グリカン鎖:N-アセチルグルコサミンとN-アセチルムラミン酸が交互にβ(1→4)結合している糖鎖