[화장품_균 연구] Gram Staining (Differential stain) ①

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[Gram staining (Differential stain, 분별 염색)]

- 1884년 Hans Christian Gram에 의해서 처음으로 개발됨

- 세균 세포벽의 구조적 차이를 이용하여 분류하는 기초적인 세균 염색법

- 세균학에서 가장 널리 사용되고 있는 염색법

- 미생물의 식별을 용이하게 하기 위하여 두 가지 이상의 생물학적 염료를 사용하는 방법임

- 세균을 크게 2개군 -> 그람 양성균 / 그람음성균으로 구별하는 염색법

- 각종 균을 염색하여 현미경으로 관찰하며 감염질환의 조기 진단에 이용함

 

+) 세포벽의 차이에 따라 그람 양성균(보라색)과 그람 음성균(분홍색)으로 구분함.

 

 

[염색  기본 원리]

- 염색에 사용되는 대부분의 염료가 양전하를 가짐. 이로 인해 핵산이나 산성 다당류처럼 음전하를 띠는 세포 성분과 결합하게 되는 원리임

- 양전하를 지닌 염료 : 염기성 염료 (basic dye), ex) methylene blue, crystal violet, safranin 등

- 세포의 표면은 음전하를 띄는 경향이 있기 때문에 이러한 염료들이 세포 표면의 구조물들과 높은 친화력으로 결합하여 염색이 됨

 

출처 : blog.naver.com/jisung8410/220614657262

 

 

[세균의 분류]

1) Gram-positive (그람 양성균)

: 포도상구균, 연쇄상구균, 폐렴균, 나병균, 디프테리아균, 파상풍균, 탄저균, 방선균 등

2) Gram-negative (그람 음성균)

: 살모넬라균, 이질균, 티푸스균, 대장균, 콜레라균, 페스트균, 임균, 수막염균, 스피로헤타 등

 

 

[세균의 특징]

 

 

★ 그람 양성균은 peptidoglycan 층이 두껍게 형성되어 있는 반면, 그람 음성균은 내막과 외막 사이에 주변 세포질이 있고 그 안에 peptidoglycan 층이 얇게 형성되어 있음

 

1) Gram-positive (그람 양성균)

 - 세포벽이 두껍고 균질하며 펩티드 사슬을 이용하여 peptidoglycan 구조 연결

 - teichoic acid 포함 (글리세롤, 리비톨이 인산기로 연결된 중합체)

 - 그람 양성 세균의 세포벽은 peptidoglycan층이 두꺼워서 그람 음성균에 비해 삼투압에 더 강함

 

2) Gram-negative (그람 음성균)

 - peptidoglycan 층이 그람 양성균보다 두께가 얇게 존재함

 - peptidoglycan의 바깥쪽에 다시 외막이 둘러싸고 있음 (막단백질이 많이 포함)

 - peptidoglycan층 외에도 Lipopolysaccharide(지질 다당질) 층이 존재함, 지질 다당질(LPS) 층에는 체성 항원(0 항원)인 lipid A가 있어 독성을 나타냄

 +) 그람음성균 세포 외피의 중요한 특징

  ① 세포막과 그 외막 사이에 존재하는 공간 : periplasmic space, 주변 세포질 공간

  ② 그 주변세포질 공간을 채우고 있는 물질 : periplasm, 주변세포질

 

 

[Peptidoglycan 특징]

- 세균의 세포벽만 유일하게 펩티도글리칸으로 이루어져 있는 것이 두 세균의 공통적인 특징임

- 고세균, 진핵생물 중에는 세포벽을 지니고 있는 것도 있지만 PG로 이루어져 있지 않음

- 즉, 세포벽이 PG로 이루어진 것은 세균이 유일함

 

[Peptidoglycan 구성]

- N-acetylglucosamine(NAG), N-acetylmuramic acid(다당류, polysaccharide)

- tetrapeptides(amino acids)

- Lysine, glycine units (Gram positive) or diaminopinelic acid(Gram negative)

- 다당류와 단백질의 기본구조, 아미노산의 결합체이기 때문에 peptidoglycan이라고 함

- 그람 양성균, 그람음성균 모두 : N-acetylglucosamine(NAG), N-acetylmuramic acid(NAM)가 β-1,4 glycosidic bond로 결합되어 있는 것이 특징이며 두 세균은 N-acetylmuramic acid(NAM)과 직접 결합되어 있는 아미노산으로 L-alanine, D-glutamic acid, D-alanine을 공통으로 가지고 있음