氨基糖是一类糖的羟基由氨基所取代的化合物的总称，是许多生物大分子如壳聚糖、抗生素、脂多糖、糖蛋白和黏多糖等的组成成分，有微生物代谢物及其细胞壁的残留这两种来源渠道，在微生物死亡后能够在环境中有着较长的保存时间，有较高的稳定性和微生物异源性。氨基糖作为微生物标识物，在土壤有机质积累、微生物群落动态变化以及碳氮循环研究中多有应用。
目前，在微生物中已经鉴别出了 26 种氨基糖，而土壤中存在着 11 种氨基糖，利用色谱技术进行分离操作，目前可以定量分析4种氨基糖：氨基葡萄糖（GlcN）、氨基半乳糖（GalN）、甘露糖胺（ManN）和胞壁酸（MurN）。
四种氨基糖的化学结构式
氨基糖主要指标
土壤中的氨基糖(amino sugars,ASs)正是表征微生物残留物的生物标志物。氨基糖是细胞壁肽聚糖和几丁质的基本组成单位,广泛存在于土壤真菌、细菌以及一些土壤低等动物(节肢动物)中,但不存在于植物细胞的组分。自然界氨基糖种类多样,可以定量的分析出土壤中的四种氨基糖,包括葡糖胺(Glucosamine, GluN)、胞壁酸(Muramic acid, MurN)、半乳糖胺(Galactosamine,GalN)和甘露糖胺(Mannosamine, ManN)。
1、氨基葡萄糖（Glucosamine，GlcN）
氨基葡萄糖在这四种氨基糖中的含量是最高的，GlcN 对土壤中氨基糖的贡献率在 47% 到 68% 之间，GlcN 通常存在于真菌和细菌当中，真菌的细胞壁是土壤中 GlcN 的主要来源，古细菌细胞壁和无脊椎动物外骨骼来源的氨基糖在土壤中可以是忽略不计的。GlcN 是真菌几丁质（Chitin）的唯一成分，GlcN 也可以在 N-乙酰化后产生的衍生物质与 N-乙酰胞壁酸以 β-1,4-糖苷键相聚合后形成肽聚糖。
2、氨基半乳糖（Galactosamine，GalN）
氨基半乳糖是土壤中第二常见的氨基糖，GalN对土壤中氨基糖的贡献率在 17% 到 42% 之间。GalN在以往被认为主要来源于细菌，但后续研究发现真菌的贡献也不可忽视。GalN 可能是土壤中胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substance，EPS）的重要组成部分，土壤中的胞外聚合物具有与粘蛋白相似的作用 (保护胞外酶的功能)，粘蛋白是一个高分子量、高度糖基化和乙二醇结合的蛋白质族，包含高浓度的 GalN，类似的粘液物质如胞外聚合物和荚膜多糖，以及附着在微生物细胞壁上的脂多糖，可能是土壤中 GalN 的主要来源。
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3、甘露糖胺（Mannosamine，ManN）
土壤中甘露糖胺的含量较低，甘露糖胺对土壤中氨基糖的贡献率平均为 4% ，ManN 对单独某一种微生物群体无特异性，这是因为在细菌和真菌当中均有 ManN 的生成，以往的研究表明真菌的唾液酸中、细菌的磷壁酸以及革兰氏阳性菌的EPS中，都可以检测到 ManN 的存在。
4、胞壁酸（Muramic acid，MurN）
土壤中的胞壁酸唯一来源于细菌，是细菌中脂多糖和细胞壁中肽聚糖的组成成分，其会受相关酶的作用进而发生乙酰基化形成 N-乙酰胞壁酸 (N-acetyl muramic acid)，并且与 N-乙酰葡萄糖胺 (N-acetyl-glucosamine) 经 β-1,4-糖苷键连接成细菌细胞壁中的基本骨架。MurN 只存在于细菌细胞壁的膜层中，这种肽聚糖球囊是几乎所有细菌中独特和必需的结构，MurN 对土壤中氨基糖的贡献在 3% 到16% 之间，是土壤中细菌最具特异性的生物标志物，研究中可以用其指征微生物中细菌对土壤的贡献。
氨基糖作为生物标识物，在环境科学、生命科学及地球科学等领域备受关注。早期的检测方法存在很多不足，随着仪器分析技术的发展，气相色谱法、高效液相色谱、红外光谱法等分析测试技术以其高灵敏度、检出限低及准确度等优点成为检测氨基糖的主要分析手段。
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在上述三种方法中，气相色谱法操作简单，耗时更少，各氨基糖色谱峰单一，适合定量分析。该方法通过水解的方式可以得到待测样品中的各种氨基单糖，经过纯化操作后再进行衍生化得到氨基糖的衍生化产物。此种方法可以得到氨基糖的色谱峰，通过分析得到数据规律从而断定其含量的变化趋势，这是一种较为成熟的方法，并广泛应用于土壤中氨基糖的检测。返回搜狐，查看更多