大腸桿菌（/?????r?ki? ?ko?la?/），又名大腸桿菌（/?i? ?ko?la?/），是大腸桿菌屬的革蘭氏陰性兼性厭氧桿狀大腸桿菌，常見于大腸桿菌下段。 溫血生物。 大多數大腸桿菌菌株是無害的，但某些血清型（EPEC、ETEC 等）會在其宿主體內引起嚴重的食物中毒，并且偶爾會導致導致產品召回的食品污染事件。 大多數菌株不會引起人類疾病，并且是腸道正常微生物群的一部分； 這些菌株對人類無害甚至有益（盡管與致病菌株相比，這些菌株的研究往往較少）。 例如，一些大腸桿菌菌株通過產生維生素 K2 或通過防止病原菌在腸道定植而使其宿主受益。 大腸桿菌和人類之間的這些互利關系是一種互惠生物關系——人類和大腸桿菌都在互惠互利。 大腸桿菌隨糞便排出到環境中。 在有氧條件下，這種細菌會在新鮮糞便中大量生長三天，但之后其數量會緩慢下降。

大腸桿菌和其他兼性厭氧菌約占腸道菌群的 0.1%，糞口傳播是致病菌致病的主要途徑。 細胞能夠在體外存活一段有限的時間，這使它們成為檢測環境樣本是否存在糞便污染的潛在指示生物。 不過，越來越多的研究已經檢驗了環境持久性大腸桿菌，這種大腸桿菌可以存活很多天并在宿主之外生長。

這種細菌可以在實驗室環境中輕松且廉價地生長和培養，并且已經進行了 60 多年的深入研究。 大腸桿菌是化學異養菌，其化學成分確定的培養基必須包含碳源和能量源。 大腸桿菌是研究最廣泛的原核模式生物，也是生物技術和微生物學領域的重要物種，在重組 DNA 的大部分工作中，它都是宿主生物。 在有利條件下，只需 20 分鐘即可繁殖。

大腸桿菌是革蘭氏陰性、兼性厭氧、不形成孢子的大腸桿菌。 細胞通常呈桿狀，長約 2.0 μm，直徑約 0.25-1.0 μm，細胞體積為 0.6-0.7 μm3。 抗生素可以有效治療消化道以外的大腸桿菌感染和大多數腸道感染，但不能用于治療這些細菌中的一種菌株引起的腸道感染。 允許細菌游動的鞭毛具有周生排列。 它還通過稱為 intimin 的粘附分子附著并抹去腸道的微絨毛。

大腸桿菌可以在多種底物上生存，并在厭氧條件下使用混合酸發酵，產生乳酸、琥珀酸、乙醇、乙酸和二氧化碳。 由于混合酸發酵中的許多途徑都會產生氫氣，因此這些途徑要求氫氣含量較低，例如大腸桿菌與產甲烷菌或硫酸鹽還原菌等耗氫生物共存時的情況。

此外，大腸桿菌的新陳代謝可以重新調整為僅使用 CO2 作為生物質生產的碳源。 換句話說，通過異源表達固碳基因和甲酸脫氫酶并進行實驗室進化實驗，可以改變這種專性異養生物的代謝以顯示自養能力。 這可以通過使用甲酸鹽來減少電子載體并提供這些合成自養生物內部合成代謝途徑所需的 ATP 來完成。

大腸桿菌具有三種天然糖酵解途徑：EMPP、EDP 和 OPPP。 EMPP 采用十個酶促步驟，每個葡萄糖分子產生兩個丙酮酸、兩個 ATP 和兩個 NADH，而 OPPP 作為 NADPH 合成的氧化途徑。

盡管 EDP 在這三種途徑中在熱力學上更有利，但大腸桿菌不使用 EDP 進行葡萄糖代謝，主要依賴 EMPP 和 OPPP。 除了在使用葡萄糖酸鹽生長期間外，EDP 主要保持無活性。

在存在糖混合物的情況下生長時，細菌通常會通過稱為分解代謝物抑制的過程依次消耗糖。 通過抑制參與代謝較不喜歡的糖的基因的表達，細胞通常會首先消耗產生最高生長速率的糖，然后是產生次高生長速率的糖，依此類推。 在這樣做的過程中，細胞確保它們有限的代謝資源被用于最大化生長速度。