Synteza pepidoglikanu, struktura, funkcje

Pepidoglikany Są głównymi składnikami ściany komórkowej bakterii. Są również znane jako „worki mureine” lub po prostu „mureine”, a ich cechy dzielą bakterie na dwie duże grupy: gram -ujemne i gram -dodatni.

Bakterie typu gram -ujemne są wyróżniające.

Schemat struktury peptydoglikanu w E. Coli (Źródło: Yikrazuul / Public Domena przez Wikimedia Commons)

W bakteriach ujemnych gram peptydoglikan zajmuje około 10% ściany komórkowej, w przeciwieństwie do bakterii pozytywnych Grama, warstwa peptydoglikanu może zajmować około 90% ściany komórkowej ściany komórkowej.

Struktura typu „sieci” utworzona przez cząsteczki peptydoglikanu jest jednym z czynników, które dają im dużą odporność na bakterie przeciwko środkom zewnętrznym. Jego struktura składa się z długich łańcuchów glikanów, które są powiązane z tworzeniem otwartej sieci, która obejmuje całą błonę cytozolową.Do

Łańcuchy tej makrocząsteczki mają średnią długość od 25 do 40 jednostek zjednoczonych disacharydów, chociaż znaleziono gatunki bakterii, które mają disacharydy ponad 100 jednostek.

Peptydoglikan uczestniczy również w transporcie cząsteczek i substancji z przestrzeni wewnątrzkomórkowej do środowiska pozakomórkowego (powierzchnia), ponieważ cząsteczki prekursora tego związku są syntetyzowane wewnątrz cytosolu i są eksportowane na zewnątrz komórki.

[TOC]

Synteza peptydoglikanów

Synteza peptydoglikanu implikuje ponad dwudziestu różnych reakcji, które występują w trzech różnych miejscach w komórce bakteryjnej. Pierwsza część procesu polega na tym, że generowane są prekursory pepidoglikanu.

Na wewnętrznej powierzchni błony cytozolowej występuje synteza pośredników lipidowych, a ostatnia część, w której występuje polimeryzacja peptydoglikanów.

Może ci służyć: flora i fauna z regionu Orinoquía

Proces

Prekursory urydyny-N-acetyloglukozamina i urydyna-kwas-kwas-acetylamuramika powstają w cytoplazmie z fruktozy-6-fosforanu i poprzez reakcje katalizowane przez trzy enzymy transpeptydazy, które działają konsekwencyjnie.

Zbiór łańcuchów pentapeptydów (L-alanina-D-glutamina-diaminopimelic-D-D-Aalanina-D-alanina kwas d-glutamina, inny kwas diamineopimeliczny i inny diptide d-alanina-d-alanina.

Kompleksowe białko błonowe zwane fosfo-N-acetylamuramil-pentapétdo-transferazy, które znajduje się na wewnętrznej twarzy, katalizuje pierwszy etap syntezy w błonie. Wynika to z przeniesienia urydyny-kwas-acetylamuramika z cytoplazmy do baktretenolu (alkoholu lipidowego lub hydrofobowego).

Bactrepreneol jest przenośnikiem związanym z wewnętrzną powierzchnią błony komórkowej. Gdy urydyna-kwas-acetylamuramika wiąże się z bactrepreneol. Następnie powstaje przeniesienie dodaje drugą cząsteczkę, pentapid i drugi kompleks znany jako lipid II.

Lipid II składa się następnie z urydyny-acetyloglukozaminy, urydyny-kwas-kwas-acetylamuramika, L-alaniny, D-glikozy, kwasu diamineopimelicowego i dipéptide D-Alanina-D-Alanina. Wreszcie, w ten sposób prekursory są włączone do makrocząsteczkowego peptydogly.

Transport lipidów II z wewnętrznej twarzy do wewnętrznej powierzchni cytoplazmy jest ostatnim krokiem syntezy i jest katalizowany przez enzym „flipazę murámica”, która jest odpowiedzialna za włączenie nowo zsyntetyzowanej cząsteczki w kierunku przestrzeni pozakomórkowej, w której będzie ona ona, w której będzie ona przestrzeń zewnątrzkomórkowa, w której będzie ona ona krystalizować.

Struktura

Peptydoglikan jest heteropolimerem utworzonym przez długie łańcuchy węglowodanów, które przecinają się z krótkimi łańcuchami peptydowymi. Ta makrocząstka otacza całą zewnętrzną powierzchnię komórki bakteryjnej, ma postać „stałej siatki” i kompletnej, ale charakteryzującej się dużą zdolnością sprężystą.

Może ci służyć: ICTiology: History, What You Stuwy?, podstawowe koncepcje

Węglowodany lub łańcuchy węglowodanów powstają w wyniku powtórzeń disacharydów, które na przemian zawierają aminoazúce, takie jak N-acetyloglukozamina i kwas N-acetylomuramur i kwas.

Podejście graficzne do sieci w kształcie sieci peptydoglikanu (źródło: Bradleyhintze / CC0 przez Wikimedia Commons)

Każdy disacharyd łączy się z drugim poprzez wiązanie glukozydowe typu β (1-4), które powstaje w przestrzeni perplastycznej z powodu działania enzymu transglikozylazy. Między bakterią Gram Negative i Gram dodatnie istnieją różnice w kolejności składników, które są częścią peptydoglikanu.

Pepidoglikan w komórce gramowej

Peptydoglikan przedstawia w swojej strukturze grupa D-laktyliowa przyłączona do kwasu N-acetylamuraminowego, co umożliwia kowalencyjną kotwicę krótkich łańcuchów peptydowych (zwykle o długości dwóch do pięciu aminokwasów) poprzez wiązanie amida wiązanie amida.

Peptydoglikan w dodatnich komórkach gram

Założenie tej struktury występuje w cytoplazmie komórkowej podczas pierwszej fazy biosyntezy peptydoglikanu. Wszystkie utworzone łańcuchy peptydowe mają aminokwasy w konfiguracji D i L, które są syntetyzowane przez enzymy wyścigowe, ponieważ odpowiednia forma aminokwasowa.

Wszystkie łańcuchy peptydoglikanu mają co najmniej jeden aminokwas o właściwościach dibasowych, ponieważ pozwala to na tworzenie i wprowadzenie sieci między sąsiednimi łańcuchami ściany komórkowej.

Funkcje

Peptydoglikan ma co najmniej 5 głównych funkcji dla komórek bakteryjnych, a mianowicie:

- Chroń integralność komórek przed wewnętrznymi i/lub zewnętrznymi zmianami ciśnienia osmotycznego, pozwalając również na bakterie.

- Chroń komórkę bakteryjną przed atakiem patogennym: sztywna sieć pepidoglikanów stanowi barierę fizyczną trudną do pokonania wielu zewnętrznych środków zakaźnych.

Może ci służyć: apolipoproteiny: co to jest, funkcje, typy

- Utrzymuj morfologię komórek: wiele bakterii skorzysta. Wiele bakterii żyje pod niewiarygodną presją zewnętrzną i utrzymuje ich morfologię jest niezbędne do przetrwania w takich warunkach.

- Działa jako wsparcie dla wielu struktur zakotwiczonych w ścianie komórkowej bakterii. Na przykład wiele struktur, takich jak rzęsy, potrzebuje mocnej kotwicy w komórce, ale jednocześnie nadaje zdolność poruszania się w środowisku pozakomórkowym. Kotwica wewnątrz ściany komórkowej umożliwia rzęskom tę szczególną mobilność.

- Reguluje wzrost i podział komórek. Sztywna struktura, która oznacza, że ​​ściana komórkowa reprezentuje barierę dla komórki ma ograniczoną rozszerzenie do określonej objętości. Reguluje również, że podział komórek nie zdarza się w nieuporządkowany sposób w całej komórce, ale występuje w określonym punkcie.

Bibliografia

1. Hellal, a. M., Sayed, a. M., Omara, m., Elsebaei, m. M., & Mayhoub, a. S. (2019). Pepidlycan Pathways: Jest jeszcze więcej. RSC Advances, 9 (48), 28171-28185.
2. Quintela, J., Caparrós, m., & De Pedro, m. DO. (1995). Zmienność parametrów strukturalnych peptydoglikanu w bakteriach Gram-ujemnych. FEMS Microbiology Letters, 125 (1), 95-100.
3. Rogers, godz. J. (1974). Pepidoglikany (Wallopepeptydy): struktura, funkcja i warianty. Annals of New York Academy of Sciences, 235 (1), 29-51.
4. Vollmer, w. (2015). Pepidaglycan. Molekularna mikrobiologia medyczna (PP. 105-124). Academic Press.
5. Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, Bacterial Pepidlycan (Murein) Hydrolas, FEMS Microbiology Reviews, tom 32, wydanie 2, marzec 2008, strony 259-286.