Pepidoglykánová syntéza, štruktúra, funkcie

Ten Pepidoglykán Sú hlavnými komponentmi bunkovej steny baktérií. Sú tiež známe ako „vrecia mureínu“ alebo jednoducho „mureín“ a ich charakteristiky rozdeľujú baktérie do dvoch veľkých skupín: gram -negatívny a gramovo pozitívny.

Gram -negatívne baktérie typu sa vyznačujú, pretože majú peptideoglykánsky lež.

Schéma peptidoglykánovej štruktúry v e. Coli (Zdroj: Yikrazuul / verejná doména cez Wikimedia Commons)

V gram -negatívnych baktériách zaberá peptidoglykán asi 10% bunkovej steny, na rozdiel od gram -pozitívnych baktérií, môže peptidoglykánová vrstva zaberať asi 90% bunkovej steny.

Štruktúra typu „siete“ tvorená peptidoglykánskymi molekulami je jedným z faktorov, ktoré im poskytujú veľkú odolnosť proti baktériám proti vonkajším látkam. Jeho štruktúra pozostáva z dlhých reťazcov glykánov, ktoré sú spojené s tvorbou otvorenej siete, ktorá pokrýva celú cytosolickú membránu.do

Reťazce tejto makromolekuly majú priemernú dĺžku 25 až 40 jednotiek United Disacharids, hoci sa zistili druhy baktérií, ktoré majú disacharidy viac ako 100 jednotiek.

Peptidoglykán sa tiež podieľa na transporte molekúl a látok z intracelulárneho priestoru do extracelulárneho prostredia (povrch), pretože prekurzorové molekuly tejto zlúčeniny sú syntetizované vo vnútri cytosólu a vyvážajú sa na vonkajšiu stranu bunky.

[TOC]

Syntéza peptidoglykánov

Peptidoglykánová syntéza znamená viac ako dvadsať rôznych reakcií, ktoré sa vyskytujú na troch rôznych miestach v bakteriálnych bunkách. Prvá časť procesu je, keď sa generujú pepidoglykánske prekurzory, a to sa vyskytuje v cytosóle.

Na vnútornej strane cytosolickej membrány sa vyskytuje syntéza lipidových sprostredkovateľov a k poslednej časti, v ktorej sa vyskytuje polymerizácia peptidoglykánov, sa vyskytuje v permplapsmickom priestore.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna z regiónu Orinoquía

Spracovanie

Prekurzory uridín-N-acetylglukozamín a uridín-kyselina-N-acetylmuram sa tvoria v cytoplazme z fruktózy-6-fosfátu a reakciami katalyzovanými tromi transpeptidázovými enzýmami, ktoré pôsobia postupne.

Zhromaždenie pentapeptidových reťazcov (kyselina L-alanín-d-glutamín-diamín-diamineopimelic-d-d-d-alanín-d-alanín) OCC D-glutamín, ďalšia kyselina diamineopimelová a ďalší dipémptipidptiptiptiptiptiptiptipého D-alanina-D-alaníny.

Komplexný membránový proteín nazývaný fosfo-N-acetylmumil-pentapéptido-transferáza, ktorá sa nachádza vo vnútornej tvári, katalyzuje prvý krok syntézy v membráne. Tým sa vykonáva prenos uridínu-n-acetylmuram z cytoplazmy na baktretenol (lipid alebo hydrofóbny alkohol).

Bactrepreneol je dopravník spojený s vnútornou tvárou bunkovej membrány. Keď je uridín-kyselina-N-acetylmurama viaže na baktrepreneol, tvorí sa komplex známy ako lipid a lipid. Potom sa prenos pridá druhú molekulu, pentapid a druhý komplex známy ako lipid II.

Lipid II sa potom skladá z uridín-N-acetylglukozamínu, uridínu-kyseliny-n-acetylmuram, L-alanínu, D-glykózy, kyseliny diamineopimelovej a dipéptidového D-alanina-d-alanina-alanina. Nakoniec, takto sú prekurzory začlenené do makromolekulárnej peptidogly.

Transport lipidu II z vnútornej tváre do vnútornej tváre cytoplazmy je posledným krokom syntézy a je katalyzovaný enzýmom „Murámica Flipase“, ktorý je zodpovedný za začlenenie novo syntetizovanej molekuly smerom k extracelulárnemu priestoru, kde bude kryštalizovať.

Štruktúra

Peptidoglykán je heteropolymér tvorený dlhými sacharidovými reťazcami, ktoré sa pretína s krátkymi peptidovými reťazcami. Táto makromolekula obklopuje celý vonkajší povrch bakteriálnej bunky, má formu „pevnej sieťoviny“ a úplnú, ale vyznačuje sa veľkou elastickou kapacitou.

Môže vám slúžiť: Iktiológia: História, čo študujete?, základné pojmy

Sacharidy alebo reťazce uhľohydrátov sa tvoria opakovania disacharidov, ktoré striedavo obsahujú aminoazúce, ako je N-acetylglukozamín a N-acetylmurejová kyselina a kyselina a kyselina.

Grafický prístup k sieťovej štruktúre peptidoglykánu (zdroj: Bradleyhintze / CC0 cez Wikimedia Commons)

Každý disacharid sa spája s druhým cez glukozidickú väzbu typu p (1-4), ktorá sa tvorí v perplastickom priestore v dôsledku pôsobenia transglicozylázového enzýmu. Medzi gram negatívnymi a gramovými baktériami pozitívne existujú rozdiely v poradí zložiek, ktoré sú súčasťou peptidoglykánu.

Pepidoglykán v gramne negatívnej bunke

Peptidoglykán predstavuje vo svojej štruktúre skupina D-laktil pripojená k N-acetylmurámovej kyseline, ktorá umožňuje kovalentnú kotvu krátkych peptidových reťazcov (zvyčajne s dĺžkou dvoch až piatich aminokyselín) cez väzbu Amida).

Peptidoglykán v pozitívnej gramovej bunke

Zostavenie tejto štruktúry sa vyskytuje v bunkovej cytoplazme počas prvej fázy biosyntézy peptidoglykánu. Všetky vytvorené peptidové reťazce majú aminokyseliny v konfigurácii D a L, ktoré sú syntetizované pretekárskymi enzýmami, pretože zodpovedajúca forma aminokyselín.

Všetky peptidoglykánové reťazce majú aspoň jednu aminokyselinu s dibasickými charakteristikami, pretože to umožňuje vytvorenie a zadanie siete medzi susednými reťazcami bunkovej steny.

Funkcia

Peptidoglykán má najmenej 5 hlavných funkcií pre bakteriálne bunky, konkrétne:

- Chráňte integritu buniek pred vnútornými a/alebo vonkajšími zmenami osmotického tlaku, ktoré tiež umožňujú baktérie.

- Chráňte bakteriálnu bunku pred patogénnym útokom: Pevná sieť pepidoglykánov predstavuje fyzickú bariéru, ktorá je ťažko prekoniteľná pre mnoho vonkajších infekčných látok.

Môže vám slúžiť: apolipoproteíny: Čo sú, funkcie, typy

- Udržujte morfológiu buniek: Mnohé z baktérií využívajú výhody. Mnoho baktérií žije pod neuveriteľnými vonkajšími tlakami a udržanie ich morfológie je nevyhnutné prežiť v takýchto podmienkach.

- Pôsobí ako podpora mnohých štruktúr, ktoré sú ukotvené k bunkovej stene baktérií. Mnoho štruktúr, ako napríklad cilia, potrebuje pevnú kotvu v bunke, ale zároveň udeľuje schopnosť pohybovať sa v extracelulárnom prostredí. Kotva vo vnútri bunkovej steny umožňuje ciliou túto konkrétnu mobilitu.

- Reguluje rast a delenie buniek. Pevná štruktúra, ktorá znamená, že bunková stena predstavuje bariéru pre bunku, aby mala obmedzenú expanziu na konkrétny objem. Tiež reguluje, že delenie buniek sa nedochádza k nepokojne v celej bunke, ale že sa vyskytuje v konkrétnom bode.

Odkazy

1. Hellal, a. M., Sayed, a. M., Omara, m., ElseBaei, m. M., & Mayhoub, a. Siež. (2019). Pepidlycan Pathways: Existuje ešte viac. RSC Advances, 9 (48), 28171-28185.
2. Quintela, J., Caparrós, m., & De Pedro, m. Do. (Devätnásť deväťdesiatpäť). Variabilita peptidoglykánových štrukturálnych parametrov v gramnegatívnych baktériách. FEMS Microbiology Letters, 125 (1), 95-100.
3. Rogers, h. J. (1974). Pepidoglykány (wallopeptidy): Štruktúra, funkcia a variácie. Annals of New York Academy of Sciences, 235 (1), 29-51.
4. Vollmer, W. (2015). Pepidaglykálny. Molekulárna lekárska mikrobiológia (str. 105-124). Akademická tlač.
5. Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, bakteriálne pepidlykán (Murein) Hydrolas, recenzie mikrobiológie FEMS, zväzok 32, vydanie 2, marec 2008, strany 259-286.