Sintesis pepidoglycan, struktur, fungsi

The Pepidoglycans Mereka adalah komponen utama dinding sel bakteria. Mereka juga dikenali sebagai "karung Mureine" atau hanya "Mureine" dan ciri -ciri mereka membahagikan bakteria menjadi dua kumpulan besar: gram -negative dan gram -positive.

Bakteria jenis gram -negatif dibezakan kerana mereka mempunyai peptideoglycan Lay.

Skim struktur peptidoglycan di e. Coli (Sumber: Yikrazuul / Domain Awam melalui Wikimedia Commons)

Dalam bakteria gram -negatif, peptidoglycan menduduki kira -kira 10% dinding sel, berbeza dengan bakteria gram -positif, lapisan peptidoglycan boleh menduduki kira -kira 90% dinding sel.

Struktur jenis "rangkaian" yang dibentuk oleh molekul peptidoglycan adalah salah satu faktor yang memberi mereka ketahanan yang besar terhadap bakteria terhadap agen luaran. Strukturnya terdiri daripada rantai panjang glycans yang dikaitkan membentuk rangkaian terbuka yang merangkumi keseluruhan membran sitosolik.ke

Rantai makromolekul ini mempunyai panjang purata 25 hingga 40 unit disakarida bersatu, walaupun spesies bakteria telah dijumpai yang mempunyai disakarida lebih dari 100 unit.

Peptidoglycan turut mengambil bahagian dalam pengangkutan molekul dan bahan dari ruang intrasel ke persekitaran ekstraselular (permukaan), kerana molekul prekursor sebatian ini disintesis di dalam sitosol dan dieksport ke luar sel.

[TOC]

Sintesis peptidoglycans

Sintesis peptidoglycan membayangkan lebih daripada dua puluh reaksi yang berbeza, yang berlaku di tiga tempat yang berbeza di sel bakteria. Bahagian pertama prosesnya adalah di mana prekursor pepidoglycan dihasilkan dan ini berlaku di sitosol.

Pada muka dalaman membran sitosolik, sintesis perantara lipid berlaku dan bahagian terakhir, di mana pempolimeran peptidoglycans berlaku, berlaku di ruang perspapsmic.

Ia boleh melayani anda: Flora dan Fauna dari rantau Orinoquía

Proses

Prekursor uridine-n-acetylglucosamine dan uridine-asid-n-asetilmuram terbentuk dalam sitoplasma dari fruktosa-6-fosfat dan melalui tindak balas yang dikatalisis oleh tiga enzim transpeptidase yang bertindak secara berturut-turut.

Perhimpunan rantaian pentapeptida (L-alanine-D-glutamine-diamineopimelic-D-D-D-alanine-D-alanine) OCC D-glutamine, satu lagi asid diamineopimelic dan satu lagi D-Alanina-D-Alanina dipéptide dipéptide.

Protein membran yang komprehensif yang dipanggil phospho-n-acetylmuramil-pentapéptido-transferase, yang terletak di wajah dalaman, memangkinkan langkah pertama sintesis dalam membran. Ini melakukan pemindahan uridine-asid-n-asetilmuramic dari sitoplasma ke bactretenol (lipid atau alkohol hidrofobik).

Bactrepreneol adalah penghantar yang berkaitan dengan wajah dalaman membran sel. Apabila uridine-asid-n-asetilmuramic mengikat kepada bactrepreneol, kompleks yang dikenali sebagai lipid dan lipid terbentuk. Kemudian, pemindahan menambah molekul kedua, pentapid, dan kompleks kedua yang dikenali sebagai lipid II terbentuk.

Lipid II kemudiannya terdiri daripada uridine-n-acetylglucosamine, uridine-asid-n-asetilmuramic, L-alanine, d-glikos, asid diamineopimelic dan dipéptide d-alanina-d-alanina. Akhirnya, dengan cara ini, prekursor dimasukkan ke dalam peptidogik makromolekul.

Pengangkutan lipid II dari muka dalaman ke wajah dalaman sitoplasma adalah langkah terakhir sintesis dan dipangkin oleh enzim "Murámica Flipase", yang bertanggungjawab untuk menggabungkan molekul yang baru disintesis ke arah ruang ekstraselular di mana ia akan Crystallize.

Struktur

Peptidoglycan adalah heteropolimer yang dibentuk oleh rantai karbohidrat panjang yang bersilang dengan rantai peptida pendek. Makromolekul ini mengelilingi seluruh permukaan luar sel bakteria, mempunyai bentuk "mesh pepejal" dan lengkap, tetapi dicirikan oleh kapasiti elastik yang besar.

Boleh melayani anda: ictiology: sejarah, apa yang anda belajar?, konsep asas

Karbohidrat atau rantai karbohidrat dibentuk oleh pengulangan disakarida yang secara bergantian mengandungi aminoazúces seperti N-asetilglucosamine dan asid n-asetilmuramik dan asid.

Pendekatan grafik ke struktur berbentuk rangkaian peptidoglycan (Sumber: Bradleyhintze / CC0 melalui Wikimedia Commons)

Setiap disaccharide bergabung dengan yang lain melalui ikatan glukosida β-jenis (1-4), yang terbentuk dalam ruang percemuan disebabkan oleh tindakan enzim transglicosylase. Antara bakteria gram negatif dan gram positif terdapat perbezaan dalam susunan komponen yang merupakan sebahagian daripada peptidoglycan.

Pepidoglycan dalam sel negatif gram

Peptidoglycan membentangkan dalam strukturnya kumpulan D-laktil yang dilampirkan pada asid n-asetilmuramik, yang membolehkan sauh kovalen rantai peptida pendek (biasanya dengan panjang dua hingga lima asid amino) melalui ikatan amida.

Peptidoglycan dalam sel gram positif

Perhimpunan struktur ini berlaku dalam sitoplasma sel semasa fasa pertama biosintesis peptidoglycan. Semua rantai peptida yang terbentuk mempunyai asid amino dalam konfigurasi D dan L, yang disintesis oleh enzim perlumbaan sejak bentuk asid amino yang sepadan.

Semua rantai peptidoglycan mempunyai sekurang -kurangnya satu asid amino dengan ciri -ciri dibasic, kerana ini membolehkan rangkaian antara rantai bersebelahan dinding sel akan dibentuk dan dimasukkan.

Fungsi

Peptidoglycan mempunyai sekurang -kurangnya 5 fungsi utama untuk sel -sel bakteria, iaitu:

- Melindungi integriti sel terhadap perubahan tekanan osmotik dalaman dan/atau luaran, juga membolehkan bakteria.

- Lindungi sel bakteria dari serangan patogen: rangkaian tegar pepidoglycans mewakili halangan fizikal yang sukar untuk diatasi untuk banyak agen berjangkit luaran.

Boleh melayani anda: apolipoprotein: apa, fungsi, jenis

- Mengekalkan Morfologi Sel: Banyak bakteria mengambil kesempatan. Ramai bakteria hidup di bawah tekanan luaran yang luar biasa dan mengekalkan morfologi mereka adalah penting untuk bertahan dalam keadaan sedemikian.

- Ia bertindak sebagai sokongan untuk banyak struktur yang berlabuh ke dinding sel bakteria. Banyak struktur, seperti silia, misalnya, memerlukan sauh yang kukuh di dalam sel, tetapi pada masa yang sama memberikan keupayaan untuk bergerak dalam persekitaran ekstraselular. Anchor di dalam dinding sel membolehkan silia ini mobiliti tertentu.

- Mengawal pertumbuhan dan pembahagian sel. Struktur tegar yang bermaksud dinding sel mewakili halangan bagi sel untuk mempunyai pengembangan terhad kepada jumlah tertentu. Ia juga mengawal selia bahawa pembahagian sel tidak berlaku dengan cara yang tidak senonoh di seluruh sel, tetapi ia berlaku pada titik tertentu.

Rujukan

1. Hellal, a. M., Sayed, a. M., Omara, m., Elsebaei, m. M., & Mayhoub, a. S. (2019). Laluan Pepidlycan: Masih ada lagi. Kemajuan RSC, 9 (48), 28171-28185.
2. Quintela, j., Caparrós, m., & De Pedro, m. Ke. (Sembilan-belas sembilan puluh lima). Variabiliti parameter struktur peptidoglycan dalam bakteria gram-negatif. Surat Mikrobiologi FEMS, 125 (1), 95-100.
3. Rogers, h. J. (1974). Pepidoglycans (Wallopeptides): Struktur, Fungsi, dan Variasi. Annals of the New York Academy of Sciences, 235 (1), 29-51.
4. Vollmer, w. (2015). Pepidaglycan. Mikrobiologi Perubatan Molekul (PP. 105-124). Akhbar Akademik.
5. Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, Bakteria Pepidlycan (Murein) Hydrolas, Kajian Mikrobiologi FEMS, Jilid 32, Isu 2, Mac 2008, Halaman 259-286.