Sinteza pepidoglikana, struktura, funkcije

The Pepidoglikani So glavne sestavine celične stene bakterij. Znane so tudi kot "vreče mureina" ali preprosto "murein", njihove značilnosti pa bakterije delijo na dve veliki skupini: gram -negativno in gram -pozitivno.

Gram -negativne bakterije se razlikujejo, ker imajo peptideoglikan.

Shema strukture peptidoglikana v E. Coli (vir: yikrazuul / javna domena prek Wikimedia Commons)

V gram -negativnih bakterijah peptidoglikan zavzema približno 10% celične stene, v nasprotju z gram -pozitivnimi bakterijami lahko peptidoglikanska plast zasede približno 90% celične stene.

Struktura tipa omrežja, ki jo tvorijo molekule peptidoglikana. Njegova struktura je sestavljena iz dolgih verig glikanov, ki so povezane z odprto mrežo, ki pokriva celotno citosolno membrano.do

Verige te makromolekule imajo povprečno dolžino od 25 do 40 enot Združenih disaharidov, čeprav so bile najdene vrste bakterij, ki imajo disaharide več kot 100 enot.

Peptidoglikan sodeluje tudi pri transportu molekul in snovi od znotrajceličnega prostora do zunajceličnega okolja (površine), saj se molekule predhodnika te spojine sintetizirajo znotraj citosola in se izvažajo v zunaj celice.

[TOC]

Sinteza peptidoglikanov

Sinteza peptidoglikana pomeni več kot dvajset različnih reakcij, ki se pojavljajo na treh različnih mestih v bakterijski celici. Prvi del postopka je tam, kjer nastajajo prekurzorji pepidoglikana, kar se pojavi v citosolu.

Na notranji strani citosolne membrane se pojavi sinteza lipidnih posrednikov in zadnji del, kjer se pojavi polimerizacija peptidoglikanov, se pojavi v perplapsmičnem prostoru.

Lahko vam služi: flora in favna iz regije Orinoquía

Proces

Predhodniki uridin-N-acetilglukozamin in uridin-kislina-N-acetilmuramika tvorijo v citoplazmi iz fruktoze-6-fosfata in skozi reakcije, ki jih katalizirajo trije encimi transpeptidaze, ki delujejo zaporedno.

Sklop pentapeptidnih verig (L-alanin-D-glutamin-diamineopimelic-D-D-alanin-D-alanin kislina) OCC D-glutamin, še ena diamineopimelična kislina in še ena D-Alanina-D-Alanina Dipéptide.

Obsežen membranski protein, imenovan fosfo-N-acetilmuramil-penapéptido-transferaza, ki se nahaja na notranji strani, katalizira prvi korak sinteze v membrani. To izvaja prenos uridin-N-acetilmuramike iz citoplazme na baktretenol (lipidni ali hidrofobni alkohol).

Bactrepreneol je transporter, povezan z notranjim obrazom celične membrane. Ko se uridin-kislina-N-acetilmuramika veže na baktrepreneol, se tvori kompleks, znan kot lipid in lipid. Nato prenos doda drugo molekulo, pentapid in drugi kompleks, znan kot Lipid II.

Lipid II je nato sestavljen iz uridin-N-acetilglukozamina, uridin-N-acetilmuramičnega, L-alanina, D-glikoze, diamineopimelične kisline in dipéptide D-Alanina-D-Alanina. Končno so predhodniki vgrajeni v makromolekularno peptidogly.

Prevoz lipida II z notranjega obraza do notranjega obraza citoplazme je zadnji korak sinteze in ga katalizira encim "Murámica flipase", ki je odgovoren za vključitev na novo sintetizirane molekule v zunajcelični prostor kristalizirajte.

Struktura

Peptidoglikan je heteropolimer, ki ga tvorijo dolge verige ogljikovih hidratov, ki se sekajo s kratkimi peptidnimi verigami. Ta makromolekula obdaja celotno zunanjo površino bakterijske celice, ima obliko "trdne mreže" in popolno, za katero je značilna velika elastična sposobnost.

Vam lahko služi: ictiologija: zgodovina, kaj študiraš?, Osnovni koncepti

Ogljikovi hidrati ali verige ogljikovih hidratov tvorijo ponovitve disaharidov, ki izmenično vsebujejo aminoazúce, kot sta N-acetilglukozamin in N-acetilmuraminska kislina in kislina.

Grafični pristop k omrežni strukturi peptidoglikana (vir: Bradleyhintze / CC0 prek Wikimedia Commons)

Vsak disaharid se pridruži drugemu z β-tipom glukozidne vezi (1-4), ki nastane v perplastičnem prostoru zaradi delovanja encima transglikozilaze. Med gram negativnimi in gram bakterijami pozitivno obstajajo razlike v vrstnem redu komponent, ki so del peptidoglikana.

Pepidoglikan v gram negativni celici

Peptidoglikan v svoji strukturi predstavlja skupino laktila D, pritrjeno na N-acetilmuramično kislino, ki omogoča kovalentno sidro kratkih peptidnih verig (običajno z dolžino dveh do petih aminokislin) skozi vez Amida.

Peptidoglikan v pozitivni gram celici

Sklop te strukture se pojavi v celični citoplazmi v prvi fazi biosinteze peptidoglikana. Vse peptidne verige, ki se tvorijo, imajo aminokisline v konfiguraciji D in L, ki jih sintetizirajo z dirkalnimi encimi, saj ustrezne aminokisline oblikujejo.

Vse peptidoglikanske verige imajo vsaj eno aminokislino z dibaznimi lastnostmi, saj to omogoča oblikovanje in vstop omrežja med sosednjimi verigami celične stene.

Funkcije

Peptidoglikan ima vsaj 5 glavnih funkcij za bakterijske celice, in sicer:

- Zaščitite celovitost celic pred notranjimi in/ali zunanjimi spremembami osmotskega tlaka, kar omogoča tudi bakterije.

- Zaščitite bakterijsko celico pred patogenim napadom: togo mrežo pepidoglikanov predstavlja fizično pregrado, ki jo je težko premagati za številne zunanje nalezljive povzročitelje.

Vam lahko služi: apolipoproteini: kaj so, funkcije, vrste

- Ohranite celično morfologijo: veliko bakterij izkoristi prednosti. Številne bakterije živijo pod neverjetnimi zunanjimi pritiski in ohranjajo svojo morfologijo, je bistvenega pomena za preživetje v takšnih pogojih.

- Deluje kot podpora za številne strukture, ki so zasidrane na celično steno bakterij. Številne strukture, na primer Cilia, na primer potrebujejo trdno sidro v celici, hkrati pa dajejo sposobnost premikanja v zunajceličnem okolju. Sidro znotraj celične stene omogoča ciliji to posebno mobilnost.

- Ureja rast in delitev celic. Togo strukturo, ki pomeni celično steno, predstavlja oviro za celico, da ima omejeno širitev določenega volumna. Prav tako ureja, da se delitev celic ne zgodi neurejeno po celotni celici, ampak da se pojavi na določeni točki.

Reference

1. Hellal, a. M., Sayed, a. M., Omara, m., Elsebaei, m. M., & Mayhoub, a. S. (2019). Pepidlikanske poti: Še več. RSC Advances, 9 (48), 28171-28185.
2. Quintela, j., Caparrós, m., & De Pedro, m. Do. (devetnajst devetdeset pet). Spremenljivost strukturnih parametrov peptidoglikana v gram-negativnih bakterijah. FEMS mikrobiološke črke, 125 (1), 95-100.
3. Rogers, h. J. (1974). Pepidoglikani (wallopeptidi): struktura, funkcija in variacije. Anali newyorške akademije znanosti, 235 (1), 29–51.
4. Vollmer, w. (2015). Pepidaglycan. Molekularna medicinska mikrobiologija (PP. 105-124). Akademski tisk.
5. Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, bakterijski pepidlikan (Murein) Hydrolas, FEMS mikrobiologije, letnik 32, številka 2, marec 2008, strani 259-286.