Udio:
Funkcije, struktura i sinteza peptidoglikana
peptidoglikanski ona je glavna komponenta stanične stjenke prokariota. To je veliki polimer i sastoji se od jedinica N-acetilglukozamina i N-acetilmuramske kiseline. Kompozicija peptidoglikana je vrlo slična u svim skupinama prokariota.
Ono što varira je identitet i učestalost aminokiselina koje su usidrene u njoj, tvoreći tetrapeptidni lanac. Strojevi uključeni u sintezu peptidoglikana jedan su od najčešćih meta za većinu antibiotika.
indeks
- 1 Funkcije
- 1.1 Gram-pozitivne bakterije
- 1.2. Gram-negativne bakterije
- 2 Struktura
- 3 Sažetak
- 3.1
- 3.2
- 3.3
- 3.4
- 4 Reference
funkcije
Peptidoglikan je temeljni sastojak bakterijske stanične stijenke. Njegova glavna uloga je održati oblik stanice i održati osmotsku stabilnost tipičnu za gotovo sve bakterije.
Ovisno o strukturi spomenutog zida, prokarioti se mogu klasificirati kao Gram pozitivni, a Gram negativni..
Prva skupina ima u izobilju koncentracije peptidoglikana u sastavu svoje stanične stijenke i stoga može zadržati boju po Gramu. U nastavku su opisane najvažnije karakteristike peptidoglikana u obje skupine:
Gram-pozitivne bakterije
Zid Gram-pozitivnih bakterija karakterizira gustoća i homogena, sastavljena uglavnom od peptidoglikana i velikih količina teihoičnih kiselina, glicerol polimera ili ribitola vezanog za fosfatne skupine. U tim skupinama ribitola ili glicerola vezani su aminokiselinski ostaci, kao što je d-alanin.
Teikozne kiseline mogu se vezati na sam peptidoglikan (preko kovalentne veze s N-acetilmuramičnom kiselinom) ili na plazmatsku membranu. U potonjem slučaju oni se više ne nazivaju teichoic acid, ali postaju lipoteichoic kiseline.
Kako teikoinske kiseline imaju negativan naboj, opći zidni naboj Gram pozitivnih bakterija je negativan.
Gram negativne bakterije
Velike negativne bakterije pokazuju strukturalno složeniji zid od gram-pozitivnih bakterija. Sastoje se od tankog sloja peptidoglikana, nakon čega slijedi vanjska membrana lipidne prirode (uz plazmatsku membranu stanice)..
Ne posjeduju teihoične kiseline, a najzastupljeniji membranski protein je Braunov lipoprotein: mali protein kovalentno vezan za peptidoglikan i ugrađen u vanjsku membranu hidrofobnim dijelom.
Lipopolisaharidi se nalaze u vanjskoj membrani. To su velike, kompleksne molekule formirane od lipida i ugljikohidrata, a sastoje se od tri dijela: lipida A, centra polisaharida i O antigena.
struktura
Peptidoglikan je visoko umreženi i međusobno povezani polimer, kao i elastičan i porozan. Značajna je veličina i sastoji se od identičnih podjedinica. Polimer ima dva derivata šećera: N-acetilglukozamin i N-acetilmuramsku kiselinu.
Osim toga, sadrže nekoliko vrsta aminokiselina, uključujući d-glutaminsku kiselinu, d-alanin i mezo-diaminopimelnu kiselinu. Te aminokiseline nisu iste kao one koje čine proteine, jer imaju konformaciju l-, a ne d-.
Aminokiseline su odgovorne za zaštitu polimera od djelovanja peptidaza, enzima koji razgrađuju proteine.
Struktura je organizirana na sljedeći način: jedinice N-acetilglukozamina i N-acetilmuramske kiseline izmjenjuju se jedna s drugom, u karboksilnoj skupini skupine N-acetilmuramične kiseline postoji vezani lanac aminokiselina d- i l-.
Karboksilna terminalna skupina ostatka d-alanina je vezana za amino skupinu diaminopimelne kiseline (DAP), iako može postojati drugi tip mosta na mjestu.
sinteza
Sinteza peptidoglikana odvija se u staničnoj citoplazmi i sastoji se od četiri koraka, pri čemu se polimerne jedinice koje su vezane za UDP prenose u funkciju prijenosa lipida koja odvodi molekulu u vanjsku stanicu. Polimerizacija se ovdje događa zahvaljujući enzimima koji se nalaze u tom području.
Peptidoglikan je polimer koji se razlikuje od ostalih struktura po svojoj organizaciji u dvije dimenzije i zahtijeva da jedinice koje ga sastave budu povezane na odgovarajući način kako bi se postigla ta konformacija.
1. korak
Proces počinje unutar stanice s konverzijom glukozoma u N-acetilmurámico, zahvaljujući enzimskom postupku.
Zatim se aktivira u kemijskoj reakciji koja uključuje reakciju s uridin trifosfatom (UTP). Ovaj korak dovodi do stvaranja uridin difosfat-N-acetilmuramske kiseline.
Zatim, sastavljanje jedinica uridin difosfat-N-acetilmuramske kiseline odvija se putem enzima.
Korak 2
Nakon toga, pentapeptid difosfat uridin-N-acetilurne kiseline je povezan pirofosfatnom vezom s baktoprenolom koji se nalazi u plazmatskoj membrani i dolazi do oslobađanja uridin monofosfata (UMP). Bactoprenol djeluje kao molekula nosača.
Nastaje dodatak N-acetilglukozamina da bi se dobio disaharid koji će dovesti do nastanka peptidoglikana. Ovaj proces se može malo modificirati u određenim bakterijama.
Na primjer, u Staphylococcus aureus dodavanje pentaglikina (ili drugih aminokiselina) događa se na položaju 3 peptidnog lanca. To se događa s ciljem povećanja duljine križnog povezivanja.
Korak 3
Nakon toga, bacteroprenol je odgovoran za prijenos prekursora N-acetilglukozamin-N-acetilmiramičkih disaharidnih peptida van, koji se vežu na polipeptidni lanac zahvaljujući prisutnosti enzima transglikozilaze. Ovi proteinski katalizatori koriste pirofosfatnu vezu između disaharida i bacteroprenola.
4. korak
U području blizu plazmatske membrane, unakrsno povezivanje (transpeptidacija) se događa između peptidnih lanaca, preko slobodnog amina smještenog u trećem položaju aminokiselinskog ostatka ili N-terminusa pentaglikinskog lanca i d-alanina koji se nalazi u četvrti položaj drugog polipeptidnog lanca.
Umrežavanje se događa zahvaljujući prisutnosti enzima transpeptidaze, koji se nalaze u membrani plazme.
Tijekom rasta organizma, peptidoglikan se može otvoriti na određenim mjestima pomoću enzimatskih strojeva stanice i dovesti do umetanja novih monomera.
Budući da je peptidoglikan sličan mreži, otvaranje u različitim točkama značajno ne smanjuje čvrstoću strukture.
Sinteza i razgradnja peptidoglikana odvijaju se konstantno, a određeni enzimi (poput lizozima) su determinanti u obliku bakterije.
Kada je bakterija u nedostatku hranjivih tvari, sinteza peptidoglicana se zaustavlja, uzrokujući neke slabosti u strukturi.
reference
- Alcamo, I. E. (1996). mikrobneology. Wiley Publishing.
- Murray, P.R., Rosenthal, K., & Pfaller, M.A. (2017). Medicinska mikrobiologija. Elsevier Health Sciences.
- Prescott, L. M. (2002). mikrobiologija. Mc Graw-Hill tvrtke
- Struthers, J.K., & Westran, R.P. (2005). Klinička bakteriologija. Masson.
- Typas, A., Banzhaf, M., Saparoea, B.V.D. B., Verheul, J., Biboy, J., Nichols, R.J., ... i Breukink, E. (2010). Regulacija sinteze peptidoglikana pomoću proteina vanjske membrane. ćelija, 143(7), 1097-1109.