Pepidoglycans syntes, struktur, funktioner

De Pepidoglykaner De är de viktigaste komponenterna i bakteriecellväggen. De är också kända som "säckar av mureine" eller helt enkelt "mureine" och deras egenskaper delar upp bakterier i två stora grupper: gram -negativ och gram -positiv.

Gram -negativa bakterier av typen kännetecknas eftersom de har en peptidoglykan lek.

Peptidoglykanstrukturschema i E. Coli (källa: Yikrazuul / public domain via Wikimedia Commons)

I Gram -negativa bakterier upptar det peptidoglykan cirka 10% av cellväggen, i motsats till de gram -positiva bakterierna, kan det peptidoglykanskiktet uppta cirka 90% av cellväggen.

Strukturen "nätverk" som bildas av peptidoglykanmolekyler är en av de faktorer som ger dem stort motstånd mot bakterier mot yttre medel. Dess struktur består av långa kedjor av glykaner som är associerade som bildar ett öppet nätverk som täcker hela cytosoliska membranet.till

Kedjorna i denna makromolekyl har en genomsnittlig längd på 25 till 40 enheter av förenade disackarider, även om arter av bakterier har hittats som har disackarider på mer än 100 enheter.

Peptidoglykan deltar också i transport av molekyler och ämnen från det intracellulära utrymmet till den extracellulära miljön (ytan), eftersom föregångsmolekylerna för denna förening syntetiseras inuti cytosolen och exporteras till utsidan av cellen.

[TOC]

Syntes av peptidoglykaner

Peptidoglycans syntes innebär mer än tjugo olika reaktioner, som förekommer på tre olika platser i bakteriecellen. Den första delen av processen är där pepidoglycan -föregångare genereras och detta inträffar i cytosol.

På det inre ansiktet av det cytosoliska membranet förekommer syntesen av lipidförmedlare och den sista delen, där polymerisationen av peptidoglykaner förekommer, förekommer i det perplapmiska utrymmet.

Det kan tjäna dig: flora och fauna från orinoquía -regionen

Bearbeta

Precursors uridin-N-acetylglukosamin och uridin-syra-N-acetylmuramiska bildas i cytoplasma från fruktos-6-fosfat och genom reaktionerna katalyserade av tre transpeptidasenzymer som verkar i följd.

Monteringen av pentapeptidkedjorna (L-alanin-D-glutamin-diamineopimelic-d-d-alanin-d-alaninsyra) Occ d-glutamin, en annan diamineopimelinsyra och en annan d-alanina-d-alanina dipéptide.

Ett omfattande membranprotein som kallas fosfo-N-acetylmuramil-pentapéptido-transferas, som är beläget i det inre ansiktet, katalyserar det första syntessteget i membranet. Detta utför överföringen av uridin-syran-N-acetylmuramiska från cytoplasma till bactretenol (en lipid eller hydrofob alkohol).

Bactrepreneol är en transportör associerad med cellmembranets inre ansikte. När uridin-syran-N-acetylmuramiken är bindande till Bactrepreneol, bildas komplexet som kallas lipid och lipid. Sedan är en överföring till en andra molekyl, pentapid och ett andra komplex som kallas lipid II bildas.

Lipid II består sedan av uridin-N-acetylglukosamin, uridin-syra-N-acetylmuramisk, L-alanin, D-glykos, diamineopimelinsyra och dipéptid D-Alanina-D-Alanina. Slutligen, på detta sätt, integreras föregångarna i den makromolekylära peptidogly.

Transporten av lipid II från det inre ansiktet till cytoplasmens inre yta är det sista steget i syntesen och katalyseras av ett enzym "murámica flipase", som är ansvarig för att införliva den nyligen syntetiserade molekylen mot det extracellulära utrymmet där det kommer att vilja kommer kristallisera.

Strukturera

Peptidoglycan är en heteropolymer bildad av långa kolhydratkedjor som korsar sig med korta peptidkedjor. Denna makromolekyl omger hela bakteriecellens yttre yta, har en form av "fast nät" och komplett, men kännetecknas av en stor elastisk kapacitet.

Kan tjäna dig: ictiology: historia, vad studerar du?, grundläggande koncept

Kolhydrater eller kolhydratkedjor bildas av upprepningar av disackarider som växelvis innehåller aminoazúces såsom N-acetylglukosamin och N-acetylmuraminsyra och syra.

Grafisk strategi för den nätverksformade strukturen i peptidoglycan (källa: Bradleyhintze / CC0 via Wikimedia Commons)

Varje disackarid förenar den andra genom en glukosidisk bindning av p-typ (1-4), som bildas i det perplastiska utrymmet på grund av verkan av ett transglicosylasenzym. Mellan gram negativa och gram bakterier positiva finns det skillnader i ordningen på komponenterna som ingår i peptidoglycan.

Pepidoglycan i Gram Negative Cell

Peptidoglykanen presenterar i sin struktur en d-mjölkgrupp fäst vid N-acetylmuraminsyran, som tillåter det kovalenta ankaret för korta peptidkedjor (vanligtvis med en längd på två till fem aminosyror) genom en Amida-bindning.

Peptidoglykan i positiv gramcell

Montering av denna struktur förekommer i cellcytoplasma under den första fasen av peptidoglykan biosyntes. Alla peptidkedjor som bildas har aminosyror i D- och L -konfigurationen, som syntetiseras av Racing -enzymer sedan motsvarande aminosyrorform.

Alla peptidoglykankedjor har minst en aminosyra med dibasiska egenskaper, eftersom detta gör att nätverket mellan angränsande kedjor i cellväggen kan bildas och matas in.

Funktioner

Peptidoglycan har minst 5 huvudfunktioner för bakterieceller, nämligen:

- Skydda cellernas integritet mot interna och/eller externa förändringar av osmotiskt tryck, vilket också tillåter bakterier.

- Skydda bakteriecellen från patogen attack: Det styva nätverket av pepidoglykaner representerar en fysisk barriär som är svår att övervinna för många externa smittämnen.

Kan tjäna dig: apolipoproteins: vad är, funktioner, typer

- Upprätthålla cellmorfologi: många av bakterierna utnyttjar. Många bakterier lever under otroliga yttre tryck och upprätthåller sin morfologi är avgörande för att överleva under sådana förhållanden.

- Det fungerar som ett stöd för många strukturer som är förankrade på cellväggen i bakterier. Många strukturer, till exempel Cilia, behöver till exempel ett fast ankare i cellen, men samtidigt ger förmågan att röra sig i den extracellulära miljön. Ankaren inuti cellväggen tillåter Cilia just denna rörlighet.

- Reglerar tillväxt och celldelning. Den styva strukturen som innebär att cellväggen representerar en barriär för cellen att ha en begränsad expansion till en specifik volym. Det reglerar också att celldelning inte sker på ett oordningligt sätt genom hela cellen, men att den inträffar vid en specifik punkt.

Referenser

1. Helvete, a. M., Sayed, a. M., Omara, m., Elsebaei, m. M., & Mayhoub, a. S. (2019). Pepidlycan -vägar: Det finns ännu fler. RSC Advances, 9 (48), 28171-28185.
2. Quintela, J., Caparrós, m., & De pedro, m. TILL. (nittonhundranittiofem). Variation av peptidoglykan strukturella parametrar i gramnegativa bakterier. FEMS Microbiology Letters, 125 (1), 95-100.
3. Rogers, h. J. (1974). Pepidoglycans (wallopeptider): Struktur, funktion och variationer. Annals of the New York Academy of Sciences, 235 (1), 29-51.
4. Vollmer, w. (2015). Pepidaglycan. Molekylär medicinsk mikrobiologi (pp. 105-124). Akademisk press.
5. Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, Bacterial Pepidlycan (Murein) Hydrolas, FEMS Microbiology Reviews, Volym 32, nummer 2, mars 2008, sidorna 259-286.