פונקציות Peptidoglycan, מבנה סינתזה

ה pptidoglycan זה המרכיב העיקרי של קיר התא של prokaryotes. זהו פולימר גדול מורכב יחידות של N-acetylglucosamine ו- N-acetylmuramic חומצה. הרכב peptidoglycan הוא די דומה בכל הקבוצות של prokaryotes.

מה שמשתנה הוא הזהות והתדירות של חומצות האמינו המעוגנות בה, ויוצרים שרשרת טטרפפטיד. המכונות המעורבות בסינתזה של peptidoglycan הוא אחד היעדים הנפוצים ביותר עבור רוב אנטיביוטיקה.

אינדקס

• 1 פונקציות
  • 1.1 חיידקים חיוביים ל- Gram
  • 1.2 חיידקי גראם שליליים
• מבנה
• 3 סיכום
  • 3.1 שלב 1
  • 3.2 שלב 2
  • 3.3 שלב 3
  • 3.4 שלב 4
• 4 הפניות

פונקציות

Peptidoglycan הוא המרכיב הבסיסי של קיר התא בקטריאלי. תפקידו העיקרי הוא לשמור על צורת התא ולשמור על היציבות האוסמוטית האופיינית כמעט לכל החיידקים.

בהתאם למבנה של הקיר אמר, prokaryotes ניתן לסווג כמו גרם חיובי ו- Gram שלילי..

הקבוצה הראשונה יש ריכוזים בשפע של peptidoglycan בהרכב קיר התא שלה ולכן מסוגלים לשמור על כתם גרם. המאפיינים הרלוונטיים ביותר של peptidoglycan בשתי הקבוצות מתוארים להלן:

חיידקים חיוביים ל- Gram

הקיר של חיידקים חיוביים גרם מתאפיין בעובי והומוגני, בעיקר מורכב מחומצות פפטידוגליקן ו teichoic כמויות גדולות של פולימרים של גליצרול או ribitol מצמידים את קבוצות פוספט. בקבוצות אלה של ריביטול או גליצרול מחויב שאריות חומצות אמינו, כגון d- אלנין.

חומצות Teicoic יכול להיות קשור pptidoglycan עצמו (באמצעות קשר קוולנטי עם N-acetylmuramic חומצה) או לממברנה פלזמה. במקרה האחרון כבר לא נקראות חומצות teichoic, אבל להפוך חומצות lipoteichoic.

כמו חומצות teicoic יש מטען שלילי, המטען הכללי הקיר של חיידקים חיוביים גרם הוא שלילי.

חיידקים שליליים של גראם

החיידקים השליליים הגדולים מציגים קיר מבניים מורכב יותר מהחיידק החיובי של הגראם. הם מכילים שכבה דקה של peptidoglycan ואחריו קרום חיצוני של אופי שומנים (בנוסף קרום הפלזמה של התא).

יש להם חומצות teichoic ליפופרוטאין הממברנה החלבון הנפוץ יותר בראון: חלבון קטן מחויב קוולנטית פפטידוגליקן ומוטבעים הקרום החיצוני על ידי חלק הידרופובי.

Lipopolysaccharides נמצאים הממברנה החיצונית. אלה הם גדולים, מולקולות מורכבות נוצרו מן השומנים והפחמימות, ותהיה מורכבת משלושה חלקים: א השומנים, פוליסכריד מרכז ו O אנטיגן.

מבנה

Peptidoglycan הוא פולימר crosslinked ו interconnected היטב, כמו גם להיות אלסטי נקבובי. הוא בעל גודל ניכר והוא מורכב ממתחנות זהות. לפולימר יש שני נגזרות סוכר: N-acetylglucosamine ו- N-acetylmuramic acid.

בנוסף, הם מכילים מספר סוגים של חומצות אמינו, כולל חומצה d-glutamic, d-alanine ו- meso-diaminopimelic acid. חומצות אמינו אלה אינן זהות לאלה המרכיבות חלבונים, שכן יש להן את הקונפורמציה l ​​ולא d-.

חומצות האמינו אחראיות להגנה על הפולימר מפעולתם של פפטידים, אנזימים שמשפילים חלבונים.

המבנה הוא כדלקמן: יחידות של N-acetylglucosamine וחומצת N-acetylmuramic הם לסירוגין כל האחרים בקבוצת קבוצת carboxyl חומצת N-acetylmuramic היא שרשרת חומצות אמינו מעוגנת D- ואני-.

הקבוצה מסוף carboxyl של שאריות d- אלנין מחובר לקבוצת אמינו של חומצה diaminopimelic (DAP), אם כי ייתכן שיש סוג אחר של גשר במקום.

סינתזה

סינתזת פפטידוגליקן מתרחשת בציטופלסמה התא מורכבת מארבעה שלבים, שבו היחידות של הפולימר מחוברות UDP מועברות שומנים עם פונקציות תחבורת נושאת המולקולה אל החיצוני התא. פילמור מתרחשת כאן בזכות אנזימים הממוקמים באזור.

Peptidoglycan הוא פולימר שונה ממבנים אחרים על ידי הארגון שלה בשני ממדים ודורש כי יחידות להלחין אותו להיות מקושר בצורה נכונה להשיג קונפורמציה זו.

שלב 1

התהליך מתחיל בתוך התא עם המרה גלוקוזומין ב N-acetylmurámico, הודות לתהליך אנזימטי.

לאחר מכן, הוא מופעל בתגובה כימית הכוללת את התגובה עם טריפוספט uridine (UTP). צעד זה מוביל להיווצרות של חומצה diphosphate-N-acidlmuramic uridine.

לאחר מכן, הרכבה של diphosphate-uridine-N-acetylmuramic חומצה יחידות מתרחשת באמצעות אנזימים.

שלב 2

לאחר מכן, דיפוספט uridine חומצה pentapeptide-N-acetylmuramic מזוהה באמצעים קשר pyrophosphate כדי bactoprenol הממוקם בקרום פלזמה ושחרור monophosphate uridine (UMP) מתרחשת. Bactoprenol פועל כמולקולה של המוביל.

תוספת של N-acetylglucosamine מתרחשת שמקורם disaccharide שיגרום peptidoglycan. תהליך זה יכול להיות שונה מעט חיידקים מסוימים.

לדוגמה, ב סטפילוקוקוס אאורוס תוספת של pentaglycine (או חומצות אמינו אחרות) מתרחשת במיקום 3 של שרשרת הפפטידים. זה קורה עם המטרה של הגדלת אורך cross-linking.

שלב 3

ברציפות, את bacteroprenol מטפל התחבורה בחוץ מבשרי סכרידיות פפטיד N-acetylglucosamine-N-acetylmuramic, אשר נקלטות על ידי שרשרת פוליפפטיד ידי נוכחות של transglucosilasas אנזימים. אלה זרזים חלבון להשתמש pyrophosphate הקשר בין disaccharide ו bacteroprenol.

שלב 4

In a crosslinking באזור קרום ליד הפלזמה (Transpeptidation) בין רשתות פפטיד מתרחשת דרך אמין בחינם ממוקם במיקום השלישי של שאריות חומצת אמינו pentaglycine שרשרת-מסוף N או ו ד-אלאנין ממוקמת את המיקום הרביעי של שרשרת פוליפפטיד אחרים.

Cross-linking מתרחשת הודות לנוכחות אנזימים transpeptidase, הממוקם קרום הפלזמה.

במהלך הצמיחה של האורגניזם, peptidoglycan ניתן לפתוח בנקודות מסוימות באמצעות מכונות אנזימטיות של התא והוביל החדרת מונומרים חדשים.

מאז peptidoglycan דומה לרשת, פתיחת בנקודות שונות לא להפחית באופן משמעותי את כוחו של המבנה.

Phptidoglycan סינתזה ותהליכי השפלה להתרחש כל הזמן מסוימים אנזימים (כגון lysozyme) הם דטרמיננטי בצורה של החיידק.

כאשר החיידק הוא הגירעון של חומרי הזנה, סינתזה peptidoglicano מפסיק, גורם חולשה מסוימת במבנה.

הפניות

1. Alcamo, I. E. (1996). מיקרוביאולוגיה. הוצאת ויילי.
2. מוריי, P.R., רוזנטל, K.S., & Pfaller, M. (2017). מיקרוביולוגיה רפואית. Elsevier מדעי הבריאות.
3. Prescott, L. M. (2002). מיקרוביולוגיה. Mc Graw-Hill חברות
4. Struthers, J. K., & Westran, R. P. (2005). חיידקים קליניים. מסון.
5. Typas, א, Banzhaf, M., ואן Saparoea, ב V. ד ב, Verheul, J., Biboy, ג'יי ניקולס, ר 'ג', ... & Breukink, E. (2010). תקנה של סינתזה peptidoglycan ידי חלבונים ממברנה החיצונית. תא, 143(7), 1097-1109.