Funzioni, struttura e sintesi del peptidoglicano

il peptidoglycan è il componente principale della parete cellulare dei procarioti. È un polimero di grandi dimensioni ed è composto da unità di N-acetilglucosamina e acido N-acetilmuramico. La composizione del peptidoglicano è abbastanza simile in tutti i gruppi di procarioti.

Ciò che varia è l'identità e la frequenza degli aminoacidi che sono ancorati ad esso, formando una catena tetrapeptidica. Il meccanismo coinvolto nella sintesi del peptidoglicano è uno degli obiettivi più comuni per la maggior parte degli antibiotici.

indice

• 1 funzioni
  • 1.1 batteri Gram-positivi
  • 1.2 batteri Gram-negativi
• 2 Struttura
• 3 Sommario
  • 3.1 Passaggio 1
  • 3.2 Passaggio 2
  • 3.3 Passaggio 3
  • 3.4 Passo 4
• 4 riferimenti

funzioni

Il peptidoglicano è il costituente fondamentale della parete cellulare batterica. Il suo ruolo principale è quello di mantenere la forma della cellula e mantenere la stabilità osmotica tipica di quasi tutti i batteri.

A seconda della struttura di detto muro, i procarioti possono essere classificati come Gram positivi e Gram negativi.

Il primo gruppo ha abbondanti concentrazioni di peptidoglicano nella composizione della sua parete cellulare e quindi sono in grado di trattenere la colorazione di Gram. Le caratteristiche più rilevanti del peptidoglicano in entrambi i gruppi sono descritte di seguito:

Batteri Gram-positivi

La parete di batteri Gram-positivi è caratterizzato da spessori omogenei, principalmente composti di peptidoglicano e acidi teichoic grandi quantità di polimeri di glicerolo o Ribitolo accoppiati ai gruppi fosfato. In questi gruppi di ribitolo o glicerolo sono legati residui di amminoacidi, come la d-alanina.

Gli acidi teicoici possono essere legati al peptidoglicano stesso (attraverso un legame covalente con acido N-acetilmuramico) o alla membrana plasmatica. In quest'ultimo caso non vengono più indicati come acidi teichici, ma diventano invece acidi lipotossici.

Poiché gli acidi teicoici hanno una carica negativa, la carica generale della parete dei batteri Gram-positivi è negativa.

Batteri Gram-negativi

I batteri Great Negative mostrano una parete strutturalmente più complessa di quella Gram positiva. Sono costituiti da un sottile strato di peptidoglicano seguito da una membrana esterna di natura lipidica (oltre alla membrana plasmatica della cellula).

Ci sono acidi teichoic e più abbondante lipoproteine ​​membrana proteica Braun: una piccola proteina covalentemente legato a peptidoglicano e incorporati nella membrana esterna da una porzione idrofoba.

I lipopolisaccaridi si trovano nella membrana esterna. Si tratta di molecole grandi e complesse formate da lipidi e carboidrati e sono costituite da tre parti: il lipide A, un centro polisaccaridico e un antigene O.

struttura

Il peptidoglicano è un polimero altamente reticolato e interconnesso, oltre ad essere elastico e poroso. È di dimensioni considerevoli ed è composto da subunità identiche. Il polimero ha due derivati ​​dello zucchero: N-acetilglucosamina e acido N-acetilmuramico.

Inoltre, contengono diversi tipi di amminoacidi, tra cui acido d-glutammico, d-alanina e acido meso-diamminopimelico. Questi amminoacidi non sono gli stessi di quelli che costituiscono le proteine, poiché hanno la conformazione l- e non d- nella loro struttura.

Gli aminoacidi sono responsabili della protezione del polimero dall'azione delle peptidasi, enzimi che degradano le proteine.

La struttura è organizzata come segue: unità di N-acetilglucosamina e acido N-acetilmuramico si alternano tra loro nel gruppo carbossile di acido N-acetilmuramico è ancorata una stringa di aminoacidi De L.

Il gruppo carbossilico terminale D-alanina residui attaccato al gruppo amminico dell'acido diaminopimelic (DAP), anche se ci può essere altro ponte a posto.

sintesi

sintesi del peptidoglicano avviene nel citoplasma cellulare e si compone di quattro fasi, in cui le unità di polimero sono attaccati alla UDP vengono trasferiti ad un lipide con funzioni di trasporto trasportano la molecola all'esterno delle cellule. La polimerizzazione avviene qui grazie agli enzimi localizzati nell'area.

Il peptidoglicano è un polimero che si differenzia da altre strutture per la sua organizzazione in due dimensioni e richiede che le unità che lo compongono siano collegate in modo appropriato per ottenere questa conformazione.

Passaggio 1

Il processo inizia all'interno della cellula con la conversione della glucosomina in N-acetilmuramic, grazie ad un processo enzimatico.

Quindi, viene attivato in una reazione chimica che comporta la reazione con uridina trifosfato (UTP). Questo passaggio porta alla formazione di acido uridin difosfato-N-acetilmuramico.

Successivamente, l'assemblaggio delle unità di acido uridin difosfato-N-acetilmuramico avviene per mezzo di enzimi.

Passaggio 2

Successivamente, acido difosfato pentapeptide-N-acetilmuramico uridina è associato tramite un legame pirofosfato di bactoprenol trova nella membrana plasmatica ed il rilascio di uridina monofosfato (UMP) si verifica. Il bactoprenolo agisce come una molecola di trasporto.

L'aggiunta di N-acetilglucosamina avviene per originare un disaccaride che darà origine al peptidoglicano. Questo processo può essere leggermente modificato in alcuni batteri.

Ad esempio, in Staphylococcus aureus l'aggiunta di una pentaglicina (o di altri amminoacidi) avviene nella posizione 3 della catena peptidica. Questo accade con l'obiettivo di aumentare la lunghezza della traversata.

Passaggio 3

Consecutive, bacteroprenol gestisce trasporto precursori all'aperto disaccaride peptide N-acetilglucosamina-N-acetilmuramico, che si legano alla catena polipeptidica dalla presenza di enzimi transglucosilasas. Questi catalizzatori proteici utilizzano il legame pirofosfato tra il disaccaride e il batteroprenolo.

Passaggio 4

In un quasi plasma regione membrana reticolazione (transpeptidazione) tra catene peptidiche avviene attraverso l'ammina libera situata nella terza posizione del residuo amminoacidico catena pentaglycine N-terminale o e d-alanina situato in la quarta posizione dell'altra catena polipeptidica.

Il cross-linking si verifica grazie alla presenza negli enzimi transpeptidasi, situati nella membrana plasmatica.

Durante la crescita del microrganismo, peptidoglicano possono essere aperti in certi punti utilizzando il meccanismo enzimatico della cellula e che porta all'inserimento di nuovi monomeri.

Poiché il peptidoglicano è simile a una rete, l'apertura in punti diversi non riduce significativamente la resistenza della struttura.

Processi sintesi del peptidoglicano e degradazione avvengono costantemente e alcuni enzimi (come lisozima) sono determinanti nella forma dei batteri.

Quando il batterio è in deficit di nutrienti, la sintesi di peptidoglicano si arresta, causando una certa debolezza nella struttura.

riferimenti

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