Sintesi, struttura, funzioni di pepidoglicano

IL Pepidoglicani Sono i componenti principali della parete cellulare batteria. Sono anche conosciuti come "sacchi di mureina" o semplicemente "mureina" e le loro caratteristiche dividono i batteri in due grandi gruppi: gram -negativo e gram -positivo.

Gram -I batteri di tipo negativo si distinguono perché hanno un laing peptideoglicano.

Schema di struttura peptidoglicano in E. Coli (fonte: yikrazuul / dominio pubblico tramite Wikimedia Commons)

Nei batteri gram -negativi, il peptidoglicano occupa circa il 10% della parete cellulare, in contrasto con i batteri Gram -positivi, lo strato peptidoglicano può occupare circa il 90% della parete cellulare.

La struttura di tipo "rete" formata dalle molecole peptidoglicane è uno dei fattori che dà loro una grande resistenza ai batteri contro gli agenti esterni. La sua struttura è costituita da lunghe catene di glicani associati formando una rete aperta che copre l'intera membrana citosolica.A

Le catene di questa macromolecola hanno una lunghezza media da 25 a 40 unità di disaccaridi uniti, sebbene siano state trovate specie di batteri che hanno disaccaridi di oltre 100 unità.

Il peptidoglicano partecipa anche al trasporto di molecole e sostanze dallo spazio intracellulare all'ambiente extracellulare (la superficie), poiché le molecole precursori di questo composto sono sintetizzate all'interno del citosol e vengono esportate all'esterno della cellula.

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Sintesi di peptidoglicani

La sintesi del peptidoglicano implica più di venti reazioni diverse, che si verificano in tre diversi luoghi nella cellula batterica. La prima parte del processo è dove vengono generati precursori pepidoglicani e ciò si verifica in citosol.

Sulla faccia interna della membrana citosolica, si verifica la sintesi di intermediari lipidici e l'ultima parte, in cui si verifica la polimerizzazione dei peptidoglicani, si verifica nello spazio perplapsmico.

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Processi

I precursori l'uridina-N-acetilglucosamina e l'uridina-acido-N-acetilmuramica sono formati nel citoplasma dal fruttosio-6-fosfato e attraverso le reazioni catalizzate da tre enzimi transpeptidasi.

L'assemblaggio delle catene pentapeptidiche (l-alanina-D-glutammina-diamineopimelica-D-d-alanina-d-alanina) Occ.

Una proteina di membrana completa chiamata fosfo-N-acetilmuramumil-pentapéptido-transferasi, che si trova nella faccia interna, catalizza il primo passo della sintesi sulla membrana. Ciò esegue il trasferimento dell'uridina-acido-N-acetilmuramico dal citoplasma al bactretenolo (un alcool lipidico o idrofobico).

Bactrepreneol è un trasportatore associato alla faccia interna della membrana cellulare. Quando l'uridina-acido-n-acetilmuramica si lega al bactrepreneol, il complesso noto come lipidico e lipidico si forma. Quindi, un trasferimento aggiunge una seconda molecola, il pentapide e un secondo complesso noto come lipid II.

Il lipide II è quindi composto da uridina-N-acetilglucosamina, uridina-acido-N-acetilmuramica, l-alanina, d-glicosa, acido diamineopimelico e dipéptide d-alanina-d-alanina. Infine, in questo modo i precursori sono incorporati nel macromolecolare peptidogly.

Il trasporto di lipide II dalla faccia interna alla faccia interna del citoplasma è l'ultimo passo della sintesi ed è catalizzato da un enzima "murámica flipase", che è responsabile dell'incorporazione della molecola di recente sintesi verso lo spazio extracellulare dove lo farà cristallizzare.

Struttura

Il peptidoglicano è un eteropolimero formato da lunghe catene di carboidrati che si intersecano con le catene peptidiche corte. Questa macromolecola circonda l'intera superficie esterna della cellula batterica, ha una forma di "rete solida" e completa, ma caratterizzata da una grande capacità elastica.

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Le catene di carboidrati o carboidrati sono formati da ripetizioni di disaccaridi che contengono alternativamente aminoazúces come N-acetilglucosamina e acido N-acetilmuramico e acido.

Approccio grafico alla struttura a forma di rete del peptidoglicano (Fonte: Bradleyhintze / CC0 tramite Wikimedia Commons)

Ogni disaccaride si unisce all'altro attraverso un legame glucosidico di tipo β (1-4), che si forma nello spazio perplastico a causa dell'azione di un enzima transglicosilasi. Tra i batteri gram negativi e grammi positivi ci sono differenze nell'ordine dei componenti che fanno parte del peptidoglicano.

Pepidoglicano nella cellula gram negativa

Il peptidoglicano si presenta nella sua struttura un gruppo D-lattillo attaccato all'acido N-acetilmuramico, che consente l'ancora covalente di catene peptidiche corte (di solito con una lunghezza da due a cinque aminoacidi) attraverso un legame Amida.

Peptidoglicano in cella gram positiva

L'assemblaggio di questa struttura si verifica nel citoplasma cellulare durante la prima fase della biosintesi peptidoglicana. Tutte le catene peptidiche che si formano hanno aminoacidi nella configurazione d e l, che sono sintetizzate dagli enzimi di corse poiché la forma di aminoacido corrispondente.

Tutte le catene peptidoglicane hanno almeno un aminoacido con caratteristiche dibasiche, poiché ciò consente di formarsi la rete tra le catene adiacenti della parete cellulare.

Funzioni

Il peptidoglicano ha almeno 5 funzioni principali per le cellule batteriche, vale a dire:

- Proteggi l'integrità delle cellule dai cambiamenti interni e/o esterni della pressione osmotica, consentendo anche i batteri.

- Proteggi la cellula batterica dall'attacco patogeno: la rigida rete di pepidoglicani rappresenta una barriera fisica difficile da superare per molti agenti infettivi esterni.

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- Mantenere la morfologia cellulare: molti dei batteri ne traggono vantaggio. Molti batteri vivono in incredibili pressioni esterne e mantengono la loro morfologia è essenziale per sopravvivere in tali condizioni.

- Agisce come supporto per molte strutture ancorate alla parete cellulare dei batteri. Molte strutture, come le ciglia, ad esempio, necessitano di un'ancora ferma nella cellula, ma allo stesso tempo conferiscono la capacità di muoversi nell'ambiente extracellulare. L'ancora all'interno della parete cellulare consente a cilia questa particolare mobilità.

- Regola la crescita e la divisione cellulare. La struttura rigida che significa che la parete cellulare rappresenta una barriera per la cellula per avere un'espansione limitata a un volume specifico. Regola inoltre che la divisione cellulare non si verifica in modo disordinato in tutta la cellula, ma che si verifica in un punto specifico.

Riferimenti

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