Peptidoglikan Fonksiyonları, Yapısı ve Sentezi



peptidoglikan prokaryotların hücre duvarının ana bileşenidir. Büyük bir polimerdir ve N-asetilglukozamin ve N-asetilmuramik asit birimlerinden oluşur. Peptidoglikan bileşimi tüm prokaryot gruplarında oldukça benzerdir..

Değişen bir tetrapeptid zinciri oluşturan, kendisine bağlı amino asitlerin kimliği ve sıklığıdır. Peptidoglikanın sentezinde yer alan makineler çoğu antibiyotik için en yaygın hedeflerden biridir.

indeks

  • 1 İşlevler
    • 1.1 Gram pozitif bakteri
    • 1.2 Gram negatif bakteri
  • 2 yapı
  • 3 Özet
    • 3.1 1. Adım
    • 3.2 2. Adım
    • 3.3 3. Adım
    • 3.4 4. Adım
  • 4 Kaynakça

fonksiyonlar

Peptidoglikan, bakteri hücre duvarının temel bileşenidir. Başlıca rolü, hücrenin şeklini korumak ve neredeyse tüm bakteriler için tipik olan ozmotik stabiliteyi korumaktır..

Söz konusu duvarın yapısına bağlı olarak, prokaryotlar Gram pozitif ve Gram negatif olarak sınıflandırılabilir..

Birinci grup hücre duvarının bileşiminde bol miktarda peptidoglikan konsantrasyonuna sahiptir ve bu nedenle Gram boyasını tutabilir. Her iki grupta peptidoglikanın en alakalı özellikleri aşağıda açıklanmaktadır:

Gram pozitif bakteri

Gram-pozitif bakterilerin çeperi, kalın ve homojen, esas olarak peptidoglikan ve fosfat gruplarına bağlı büyük miktarda teikoik asit, gliserol polimeri veya ribitol'den oluşan ile karakterize edilir. Bu ribitol gruplarında veya gliserol, d-alanin gibi bağlı amino asit kalıntılarıdır.

Teikoik asitler, peptidoglikanın kendisine (N-asetilmuramik asit ile kovalent bir bağ yoluyla) veya plazma membranına bağlanabilir. İkinci durumda, artık teikoik asitler olarak adlandırılmazlar, ancak lipoteik asitler olurlar..

Teikoik asitler negatif yüke sahip olduğundan, Gram pozitif bakterilerin genel duvar yükü negatif olur.

Gram negatif bakteri

Büyük Negatif bakteriler, Gram pozitif bakterilerden yapısal olarak daha karmaşık bir duvar gösterir. İnce bir peptidoglikan tabakası ve bunu takiben lipit yapısında bir dış zar (hücrenin plazma zarına ek olarak) oluşur.

Teikoik asitlere sahip değillerdir ve en bol bulunan zar proteini Braun lipoproteindir: peptidoglikana kovalent olarak bağlanmış ve dış zar içine bir hidrofobik kısım ile gömülmüş küçük bir protein.

Lipopolisakaritler, dış zarda bulunur. Bunlar, lipitler ve karbonhidratlardan oluşan büyük, karmaşık moleküllerdir ve üç bölümden oluşur: lipid A, bir polisakarit merkezi ve bir O antijeni.

yapı

Peptidoglikan, elastik ve gözenekli olmasının yanı sıra, çapraz bağlanmış ve birbirine bağlı bir polimerdir. Önemli boyutta ve aynı alt birimlerden oluşur. Polimer iki şeker türevine sahiptir: N-asetilglukozamin ve N-asetilmuramik asit.

Ek olarak, d-glutamik asit, d-alanin ve meso-diaminopimelik asit dahil olmak üzere birkaç tipte amino asit içerirler. Bu amino asitler proteinleri oluşturanlarla aynı değildir;-.

Amino asitler, polimeri, proteinleri parçalayan enzimler olan peptidazların etkisinden korumaktan sorumludur..

Yapı aşağıdaki gibi düzenlenir: N-asetilglukozamin ve N-asetilmuramik asit birimleri birbirleriyle değişmektedir, N-asetilmuramik asit grubunun karboksil grubunda, d- ve I'nin bağlı bir amino asit zinciri vardır.-.

D-alanin kalıntısının karboksil terminal grubu, diaminopimelik asit (DAP) amino grubuna bağlanmıştır, bununla birlikte başka bir köprü tipi mevcut olabilir..

sentez

Peptidoglikan sentezi, hücre sitoplazmasında meydana gelir ve UDP'ye bağlı olan polimer birimlerinin, molekülü hücre dışına götüren bir lipit taşıma fonksiyonuna aktarıldığı dört adımdan oluşur. Bölgede bulunan enzimler sayesinde burada polimerleşme meydana gelir..

Peptidoglikan organizasyonu tarafından diğer yapılardan iki boyutta farklılaşan bir polimerdir ve onu oluşturan birimlerin bu konformasyonu sağlamak için uygun bir şekilde bağlanmasını gerektirir..

1. adım

İşlem, glukozomin dönüşümü ile hücrenin içinde başlar. N--asetilmurámico, enzimatik bir işlem sayesinde.

Daha sonra, idrar trifosfat (UTP) ile reaksiyonu içeren kimyasal bir reaksiyonda aktive edilir. Bu adım, idrar difosfat-N-asetilmuramik asit oluşumuna yol açar.

Daha sonra, idrar difosfat-N-asetilmuramik asit birimlerinin montajı enzimler yoluyla gerçekleşir..

2. adım

Daha sonra, idrar-N-asetilüreik asidin pentapeptit difosfatı, plazma zarında bulunan baktoprenole bir pirofosfat bağı vasıtasıyla bağlanır ve idrar monofosfatın (UMP) salınması meydana gelir. Bactoprenol, taşıyıcı bir molekül görevi görür.

N-asetilglukosaminin eklenmesi, peptidoglikana yol açacak bir disakaritin ortaya çıkması için oluşur. Bu işlem bazı bakterilerde hafifçe değiştirilebilir.

Örneğin, içinde Staphylococcus aureus bir pentaglisinin (veya diğer amino asitlerin) eklenmesi, peptit zincirinin 3. konumunda gerçekleşir. Bu, çapraz bağlamanın uzunluğunu arttırma hedefi ile gerçekleşir..

3. adım

Daha sonra, bakterroprenol, transglikosilaz enzimlerinin varlığı sayesinde polipeptit zincirine bağlanan N-asetilglukozamin-N-asetilmaratik disakarit peptid öncüllerinin dışa aktarılmasından sorumludur. Bu protein katalizörleri disakarit ve bakterroprenol arasındaki pirofosfat bağını kullanır.

4. adım

Plazma zarının yakınındaki bir bölgede, peptid zincirleri arasında, amino asit kalıntısının üçüncü pozisyonunda yer alan serbest amin veya pentaglisin zincirinin N-terminali ve d-alanin içinde çapraz bağlanma (transpeptidasyon) gerçekleşir. diğer polipeptit zincirinin dördüncü pozisyonu.

Plazma zarında bulunan transpeptidaz enzimlerindeki varlığı sayesinde çapraz bağlanma meydana gelir.

Organizmanın büyümesi sırasında, hücrenin enzimatik makineleri kullanılarak belirli noktalarda peptidoglikan açılabilir ve yeni monomerlerin yerleştirilmesine yol açabilir..

Peptidoglikan bir ağa benzer olduğundan, farklı noktalarda açılması yapının gücünü önemli ölçüde azaltmaz.

Peptidoglikan sentezi ve yıkım süreçleri sürekli olarak meydana gelir ve bazı enzimler (lisozim gibi) bakteri formunda belirleyicidir..

Bakteri besin eksikliği içinde olduğunda, peptidoglicano sentezi durur ve yapıda bir miktar zayıflığa neden olur.

referanslar

  1. Alcamo, I. E. (1996). microbiology. Wiley Yayıncılık.
  2. Murray, P.R., Rosenthal, K.S., & Pfaller, M.A. (2017). Tıbbi mikrobiyoloji. Elsevier Sağlık Bilimleri.
  3. Prescott, L.M. (2002). mikrobiyoloji. Mc Graw-Hill Şirketleri
  4. Struthers, J.K., ve Westran, R.P. (2005). Klinik bakteriyoloji. Masson.
  5. Typas, A., Banzhaf, M., van Saparoea, B. V. D.B., Verheul, J., Biboy, J., Nichols, R.J., ... & Breukink, E. (2010). Dış zar proteinleri ile peptidoglikan sentezinin düzenlenmesi. hücre, 143(7), 1097-1109.