Acțiune:
Funcțiile, structura și sinteza funcțiilor peptidoglicane
peptidoglican este componenta principală a peretelui celular al procarioților. Este un polimer mare și este compus din unități de N-acetilglucozamină și acid N-acetilmuramic. Compoziția de peptidoglican este destul de similară în toate grupurile de procariote.
Ceea ce variază este identitatea și frecvența aminoacizilor care îi sunt ancorați, formând un lanț tetrapeptidic. Mașinile implicate în sinteza peptidoglicanului sunt una dintre cele mai comune obiective pentru majoritatea antibioticelor.
index
- 1 Funcții
- 1.1 Bacterii gram-pozitive
- 1.2 Bacterii gram-negative
- 2 Structura
- 3 Rezumat
- 3.1 Pasul 1
- 3.2 Pasul 2
- 3.3 Pasul 3
- 3.4 Pasul 4
- 4 Referințe
funcții
Peptidoglicana este constituentul fundamental al peretelui celular bacterian. Principalul său rol este de a menține forma celulei și de a menține stabilitatea osmotică tipică pentru aproape toate bacteriile.
În funcție de structura peretelui menționat, procariotele pot fi clasificate ca gram pozitive și gram negative.
Primul grup are concentrații abundente de peptidoglican în compoziția peretelui celular și, prin urmare, este capabil să rețină pata Gram. Cele mai relevante caracteristici ale peptidoglicanului din ambele grupuri sunt descrise mai jos:
Gram-pozitive bacterii
Peretele bacteriilor Gram pozitive se caracterizează prin cantități groase și omogene, în principal compuse din acizi peptidoglicanice și teicoic mari de polimeri ai glicerinei sau ribitol cuplate la grupările fosfat. În aceste grupe de ribitol sau glicerol sunt legate resturile de aminoacizi, cum ar fi d-alanina.
Acizii teicoici pot fi legați de peptidoglicanul însuși (printr-o legătură covalentă cu acidul N-acetilmuramic) sau cu membrana plasmatică. În ultimul caz, acestea nu mai sunt denumite acizi teichoici, ci devin, în schimb, acizi lipoteichoici.
Deoarece acizii teicoici au o încărcătură negativă, sarcina generală de perete a bacteriilor Gram pozitive este negativă.
Gram-negative bacterii
Bacteriile mari negative prezintă un perete structural mai complex decât cele gram pozitive. Ele constau dintr-un strat subțire de peptidoglican urmat de o membrană exterioară de natură lipidică (în plus față de membrana plasmatică a celulei).
Acolo au acizi teicoic și mai abundent lipoproteina cu membrana de proteine Braun: o proteină mică legată covalent la peptidoglican și încorporate în membrana externă printr-o porțiune hidrofobă.
Lipopolizaharidele se găsesc în membrana exterioară. Acestea sunt molecule mari, complexe formate din lipide și carbohidrați și constau din trei părți: lipidul A, un centru de polizaharide și un antigen O.
structură
Peptidoglicanul este un polimer puternic reticulat și interconectat, fiind elastic și poros. Are dimensiuni considerabile și este compus din subunități identice. Polimerul are doi derivați de zahăr: N-acetilglucozamină și acid N-acetilmuramic.
În plus, ele conțin mai multe tipuri de aminoacizi, incluzând acidul d-glutamic, d-alanina și acidul mezo-diaminopimelic. Acești aminoacizi nu sunt aceiași cu cei care alcătuiesc proteinele, deoarece ele au conformația l - și nu d - în structura lor.
Aminoacizii sunt responsabili pentru protejarea polimerului de acțiunea peptidazelor, enzimelor care degradează proteinele.
Structura este organizată după cum urmează: unități de N-acetilglucozamină și acid N-acetilmuranic sunt alternate reciproc în grupul carboxil al acidului N-acetilmuranic este ancorat un șir de aminoacizi și l d-.
Gruparea carboxil terminală a-d alanină reziduuri atașat la gruparea amino acid diaminopimelic (DAP), deși pot exista alt pod în loc.
sinteză
sinteza peptidoglicanului are loc în citoplasmă celulei și constă în patru etape, în cazul în care unitățile de polimer sunt atașate la UDP sunt transferate într-un lipid cu funcții de transport care transportă molecula la exteriorul celulei. Polimerizarea are loc aici datorită enzimelor situate în zonă.
Peptidoglicanul este un polimer care diferă de alte structuri prin organizarea sa în două dimensiuni și necesită ca unitățile care îl compun să fie legate într-un mod adecvat pentru a realiza această conformație.
Pasul 1
Procesul începe în interiorul celulei prin conversia glucosominei în celule N-acetilmuramic, datorită unui proces enzimatic.
Apoi, acesta este activat într-o reacție chimică care implică reacția cu uridin trifosfat (UTP). Această etapă conduce la formarea acidului uridin difosfat-N-acetilmuramic.
Apoi, asamblarea unităților de acid uridin difosfat-N-acetilmuramic are loc prin intermediul enzimelor.
Pasul 2
Ulterior, acid difosfat pentapeptidă-N-acetilmuranic uridină este asociată printr-o legătură pirofosfat la bactoprenol localizat în membrana plasmatică și eliberarea monofosfat uridină (UMP) are loc. Bactoprenolul acționează ca o moleculă de transport.
Adăugarea de N-acetilglucozamină are loc pentru a provoca o dizaharidă care va da naștere la peptidoglican. Acest proces poate fi ușor modificat în anumite bacterii.
De exemplu, în Staphylococcus aureus adăugarea unei pentaglicine (sau alți aminoacizi) are loc în poziția 3 a lanțului peptidic. Acest lucru se întâmplă în scopul creșterii lungimii trecerii.
Pasul 3
Consecutiv, bacteroprenol se ocupă de transport precursori exterior dizaharid peptida N-acetilglucozamină-N-acetilmuranic, care se leagă la lanțul polipeptidic prin prezența enzimelor transglucosilasas. Acești catalizatori proteici utilizează legătura pirofosfat între dizaharidă și bacteroprenol.
Pasul 4
Într-o regiune aproape de plasmă cu membrană de reticulare (transpeptidazei) între lanțurile peptidice are loc prin amina liberă situat la a treia poziție a restului lanțului de pentaglycine aminoacid N-terminal sau și d-alanină situate în a patra poziție a celuilalt lanț polipeptidic.
Reticularea are loc datorită prezenței în enzimele transpeptidazei, localizate în membrana plasmatică.
În timpul creșterii organismului, peptidoglicanul poate fi deschis în anumite puncte folosind mecanismul enzimatic al celulei și conducând la introducerea de noi monomeri.
Deoarece peptidoglicanul este similar cu o rețea, deschiderea la diferite puncte nu reduce semnificativ puterea structurii.
Procesele de sinteză și de degradare a peptidoglicanului apar în mod constant și anumite enzime (cum ar fi lizozima) sunt determinanți sub forma bacteriilor.
Atunci când bacteria este în deficit de nutrienți, sinteza peptidoglicano se oprește, provocând anumite slăbiciuni în structură.
referințe
- Alcamo, I. E. (1996). microbiologie. Wiley Publishing.
- Murray, P. R., Rosenthal, K.S., & Pfaller, M. A. (2017). Microbiologie medicală Elsevier Health Sciences.
- Prescott, L. M. (2002). microbiologie. Companiile Mc Graw-Hill
- Struthers, J.K. & Westran, R.P. (2005). Bacteriologie clinică. Masson.
- Typas, A., Banzhaf, M., van Saparoea, B. V. D. B., Verheul, J., Biboy, J. Nichols, R. J., ... & Breukink, E. (2010). Reglarea sintezei peptidoglicanelor prin proteine din membrana exterioară. celulă, 143(7), 1097-1109.