Пептидогликанът е съществен компонент на бактериалната клетъчна стена, отговорен за придаването на здравина и форма на клетката. Неговият синтез включва сложна серия от реакции, които протичат в цитоплазмата и клетъчната мембрана, завършващи с образуването на дълъг полимер от захари, свързани с пептидни вериги. Структурата на пептидогликан е силно запазена сред различните бактериални видове, което го прави важна цел за разработване на антибиотици. В допълнение към структурната си функция, пептидогликанът играе ключова роля в клетъчното делене и имунния отговор на гостоприемника. Това съединение е от съществено значение за оцеляването и вирулентността на много патогенни бактерии, което го прави обещаваща цел за разработването на нови антимикробни терапии.
Пептидогликан: открийте неговия състав и значение в бактериалната клетъчна стена.
O пептидогликан Той е съществен компонент на бактериалната клетъчна стена, отговорен за нейната твърдост и здравина. Състои се от мрежа от полизахариди, свързани помежду си с пептидни вериги. Основният състав на пептидогликана е повтаряща се верига от N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмураминова киселина, свързани чрез гликозидни връзки.
A синтез Образуването на пептидогликани се случва в цитоплазмата на бактериалната клетка, където се синтезират пептидогликанови прекурсори и се транспортират до плазмената мембрана. Образуването на клетъчната стена се осъществява чрез добавяне на нови пептидогликанови субединици, докато бактериалната клетка расте и се дели.
A структура Пептидогликанът е триизмерна мрежа, която обгражда бактериалната плазмена мембрана, осигурявайки защита срещу осмотично налягане и поддържайки формата на клетката. Наличието на пептидни връзки между полизахаридните вериги придава здравина и стабилност на клетъчната стена.
Пептидогликанът играе основна роля в защита на бактериите срещу външни агенти, като антибиотици и литични ензими. Освен това, той е важен за взаимодействието между бактериите и тяхната среда, като е от съществено значение за адхезията към повърхности и за вирулентността на някои бактериални видове.
Неговият синтез, структура и функции са от съществено значение за оцеляването и адаптацията на бактериите в различни среди.
Състав на пептидогликан: открийте основните компоненти на тази важна бактериална молекула.
Пептидогликанът е основна молекула в клетъчната стена на бактерията, която придава здравината и формата на клетката. Съставът му е от решаващо значение за разбирането на неговата функция и значение в бактериалния контекст.
Пептидогликанът е съставен от два основни компонента: захарите N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмураминова киселина, които се редуват, образувайки дълга верига. Освен това, тези захари са свързани с пептидни вериги, образувайки твърда и устойчива структура.
Пептидите, присъстващи в пептидогликана, са съставени от аминокиселини, които придават разнообразие и специфичност на молекулата. Тези пептиди са отговорни за взаимовръзката между захарните вериги, осигурявайки стабилността на клетъчната стена.
Уникалният и сложен състав позволява на бактериите да издържат на неблагоприятни условия и да запазят клетъчната си цялост.
7-те основни структури на бактериите: научете за всяка една и нейната функция.
Пептидогликанът е основен компонент на бактериалната клетъчна стена. Тази структура е от съществено значение за формата и целостта на бактериалната клетка, осигурявайки осмотична устойчивост и защита срещу външни агенти.
Пептидогликанът е съставен от редуващи се захарни вериги, свързани с пептидни вериги. Тези вериги образуват твърда мрежа около бактериалната клетка, придавайки ѝ форма и здравина. Освен това, пептидогликанът играе важна роля и в клетъчното делене и поддържането на клетъчната целост.
Os основни 7 структури Бактериалните структури включват пептидогликан, плазмената мембрана, рибозомите, ДНК, флагели, пили и плазмиди. Всяка от тези структури изпълнява специфични функции в бактериалната клетка, допринасяйки за нейното оцеляване и размножаване.
A синтез Образуването на пептидогликани се случва във вътрешния слой на плазмената мембрана, където се синтезират захарни и пептидни субединици и се транспортират до клетъчната стена. Ензимът транспептидаза е отговорен за катализирането на образуването на кръстосани връзки между пептидогликановите вериги, придавайки им здравина и стабилност.
Структурата на пептидогликана е силно консервативна сред различните бактериални видове, което го прави мишена за няколко антибиотици, които пречат на неговия синтез и разграждане. Разбирането на механизмите на синтез и функция на пептидогликана е от решаващо значение за разработването на нови терапевтични стратегии срещу бактериални инфекции.
Ръководство стъпка по стъпка за правилно извършване на оцветяване по Грам.
За да извършите правилно оцветяване по Грам, следвайте тези стъпки:
Етап 1: Фиксирайте пробата в държача за проба и я оставете да изсъхне напълно.
Етап 2: Покрийте пробата с кристал виолетово за 1 минута и след това измийте с вода.
Етап 3: Добавете Луголов разтвор за 1 минута и измийте отново.
Етап 4: Избелете с алкохол-ацетон за няколко секунди и изперете веднага.
Етап 5: Добавете шафранин за 30 секунди и измийте отново.
Етап 6: Наблюдавайте под микроскоп. Грам-положителните бактерии ще изглеждат лилави, докато Грам-отрицателните бактерии ще изглеждат червени.
O пептидогликан е съществен компонент на бактериалната клетъчна стена, отговорен за нейната здравина и форма. Състои се от вериги от пептиди свързани помежду си чрез гликани, образувайки твърда структура.
O пептидогликан Той има няколко функции, като например защита на клетката от осмотично налягане, поддържане на формата на клетката и е мишена на антибиотици като пеницилин, които пречат на неговия синтез.
Пептидогликан: синтез, структура, функции
Os пептидогликани са основните компоненти на бактериалната клетъчна стена. Те са известни още като „муреинови торбички“ или просто „муреин“, а техните характеристики разделят бактериите на две основни групи: Грам-отрицателни и Грам-положителни.
Грам-отрицателните бактерии се диференцират, защото имат слой от пептидогликан между вътрешната и външната клетъчна мембрана, докато Грам-положителните бактерии също имат слой от това съединение, но той е разположен само върху външната част на плазмената мембрана.
При грам-отрицателните бактерии пептидогликанът заема около 10% от клетъчната стена, за разлика от грам-положителните бактерии, пептидогликановият слой може да заема около 90% от клетъчната стена.
„Мрежовата“ структура, образувана от пептидогликановите молекули, е един от факторите, които придават на бактериите голяма устойчивост на външни агенти. Структурата им се състои от дълги вериги от гликани, които се свързват помежду си, образувайки отворена мрежа, която покрива цялата цитозолна мембрана.
Веригите на тази макромолекула имат средна дължина от 25 до 40 свързани дизахаридни единици, въпреки че са открити бактериални видове, които имат дизахаридни вериги с повече от 100 единици.
Пептидогликанът също участва в транспорта на молекули и вещества от вътреклетъчното пространство към извънклетъчната среда (повърхността), тъй като прекурсорните молекули на това съединение се синтезират вътре в цитозола и се изнасят извън клетката.
Синтез на пептидогликани
Синтезът на пептидогликани включва повече от двадесет различни реакции, протичащи на три различни места в бактериалната клетка. Първата част от процеса е мястото, където се генерират прекурсори на пептидогликани, и това се случва в цитозола.
Синтезът на липидни междинни продукти се осъществява на вътрешната страна на цитозолната мембрана, а последната част, където се осъществява полимеризацията на пептидогликана, се осъществява в периплазменото пространство.
процес
Прекурсорите на уридин-N-ацетилглюкозамин и уридин-N-ацетилмураминова киселина се образуват в цитоплазмата от фруктозо-6-фосфат и чрез реакции, катализирани от три транспептидазни ензима, действащи последователно.
Сглобяването на пентапептидните вериги (L-аланин-D-глутамин-диаминопимелова киселина-D-аланин-D-аланин) се получава на етапи чрез действието на лигазни ензими, които постепенно добавят аминокиселината аланин, D-глутаминов остатък, друга диаминопимелова киселина и друг дипептид D-аланин-D-аланин.
Интегрален мембранен протеин, наречен фосфо-N-ацетилмурамиленпентапептид трансфераза, разположен от вътрешната страна, катализира първата стъпка от мембранния синтез. Това прехвърля уридин-N-ацетилмураминова киселина от цитоплазмата към бактопренол (липид или хидрофобен алкохол).
Бактопренолът е транспортер, свързан с вътрешната повърхност на клетъчната мембрана. Когато уридин-N-ацетилмураминова киселина се свърже с бактопренол, се образува комплекс, известен като липид I. След това трансфераза добавя втора молекула, пентапептид, и втори комплекс, известен като липид II.
Липид II след това се състои от уридин-N-ацетилглюкозамин, уридин-N-ацетилмураминова киселина, L-аланин, D-глюкоза, диаминопимелинова киселина и дипептид D-аланин-D-аланин. Накрая, по този начин, прекурсорите се включват в макромолекулния пептидогликан от външната страна на клетката.
Транспортирането на липид II от вътрешната страна към вътрешната страна на цитоплазмата е последната стъпка от синтеза и се катализира от ензим „миша флипаза“, отговорен за включването на новосинтезираната молекула в извънклетъчното пространство, където тя ще кристализира.
Еструтура
Пептидогликанът е хетерополимер, съставен от дълги въглехидратни вериги, омрежени с къси пептидни вериги. Тази макромолекула покрива цялата външна повърхност на бактериалната клетка, притежавайки интегрална форма на „твърда мрежа“, но се характеризира с висока еластичност.
Въглехидратните вериги или въглехидратите се образуват от повтарящи се дизахариди, които последователно съдържат амино захари като N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмураминова киселина.
Всеки дизахарид е свързан с другия чрез β(1-4) гликозидна връзка, която се образува в периплазменото пространство под действието на ензима трансгликозилаза. Между грам-отрицателните и грам-положителните бактерии има разлики в реда на компонентите, които изграждат пептидогликана.
Пептидогликанът има в структурата си D-лактилова група, свързана с N-ацетилмураминова киселина, която позволява ковалентно закотвяне на къси пептидни вериги (обикновено с две до пет аминокиселини) чрез амидна връзка.
Сглобяването на тази структура се случва в клетъчната цитоплазма по време на първата фаза на биосинтеза на пептидогликан. Всички образувани пептидни вериги имат аминокиселини в D и L конфигурации, които се синтезират от рацемазни ензими от L или D формата на съответната аминокиселина.
Всички пептидогликанови вериги имат поне една аминокиселина с двуосновни характеристики, тъй като това позволява на мрежата да се образува и свързва между съседни вериги на клетъчната стена.
Ресурси
Пептидогликанът има поне 5 основни функции за бактериалните клетки, а именно:
– Защитават целостта на клетките срещу вътрешни и/или външни промени в осмотичното налягане, позволявайки на бактериите да издържат на екстремни температурни промени и да оцелеят в хипотонична и хипертонична среда спрямо вътрешността им.
– Защитават бактериалната клетка от атака на патогени: твърдата пептидогликанова мрежа представлява физическа бариера, която е трудно преодолима за много външни инфекциозни агенти.
– Поддържа клетъчната морфология: Много бактерии се възползват от специфичната си морфология, за да придобият по-голяма повърхност и от своя страна да усвоят по-голямо количество от елементите, участващи в метаболизма им, за да генерират енергия. Много бактерии живеят под невероятен външен натиск и поддържането на тяхната морфология е от съществено значение за оцеляването в такива условия.
– Действа като опора за много структури, закрепени към бактериалната клетъчна стена. Много структури, като ресничките, изискват здраво закрепване в клетката, но също така предлагат способността да се движат в извънклетъчната среда. Закрепването в клетъчната стена позволява на ресничките тази специфична мобилност.
– Регулира растежа и деленето на клетките. Твърдата структура на клетъчната стена действа като бариера за разширяването на клетките, ограничавайки ги до определен обем. Тя също така регулира клетъчното делене, като гарантира, че то не се случва хаотично в цялата клетка, а по-скоро в определена точка.
Позоваването
- Хелал, AM, Сайед, AM, Омара, M., Елсебаей, MM и Мейхуб, AS (2019). Пептидогликанови пътища: има още. RSC advances, 9 (48), 28171–28185.
- Quintela, J., Caparrós, M., & de Pedro, M.A. (1995). Вариабилност на структурните параметри на пептидогликан в грам-отрицателни бактерии. FEMS микробиологични писма, 125 (1), 95-100.
- Роджърс, Х. Дж. (1974). Пептидогликани (муропептиди): структура, функция и вариации. Annals of the New York Academy of Sciences, 235 (1), 29–51.
- Vollmer, W. (2015). Пептидогликан. В Молекулярна медицинска микробиология (стр. 105-124). Academic Press.
- Валдемар Волмер, Бернар Йорис, Полет Шарлие, Саймън Фостър, Бактериални пептидогликанови (муреинови) хидролази, FEMS Microbiology Reviews, том 32, брой 2, март 2 г., страници 2008–259.