Peptidoglikan merupakan komponen esensial dinding sel bakteri, yang bertanggung jawab untuk memberikan kekuatan dan bentuk pada sel. Sintesisnya melibatkan serangkaian reaksi kompleks yang terjadi di sitoplasma dan membran sel, yang berpuncak pada pembentukan polimer gula panjang yang dihubungkan oleh rantai peptida. Struktur peptidoglikan sangat lestari di antara berbagai spesies bakteri, menjadikannya target penting untuk pengembangan antibiotik. Selain fungsi strukturalnya, peptidoglikan memainkan peran penting dalam pembelahan sel dan respons imun inang. Senyawa ini esensial untuk kelangsungan hidup dan virulensi banyak bakteri patogen, menjadikannya target yang menjanjikan untuk pengembangan terapi antimikroba baru.
Peptidoglikan: temukan komposisi dan pentingnya dalam dinding sel bakteri.
O peptidoglikan Peptidoglikan merupakan komponen penting dinding sel bakteri, yang bertanggung jawab atas kekakuan dan kekuatannya. Peptidoglikan terdiri dari jaringan polisakarida yang saling terhubung oleh rantai peptida. Komposisi dasar peptidoglikan adalah rantai berulang unit N-asetilglukosamin dan asam N-asetilmuramat, yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik.
A sintesis Pembentukan peptidoglikan terjadi di sitoplasma sel bakteri, tempat prekursor peptidoglikan disintesis dan diangkut ke membran plasma. Pembentukan dinding sel terjadi melalui penambahan subunit peptidoglikan baru seiring pertumbuhan dan pembelahan sel bakteri.
A struktur Peptidoglikan adalah jaring tiga dimensi yang mengelilingi membran plasma bakteri, memberikan perlindungan terhadap tekanan osmotik dan mempertahankan bentuk sel. Keberadaan ikatan peptida di antara rantai polisakarida memberikan kekuatan dan stabilitas pada dinding sel.
Peptidoglikan memainkan peran penting dalam perlindungan bakteri terhadap agen eksternal, seperti antibiotik dan enzim litik. Lebih lanjut, enzim ini penting dalam interaksi antara bakteri dan lingkungannya, penting untuk adhesi ke permukaan dan virulensi spesies bakteri tertentu.
Sintesis, struktur, dan fungsinya penting untuk kelangsungan hidup dan adaptasi bakteri di berbagai lingkungan.
Komposisi peptidoglikan: temukan komponen penting dari molekul bakteri penting ini.
Peptidoglikan adalah molekul esensial dalam dinding sel bakteri, yang memberikan kekuatan dan bentuk pada sel. Komposisinya sangat penting untuk memahami fungsi dan pentingnya peptidoglikan dalam konteks bakteri.
Peptidoglikan terdiri dari dua komponen utama: gula N-asetilglukosamin dan asam N-asetilmuramat, yang bergantian membentuk rantai panjang. Lebih lanjut, gula-gula ini terhubung dengan rantai peptida, membentuk struktur yang kaku dan tahan.
Peptida yang terdapat dalam peptidoglikan tersusun dari asam amino, yang memberikan keragaman dan spesifisitas pada molekul. Peptida ini bertanggung jawab atas interkoneksi antar rantai gula, yang menjamin stabilitas dinding sel.
Komposisi yang unik dan kompleks memungkinkan bakteri bertahan dalam kondisi buruk dan mempertahankan integritas selulernya.
7 struktur utama bakteri: pelajari masing-masing dan fungsinya.
Peptidoglikan merupakan komponen utama dinding sel bakteri. Struktur ini penting bagi bentuk dan integritas sel bakteri, memberikan ketahanan osmotik dan perlindungan terhadap agen eksternal.
Peptidoglikan terdiri dari rantai gula berselang-seling yang dihubungkan oleh rantai peptida. Rantai-rantai ini membentuk jaringan kaku di sekitar sel bakteri, yang memberikan bentuk dan kekuatan. Lebih lanjut, peptidoglikan juga berperan penting dalam pembelahan sel dan menjaga integritas sel.
Os 7 struktur utama Struktur bakteri meliputi peptidoglikan, membran plasma, ribosom, DNA, flagela, pili, dan plasmid. Masing-masing struktur ini menjalankan fungsi spesifik dalam sel bakteri, yang berkontribusi pada kelangsungan hidup dan reproduksinya.
A sintesis Pembentukan peptidoglikan terjadi di lapisan dalam membran plasma, tempat subunit gula dan peptida disintesis dan diangkut ke dinding sel. Enzim transpeptidase berperan dalam mengkatalisis pembentukan ikatan silang antar rantai peptidoglikan, yang memberikan kekuatan dan stabilitas.
Struktur peptidoglikan sangat lestari di antara berbagai spesies bakteri, menjadikannya target beberapa antibiotik yang mengganggu sintesis dan degradasinya. Memahami mekanisme sintesis dan fungsi peptidoglikan sangat penting untuk pengembangan strategi terapi baru melawan infeksi bakteri.
Panduan langkah demi langkah untuk melakukan pewarnaan Gram dengan benar.
Untuk melakukan pewarnaan Gram dengan benar, ikuti langkah-langkah berikut:
Langkah 1: Letakkan sampel pada tempat sampel dan biarkan hingga kering sepenuhnya.
Langkah 2: Tutupi sampel dengan kristal violet selama 1 menit lalu cuci dengan air.
Langkah 3: Tambahkan Lugol selama 1 menit dan cuci lagi.
Langkah 4: Pemutih dengan alkohol-aseton selama beberapa detik dan cuci segera.
Langkah 5: Tambahkan safranin selama 30 detik dan cuci lagi.
Langkah 6: Amati di bawah mikroskop. Bakteri Gram positif akan tampak ungu, sedangkan bakteri Gram negatif akan tampak merah.
O peptidoglikan merupakan komponen penting dinding sel bakteri, yang bertanggung jawab atas kekuatan dan bentuknya. Dinding sel bakteri terdiri dari rantai peptida saling terhubung oleh glikana, membentuk struktur yang kaku.
O peptidoglikan Ia memiliki beberapa fungsi, seperti melindungi sel terhadap tekanan osmotik, menjaga bentuk sel, dan menjadi target antibiotik seperti penisilin, yang mengganggu sintesisnya.
Peptidoglikan: sintesis, struktur, fungsi
Os peptidoglikan merupakan komponen utama dinding sel bakteri. Kantung ini juga dikenal sebagai "kantung murein" atau hanya "murein", dan karakteristiknya membagi bakteri menjadi dua kelompok utama: Gram-negatif dan Gram-positif.
Bakteri Gram negatif dibedakan karena memiliki lapisan peptidoglikan di antara membran sel bagian dalam dan luarnya, sedangkan bakteri Gram positif juga memiliki lapisan senyawa ini, tetapi hanya terletak di bagian luar membran plasma.
Pada bakteri gram negatif, peptidoglikan menempati sekitar 10% dinding sel, tidak seperti bakteri gram positif, lapisan peptidoglikan dapat menempati sekitar 90% dinding sel.
Struktur "jaringan" yang dibentuk oleh molekul peptidoglikan merupakan salah satu faktor yang membuat bakteri sangat tahan terhadap agen eksternal. Strukturnya terdiri dari rantai panjang glikana yang saling berasosiasi, membentuk jaringan terbuka yang menutupi seluruh membran sitosol.
Rantai makromolekul ini memiliki panjang rata-rata 25 hingga 40 unit disakarida yang terhubung, meskipun spesies bakteri telah ditemukan memiliki rantai disakarida lebih dari 100 unit.
Peptidoglikan juga berpartisipasi dalam pengangkutan molekul dan zat dari ruang intraseluler ke lingkungan ekstraseluler (permukaan), karena molekul prekursor senyawa ini disintesis di dalam sitosol dan diekspor ke luar sel.
Sintesis peptidoglikan
Sintesis peptidoglikan melibatkan lebih dari dua puluh reaksi berbeda yang terjadi di tiga lokasi berbeda dalam sel bakteri. Bagian pertama dari proses ini adalah pembentukan prekursor peptidoglikan, yang terjadi di sitosol.
Sintesis perantara lipid terjadi pada sisi dalam membran sitosol dan bagian terakhir, tempat terjadinya polimerisasi peptidoglikan, terjadi di ruang periplasma.
proses
Prekursor uridin-N-asetilglukosamin dan asam uridin-N-asetilmuramat terbentuk di sitoplasma dari fruktosa-6-fosfat dan melalui reaksi yang dikatalisis oleh tiga enzim transpeptidase yang bekerja secara berurutan.
Perakitan rantai pentapeptida (L-alanin-D-glutamin-asam diaminopimelat-D-alanin-D-alanin) diproduksi secara bertahap oleh aksi enzim ligase yang secara bertahap menambahkan asam amino alanin, residu D-glutamin, asam diaminopimelat lain, dan dipeptida lain D-alanin-D-alanin.
Protein membran integral yang disebut fosfo-N-asetilmuramilenpentapeptida transferase, yang terletak di sisi dalam, mengkatalisis langkah pertama sintesis membran. Enzim ini mentransfer asam uridin-N-asetilmuramat dari sitoplasma ke baktoprenol (lipid atau alkohol hidrofobik).
Baktoprenol adalah transporter yang terhubung dengan permukaan bagian dalam membran sel. Ketika asam uridin-N-asetilmuramat berikatan dengan baktoprenol, kompleks yang dikenal sebagai lipid I terbentuk. Transferase kemudian menambahkan molekul kedua, sebuah pentapeptida, dan kompleks kedua yang dikenal sebagai lipid II.
Lipid II kemudian terdiri dari uridin-N-asetilglukosamin, asam uridin-N-asetilmuramat, L-alanin, D-glukosa, asam diaminopimelat, dan dipeptida D-alanin-D-alanin. Akhirnya, dengan cara ini, prekursor-prekursor tersebut dimasukkan ke dalam peptidoglikan makromolekul dari luar sel.
Pengangkutan lipid II dari sisi internal ke sisi internal sitoplasma adalah langkah terakhir dari sintesis dan dikatalisis oleh enzim “murine flippase”, yang bertanggung jawab untuk menggabungkan molekul yang baru disintesis ke dalam ruang ekstraseluler tempat ia akan mengkristal.
Estrutur
Peptidoglikan adalah heteropolimer yang terdiri dari rantai karbohidrat panjang yang berikatan silang dengan rantai peptida pendek. Makromolekul ini menutupi seluruh permukaan luar sel bakteri, memiliki bentuk "jaring padat" yang integral, tetapi dicirikan oleh elastisitas yang tinggi.
Rantai karbohidrat atau karbohidrat dibentuk oleh pengulangan disakarida yang secara bergantian mengandung gula amino seperti N-asetilglukosamin dan asam N-asetilmuramat.
Setiap disakarida terhubung satu sama lain melalui ikatan β(1-4) glikosidik, yang terbentuk di ruang periplasma oleh aksi enzim transglikosilase. Terdapat perbedaan urutan komponen penyusun peptidoglikan antara bakteri gram negatif dan gram positif.
Peptidoglikan dalam strukturnya memiliki gugus D-laktil yang terikat pada asam N-asetilmuramat, yang memungkinkan penjangkaran kovalen rantai peptida pendek (umumnya dengan dua hingga lima asam amino) melalui ikatan amida.
Perakitan struktur ini terjadi di sitoplasma sel selama fase pertama biosintesis peptidoglikan. Semua rantai peptida yang terbentuk memiliki asam amino dalam konfigurasi D dan L, yang disintesis oleh enzim rasemase dari bentuk L atau D asam amino yang sesuai.
Semua rantai peptidoglikan memiliki setidaknya satu asam amino dengan karakteristik dibasik, karena ini memungkinkan jaringan untuk terbentuk dan saling berhubungan antara rantai dinding sel yang berdekatan.
Sumber daya
Peptidoglikan memiliki setidaknya 5 fungsi utama bagi sel bakteri, yaitu:
– Melindungi integritas sel terhadap perubahan tekanan osmotik internal dan/atau eksternal, yang memungkinkan bakteri menahan perubahan suhu ekstrem dan bertahan hidup dalam lingkungan hipotonik dan hipertonik dalam kaitannya dengan interiornya.
– Melindungi sel bakteri dari serangan patogen: jaringan peptidoglikan yang kaku merupakan penghalang fisik yang sulit diatasi oleh banyak agen infeksi eksternal.
– Mempertahankan morfologi seluler: Banyak bakteri memanfaatkan morfologi spesifik mereka untuk mendapatkan luas permukaan yang lebih besar dan, pada gilirannya, memperoleh lebih banyak unsur yang terlibat dalam metabolisme mereka untuk menghasilkan energi. Banyak bakteri hidup di bawah tekanan eksternal yang luar biasa, dan mempertahankan morfologi mereka sangat penting untuk bertahan hidup dalam kondisi tersebut.
– Berfungsi sebagai penopang bagi banyak struktur yang melekat pada dinding sel bakteri. Banyak struktur, seperti silia, membutuhkan ikatan yang kuat di dalam sel tetapi juga menawarkan kemampuan untuk bergerak di lingkungan ekstraseluler. Ikatan di dalam dinding sel memungkinkan silia memiliki mobilitas spesifik ini.
– Mengatur pertumbuhan dan pembelahan sel. Struktur dinding sel yang kaku berperan sebagai penghalang bagi pertumbuhan sel, membatasinya pada volume tertentu. Dinding sel juga mengatur pembelahan sel, memastikan pembelahan tidak terjadi secara acak di seluruh sel, melainkan terjadi pada titik tertentu.
Referensi
- Helal, AM, Sayed, AM, Omara, M., Elsebaei, MM, dan Mayhoub, AS (2019). Jalur peptidoglikan: masih banyak lagi. RSC advances, 9 (48), 28171–28185.
- Quintela, J., Caparrós, M., & de Pedro, MA (1995). Variabilitas parameter struktur peptidoglikan pada bakteri gram negatif. Surat mikrobiologi FEMS, 125 (1), 95-100.
- Rogers, H. J. (1974). Peptidoglikan (muropeptida): struktur, fungsi, dan variasinya. Annals of the New York Academy of Sciences, 235 (1), 29–51.
- Vollmer, W. (2015). Peptidoglikan. Dalam Mikrobiologi Medis Molekuler (hlm. 105-124). Academic Press.
- Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, Hidrolase peptidoglikan bakteri (murein), Ulasan Mikrobiologi FEMS, Volume 32, Edisi 2, Maret 2, halaman 2008–259.