Peptidoglikāns ir būtiska baktēriju šūnu sieniņas sastāvdaļa, kas ir atbildīga par šūnas izturības un formas piešķiršanu. Tā sintēze ietver sarežģītu reakciju sēriju, kas notiek citoplazmā un šūnas membrānā, kulmināciju sasniedzot ar gara cukuru polimēra veidošanos, kas savienoti ar peptīdu ķēdēm. Peptidoglikāna struktūra ir ļoti konservatīva starp dažādām baktēriju sugām, padarot to par svarīgu mērķi antibiotiku izstrādei. Papildus strukturālajai funkcijai peptidoglikānam ir izšķiroša loma šūnu dalīšanās procesā un saimnieka imūnreakcijā. Šis savienojums ir būtisks daudzu patogēnu baktēriju izdzīvošanai un virulencei, padarot to par daudzsološu mērķi jaunu pretmikrobu terapiju izstrādei.
Peptidoglikāns: atklājiet tā sastāvu un nozīmi baktēriju šūnu sienā.
O peptidoglikāns Tā ir būtiska baktēriju šūnu sieniņas sastāvdaļa, kas atbild par tās stingrību un izturību. Tā sastāv no polisaharīdu tīkla, kas savstarpēji savienoti ar peptīdu ķēdēm. Peptidoglikāna pamatsastāvs ir atkārtota N-acetilglikozamīna un N-acetilmurāmskābes vienību ķēde, kas savienota ar glikozīdiskām saitēm.
A sintēze Peptidoglikānu veidošanās notiek baktēriju šūnas citoplazmā, kur tiek sintezēti peptidoglikānu prekursori un transportēti uz plazmas membrānu. Šūnu sieniņu veidošanās notiek, pievienojoties jaunām peptidoglikānu apakšvienībām, baktēriju šūnai augot un daloties.
A struktūra Peptidoglikāns ir trīsdimensiju siets, kas ieskauj baktēriju plazmas membrānu, nodrošinot aizsardzību pret osmotisko spiedienu un saglabājot šūnas formu. Peptīdu saišu klātbūtne starp polisaharīdu ķēdēm piešķir šūnas sieniņai izturību un stabilitāti.
Peptidoglikānam ir būtiska loma aizsardzību baktēriju aizsardzību pret ārējiem faktoriem, piemēram, antibiotikām un lītiskiem enzīmiem. Turklāt tam ir svarīga loma baktēriju un to vides mijiedarbībā, jo tas ir nepieciešams adhēzijai pie virsmām un noteiktu baktēriju sugu virulencei.
Tās sintēze, struktūra un funkcijas ir būtiskas baktēriju izdzīvošanai un adaptācijai dažādās vidēs.
Peptidoglikāna sastāvs: atklājiet šīs svarīgās baktēriju molekulas būtiskās sastāvdaļas.
Peptidoglikāns ir būtiska molekula baktēriju šūnu sienā, kas piešķir šūnai izturību un formu. Tā sastāvs ir ļoti svarīgs, lai izprastu tā funkciju un nozīmi baktēriju kontekstā.
Peptidoglikāns sastāv no divām galvenajām sastāvdaļām: cukuriem N-acetilglikozamīna un N-acetilmurāmskābes, kas pārmaiņus veido garu ķēdi. Turklāt šie cukuri ir saistīti ar peptīdu ķēdēm, veidojot stingru un izturīgu struktūru.
Peptidoglikānā esošie peptīdi sastāv no aminoskābēm, kas piešķir molekulai daudzveidību un specifiskumu. Šie peptīdi ir atbildīgi par cukuru ķēžu savstarpējo savienojumu, nodrošinot šūnas sienas stabilitāti.
Tā unikālais un sarežģītais sastāvs ļauj baktērijām izturēt nelabvēlīgus apstākļus un saglabāt šūnu integritāti.
7 galvenās baktēriju struktūras: uzziniet par katru no tām un tās funkciju.
Peptidoglikāns ir baktēriju šūnas sieniņas galvenā sastāvdaļa. Šī struktūra ir būtiska baktēriju šūnas formai un integritātei, nodrošinot osmotisko rezistenci un aizsardzību pret ārējiem faktoriem.
Peptidoglikāns sastāv no mainīgām cukura ķēdēm, kas savienotas ar peptīdu ķēdēm. Šīs ķēdes veido stingru tīklu ap baktēriju šūnu, piešķirot tai formu un izturību. Turklāt peptidoglikānam ir arī svarīga loma šūnu dalīšanās procesā un šūnu integritātes saglabāšanā.
Os 7 galvenās struktūras Baktēriju struktūras ietver peptidoglikānu, plazmas membrānu, ribosomas, DNS, flagellas, pilus un plazmīdas. Katra no šīm struktūrām baktēriju šūnā veic noteiktas funkcijas, veicinot tās izdzīvošanu un vairošanos.
A sintēze Peptidoglikānu veidošanās notiek plazmas membrānas iekšējā slānī, kur tiek sintezētas cukura un peptīdu apakšvienības un transportētas uz šūnas sieniņu. Enzīms transpeptidāze ir atbildīgs par šķērssaišu veidošanās katalizēšanu starp peptidoglikānu ķēdēm, piešķirot tām izturību un stabilitāti.
Peptidoglikāna struktūra ir ļoti konservatīva dažādu baktēriju sugu vidū, padarot to par mērķi vairākām antibiotikām, kas traucē tā sintēzi un noārdīšanos. Peptidoglikāna sintēzes un funkcijas mehānismu izpratne ir ļoti svarīga jaunu terapeitisko stratēģiju izstrādei pret bakteriālām infekcijām.
Soli pa solim sniegta instrukcija pareizai Grama krāsošanas veikšanai.
Lai pareizi veiktu Grama krāsošanu, veiciet šādas darbības:
1. darbība: Nostipriniet paraugu parauga turētājā un ļaujiet tam pilnībā nožūt.
2. darbība: Pārklājiet paraugu ar kristālvioletu uz 1 minūti un pēc tam noskalojiet ar ūdeni.
3. darbība: Pievienojiet Lugolu uz 1 minūti un vēlreiz noskalojiet.
4. darbība: Balinātājs ar spirta-acetona maisījumu dažas sekundes un nekavējoties izmazgāt.
5. darbība: Pievienojiet safranīnu 30 sekundes un vēlreiz nomazgājiet.
6. darbība: Novērojiet mikroskopā. Grampozitīvās baktērijas izskatīsies violetā krāsā, bet gramnegatīvās baktērijas - sarkanā krāsā.
O peptidoglikāns ir būtiska baktēriju šūnu sieniņas sastāvdaļa, kas atbild par tās izturību un formu. Tā sastāv no ķēdēm peptīdi savstarpēji savienoti ar glikāniem, veidojot stingru struktūru.
O peptidoglikāns Tam ir vairākas funkcijas, piemēram, šūnas aizsardzība pret osmotisko spiedienu, šūnas formas saglabāšana un antibiotiku, piemēram, penicilīna, mērķis, kas traucē tā sintēzi.
Peptidoglikāns: sintēze, struktūra, funkcijas
Os peptidoglikāni ir baktēriju šūnu sieniņas galvenās sastāvdaļas. Tās ir pazīstamas arī kā "mureīna maisiņi" vai vienkārši "mureīns", un to īpašības iedala baktērijas divās galvenajās grupās: gramnegatīvās un grampozitīvās.
Gramnegatīvās baktērijas tiek diferencētas, jo tām starp iekšējo un ārējo šūnu membrānu ir peptidoglikāna slānis, savukārt grampozitīvajām baktērijām arī ir šī savienojuma slānis, bet tas atrodas tikai plazmas membrānas ārējā daļā.
Gramnegatīvās baktērijās peptidoglikāns aizņem aptuveni 10% no šūnas sienas, atšķirībā no grampozitīvām baktērijām peptidoglikāna slānis var aizņemt aptuveni 90% no šūnas sienas.
Peptidoglikānu molekulu veidotā "tīkla" struktūra ir viens no faktoriem, kas baktērijām piešķir lielu izturību pret ārējiem faktoriem. To struktūra sastāv no garām glikānu ķēdēm, kas savstarpēji saistās, veidojot atvērtu tīklu, kas pārklāj visu citozola membrānu.
Šīs makromolekulas ķēdēm ir vidējais garums no 25 līdz 40 saistītām disaharīdu vienībām, lai gan ir atrastas baktēriju sugas, kurām disaharīdu ķēdes pārsniedz 100 vienības.
Peptidoglikāns piedalās arī molekulu un vielu transportēšanā no intracelulārās telpas uz ekstracelulāro vidi (virsmu), jo šī savienojuma prekursoru molekulas tiek sintezētas citozola iekšienē un eksportētas uz šūnas ārpusi.
Peptidoglikāna sintēze
Peptidoglikāna sintēze ietver vairāk nekā divdesmit dažādas reakcijas, kas notiek trīs dažādās baktēriju šūnas vietās. Procesa pirmajā daļā tiek ģenerēti peptidoglikāna prekursori, un tas notiek citozolā.
Lipīdu starpproduktu sintēze notiek citozola membrānas iekšējā virsmā, un pēdējā daļa, kur notiek peptidoglikāna polimerizācija, notiek periplazmatiskajā telpā.
Process
Uridīna-N-acetilglikozamīna un uridīna-N-acetilmurāmskābes prekursori veidojas citoplazmā no fruktozes-6-fosfāta un reakcijās, ko katalizē trīs secīgi darbojošies transpeptidāzes enzīmi.
Pentapeptīdu ķēžu (L-alanīns-D-glutamīns-diaminopimēlskābe-D-alanīns-D-alanīns) montāža notiek pakāpeniski, izmantojot ligāzes enzīmus, kas pakāpeniski pievieno aminoskābi alanīnu, D-glutamīna atlikumu, citu diaminopimēlskābi un vēl vienu dipeptīdu D-alanīns-D-alanīns.
Iekšējā membrānas pusē esošs integrāls membrānas proteīns, ko sauc par fosfo-N-acetilmuramilēnpentapeptīda transferāzi, katalizē membrānas sintēzes pirmo soli. Tas pārnes uridīna-N-acetilmurāmskābi no citoplazmas uz baktoprenolu (lipīdu vai hidrofobu spirtu).
Baktoprenols ir transportētājs, kas saistīts ar šūnas membrānas iekšējo virsmu. Kad uridīna-N-acetilmurāmskābe saistās ar baktoprenolu, veidojas komplekss, kas pazīstams kā lipīds I. Pēc tam transferāze pievieno otru molekulu, pentapeptīdu, un otru kompleksu, kas pazīstams kā lipīds II.
Lipīds II tad sastāv no uridīna-N-acetilglikozamīna, uridīna-N-acetilmurāmskābes, L-alanīna, D-glikozes, diaminopimēlskābes un dipeptīda D-alanīna-D-alanīna. Visbeidzot, šādā veidā prekursori tiek iekļauti makromolekulārajā peptidoglikānā no ārpuses.
Lipīda II transportēšana no citoplazmas iekšējās puses uz iekšējo pusi ir pēdējais sintēzes solis, un to katalizē enzīms “peles flipāze”, kas atbild par jaunizveidotās molekulas iekļaušanu ārpusšūnu telpā, kur tā kristalizējas.
Struktūra
Peptidoglikāns ir heteropolimērs, kas sastāv no garām ogļhidrātu ķēdēm, kas savstarpēji saistītas ar īsām peptīdu ķēdēm. Šī makromolekula pārklāj visu baktēriju šūnas ārējo virsmu, tai piemīt integrāla "cieta sieta" forma, bet tai raksturīga augsta elastība.
Ogļhidrātu ķēdes vai ogļhidrāti veidojas, atkārtojot disaharīdus, kas pārmaiņus satur aminoskābes, piemēram, N-acetilglikozamīnu un N-acetilmurāmskābi.
Katrs disaharīds ir saistīts ar otru caur β(1-4) glikozīdisko saiti, kas veidojas periplazmatiskajā telpā transglikozilāzes enzīma darbības rezultātā. Starp gramnegatīvām un grampozitīvām baktērijām pastāv atšķirības peptidoglikānu veidojošo komponentu secībā.
Peptidoglikāna struktūrā ir D-laktilgrupa, kas saistīta ar N-acetilmurāmskābi, kas ļauj kovalenti noenkuroties īsām peptīdu ķēdēm (parasti ar divām līdz piecām aminoskābēm) caur amīda saiti.
Šīs struktūras montāža notiek šūnas citoplazmā peptidoglikāna biosintēzes pirmās fāzes laikā. Visām izveidotajām peptīdu ķēdēm ir aminoskābes D un L konfigurācijās, kuras racemāzes enzīmi sintezē no atbilstošās aminoskābes L vai D formas.
Visām peptidoglikānu ķēdēm ir vismaz viena aminoskābe ar divbāziskām īpašībām, jo tas ļauj tīklam veidoties un savstarpēji savienoties starp blakus esošajām šūnas sienas ķēdēm.
Resursi
Peptidoglikānam ir vismaz 5 galvenās funkcijas baktēriju šūnās, proti:
– Aizsargā šūnu integritāti pret iekšējām un/vai ārējām osmotiskā spiediena izmaiņām, ļaujot baktērijām izturēt ekstremālas temperatūras izmaiņas un izdzīvot hipotoniskā un hipertoniskā vidē attiecībā pret to iekšējo vidi.
– Aizsargāt baktēriju šūnu no patogēnu uzbrukumiem: stingrais peptidoglikāna tīkls veido fizisku barjeru, kuru daudziem ārējiem infekcijas izraisītājiem ir grūti pārvarēt.
– Saglabā šūnu morfoloģiju: Daudzas baktērijas izmanto savu specifisko morfoloģiju, lai iegūtu lielāku virsmas laukumu un savukārt iegūtu lielāku daudzumu elementu, kas iesaistīti to metabolismā enerģijas ražošanai. Daudzas baktērijas dzīvo neticami spēcīga ārējā spiediena ietekmē, un to morfoloģijas saglabāšana ir būtiska, lai izdzīvotu šādos apstākļos.
– Kalpo kā atbalsts daudzām struktūrām, kas noenkurotas pie baktēriju šūnas sieniņas. Daudzām struktūrām, piemēram, cilijām, ir nepieciešams stingrs enkurs šūnā, bet tās piedāvā arī iespēju pārvietoties ārpusšūnu vidē. Noenkurošanās šūnas sieniņā nodrošina cilijām šo specifisko mobilitāti.
– Regulē šūnu augšanu un dalīšanos. Šūnapvalka stingrā struktūra darbojas kā šķērslis šūnu paplašināšanai, ierobežojot to noteiktā tilpumā. Tā arī regulē šūnu dalīšanos, nodrošinot, ka tā nenotiek haotiski visā šūnā, bet gan noteiktā vietā.
Atsauces
- Helal, AM, Sayed, AM, Omara, M., Elsebaei, MM un Mayhoub, AS (2019). Peptidoglikānu signālceļi: ir vēl vairāk. RSC advances, 9 (48), 28171–28185.
- Quintela, J., Caparrós, M. un de Pedro, M. A. (1995). Peptidoglikāna strukturālo parametru mainīgums gramnegatīvās baktērijās. FEMS mikrobioloģijas vēstules, 125 (1), 95-100.
- Rogers, H. J. (1974). Peptidoglikāni (muropeptīdi): struktūra, funkcija un variācijas. Ņujorkas Zinātņu akadēmijas Annals, 235 (1), 29.–51. lpp.
- Vollmer, W. (2015). Peptidoglikāns. Molekulārajā medicīniskās mikrobioloģijā (105.–124. lpp.). Academic Press.
- Valdemārs Volmers, Bernārs Džoriss, Poleta Čarliēra, Saimons Fosters, Baktēriju peptidoglikāna (mureīna) hidrolāzes, FEMS Microbiology Reviews, 32. sējums, 2. numurs, 2. gada marts, 2008.–259. lpp.