Peptidoglikan adalah komponen penting dinding sel bakteria, bertanggungjawab untuk memberikan kekuatan dan bentuk kepada sel. Sintesisnya melibatkan satu siri tindak balas yang kompleks yang berlaku dalam sitoplasma dan membran sel, yang memuncak dalam pembentukan polimer panjang gula yang dihubungkan oleh rantai peptida. Struktur peptidoglycan sangat terpelihara di kalangan spesies bakteria yang berbeza, menjadikannya sasaran penting untuk pembangunan antibiotik. Sebagai tambahan kepada fungsi strukturnya, peptidoglycan memainkan peranan penting dalam pembahagian sel dan tindak balas imun hos. Kompaun ini penting untuk kemandirian dan virulensi banyak bakteria patogen, menjadikannya sasaran yang menjanjikan untuk pembangunan terapi antimikrob baharu.
Peptidoglikan: temui komposisi dan kepentingannya dalam dinding sel bakteria.
O peptidoglikan Ia adalah komponen penting dinding sel bakteria, bertanggungjawab untuk ketegaran dan kekuatannya. Ia terdiri daripada rangkaian polisakarida yang saling berkaitan oleh rantai peptida. Komposisi asas peptidoglycan ialah rantai berulang unit N-asetilglukosamin dan asid N-asetilmuramat, yang dikaitkan dengan ikatan glikosidik.
A sintesis Pembentukan peptidoglikan berlaku dalam sitoplasma sel bakteria, di mana prekursor peptidoglycan disintesis dan diangkut ke membran plasma. Pembentukan dinding sel berlaku melalui penambahan subunit peptidoglycan baru apabila sel bakteria tumbuh dan membahagi.
A struktur Peptidoglikan ialah jaringan tiga dimensi yang mengelilingi membran plasma bakteria, memberikan perlindungan terhadap tekanan osmotik dan mengekalkan bentuk sel. Kehadiran ikatan peptida antara rantai polisakarida memberikan kekuatan dan kestabilan dinding sel.
Peptidoglikan memainkan peranan asas dalam perlindungan bakteria terhadap agen luar, seperti antibiotik dan enzim litik. Tambahan pula, ia adalah penting dalam interaksi antara bakteria dan persekitarannya, yang penting untuk melekat pada permukaan dan untuk virulensi spesies bakteria tertentu.
Sintesis, struktur dan fungsinya adalah penting untuk kemandirian dan penyesuaian bakteria dalam persekitaran yang berbeza.
Komposisi peptidoglycan: temui komponen penting molekul bakteria penting ini.
Peptidoglikan ialah molekul penting dalam dinding sel bakteria, memberikan kekuatan dan bentuk sel. Komposisinya adalah penting untuk memahami fungsi dan kepentingannya dalam konteks bakteria.
Peptidoglikan terdiri daripada dua komponen utama: gula N-acetylglucosamine dan N-acetylmuramic acid, yang berselang-seli untuk membentuk rantai panjang. Tambahan pula, gula ini dikaitkan dengan rantai peptida, membentuk struktur yang tegar dan tahan.
Peptida yang terdapat dalam peptidoglycan terdiri daripada asid amino, yang memberikan kepelbagaian dan kekhususan molekul. Peptida ini bertanggungjawab untuk saling hubungan antara rantai gula, memastikan kestabilan dinding sel.
Komposisinya yang unik dan kompleks membolehkan bakteria menahan keadaan buruk dan mengekalkan integriti selularnya.
7 struktur utama bakteria: pelajari tentang setiap satu dan fungsinya.
Peptidoglikan adalah komponen utama dinding sel bakteria. Struktur ini penting untuk bentuk dan integriti sel bakteria, memberikan rintangan osmotik dan perlindungan terhadap agen luar.
Peptidoglikan terdiri daripada rantai gula berselang-seli yang dihubungkan oleh rantai peptida. Rantaian ini membentuk rangkaian tegar di sekeliling sel bakteria, memberikannya bentuk dan kekuatan. Tambahan pula, peptidoglycan juga memainkan peranan penting dalam pembahagian sel dan mengekalkan integriti sel.
Os 7 struktur utama Struktur bakteria termasuk peptidoglycan, membran plasma, ribosom, DNA, flagela, pili, dan plasmid. Setiap struktur ini melaksanakan fungsi tertentu dalam sel bakteria, menyumbang kepada kemandirian dan pembiakannya.
A sintesis Pembentukan peptidoglikan berlaku di lapisan dalam membran plasma, di mana subunit gula dan peptida disintesis dan diangkut ke dinding sel. Enzim transpeptidase bertanggungjawab untuk memangkinkan pembentukan ikatan silang antara rantai peptidoglikan, memberikan kekuatan dan kestabilan.
Struktur peptidoglycan sangat terpelihara di kalangan spesies bakteria yang berbeza, menjadikannya sasaran untuk beberapa antibiotik yang mengganggu sintesis dan degradasinya. Memahami mekanisme sintesis dan fungsi peptidoglycan adalah penting untuk pembangunan strategi terapeutik baru terhadap jangkitan bakteria.
Panduan langkah demi langkah untuk melakukan pewarnaan Gram dengan betul.
Untuk melakukan pewarnaan Gram dengan betul, ikuti langkah berikut:
Langkah 1: Betulkan sampel dalam bekas sampel dan biarkan ia kering sepenuhnya.
Langkah 2: Tutup sampel dengan kristal violet selama 1 minit dan kemudian basuh dengan air.
Langkah 3: Masukkan Lugol selama 1 minit dan basuh lagi.
Langkah 4: Luntur dengan alkohol-aseton selama beberapa saat dan basuh dengan segera.
Langkah 5: Tambah safranin selama 30 saat dan basuh semula.
Langkah 6: Perhatikan di bawah mikroskop. Bakteria Gram-positif akan kelihatan ungu, manakala bakteria Gram-negatif akan kelihatan merah.
O peptidoglikan adalah komponen penting dinding sel bakteria, bertanggungjawab untuk kekuatan dan bentuknya. Ia terdiri daripada rantaian peptida saling berkaitan oleh glycans, membentuk struktur tegar.
O peptidoglikan Ia mempunyai beberapa fungsi, seperti melindungi sel daripada tekanan osmotik, mengekalkan bentuk sel dan menjadi sasaran antibiotik seperti penisilin, yang mengganggu sintesisnya.
Peptidoglikan: sintesis, struktur, fungsi
Os peptidoglikan adalah komponen utama dinding sel bakteria. Mereka juga dikenali sebagai "kantung murein" atau hanya "murein," dan ciri-cirinya membahagikan bakteria kepada dua kumpulan utama: Gram-negatif dan Gram-positif.
Bakteria Gram-negatif dibezakan kerana mereka mempunyai lapisan peptidoglikan antara membran sel dalam dan luar mereka, manakala bakteria Gram-positif juga mempunyai lapisan sebatian ini, tetapi ia hanya terletak pada bahagian luar membran plasma.
Dalam bakteria gram-negatif, peptidoglycan menduduki kira-kira 10% daripada dinding sel, tidak seperti dalam bakteria gram-positif, lapisan peptidoglycan boleh menduduki kira-kira 90% daripada dinding sel.
Struktur "rangkaian" yang dibentuk oleh molekul peptidoglycan adalah salah satu faktor yang memberikan ketahanan bakteria yang hebat kepada agen luar. Struktur mereka terdiri daripada rantai panjang glycans yang bersekutu bersama, membentuk rangkaian terbuka yang meliputi keseluruhan membran sitosol.
Rantaian makromolekul ini mempunyai purata panjang 25 hingga 40 unit disakarida berpaut, walaupun spesies bakteria telah ditemui yang mempunyai rantaian disakarida lebih daripada 100 unit.
Peptidoglikan juga mengambil bahagian dalam pengangkutan molekul dan bahan dari ruang intraselular ke persekitaran ekstraselular (permukaan), kerana molekul prekursor sebatian ini disintesis di dalam sitosol dan dieksport ke luar sel.
Sintesis peptidoglikan
Sintesis peptidoglikan melibatkan lebih daripada dua puluh tindak balas yang berbeza, berlaku di tiga lokasi berbeza dalam sel bakteria. Bahagian pertama proses adalah di mana prekursor peptidoglycan dijana, dan ini berlaku dalam sitosol.
Sintesis perantaraan lipid berlaku pada muka dalaman membran sitosolik dan bahagian terakhir, di mana pempolimeran peptidoglikan berlaku, berlaku dalam ruang periplasmik.
proses
Prekursor uridin-N-asetilglukosamin dan asid uridin-N-asetilmuramat terbentuk dalam sitoplasma daripada fruktosa-6-fosfat dan melalui tindak balas yang dimangkinkan oleh tiga enzim transpeptidase yang bertindak secara berturut-turut.
Pengumpulan rantai pentapeptida (L-alanine-D-glutamin-diaminopimelic acid-D-alanine-D-alanine) dihasilkan secara berperingkat oleh tindakan enzim ligase yang secara beransur-ansur menambah asid amino alanin, residu D-glutamin, asid diaminopimelik lain dan dipeptida D-alanine-D-alanine yang lain.
Protein membran integral yang dipanggil phospho-N-acetylmuramylenepentapeptide transferase, terletak di bahagian dalam, memangkinkan langkah pertama sintesis membran. Ini memindahkan asid uridin-N-acetylmuramic dari sitoplasma kepada bactoprenol (alkohol lipid atau hidrofobik).
Bactoprenol adalah pengangkut yang dikaitkan dengan permukaan dalaman membran sel. Apabila asid uridin-N-acetylmuramic mengikat kepada bactoprenol, kompleks yang dikenali sebagai lipid I terbentuk. Transferase kemudian menambah molekul kedua, pentapeptida, dan kompleks kedua yang dikenali sebagai lipid II.
Lipid II kemudiannya terdiri daripada uridin-N-asetilglukosamin, asid uridin-N-asetilmuramat, L-alanine, D-glukosa, asid diaminopimelik, dan dipeptida D-alanine-D-alanine. Akhirnya, dengan cara ini, prekursor dimasukkan ke dalam peptidoglikan makromolekul dari luar sel.
Pengangkutan lipid II dari bahagian dalaman ke bahagian dalaman sitoplasma adalah langkah terakhir sintesis dan dimangkinkan oleh enzim "murine flippase", yang bertanggungjawab untuk memasukkan molekul yang baru disintesis ke dalam ruang ekstraselular di mana ia akan mengkristal.
Struktur
Peptidoglikan ialah heteropolimer yang terdiri daripada rantai karbohidrat panjang yang disambung silang dengan rantai peptida pendek. Makromolekul ini meliputi seluruh permukaan luar sel bakteria, mempunyai bentuk "jaring pepejal" yang penting, tetapi dicirikan oleh keanjalan yang tinggi.
Rantaian atau karbohidrat karbohidrat terbentuk dengan mengulangi disakarida yang mengandungi gula amino secara bergantian seperti N-acetylglucosamine dan N-acetylmuramic acid.
Setiap disakarida dikaitkan dengan yang lain melalui ikatan glikosidik β(1-4), yang terbentuk dalam ruang periplasmik oleh tindakan enzim transglycosylase. Antara bakteria gram-negatif dan gram-positif, terdapat perbezaan dalam susunan komponen yang membentuk peptidoglycan.
Peptidoglikan mempunyai dalam strukturnya kumpulan D-laktil yang dikaitkan dengan asid N-asetilmuramat, yang membolehkan penambat kovalen rantai peptida pendek (biasanya dengan dua hingga lima asid amino) melalui ikatan amida.
Perhimpunan struktur ini berlaku dalam sitoplasma sel semasa fasa pertama biosintesis peptidoglycan. Semua rantai peptida yang terbentuk mempunyai asid amino dalam konfigurasi D dan L, yang disintesis oleh enzim racemase daripada bentuk L atau D asid amino yang sepadan.
Semua rantai peptidoglikan mempunyai sekurang-kurangnya satu asid amino dengan ciri-ciri dibasic, kerana ini membolehkan rangkaian membentuk dan saling bersambung antara rantai bersebelahan dinding sel.
Sumber
Peptidoglikan mempunyai sekurang-kurangnya 5 fungsi utama untuk sel bakteria iaitu:
– Melindungi integriti sel daripada perubahan dalaman dan/atau luaran dalam tekanan osmotik, membolehkan bakteria menahan perubahan suhu yang melampau dan bertahan dalam persekitaran hipotonik dan hipertonik berhubung dengan bahagian dalamannya.
– Lindungi sel bakteria daripada serangan patogen: rangkaian peptidoglycan tegar mewakili halangan fizikal yang sukar diatasi untuk banyak agen berjangkit luaran.
– Mengekalkan morfologi selular: Banyak bakteria mengambil kesempatan daripada morfologi khusus mereka untuk mendapatkan kawasan permukaan yang lebih besar dan, seterusnya, memperoleh lebih banyak kuantiti unsur yang terlibat dalam metabolisme mereka untuk menjana tenaga. Banyak bakteria hidup di bawah tekanan luar yang luar biasa, dan mengekalkan morfologi mereka adalah penting untuk terus hidup dalam keadaan sedemikian.
– Bertindak sebagai sokongan untuk banyak struktur yang berlabuh pada dinding sel bakteria. Banyak struktur, seperti silia, memerlukan penambat yang kukuh dalam sel tetapi juga menawarkan keupayaan untuk bergerak dalam persekitaran ekstraselular. Berlabuh di dalam dinding sel membolehkan silia mobiliti khusus ini.
– Mengawal pertumbuhan dan pembahagian sel. Struktur tegar dinding sel bertindak sebagai penghalang kepada pengembangan sel, mengehadkannya kepada volum tertentu. Ia juga mengawal selia pembahagian sel, memastikan ia tidak berlaku secara sembarangan di seluruh sel, sebaliknya berlaku pada titik tertentu.
Rujukan
- Helal, AM, Sayed, AM, Omara, M., Elsebaei, MM dan Mayhoub, AS (2019). Laluan peptidoglikan: masih ada lagi. Pendahuluan RSC, 9 (48), 28171–28185.
- Quintela, J., Caparrós, M., & de Pedro, M.A. (1995). Kebolehubahan parameter struktur peptidoglikan dalam bakteria gram-negatif. Surat mikrobiologi FEMS, 125 (1), 95-100.
- Rogers, H. J. (1974). Peptidoglikan (muropeptida): struktur, fungsi, dan variasi. Annals of the New York Academy of Sciences, 235 (1), 29–51.
- Vollmer, W. (2015). Peptidoglikan. Dalam Mikrobiologi Perubatan Molekul (ms. 105-124). Akhbar Akademik.
- Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, Hidrolase peptidoglycan (murein) bakteria, Kajian Mikrobiologi FEMS, Jilid 32, Isu 2, Mac 2, halaman 2008–259.