Peptidoglicano: Funções, Estrutura e Síntese

O peptidoglicano é um componente essencial da parede celular de bactérias, desempenhando um papel crucial na manutenção da forma e rigidez da célula bacteriana, bem como na proteção contra estresses mecânicos e osmóticos. Sua estrutura é composta por cadeias de glicanos interligadas por peptídeos, formando uma espécie de rede que envolve a membrana plasmática das bactérias. A síntese do peptidoglicano envolve uma série de etapas coordenadas por enzimas específicas, sendo alvo de muitos antibióticos que interferem nesse processo. Neste contexto, este artigo abordará as principais funções, estrutura e mecanismos de síntese do peptidoglicano.

Peptidoglicano: descubra sua importância e função na estrutura das células bacterianas.

O peptidoglicano é um componente essencial na estrutura das células bacterianas, desempenhando um papel crucial na manutenção da forma e resistência das mesmas. Este polímero é composto por cadeias de açúcares interligadas por pequenos peptídeos, formando uma espécie de “rede” ao redor da membrana celular.

A principal função do peptidoglicano é conferir rigidez e resistência à parede celular das bactérias, protegendo o organismo contra mudanças osmóticas e agressões externas. Além disso, o peptidoglicano também está envolvido na divisão celular e crescimento das bactérias, garantindo a replicação adequada do material genético.

A síntese do peptidoglicano é um processo complexo que envolve diversas enzimas e etapas coordenadas. Os precursores do peptidoglicano são sintetizados no citoplasma da célula bacteriana e posteriormente transportados para a membrana celular, onde são incorporados na parede celular em um processo de polimerização controlado.

Em resumo, o peptidoglicano desempenha um papel fundamental na estrutura e função das células bacterianas, sendo um alvo importante para o desenvolvimento de novos antibióticos. Compreender a importância e a síntese do peptidoglicano é essencial para o estudo e controle de infecções bacterianas.

Composição química do peptidoglicano: descubra os componentes que o formam.

O peptidoglicano é uma molécula essencial encontrada na parede celular de bactérias, responsável por fornecer estrutura e resistência a esses microorganismos. Sua composição química consiste em dois principais componentes: os glicanos e os peptídeos.

Os glicanos são cadeias de açúcares, como a glicose e a N-acetilglicosamina, ligadas entre si por ligações glicosídicas. Essas cadeias formam uma espécie de esqueleto rígido que confere resistência à parede celular. Já os peptídeos são cadeias de aminoácidos ligadas aos glicanos, proporcionando estabilidade e flexibilidade à estrutura do peptidoglicano.

Em resumo, a estrutura do peptidoglicano é composta por alternâncias de glicanos e peptídeos, formando uma malha tridimensional que envolve a membrana plasmática das bactérias. Essa estrutura é fundamental para manter a integridade da parede celular e proteger as bactérias contra mudanças osmóticas e agressões externas.

Conheça as 7 estruturas presentes nas bactérias e suas funções essenciais para sobrevivência.

O peptidoglicano é uma das estruturas essenciais presentes nas bactérias, desempenhando um papel crucial na sua sobrevivência. Também conhecido como mureína, o peptidoglicano é uma camada rígida que envolve a membrana plasmática das bactérias, conferindo-lhes forma e proteção contra a pressão osmótica.

Relacionado:  Pseudogenes: funções e tipos

A principal função do peptidoglicano é fornecer suporte estrutural para a célula bacteriana, garantindo sua integridade e resistência. Além disso, o peptidoglicano também desempenha um papel importante na divisão celular, permitindo que as bactérias se reproduzam e se multipliquem.

Quimicamente, o peptidoglicano é composto por cadeias de açúcares alternados, ligados por pontes de peptídeos. Essa estrutura única confere ao peptidoglicano sua resistência e rigidez, tornando-o uma barreira eficaz contra danos externos.

A síntese do peptidoglicano é um processo complexo que envolve várias enzimas e proteínas. Durante a divisão celular, as bactérias sintetizam novas moléculas de peptidoglicano para formar a parede celular das células filhas, garantindo sua sobrevivência e replicação.

Em resumo, o peptidoglicano é uma estrutura fundamental para a sobrevivência das bactérias, desempenhando funções essenciais como suporte estrutural, proteção contra pressão osmótica e divisão celular. Seu papel na integridade e resistência das células bacterianas torna o peptidoglicano uma das estruturas mais importantes para a vida microbiana.

Composição da parede celular em bactérias Gram-positivas: conheça sua estrutura e funcionalidades.

A parede celular das bactérias Gram-positivas é composta principalmente por peptidoglicano, uma molécula essencial para a integridade e resistência da parede celular desses microrganismos. O peptidoglicano é formado por cadeias alternadas de unidades de N-acetilglicosamina (NAG) e ácido N-acetilmurâmico (NAM), ligadas por pontes de peptídeos.

Além do peptidoglicano, a parede celular das bactérias Gram-positivas também pode conter outros componentes, como ácidos teicóicos e lipoteicóicos, que desempenham funções importantes na adesão celular e na resposta imune do hospedeiro.

A principal função do peptidoglicano na parede celular das bactérias Gram-positivas é fornecer resistência à pressão osmótica e proteção contra a lise celular. A estrutura rígida do peptidoglicano confere estabilidade à parede celular e impede a entrada de substâncias nocivas no interior da célula.

A síntese do peptidoglicano ocorre de forma coordenada por enzimas específicas, que atuam na formação das ligações peptídicas e na ligação das cadeias de glicanos. Qualquer interferência na síntese do peptidoglicano pode levar à fragilidade da parede celular e à morte celular.

Em resumo, o peptidoglicano é um componente fundamental na composição da parede celular das bactérias Gram-positivas, conferindo resistência e proteção à célula. Sua estrutura complexa e sua síntese coordenada garantem a integridade da parede celular e a sobrevivência desses microrganismos.

Peptidoglicano: Funções, Estrutura e Síntese

O peptidoglicano é o principal componente da parede celular de procariotas. É um polímero grande e é composto por unidades de N-acetilglucosamina e ácido N-acetilmurâmico. A composição do peptidoglicano é bastante semelhante em todos os grupos procarióticos.

O que varia é a identidade e a frequência dos aminoácidos que estão ancorados a ele, formando uma cadeia de tetrapeptídeos. A maquinaria que participa da síntese do peptidoglicano é um dos alvos mais comuns para a maioria dos antibióticos.

Peptidoglicano: Funções, Estrutura e Síntese 1

Funções

O peptidoglicano é o constituinte fundamental da parede celular bacteriana. Seu principal papel é manter a forma da célula e manter a estabilidade osmótica típica de quase todas as bactérias.

Relacionado:  Flora e fauna da tundra: espécies representativas

Dependendo da estrutura da referida parede, os procariotas podem ser classificados como Gram positivo e Gram negativo.

O primeiro grupo possui concentrações abundantes de peptidoglicano na composição de sua parede celular e, portanto, é capaz de reter a coloração de Gram. As características mais relevantes do peptidoglicano em ambos os grupos são descritas abaixo:

Bactérias Gram-positivas

A parede das bactérias Gram-positivas é caracterizada por ser espessa e homogênea, composta principalmente por peptidoglicano e grandes quantidades de ácidos táticos, polímeros de glicerol ou ribitol acoplados a grupos fosfato. Nestes grupos de ribitol ou glicerol estão ligados resíduos de aminoácidos, como d-alanina.

Os ácidos teicoicos podem ser encontrados ligados ao próprio peptidoglicano (por meio de uma ligação covalente com o ácido N-acetilmurâmico) ou à membrana plasmática . No último caso, eles não são mais chamados de ácidos teicoicos, mas se tornam ácidos lipoteicos.

Como os ácidos teicoicos têm carga negativa, a carga geral na parede das bactérias Gram-positivas é negativa.

Bactérias Gram-negativas

As bactérias negativas grandes exibem uma parede estruturalmente mais complexa do que as Gram-positivas. Eles consistem em uma fina camada de peptidoglicano, seguida por uma membrana externa de natureza lipídica (além da membrana plasmática da célula).

Eles não possuem ácidos teicoicos e a proteína de membrana mais abundante é a lipoproteína Braun: uma pequena proteína ligada covalentemente ao peptidoglicano e incorporada na membrana externa por uma porção hidrofóbica.

Na membrana externa existem lipopolissacarídeos. Estas são moléculas grandes e complexas formadas a partir de lipídios e carboidratos , e consistem em três partes: o lipídeo A, um centro de polissacarídeos e um antígeno O.

Estrutura

O peptidoglicano é um polímero altamente reticulado e interconectado, além de ser elástico e poroso. É de tamanho considerável e é composto por subunidades idênticas. O polímero possui dois derivados de açúcar: N-acetilglucosamina e ácido N-acetilmurâmico.

Além disso, eles contêm vários tipos de aminoácidos, entre os quais ácido d-glutâmico, d-alanina e meso-diaminopimélico. Esses aminoácidos não são os mesmos que compõem as proteínas, pois possuem em sua estrutura a conformação l – e não d-.

Os aminoácidos são responsáveis ​​por proteger o polímero da ação das peptidases, enzimas que degradam proteínas.

A estrutura está organizada da seguinte forma: as unidades N-acetilglucosamina e ácido N-acetilmurâmico são alternadas entre si, no grupo carboxila do grupo ácido N-acetilmurâmico uma cadeia de aminoácidos d- e l- está ancorada.

O grupo carboxila terminal do resíduo d-alanina é ligado ao grupo amino do ácido diaminopimélico (DAP), embora possa haver outro tipo de ponte.

Síntese

A síntese do peptidoglicano ocorre no citoplasma celular e consiste em quatro etapas, nas quais as unidades poliméricas ligadas ao UDP são transferidas para um lipídeo com funções de transporte que levam a molécula para a célula externa. Aqui a polimerização ocorre graças a enzimas localizadas na área.

Relacionado:  Invertase: características, estrutura, funções

O peptidoglicano é um polímero que difere de outras estruturas por sua organização bidimensional e requer que as unidades que o compõem sejam adequadamente ligadas para alcançar essa conformação.

Passo 1

O processo começa dentro da célula com a conversão de glucosomina em N- acetilmurâmico, graças a um processo enzimático.

Isso é então ativado em uma reação química que envolve a reação com trifosfato de uridina (UTP). Este passo leva à formação do ácido difosfato-N-acetilmurâmico da uridina.

A seguir, a montagem das unidades de ácido difosfato-N-acetilmurâmico da uridina ocorre por meio de enzimas.

Etapa 2

Posteriormente, o pentapéptido difosfato uridina-N-acetilmurâmico é associado por meio de uma ligação de pirofosfato ao bactoprenol localizado na membrana plasmática, e ocorre a liberação de monofosfato de uridina (UMP). O Bactoprenol atua como uma molécula de transporte.

A adição de N-acetilglucosamina ocorre para causar um dissacarídeo que dará origem ao peptidoglicano. Este processo pode ser modificado ligeiramente em certas bactérias.

Por exemplo, em Staphylococcus aureus, a adição de uma pentaglicina (ou outros aminoácidos) ocorre na posição 3 da cadeia peptídica. Isso ocorre para aumentar o comprimento da reticulação.

Etapa 3

Consequentemente, o bacteroprenol é responsável por mover os precursores do peptídeo dissacárido N-acetilglucosamina-N-acetilmurâmico, que se ligam à cadeia polipeptídica graças à presença de enzimas transglucosilase. Esses catalisadores de proteínas usam a ligação de pirofosfato entre o dissacarídeo e o bacteroprenol.

Etapa 4

A reticulação (transpeptidação) entre as cadeias peptídicas ocorre em uma região próxima à membrana plasmática, por meio da amina livre localizada na terceira posição do resíduo de aminoácido ou do terminal N da cadeia pentaglicina e da d-alanina localizada em a quarta posição da outra cadeia polipeptídica.

A reticulação ocorre graças à presença de enzimas transpeptidases, localizadas na membrana plasmática.

Durante o crescimento do organismo, o peptidoglicano pode ser aberto em certos pontos, usando a maquinaria enzimática da célula e levando à inserção de novos monômeros.

Como o peptidoglicano é semelhante a uma rede, a abertura em diferentes pontos não reduz significativamente a força da estrutura.

Os processos de síntese e degradação do peptidoglicano ocorrem constantemente e certas enzimas (como lisozima) são determinantes na forma das bactérias.

Quando a bactéria está com déficit de nutrientes, a síntese do peptidoglicano é interrompida, causando alguma fraqueza na estrutura.

Referências

  1. Alcamo, IE (1996). Microbi ology. Wiley Publishing.
  2. Murray, PR, Rosenthal, KS e Pfaller, MA (2017). Microbiologia médica Elsevier Ciências da Saúde.
  3. Prescott, LM (2002). Microbiologia . Empresas Mc Graw-Hill
  4. Struthers, JK e Westran, RP (2005). Bacteriologia clínica . Masson
  5. Typas, A., Banzhaf, M., van Saparoea, BVDB, Verheul, J., Biboy, J., Nichols, RJ, … & Breukink, E. (2010). Regulação da síntese de peptidoglicano por proteínas da membrana externa. Cell , 143 (7), 1097-1109.

Deixe um comentário