Peptidoglicano: síntese, estrutura, funções

O peptidoglicano é um componente essencial da parede celular de bactérias, sendo responsável por conferir resistência e forma à célula. Sua síntese envolve uma complexa série de reações que ocorrem no citoplasma e na membrana celular, culminando na formação de um longo polímero de açúcares interligados por cadeias peptídicas. A estrutura do peptidoglicano é altamente conservada entre diferentes espécies bacterianas, o que o torna um alvo importante para o desenvolvimento de antibióticos. Além de sua função estrutural, o peptidoglicano desempenha um papel crucial na divisão celular e na resposta imunológica do hospedeiro. Este composto é fundamental para a sobrevivência e virulência de muitas bactérias patogênicas, tornando-o um alvo promissor para o desenvolvimento de novas terapias antimicrobianas.

Peptidoglicano: descubra sua composição e importância na parede celular bacteriana.

O peptidoglicano é um componente essencial da parede celular bacteriana, sendo responsável pela sua rigidez e resistência. É formado por uma rede de polissacarídeos interligados por cadeias de peptídeos. A composição básica do peptidoglicano é uma repetição de unidades de N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurâmico, ligadas por ligações glicosídicas.

A síntese do peptidoglicano ocorre no citoplasma da célula bacteriana, onde os precursores do peptidoglicano são sintetizados e transportados para a membrana plasmática. A formação da parede celular ocorre através da adição de novas subunidades de peptidoglicano à medida que a célula bacteriana cresce e se divide.

A estrutura do peptidoglicano é uma malha tridimensional que envolve a membrana plasmática das bactérias, conferindo proteção contra a pressão osmótica e mantendo a forma da célula. A presença de ligações peptídicas entre as cadeias de polissacarídeos confere resistência e estabilidade à parede celular.

O peptidoglicano desempenha um papel fundamental na proteção das bactérias contra agentes externos, como antibióticos e enzimas líticas. Além disso, é importante na interação entre as bactérias e seu ambiente, sendo essencial para a adesão a superfícies e para a virulência de certas espécies bacterianas.

Sua síntese, estrutura e funções são essenciais para a sobrevivência e adaptação das bactérias em diferentes ambientes.

Composição do peptidoglicano: descubra os componentes essenciais desta importante molécula bacteriana.

O peptidoglicano é uma molécula essencial na parede celular das bactérias, conferindo resistência e forma à célula. Sua composição é fundamental para entender sua função e importância no contexto bacteriano.

O peptidoglicano é composto por dois componentes principais: os açúcares N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurâmico, que se alternam formando uma longa cadeia. Além disso, esses açúcares estão ligados a cadeias de peptídeos, formando uma estrutura rígida e resistente.

Os peptídeos presentes no peptidoglicano são compostos por aminoácidos, que conferem diversidade e especificidade à molécula. Esses peptídeos são responsáveis pela interligação entre as cadeias de açúcares, garantindo a estabilidade da parede celular.

Sua composição única e complexa permite que as bactérias resistam a condições adversas e mantenham sua integridade celular.

Principais 7 estruturas da bactéria: conheça cada uma delas e sua função.

O peptidoglicano é um dos principais componentes da parede celular das bactérias. Esta estrutura é essencial para a forma e integridade da célula bacteriana, sendo responsável por sua resistência osmótica e proteção contra agentes externos.

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O peptidoglicano é composto por cadeias de açúcares alternados, ligados por cadeias de peptídeos. Essas cadeias formam uma rede rígida ao redor da célula bacteriana, conferindo-lhe forma e resistência. Além disso, o peptidoglicano também desempenha um papel importante na divisão celular e na manutenção da integridade da célula.

Os principais 7 estruturas da bactéria incluem o peptidoglicano, a membrana plasmática, os ribossomos, o DNA, os flagelos, os pili e os plasmídeos. Cada uma dessas estruturas desempenha funções específicas na célula bacteriana, contribuindo para sua sobrevivência e reprodução.

A síntese do peptidoglicano ocorre na camada interna da membrana plasmática, onde as subunidades de açúcares e peptídeos são sintetizadas e transportadas para a parede celular. A enzima transpeptidase é responsável por catalisar a formação das ligações cruzadas entre as cadeias de peptidoglicano, conferindo-lhe resistência e estabilidade.

A estrutura do peptidoglicano é altamente conservada entre as diferentes espécies bacterianas, sendo alvo de diversos antibióticos que interferem na sua síntese e degradação. A compreensão dos mecanismos de síntese e função do peptidoglicano é fundamental para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas contra infecções bacterianas.

Passo a passo para realizar corretamente a coloração de Gram.

Para realizar corretamente a coloração de Gram, siga o seguinte passo a passo:

Passo 1: Fixe a amostra no porta-amostras e deixe secar completamente.

Passo 2: Cubra a amostra com cristal violeta por 1 minuto e depois lave com água.

Passo 3: Adicione lugol por 1 minuto e lave novamente.

Passo 4: Faça a decoloração com álcool-acetona por alguns segundos e lave imediatamente.

Passo 5: Adicione safranina por 30 segundos e lave mais uma vez.

Passo 6: Observe ao microscópio. Bactérias Gram-positivas ficarão roxas, enquanto as Gram-negativas ficarão vermelhas.

O peptidoglicano é um componente essencial da parede celular das bactérias, sendo responsável pela sua resistência e forma. Ele é composto por cadeias de peptídeos interligados por glicanos, formando uma estrutura rígida.

O peptidoglicano tem diversas funções, como proteger a célula contra a pressão osmótica, manter a forma da célula e ser o alvo de antibióticos como a penicilina, que interferem na sua síntese.

Peptidoglicano: síntese, estrutura, funções

Peptidoglicano: síntese, estrutura, funções

Os peptidoglicanos são os principais componentes da parede celular das bactérias. Eles também são conhecidos como “sacos de mureína” ou simplesmente “mureína” e suas características dividem as bactérias em dois grupos principais: gram-negativos e gram-positivos.

As bactérias gram-negativas são diferenciadas porque possuem uma camada de peptidoglicano entre suas membranas celulares interna e externa, enquanto as bactérias gram-positivas também possuem uma camada desse composto, mas está localizada apenas na parte externa da membrana plasmática.

Nas bactérias gram-negativas, o peptidoglicano ocupa cerca de 10% da parede celular, ao contrário das bactérias gram-positivas, a camada peptidoglicana pode ocupar cerca de 90% da parede celular.

A estrutura do tipo “rede” formada por moléculas peptidoglicanas é um dos fatores que lhes confere grande resistência às bactérias contra agentes externos. Sua estrutura consiste em longas cadeias de glicanos que se associam, formando uma rede aberta que cobre toda a membrana citosólica.

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As cadeias desta macromolécula têm um comprimento médio de 25 a 40 unidades de dissacarídeos ligados, embora tenham sido encontradas espécies de bactérias que possuem cadeias dissacarídicas de mais de 100 unidades.

O peptidoglicano também participa do transporte de moléculas e substâncias do espaço intracelular para o ambiente extracelular (a superfície), uma vez que as moléculas precursoras desse composto são sintetizadas no interior do citosol e exportadas para o exterior da célula.

Síntese de  peptidoglicanos

A síntese do peptidoglicano envolve mais de vinte reações diferentes, ocorrendo em três locais diferentes na célula bacteriana. A primeira parte do processo é onde os precursores do peptidoglicano são gerados e isso ocorre no citosol.

A síntese de intermediários lipídicos ocorre na face interna da membrana citosólica e a última parte, onde ocorre a polimerização de peptidoglicanos, ocorre no espaço periplásmico.

Processo

Os precursores da uridina-N-acetilglucosamina e do ácido uridina-N-acetilmurâmico são formados no citoplasma a partir de frutose-6-fosfato e por meio de reações catalisadas por três enzimas transpeptidase que atuam consecutivamente.

A montagem das cadeias pentapeptídicas (ácido L-alanina-D-glutamina-diaminopimélico-D-alanina-D-alanina) é produzida em estágios pela ação das enzimas ligase que gradualmente adicionam o aminoácido alanina, um resíduo de D-glutamina, outro ácido diaminopimélico e outro dipeptídeo D-alanina-D-alanina.

Uma proteína de membrana integral chamada fosfo-N-acetilmuramil-pentapeptídeo-transferase, localizada no lado interno, catalisa a primeira etapa de síntese na membrana. Isso realiza a transferência do ácido uridina-N-acetilmurâmico do citoplasma para a bactoprenol (um álcool lipídico ou hidrofóbico).

O Bactoprenol é um transportador associado à face interna da membrana celular. Quando o ácido uridina-N-acetilmurâmico se liga ao bactoprenol, forma-se o complexo conhecido como lipídio I. Em seguida, uma transferase adiciona uma segunda molécula, pentapeptídeo e um segundo complexo conhecido como lipídeo II.

O lipídeo II é então composto de uridina-N-acetilglucosamina, ácido uridina-N-acetilmurâmico, L-alanina, D-glicose, ácido diaminopimélico e o dipeptídeo D-alanina-D-alanina. Finalmente, desta maneira, os precursores são incorporados no peptidoglicano macromolecular a partir do exterior da célula.

O transporte do lipídio II do lado interno para o lado interno do citoplasma é o último passo da síntese e é catalisado por uma enzima “murina flipase”, responsável por incorporar a molécula recém-sintetizada no espaço extracelular onde cristalizará. .

Estrutura

O peptidoglicano é um heteropolímero composto por longas cadeias de carboidratos que se cruzam com cadeias peptídicas curtas. Essa macromolécula envolve toda a superfície externa da célula bacteriana, possui uma forma integral de “malha sólida”, mas é caracterizada por uma grande capacidade elástica.

As cadeias de carboidratos ou carboidratos são formadas por repetições de dissacarídeos que contêm alternadamente amino-açúcares como N-acetilglucosamina e ácido N-acetilmurâmico.

Cada dissacarídeo está ligado ao outro através de uma ligação glicosídica β (1-4), que é formada no espaço periplásmico pela ação de uma enzima transglicosilase. Entre as bactérias gram-negativas e gram-positivas, existem diferenças na ordem dos componentes que fazem parte do peptidoglicano.

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O peptidoglicano possui em sua estrutura um grupo D-lactil ligado ao ácido N-acetilmurâmico, que permite a ancoragem covalente de cadeias peptídicas curtas (geralmente com dois a cinco aminoácidos) através de uma ligação amida.

A montagem dessa estrutura ocorre no citoplasma celular durante a primeira fase da biossíntese peptidoglicana. Todas as cadeias peptídicas formadas possuem aminoácidos nas configurações D e L, que são sintetizadas pelas enzimas racemase da forma L ou D do aminoácido correspondente.

Todas as cadeias peptidoglicanas têm pelo menos um aminoácido com características dibásicas, pois isso permite que a rede se forme e se interligue entre as cadeias adjacentes da parede celular.

Recursos

O peptidoglicano possui pelo menos 5 funções principais para células bacterianas, a saber:

– Proteger a integridade das células contra alterações internas e / ou externas na pressão osmótica, permitindo que as bactérias resistam a mudanças extremas de temperatura e sobrevivam em meios hipotônicos e hipertônicos em relação ao seu interior.

– Proteger a célula bacteriana do ataque de patógenos: a rede rígida de peptidoglicanos representa uma barreira física difícil de superar para muitos agentes infecciosos externos.

– Mantém a morfologia celular: muitas bactérias aproveitam a morfologia específica que possuem para ter uma área de superfície maior e, por sua vez, conseguir adquirir uma quantidade maior dos elementos que participam de seu metabolismo para gerar energia. Muitas bactérias vivem sob incríveis pressões externas e é essencial manter sua morfologia para sobreviver em tais condições.

– Atua como suporte para muitas estruturas ancoradas na parede celular de bactérias. Muitas estruturas, como os cílios, por exemplo, precisam de uma âncora firme na célula, mas, ao mesmo tempo, oferecem a capacidade de se mover no meio extracelular. A ancoragem no interior da parede celular permite aos cílios essa mobilidade específica.

– Regula o crescimento e a divisão celular. A estrutura rígida que significa que a parede celular representa uma barreira para a célula ter expansão limitada a um volume específico. Ele também regula que a divisão celular não ocorre desordenadamente em toda a célula, mas ocorre em um ponto específico.

Referências

  1. Helal, AM, Sayed, AM, Omara, M., Elsebaei, MM e Mayhoub, AS (2019). Vias do peptidoglicano: ainda existem mais. RSC avança, 9 (48), 28171-28185.
  2. Quintela, J., Caparrós, M., & de Pedro, MA (1995). Variabilidade dos parâmetros estruturais do peptidoglicano em bactérias gram-negativas. FEMS microbiology letters, 125 (1), 95-100.
  3. Rogers, HJ (1974). Peptidoglicanos (muropeptídeos): estrutura, função e variações. Anais da Academia de Ciências de Nova York, 235 (1), 29-51.
  4. Vollmer, W. (2015). Peptidoglicano. In Molecular Medical Microbiology (pp. 105-124). Academic Press.
  5. Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, peptidoglicano bacteriano (mureina) hidrolases, FEMS Microbiology Reviews, Volume 32, Volume 2, Edição 2, março de 2008, páginas 259–286.

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