Ang Peptidoglycan ay isang mahalagang bahagi ng bacterial cell wall, na responsable para sa pagbibigay ng lakas at hugis sa cell. Ang synthesis nito ay nagsasangkot ng isang kumplikadong serye ng mga reaksyon na nangyayari sa cytoplasm at cell membrane, na nagtatapos sa pagbuo ng isang mahabang polimer ng mga asukal na nakaugnay sa pamamagitan ng mga peptide chain. Ang istraktura ng peptidoglycan ay lubos na pinananatili sa iba't ibang uri ng bakterya, na ginagawa itong isang mahalagang target para sa pagbuo ng antibiotic. Bilang karagdagan sa structural function nito, ang peptidoglycan ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa cell division at immune response ng host. Ang tambalang ito ay mahalaga para sa kaligtasan at virulence ng maraming pathogenic bacteria, na ginagawa itong isang promising target para sa pagbuo ng mga bagong antimicrobial therapies.
Peptidoglycan: tuklasin ang komposisyon at kahalagahan nito sa bacterial cell wall.
O peptidoglycan Ito ay isang mahalagang bahagi ng bacterial cell wall, na responsable para sa katigasan at lakas nito. Binubuo ito ng isang network ng polysaccharides na magkakaugnay ng mga peptide chain. Ang pangunahing komposisyon ng peptidoglycan ay isang paulit-ulit na kadena ng mga yunit ng N-acetylglucosamine at N-acetylmuramic acid, na pinag-uugnay ng mga glycosidic bond.
A synthesis Ang pagbuo ng peptidoglycan ay nangyayari sa bacterial cell cytoplasm, kung saan ang mga peptidoglycan precursor ay synthesize at dinadala sa plasma membrane. Ang pagbuo ng cell wall ay nangyayari sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga bagong peptidoglycan subunits habang lumalaki at nahahati ang bacterial cell.
A istraktura Ang Peptidoglycan ay isang three-dimensional na mesh na pumapalibot sa bacterial plasma membrane, na nagbibigay ng proteksyon laban sa osmotic pressure at pinapanatili ang hugis ng cell. Ang pagkakaroon ng mga peptide bond sa pagitan ng mga polysaccharide chain ay nagbibigay sa cell wall ng lakas at katatagan.
Ang Peptidoglycan ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa proteksyon ng bakterya laban sa mga panlabas na ahente, tulad ng mga antibiotic at lytic enzymes. Higit pa rito, ito ay mahalaga sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng bakterya at ng kanilang kapaligiran, na mahalaga para sa pagdirikit sa mga ibabaw at para sa virulence ng ilang mga bacterial species.
Ang synthesis, istraktura at mga pag-andar nito ay mahalaga para sa kaligtasan ng buhay at pagbagay ng bakterya sa iba't ibang mga kapaligiran.
Komposisyon ng peptidoglycan: tuklasin ang mahahalagang bahagi ng mahalagang bacterial molecule na ito.
Ang Peptidoglycan ay isang mahalagang molekula sa bacterial cell wall, na nagbibigay ng lakas at hugis ng cell. Ang komposisyon nito ay mahalaga sa pag-unawa sa paggana at kahalagahan nito sa konteksto ng bacterial.
Ang Peptidoglycan ay binubuo ng dalawang pangunahing sangkap: ang mga asukal na N-acetylglucosamine at N-acetylmuramic acid, na humalili upang bumuo ng mahabang kadena. Higit pa rito, ang mga asukal na ito ay naka-link sa mga peptide chain, na bumubuo ng isang matibay at lumalaban na istraktura.
Ang mga peptide na nasa peptidoglycan ay binubuo ng mga amino acid, na nagbibigay ng pagkakaiba-iba at pagtitiyak ng molekula. Ang mga peptide na ito ay may pananagutan para sa pagkakabit sa pagitan ng mga chain ng asukal, na tinitiyak ang katatagan ng cell wall.
Ang natatangi at kumplikadong komposisyon nito ay nagbibigay-daan sa bakterya na makatiis sa masamang kondisyon at mapanatili ang kanilang cellular integridad.
Pangunahing 7 istruktura ng bacteria: alamin ang bawat isa at ang paggana nito.
Ang Peptidoglycan ay isang pangunahing bahagi ng bacterial cell wall. Ang istraktura na ito ay mahalaga para sa hugis at integridad ng bacterial cell, na nagbibigay ng osmotic resistance at proteksyon laban sa mga panlabas na ahente.
Ang peptidoglycan ay binubuo ng mga alternating sugar chain na naka-link ng peptide chain. Ang mga chain na ito ay bumubuo ng isang matibay na network sa paligid ng bacterial cell, na nagbibigay ng hugis at lakas nito. Bukod dito, ang peptidoglycan ay gumaganap din ng isang mahalagang papel sa paghahati ng cell at pagpapanatili ng integridad ng cell.
Os pangunahing 7 istruktura Kasama sa mga istrukturang bacterial ang peptidoglycan, ang plasma membrane, ribosome, DNA, flagella, pili, at plasmids. Ang bawat isa sa mga istrukturang ito ay gumaganap ng mga tiyak na function sa bacterial cell, na nag-aambag sa kaligtasan at pagpaparami nito.
A synthesis Ang pagbuo ng peptidoglycan ay nangyayari sa panloob na layer ng lamad ng plasma, kung saan ang mga subunit ng asukal at peptide ay synthesize at dinadala sa cell wall. Ang enzyme transpeptidase ay may pananagutan sa pag-catalyze ng pagbuo ng mga cross-link sa pagitan ng mga peptidoglycan chain, na nagbibigay ng lakas at katatagan.
Ang istraktura ng peptidoglycan ay lubos na pinananatili sa iba't ibang bacterial species, na ginagawa itong target para sa ilang mga antibiotic na nakakasagabal sa synthesis at degradation nito. Ang pag-unawa sa mga mekanismo ng peptidoglycan synthesis at function ay mahalaga para sa pagbuo ng mga bagong therapeutic na diskarte laban sa bacterial infection.
Hakbang sa hakbang na gabay upang maisagawa nang tama ang Gram staining.
Upang maisagawa nang tama ang Gram staining, sundin ang mga hakbang na ito:
Hakbang 1: Ayusin ang sample sa sample holder at hayaang matuyo nang lubusan.
Hakbang 2: Takpan ang sample ng crystal violet sa loob ng 1 minuto at pagkatapos ay hugasan ng tubig.
Hakbang 3: Magdagdag ng Lugol sa loob ng 1 minuto at hugasan muli.
Hakbang 4: Paputiin ng alcohol-acetone sa loob ng ilang segundo at hugasan kaagad.
Hakbang 5: Magdagdag ng safranin sa loob ng 30 segundo at hugasan muli.
Hakbang 6: Magmasid sa ilalim ng mikroskopyo. Ang Gram-positive bacteria ay lalabas na purple, habang ang Gram-negative bacteria ay lalabas na pula.
O peptidoglycan ay isang mahalagang bahagi ng bacterial cell wall, na responsable para sa lakas at hugis nito. Ito ay binubuo ng mga tanikala ng peptides interconnected sa pamamagitan ng glycans, na bumubuo ng isang matibay na istraktura.
O peptidoglycan Ito ay may ilang mga function, tulad ng pagprotekta sa cell laban sa osmotic pressure, pagpapanatili ng hugis ng cell at pagiging target ng mga antibiotic tulad ng penicillin, na nakakasagabal sa synthesis nito.
Peptidoglycan: synthesis, istraktura, pag-andar
Os peptidoglycans ay ang mga pangunahing bahagi ng bacterial cell wall. Ang mga ito ay kilala rin bilang "murein sacs" o simpleng "murein," at ang kanilang mga katangian ay naghahati sa bakterya sa dalawang pangunahing grupo: Gram-negative at Gram-positive.
Naiiba ang Gram-negative bacteria dahil mayroon silang layer ng peptidoglycan sa pagitan ng kanilang panloob at panlabas na mga lamad ng cell, habang ang Gram-positive bacteria ay mayroon ding layer ng compound na ito, ngunit ito ay matatagpuan lamang sa panlabas na bahagi ng plasma membrane.
Sa gram-negative na bakterya, ang peptidoglycan ay sumasakop sa halos 10% ng cell wall, hindi katulad sa gram-positive bacteria, ang peptidoglycan layer ay maaaring sumakop sa halos 90% ng cell wall.
Ang istraktura ng "network" na nabuo ng mga molekula ng peptidoglycan ay isa sa mga kadahilanan na nagbibigay ng mahusay na pagtutol sa bakterya sa mga panlabas na ahente. Ang kanilang istraktura ay binubuo ng mahabang kadena ng mga glycans na nag-uugnay, na bumubuo ng isang bukas na network na sumasaklaw sa buong cytosolic membrane.
Ang mga kadena ng macromolecule na ito ay may average na haba na 25 hanggang 40 na naka-link na disaccharide units, bagama't natagpuan ang bacterial species na mayroong disaccharide chain na higit sa 100 units.
Ang Peptidoglycan ay nakikilahok din sa transportasyon ng mga molekula at mga sangkap mula sa intracellular space patungo sa extracellular na kapaligiran (sa ibabaw), dahil ang mga precursor molecule ng tambalang ito ay synthesize sa loob ng cytosol at ini-export sa labas ng cell.
Pagbubuo ng peptidoglycan
Ang peptidoglycan synthesis ay nagsasangkot ng higit sa dalawampung magkakaibang reaksyon, na nagaganap sa tatlong natatanging lokasyon sa bacterial cell. Ang unang bahagi ng proseso ay kung saan nabuo ang mga peptidoglycan precursor, at ito ay nangyayari sa cytosol.
Ang synthesis ng lipid intermediates ay nangyayari sa panloob na mukha ng cytosolic membrane at ang huling bahagi, kung saan nangyayari ang peptidoglycan polymerization, ay nangyayari sa periplasmic space.
Paraan
Ang mga precursor ng uridine-N-acetylglucosamine at uridine-N-acetylmuramic acid ay nabuo sa cytoplasm mula sa fructose-6-phosphate at sa pamamagitan ng mga reaksyon na na-catalyze ng tatlong transpeptidase enzyme na magkakasunod na kumikilos.
Ang pagpupulong ng mga chain ng pentapeptide (L-alanine-D-glutamine-diaminopimelic acid-D-alanine-D-alanine) ay ginawa sa mga yugto sa pamamagitan ng pagkilos ng ligase enzymes na unti-unting nagdaragdag ng amino acid alanine, isang D-glutamine residue, isa pang diaminopimelic acid at isa pang dipeptide D-alanine-D-alanine.
Ang isang integral na protina ng lamad na tinatawag na phospho-N-acetylmuramylenepentapeptide transferase, na matatagpuan sa panloob na bahagi, ay nag-catalyze sa unang hakbang ng synthesis ng lamad. Inililipat nito ang uridine-N-acetylmuramic acid mula sa cytoplasm patungo sa bactoprenol (isang lipid o hydrophobic alcohol).
Ang Bactoprenol ay isang transporter na nauugnay sa panloob na ibabaw ng lamad ng cell. Kapag ang uridine-N-acetylmuramic acid ay nagbubuklod sa bactoprenol, nabuo ang isang complex na kilala bilang lipid I. Ang isang transferase pagkatapos ay nagdaragdag ng pangalawang molekula, isang pentapeptide, at isang pangalawang complex na kilala bilang lipid II.
Ang Lipid II ay binubuo ng uridine-N-acetylglucosamine, uridine-N-acetylmuramic acid, L-alanine, D-glucose, diaminopimelic acid, at ang dipeptide D-alanine-D-alanine. Sa wakas, sa ganitong paraan, ang mga precursor ay isinama sa macromolecular peptidoglycan mula sa labas ng cell.
Ang transportasyon ng lipid II mula sa panloob na bahagi patungo sa panloob na bahagi ng cytoplasm ay ang huling hakbang ng synthesis at na-catalyzed ng isang enzyme na "murine flippase", na responsable para sa pagsasama ng bagong synthesize na molekula sa extracellular space kung saan ito ay mag-kristal.
Istruktura
Ang Peptidoglycan ay isang heteropolymer na binubuo ng mahabang carbohydrate chain na naka-crosslink sa maikling peptide chain. Sinasaklaw ng macromolecule na ito ang buong panlabas na ibabaw ng bacterial cell, na nagtataglay ng isang mahalagang "solid mesh" na hugis, ngunit nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pagkalastiko.
Ang mga carbohydrate chain o carbohydrates ay nabuo sa pamamagitan ng paulit-ulit na disaccharides na halili na naglalaman ng mga amino sugar tulad ng N-acetylglucosamine at N-acetylmuramic acid.
Ang bawat disaccharide ay naka-link sa isa sa pamamagitan ng isang β(1-4) glycosidic bond, na nabuo sa periplasmic space sa pamamagitan ng pagkilos ng isang transglycosylase enzyme. Sa pagitan ng gram-negative at gram-positive bacteria, may mga pagkakaiba sa pagkakasunud-sunod ng mga sangkap na bumubuo sa peptidoglycan.
Ang Peptidoglycan ay mayroong isang pangkat na D-lactyl sa istruktura nito na naka-link sa N-acetylmuramic acid, na nagbibigay-daan sa covalent anchoring ng maikling peptide chain (karaniwan ay may dalawa hanggang limang amino acid) sa pamamagitan ng isang amide bond.
Ang pagpupulong ng istrukturang ito ay nangyayari sa cell cytoplasm sa unang yugto ng peptidoglycan biosynthesis. Ang lahat ng mga peptide chain na nabuo ay may mga amino acid sa D at L na mga pagsasaayos, na na-synthesize ng racemase enzymes mula sa L o D form ng kaukulang amino acid.
Ang lahat ng mga peptidoglycan chain ay may hindi bababa sa isang amino acid na may mga katangiang dibasic, dahil pinapayagan nito ang network na bumuo at mag-interconnect sa pagitan ng mga katabing chain ng cell wall.
Kayamanan
Ang Peptidoglycan ay may hindi bababa sa 5 pangunahing pag-andar para sa mga bacterial cell, katulad ng:
– Protektahan ang integridad ng mga selula laban sa panloob at/o panlabas na mga pagbabago sa osmotic pressure, na nagpapahintulot sa bakterya na makatiis ng matinding pagbabago sa temperatura at mabuhay sa mga hypotonic at hypertonic na kapaligiran na may kaugnayan sa kanilang panloob.
– Protektahan ang bacterial cell mula sa pag-atake ng mga pathogen: ang matibay na peptidoglycan network ay kumakatawan sa isang pisikal na hadlang na mahirap lagpasan para sa maraming panlabas na nakakahawang ahente.
– Pinapanatili ang cellular morphology: Maraming bakterya ang sinasamantala ang kanilang partikular na morpolohiya upang makakuha ng mas malaking lugar sa ibabaw at, sa turn, makakuha ng mas malaking dami ng mga elementong kasangkot sa kanilang metabolismo upang makabuo ng enerhiya. Maraming bakterya ang nabubuhay sa ilalim ng hindi kapani-paniwalang panlabas na mga panggigipit, at ang pagpapanatili ng kanilang morpolohiya ay mahalaga upang mabuhay sa gayong mga kondisyon.
– Nagsisilbing suporta para sa maraming istrukturang naka-angkla sa bacterial cell wall. Maraming mga istruktura, tulad ng cilia, ay nangangailangan ng matatag na anchor sa cell ngunit nag-aalok din ng kakayahang lumipat sa extracellular na kapaligiran. Ang pag-angkla sa loob ng cell wall ay nagbibigay-daan sa cilia sa partikular na kadaliang kumilos.
– Kinokontrol ang paglaki at paghahati ng cell. Ang matibay na istraktura ng pader ng cell ay nagsisilbing hadlang sa pagpapalawak ng cell, na nililimitahan ito sa isang tiyak na dami. Kinokontrol din nito ang paghahati ng cell, tinitiyak na hindi ito nangyayari nang basta-basta sa buong cell, ngunit sa halip ay nangyayari sa isang tiyak na punto.
Mga sanggunian
- Helal, AM, Sayed, AM, Omara, M., Elsebaei, MM at Mayhoub, AS (2019). Peptidoglycan pathways: marami pa. Pagsulong ng RSC, 9 (48), 28171–28185.
- Quintela, J., Caparrós, M., & de Pedro, M.A. (1995). Pagkakaiba-iba ng peptidoglycan structural parameters sa gram-negative bacteria. Mga titik ng microbiology ng FEMS, 125 (1), 95-100.
- Rogers, H. J. (1974). Peptidoglycans (muropeptides): istraktura, pag-andar, at mga pagkakaiba-iba. Mga salaysay ng New York Academy of Sciences, 235 (1), 29–51.
- Vollmer, W. (2015). Peptidoglycan. Sa Molecular Medical Microbiology (pp. 105-124). Akademikong Press.
- Waldemar Vollmer, Bernard Joris, Paulette Charlier, Simon Foster, Bacterial peptidoglycan (murein) hydrolases, FEMS Microbiology Reviews, Volume 32, Isyu 2, Marso 2, pahina 2008–259.