Peptidoglycan, auch bekannt als murein, sind ein Polymer, das aus Zucker und Aminosäuren besteht, der eine einem Ineinandergreifen ähnliche Schicht außerhalb der Plasmamembran von Bakterien (aber nicht Archaea) bildet, die Zellwand bildend. Der Zuckerbestandteil besteht aus Wechselrückständen von β-(1,4) hat N-acetylglucosamine und N-acetylmuramic Säure verbunden. Beigefügt der N-acetylmuramic Säure ist eine peptide Kette von drei bis fünf Aminosäuren. Die peptide Kette kann mit der peptide Kette eines anderen Ufers quer-verbunden werden, das die einem Ineinandergreifen ähnliche 3D-Schicht bildet. Einige Archaea haben eine ähnliche Schicht von pseudopeptidoglycan oder pseudomurein, wo die Zuckerrückstände β-(1,3) sind, hat N-acetylglucosamine und N-acetyltalosaminuronic Säure verbunden. Deshalb ist die Zellwand von Archaea gegen lysozyme unempfindlich. Peptidoglycan dient einer Strukturrolle in der Bakterienzellwand, Strukturkraft gebend, sowie dem osmotischen Druck des Zytoplasmas entgegenwirkend. Ein häufiger Irrtum ist, dass peptidoglycan der Zelle seine Gestalt gibt; jedoch, wohingegen peptidoglycan hilft, die Strukturkraft der Zelle aufrechtzuerhalten, ist es wirklich das Protein von MreB, das Zellgestalt erleichtert. Peptidoglycan wird auch an der binären Spaltung während der Bakterienzellfortpflanzung beteiligt.

Die peptidoglycan Schicht ist in mit dem Gramm positiven Bakterien (20 bis 80 Nanometer) wesentlich dicker als in mit dem Gramm negativen Bakterien (7 bis 8 Nanometer) mit der Verhaftung des Mörders. Peptidoglycan bildet ungefähr 90 % des trockenen Gewichts von mit dem Gramm positiven Bakterien, aber nur 10 % von mit dem Gramm negativen Beanspruchungen. So ist die Anwesenheit von hohen Niveaus von peptidoglycan die primäre Determinante der Charakterisierung von Bakterien als mit dem Gramm positiv. In mit dem Gramm positiven Beanspruchungen ist es in Verhaftungsrollen und stereotypierenden Zwecken wichtig. Sowohl für mit dem Gramm positive als auch für mit dem Gramm negative Bakterien können Partikeln von etwa 2 nm den peptidoglycan durchführen.

Struktur

Die peptidoglycan Schicht in der Bakterienzellwand ist eine Kristallgitter-Struktur, die von geradlinigen Ketten von zwei Wechseln amino Zucker, nämlich N-acetylglucosamine (GlcNAc oder NÖRGLER) und N-acetylmuramic Säure (MurNAc oder NAM) gebildet ist. Der Wechselzucker wird durch einen β-(1,4)-glycosidic Band verbunden. Jeder MurNAc wird einem kurzen (4-zum 5-Rückstände-) Aminosäure-Kette beigefügt,-alanine,-glutamic Säure und meso-diaminopimelic Säure im Fall von Escherichia coli (ein Gramm negative Bakterien) oder-alanine,-glutamine,-lysine, und-alanine im Fall vom Staphylokokkus aureus (ein Gramm positive Bakterien) enthaltend. Diese Aminosäuren, außer - Aminosäuren, kommen in Proteinen nicht vor und werden gedacht zu helfen, gegen Angriffe durch den grössten Teil von peptidases zu schützen.

Die Quer-Verbindung zwischen Aminosäuren in verschiedenen geradlinigen amino Zuckerketten kommt mit der Hilfe des Enzyms transpeptidase vor und läuft auf eine 3-dimensionale Struktur hinaus, die stark und starr ist. Die spezifische Aminosäure-Folge und molekulare Struktur ändern sich mit den Bakterienarten.

Image:Mureine.svg|The Struktur von peptidoglycan.

Image:Gram-positive cellwall-schematic.png|Gram-positive Zellwand

Image:PBP Katalyse svg|Penicillin das verbindliche Protein-Formen quer-verbindet sich in der kürzlich gebildeten Bakterienzellwand.

Antibiotische Hemmung

Einige Antibakterienrauschgifte wie Penicillin stören die Produktion von peptidoglycan durch die Schwergängigkeit zu Bakterienenzymen, die als Penicillin bindende Proteine oder transpeptidases bekannt sind. Penicillin bindende Proteine bilden die Obligationen zwischen oligopeptide crosslinks in peptidoglycan. Für eine Bakterienzelle, um sich durch die binäre Spaltung zu vermehren, müssen mehr als eine Million peptidoglycan Subeinheiten (NAM-NAG+oligopeptide) vorhandenen Subeinheiten beigefügt werden. Veränderungen in transpeptidases, die zu reduzierten Wechselwirkungen mit einem Antibiotikum führen, sind eine bedeutende Quelle des erscheinenden antibiotischen Widerstands.

Betrachtet als das eigene Antibiotikum des menschlichen Körpers, lysozymes gefunden arbeiten in Tränen durch das Brechen des β-(1,4)-glycosidic Obligationen in peptidoglycan (sieh unten) und dadurch das Zerstören vieler Bakterienzellen. Antibiotika wie Penicillin nehmen allgemein Bakterienzellwandbildung ins Visier (von denen peptidoglycan ein wichtiger Bestandteil ist), weil Tierzellen Zellwände nicht haben.

Biosynthese

Die peptidoglycan monomers werden im cytosol synthetisiert und werden dann einem Membranentransportunternehmen bactoprenol beigefügt. Bactoprenol transportiert peptidoglycan monomers über die Zellmembran, wo sie in den vorhandenen peptidoglycan eingefügt werden.

Im ersten Schritt der peptidoglycan Synthese schenkt der glutamine, der eine Aminosäure ist, eine amino Gruppe einem Zucker, fructose 6-Phosphate-. Das wird fructose 6-Phosphate-in glucosamine-6-phosphate. Im Schritt zwei wird eine Acetyl-Gruppe von Acetyl CoA zur amino Gruppe auf dem glucosamine-6-phosphate übertragen, der N Acetyl glucosamine 6 Phosphat schafft. Im Schritt drei des Synthese-Prozesses ist das N Acetyl glucosamine 6 Phosphat isomerized, der N Acetyl glucosamine 6 Phosphat zu N Acetyl glucosamine 1 Phosphat ändern wird.

Im Schritt vier, phosphate-N-acetyl-glucosamine-1-phosphate, der jetzt ein Modophosphat ist, greift UTP an. Uridine triphosphate, der ein pyrimidine nucleotide ist, ist in der Lage, als eine Energiequelle zu handeln. Wenn UDP als eine Energiequelle verwendet wird, gibt er ein anorganisches Phosphat ab. In dieser besonderen Reaktion nachdem hat das Monophosphat den UTP angegriffen, ein Phosphat wird als pyrophosphate, ein anorganisches Phosphat abgegeben, und wird durch das Monophosphat ersetzt, UDP-Nacetylglucosamine schaffend (2,4. Diese anfängliche Bühne, wird verwendet, um den Vorgänger für den NÖRGLER in peptidoglycan zu schaffen.

Im Schritt 5 werden einige der UDP-Nacetylglucosamine (UDP-GlcNAc) zu UDP-MurNAc (UDP-N acetylmuramic Säure) durch die Hinzufügung einer lactyl Gruppe zum glucosamine umgewandelt. Auch in dieser Reaktion wird Gruppe von C3 hydroxyl eine Phosphatform der Alpha-Kohlenstoff von phosphenol pyruvate entfernen. Das schafft, was eine enol Ableitung genannt wird, die auf "lactyl Hälfte" durch NADPH im Schritt sechs reduziert wird.

Im Schritt 7 wird der UDP-MurNAc zu UDP-MurNAC pentapeptide durch die Hinzufügung von fünf Aminosäuren, gewöhnlich einschließlich des dipeptide-alanyl - alanine umgewandelt. Jede dieser Reaktionen verlangt die Energiequelle ATP. Das wird alles als Bühne ein gekennzeichnet.

Bühne zwei ist kommt in der cytoplasmic Membran vor. Es ist in der Membran, wo ein lipid Transportunternehmen gerufen hat, trägt bactoprenol peptidoglycan Vorgänger durch die Zellmembran. Bactoprenol wird den UDP-MurNAc penta angreifen, SEITEN-MURNAC penta schaffend, der jetzt ein lipid ist. UDP-GlcNAc wird dann in MurNAc umgestaltet, Lipid-PP-MurNAc penta-GlcNAc, ein disaccharide, auch ein Vorgänger zu peptidoglycan schaffend. Wie dieses Molekül durch die Membran transportiert wird, wird noch immer nicht verstanden. Jedoch, sobald es dort ist, wird es zum Wachsen glycan Kette hinzugefügt. Die folgende Reaktion ist als tranglycosylation bekannt. In der Reaktion wird die hydroxyl Gruppe von GlcNAc MurNAc im glycan anhaften, der die LIPID-SEITEN von der glycan Kette versetzen wird. Das dafür verantwortliche Enzym ist transglycosylase.

Siehe auch

• Pseudopeptidoglycan

Außenverbindungen

• Diagrammatische Darstellung von peptidoglycan Strukturen.