Гликопептид муреин

В чем разница между пептидогликаном и гликопротеином

Гликопептид муреин

главное отличие между пептидогликаном и гликопротеином является то, что пептидогликан представляет собой полимер гликана и пептидов, обнаруживаемых в клеточных стенках бактерий, тогда как гликопротеи

главное отличие между пептидогликаном и гликопротеином является то, что пептидогликан представляет собой полимер гликана и пептидов, обнаруживаемых в клеточных стенках бактерий, тогда как гликопротеин представляет собой белок с ковалентно связанными углеводами

Пептидогликан и гликопротеин представляют собой два типа гликоконъюгатов, характеризующихся наличием углеводов, ковалентно связанных с другими типами химических компонентов.

Кроме того, пептидогликаны не содержат белковой части, и сахара в пептидогликанах не встречаются в других местах, в то время как гликопротеины содержат олигосахаридные цепи, присоединенные к боковым цепям аминокислот определенного белка.

Ключевые области покрыты

1. Что такое пептидогликан
– Определение, структура, значение
2. Что такое гликопротеин
– Определение, структура, значение
3.

Каковы сходства между пептидогликаном и гликопротеином
– Краткое описание общих черт
4.

В чем разница между пептидогликаном и гликопротеином
– Сравнение основных различий

Основные условия

Бактериальная клеточная стенка, клеточная мембрана, гликоконъюгаты, гликопротеин, NAG, NAM, пептидогликан

Что такое пептидогликан

Пептидогликан или мурейн – это полимер, присутствующий в клеточной стенке бактерий. Два компонента сахара в пептидогликане представляют собой β- (1, 4) -связанный N-ацетилглюкозамин (NAG) и N-ацетилмураминовую кислоту (NAM).

Эти два сахарных компонента альтернативно связаны с N-ацетилмураминовой кислотой, которая представляет собой пептидную цепь, состоящую из 3-5 аминокислот. Пептидные цепи могут быть сшиты другими пептидными цепями.

Однако у большинства бактерий эти сахара и аминокислоты образуют сетчатый слой вне плазматической мембраны. И этот слой является бактериальной клеточной стенкой.

[attention type=yellow]

Основная функция бактериальной клеточной стенки заключается в обеспечении структурной прочности бактериальной клетки при контроле осмотического давления. Также пептидогликаны играют роль в бинарном делении бактерий.

[/attention]

Рисунок 1: Пептидогликан

Кроме того, толщина слоя пептидогликана бактериальной клеточной стенки является признаком, используемым для характеристики бактерий как грамположительных и грамотрицательных.

Как правило, грамположительные бактерии имеют слой пептидогликана толщиной от 20 до 80 нм, в то время как толщина слоя пептидогликана грамотрицательных бактерий составляет от 7 до 8 нм.

Кроме того, пептидогликаны составляют 90% сухого веса грамположительных бактерий, в то время как они составляют 10% сухого веса грамотрицательных бактерий.

Что такое гликопротеин

Гликопротеин представляет собой тип гликоконъюгата, состоящего из олигосахарида, присоединенного к белку. Примечательно, что гликопротеины встречаются в клеточной мембране эукариотических клеток и в крови.

Здесь олигосахаридные цепи молекул гликопротеина высовываются из клеточной мембраны, в то время как молекула белка происходит как цельный мембранный белок.

Одна из основных функций гликопротеинов на клеточной мембране заключается в стабилизации мембраны путем установления водородных связей с окружающими молекулами воды.

С другой стороны, гликопротеины на клеточной мембране и в крови служат антигенами, способствуя распознаванию клеток как себя, так и не себя. Гликопротеины на клеточной мембране также играют роль в прикреплении клеток. Кроме того, гликопротеины служат рецепторными молекулами для гормонов и нейротрансмиттеров, запускающих межклеточные сигнальные пути.

Рисунок 2: Гликопротеины в клеточной мембране

Кроме того, гликопротеины представляют собой разнообразную группу молекул. Некоторыми примерами гликопротеинов являются коллаген, структурная молекула, муцины, которые являются смазывающими веществами, транспортные молекулы, такие как трансферрин, иммунологические молекулы, такие как иммуноглобулины и антигены гистосовместимости, гормоны, такие как HCG и TSH и т.д.

Сходство между пептидогликаном и гликопротеином

  • Пептидогликан и гликопротеин представляют собой два типа гликоконъюгатов, которые содержат углеводы, связанные с другим химическим компонентом.
  • Оба встречаются на внешней поверхности разных типов клеток.
  • Также ковалентные связи возникают между компонентами каждого гликоконъюгата.

Определение

Пептидогликан относится к веществу, которое образует клеточные стенки многих бактерий, состоящему из цепей гликозаминогликанов, связанных короткими пептидами, в то время как гликопротеин относится к любому классу белков, которые имеют углеводные группы, присоединенные к полипептидной цепи. Таким образом, в этом заключается главное отличие пептидогликана от гликопротеина.

Тип молекулы

Кроме того, пептидогликан является полимером, в то время как гликопротеин не является полимером.

Компоненты

Пептидогликан состоит из NAG, NAM, связанных с N-ацетилмураминовой кислотой, в то время как гликопротеин состоит из олигосахаридных цепей, связанных с белком. Следовательно, это важное различие между пептидогликаном и гликопротеином.

Sugars

Кроме того, сахара в пептидогликанах недоступны в других местах, в то время как сахара в гликопротеинах встречаются в природе и в других биологических системах.

Белки

Кроме того, белки не встречаются в пептидогликанах, в то время как белки встречаются в гликопротеинах.

Вхождение

Другое различие между пептидогликаном и гликопротеином заключается в том, что пептидогликаны встречаются в стенке бактериальной клетки, тогда как гликопротеины встречаются на мембране эукариотических клеток и в крови.

Роль

Кроме того, их роль является еще одним отличием между пептидогликаном и гликопротеином. Пептидогликаны придают структурную прочность клеточной стенке бактерий, одновременно противодействуя осмотическому давлению, тогда как гликопротеины помогают в распознавании клеток, прикреплении клеток, распознавании сигналов и т. Д.

Заключение

Пептидогликан представляет собой полимер, содержащий NAG, NAM и N-ацетилмураминовую кислоту. Это происходит исключительно в клеточной стенке бактерий, обеспечивая структурную прочность и контролируя осмотическое давление. Кроме того, его сахара не встречаются в другом месте, и он не содержит определенного белка.

Напротив, гликопротеин представляет собой белок, связанный с олигосахаридами. Это происходит как на клеточной мембране эукариот, так и в крови. Он отвечает за клеточное распознавание, прикрепление и передачу сигналов химических сигналов.

Следовательно, основным отличием пептидогликана от гликопротеина является их структура, встречаемость и функция.

Рекомендации:

1. Мосс, Г.П. «Номенклатура гликопротеинов, гликопептидов и пептидогликанов».Лондонский университет королевы Марии,

Источник: https://ru.strephonsays.com/what-is-the-difference-between-peptidoglycan-and-glycoprotein

Функции, структура и синтез пептидогликана / биология

Гликопептид муреин

пептидогликана это основной компонент клеточной стенки прокариот. Это большой полимер, состоящий из единиц N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты. Состав пептидогликана довольно сходен во всех группах прокариот.

Что меняется, так это идентичность и частота аминокислот, которые прикреплены к нему, образуя тетрапептидную цепь. Механизм, участвующий в синтезе пептидогликана, является одной из наиболее распространенных целей для большинства антибиотиков..

индекс

  • 1 Функции
    • 1.1 Грамположительные бактерии
    • 1.2 Грамотрицательные бактерии
  • 2 Структура
  • 3 Резюме
    • 3.1 Шаг 1
    • 3.2 Шаг 2
    • 3.3 Шаг 3
    • 3.4 Шаг 4
  • 4 Ссылки

функции

Пептидогликан является основным компонентом клеточной стенки бактерий. Его основная роль заключается в поддержании формы клетки и поддержании осмотической стабильности, характерной почти для всех бактерий..

В зависимости от структуры указанной стенки прокариоты можно классифицировать как грамположительные и грамотрицательные..

Первая группа имеет высокие концентрации пептидогликана в составе его клеточной стенки и, следовательно, способна сохранять окраску по Граму. Наиболее важные характеристики пептидогликана в обеих группах описаны ниже:

Грамположительные бактерии

Стенка грамположительных бактерий характеризуется плотностью и однородностью, состоящей в основном из пептидогликана и большого количества тейхоевых кислот, глицериновых полимеров или рибитола, связанных с фосфатными группами. В этих группах рибит или глицерин связаны аминокислотными остатками, такими как d-аланин.

Тейкойовые кислоты могут быть связаны с самим пептидогликаном (через ковалентную связь с N-ацетилмураминовой кислотой) или с плазматической мембраной. В последнем случае они больше не называются тейхоевыми кислотами, а превращаются в липотейхоевые кислоты.

Поскольку тейкоевые кислоты имеют отрицательный заряд, общий заряд стенок грамположительных бактерий является отрицательным.

Грамотрицательные бактерии

Великие отрицательные бактерии имеют структурно более сложную стенку, чем грамположительные бактерии. Они состоят из тонкого слоя пептидогликана, за которым следует внешняя мембрана липидной природы (в дополнение к плазматической мембране клетки).

Они не содержат тейхоевой кислоты, и наиболее распространенным мембранным белком является липопротеин Брауна: небольшой белок, ковалентно связанный с пептидогликаном и встроенный во внешнюю мембрану гидрофобной частью..

Липополисахариды находятся в наружной мембране. Это большие, сложные молекулы, образованные из липидов и углеводов, и состоят из трех частей: липид А, полисахаридный центр и антиген О.

структура

Пептидогликан является сильно сшитым и взаимосвязанным полимером, а также эластичным и пористым. Он имеет значительные размеры и состоит из одинаковых субъединиц. Полимер имеет два производных сахара: N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмураминовую кислоту..

Кроме того, они содержат несколько типов аминокислот, включая d-глутаминовую кислоту, d-аланин и мезодиаминопимелиновую кислоту. Эти аминокислоты не совпадают с аминокислотами, составляющими белки, так как они имеют конформацию l-, а не d.-.

Аминокислоты отвечают за защиту полимера от действия пептидаз, ферментов, которые разлагают белки.

[attention type=red]

Структура организована следующим образом: звенья N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмураминовой кислоты чередуются друг с другом, в карбоксильной группе группы N-ацетилмураминовой кислоты имеется присоединенная цепь аминокислот d- и l.-.

[/attention]

Карбоксильная концевая группа остатка d-аланина присоединена к аминогруппе диаминопимелиновой кислоты (DAP), хотя может иметь место другой тип мостика.

синтез

Синтез пептидогликана происходит в цитоплазме клетки и состоит из четырех этапов, где полимерные звенья, связанные с UDP, переносятся в функцию транспорта липидов, которая переносит молекулу наружу клетки. Полимеризация происходит здесь благодаря ферментам, расположенным в области.

Пептидогликан представляет собой полимер, который отличается от других структур своей организацией в двух измерениях и требует, чтобы составляющие его звенья были связаны соответствующим образом для достижения этой конформации.

Шаг 1

Процесс начинается внутри клетки с превращением глюкозомина в N-acetylmurámico, благодаря ферментативному процессу.

Затем он активируется в химической реакции, которая включает реакцию с трифосфатом уридина (UTP). Этот этап приводит к образованию уридиндифосфат-N-ацетилмурамовой кислоты.

Затем сборка единиц уридиндифосфат-N-ацетилмураминовой кислоты происходит через ферменты.

Шаг 2

Впоследствии пентапептид-дифосфат уридин-N-ацетилуровой кислоты связывается посредством пирофосфатной связи с бактопренолом, расположенным в плазматической мембране, и происходит высвобождение уридинмонофосфата (UMP). Бактопренол действует как молекула-носитель.

При добавлении N-ацетилглюкозамина образуется дисахарид, который приводит к образованию пептидогликана. Этот процесс может быть слегка изменен у некоторых бактерий.

Например, в Золотистый стафилококк добавление пентаглицина (или других аминокислот) происходит в положении 3 пептидной цепи. Это происходит с целью увеличения длины сшивки.

Шаг 3

Впоследствии, бактериопренол отвечает за перенос пептидных предшественников N-ацетилглюкозамин-N-ацетилмурамического дисахарида наружу, которые связываются с полипептидной цепью благодаря наличию ферментов трансгликозилазы. Эти белковые катализаторы используют пирофосфатную связь между дисахаридом и бактериопренолом.

Шаг 4

В области вблизи плазматической мембраны происходит перекрестное сшивание (транспептидация) между пептидными цепями через свободный амин, расположенный в третьем положении аминокислотного остатка или N-конец цепи пентаглицина, и d-аланин, расположенный в четвертая позиция другой полипептидной цепи.

Сшивание происходит благодаря присутствию в ферментах транспептидазы, расположенных в плазматической мембране.

Во время роста организма пептидогликан может быть открыт в определенных точках с использованием ферментативного механизма клетки и приводит к введению новых мономеров..

Поскольку пептидогликан похож на сеть, открытие в разных точках не приводит к значительному снижению прочности конструкции..

Процессы синтеза и деградации пептидогликана происходят постоянно, и определенные ферменты (такие как лизоцим) являются определяющими в форме бактерии..

Когда бактерия испытывает дефицит питательных веществ, синтез пептидогликано прекращается, вызывая некоторую слабость в структуре.

ссылки

  1. Алькамо, И. Э. (1996). microbiOlogy. Wiley Publishing.
  2. Murray, P.R., Rosenthal, K.S., & Pfaller, M.A. (2017). Медицинская микробиология. Elsevier Health Sciences.
  3. Прескотт, Л. М. (2002). микробиология. Mc Graw-Hill Компании
  4. Struthers, J.K. & Westran, R.P. (2005). Клиническая бактериология. Masson.
  5. Typas, A., Banzhaf, M., van Saparoea, B.V.B., Verheul, J., Biboy, J., Nichols, R.J., & Breukink, E. (2010). Регуляция синтеза пептидогликана белками наружных мембран. клетка, 143(7), 1097-1109.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/peptidoglicano-funciones-estructura-y-sntesis.html

Муреин – это… Состав и свойства муреина

Гликопептид муреин

Муреин представляет собой опорный биополимер клеточной стенки бактерий, также известный как пептидоглюкан.

Муреин – это гетерополимер (Н-ацетилглюкозамина и Н-ацетилмурамовой кислоты, сшитых через лактатные остатки короткими цепочками пептида).

Как определяющее вещество для одного из трех доменов живых существ, безусловно, данный полимер имеет свои особенности строения и функции. Попробуем разобрать их.

Строение бактериальной клетки

Бактерии представляют собой обширный кластер прокариотических организмов. Их генетический аппарат не заключен в обособленное мембраной ядро. Тем не менее, несмотря на эволюционно раннее появление, эти организмы распространились по всем средам нашей планеты.

Они могут обитать и в нефтяных месторождениях, в кипящей воде гейзеров, в холодных водах северных океанов, в кислотах желудка животных. Стойкость к негативным факторам окружающей среды достигается во многом за счет особого вещества, составляющего основу клеточной стенки бактерии.

Вещество это – муреин.

Клетка бактерий состоит на 80-85 % из воды, из оставшихся 20 % как правило половину составляют белки, пятую часть РНК, 5 % ДНК и немного липидов. На клеточную стенку приходится 20 % сухого вещества (у некоторых видов микроорганизмов даже до 50 %). Толщина этой пластинки – около 0,01-0,045 микрометров.

Муреин в клеточной стенке

Наличие твердой стенки характерно не только для бактерий, но и для грибов и растений. Однако только у прокариотов она имеет подобный состав.

Клеточная стенка бактерии представляет из себя прочный панцирь из сложной молекулы полисахарида муреина. Структура полипептида представляет из себя параллельно расположенные полисахаридные цепи, связанные между собой пептидными остатками.

Модульная единица – дисахарид муропептид (в нем ацетил-Д соединен с ацетилмурамовой кислотой).

[attention type=green]

Основная черта, определяющая свойства мешка, образованного муреином, – наличие замкнутой сети цепей полисахарида. Это формирует плотную сеть без разрывов. Видоспецифичной является плотность этой стенки – у некоторых видов она менее плотная (кишечная палочка), у других – более (золотистый стафилококк).

[/attention]

В биологии муреин – это не просто полипептид, но и сопутствующие ему компоненты клеточной стенки бактерий. Например, у грамположительных бактерий в состав также включены полисахариды, тайхоевые кислоты, белки или другие полипептиды. Еще больше подобных включений у грамотрицательных бактерий. Для них характерны сложные липосахариды, липопротеины, полипептиды.

Роль данных веществ в защите от вирусов-бактериофагов, а также в защите от агрессивных антибиотиков и ферментов. У бактерий, относящихся к грамположительным, корпус хрупкий. У грамотрицательных бактерий в связи с наличием большого количества дополнительных включений, муреиновый скелет покрыт мягкой защитной оболочкой из липидов.

Виды пептидогликана

Хотя муреин – это компонент клеточной стенки, характерный только для бактерий, существуют также подобные ему структуры. Например, в стенке некоторых археев (безъядерные микроорганизмы, не имеющие структур-органелл) и глаукоцистофитовых водорослей образуется псевдопептидогликан. Выполняет он те же функции и по составу сходен с муреином.

Состав муреина, его строение

Структура представляет из себя ячеистую сеть, образованную компонентами n-ацетилглюкозамина и n-ацетилмурамовой кислоты. Связи образованы за счет β1,4-гликозидных связей. Сшивка производится посредством остатков пептидов на основе действия фермента транспептидазы. Такая цепь содержит Д-глутаминовую кислоту, Л-лизин, Д-аланин, Л-аланин.

При этом особенностью является то, что такие Д-структуры содержатся только в прокариотических клетках. Таким образом, образованный полипептид приобретает вид трехмерной структуры, составляющей основу клеточной стенки бактерий. Он обеспечивает прочность, устойчивость и стабильность мембране.

Свойства и функции

Свойства муреина обусловлены его структурой. Помимо выполнения механической и опорной функции, он обладает антигенными свойствами. Это обуславливает его многогранную защитную роль для бактерии.

Одна из основных функций муреина – это транспорт веществ в бактерию и вывод их наружу. Этим свойством обуславливается участие пептидогликана в хемо- и фотосинтезе эукариот, фиксации азота и других важнейших процессах. Все они связаны с взаимодействием клетки и окружающей среды, что обеспечивается клеточной стенкой.

При этом не только крупные молекулы не могут миновать ячеистую сеть этого вещества. Муреин обладает избирательной проницаемостью по отношению, например, к антибиотическим агентам. Это свойство возникает в процессе эволюции и искусственного отбора со стороны человека.

Участие данной структуры в движении клетки связано с наличием ворсинок и жгутиков, имеющих мембранную структуру и плотно связанных с муреиновым мешком.

Состав пептидных цепочек, входящих в состав пептидогликана, является систематическим признаком и помогает различать таксоны этих микроорганизмов. Кроме того, согласно форме, которую придает муреин бактерии, мы различаем их группы – кокки (круглые), палочки, спирохеты и т. д.

Количество и качество дополнительных включений в структуру клеточной стенки определяет два крупных кластера микроорганизмов: грамположительных и грамотрицательных бактерий. Разделение производится посредством детектирующего окрашивания.

Устойчивость муреина

Так как муреин входит в состав бактериальной клеточной стенки, он является сигнальным веществом для иммунной системы как человека, так и других организмов. Например, фермент лизоцим расщепляет бета 1,4-гликозидные связи между остатками ацетилглюкозамина и ацетилмурамовой кислоты, тем самым вызывая гидролизацию пептидоглюкана и гибель бактериальной клетки.

Лизоцим является одним из ферментов слюны млекопитающих, что обуславливает ее антибактериальные свойства. Также разрушает пептидные цепочки муроэндопептидаза, тем самым вызывая разрушение полимера. Создаваемые антибиотики (например, пенициллин, цефалоспорин) нарушают производство пептидогликана. Циклосерин нарушает синтез аланина.

В ответ на это воздействие возникает ответная реакция бактерий на защиту от антибиотиков. Мутация в генетической последовательности, отвечающей за синтез лактамаз, транспептидазы приводят к возникновению штаммов, устойчивых к антибиотикам. Также эволюционный ответ прокариотов заключается в постепенном изменении проницаемости мембраны для циклосерина и других веществ.

Муреин в биологии – это постоянно изменяющаяся система. Этим объясняется постоянная гонка “антибиотики-новые штаммы бактерий”, где получение новых активных препаратов неизбежно связано с постепенным уменьшением их активности.

Источник: https://FB.ru/article/373760/murein---eto-sostav-i-svoystva-mureina

Патогенетическая микробиология (часть 3) | Издательство ПИМУ – Part 11

Гликопептид муреин

Основные вопросы, которые следует задавать, применяя антибиотик, сводятся к следующему:

  1. что он из себя представляет (химическая структура, природный или синтетический продукт);
  2. как он действует (мишень, механизм действия);
  3. фармакодинамика (всасывание, распределение в тканях организма, метаболизм и экскреция) и отсюда предпочтительный способ применения;
  4. когда его следует применять (спектр активности и главные клинические ситуации);
  5. возможные проблемы (токсичность, микробная резистентность);
  6. стоимость (значительные колебания цен позволяют выбрать близкий, но более дешевый препарат).

Мы остановимся лишь на микробиологических аспектах проблемы, связанных с механизмом действия антибиотиков, лекарственной резистентностью бактерий, и принципах ее преодоления.

Сегодня широко практикуется эрлиховский принцип химических вариаций, когда, нащупав рациональную основу, искусственно синтезируется множество новых антибиотиков, из которых отбирают удачные экземпляры.

Особенно богатым источником природного сырья оказались актиномицеты, прежде всего стрептомицеты. Это «атипичные» бактерии, которые имеют формальное сходство с плесневыми грибами, образуя мицелиальные формы.

Стрептомицеты являются высшими актиномицетами, так как, подобно грибам, размножаются спорами.

[attention type=yellow]

Классификация по химическим свойствам основана на базисном сходстве молекул. Иногда его непросто заметить (по крайней мере, не химику-профессионалу) в изобилии второстепенных деталей, от которых зависит клиническая ценность препарата.

[/attention]

Практически важным является представление о преимущественной направленности, широте и ограниченности антимикробного эффекта антибиотических препаратов, их фармакодинамических параметрах.

Большой интерес вызывают механизмы, определяющие активность антибиотиков, молекулярные мишени, на которые направлено их действие, и способы, благодаря которым бактерии избегают гибели.

Механизмы антибактериального эффекта

Общим для всех антибиотиков является то, что они влияют на бактерии в фазе активного роста и размножения. Это связано с тем, что антибиотики вмешиваются в метаболизм бактериальных клеток, обычно не повреждая готовые структуры покоящихся бактерий.

Этим можно объяснить их опережающее воздействие на патогенные бактерии при относительно слабом влиянии на нормальную микрофлору. Патогенетически значимая колонизация требует от возбудителей быстрого размножения и усиленной метаболической активности. Это повышает уязвимость бактерий для антимикробных агентов.

Лишь длительное применение антибиотиков, поддерживающее их концентрацию в организме, создает угрозу малоактивным бактериям.

Рис. 4.

Механизмы действия антибиотиков: ПАБК — парааминобензойная кислота,
ДГФК — дигидрофолиевая кислота, ТГФК — тетрагидрофолиевая кислота

Отсюда следует практически важный вывод: антибиотики при хронических инфекциях менее эффективны, чем при острых, и едва ли полезны при бессимптомном и малосимптомном носительстве болезнетворных бактерий, репликативная активность которых в подобных случаях не отличается от нормофлоры.

Основные точки действия антибактериальных агентов проиллюстрированы на рис. 4.

Ингибиторы синтеза клеточной стенки бактерий (антипептидогликановые антибиотики)

Клеточная стенка бактерий — идеальная мишень для высокоизбирательного антибактериального эффекта, так как ее структурная основа, пептидогликан (или муреин, от лат. murus — стенка), уникальна и жизненно необходима для прокариотов. Эукариотические клетки лишены не только пептидогликана, но и всей атрибутики, необходимой для его синтеза.

Пептидогликан определяет механическую прочность клеточной стенки, позволяя выдерживать высокое осмотическое давление бактериальной цитоплазмы.

Это гетерополимер, построенный из параллельных полисахаридных (гликановых) цепей, которые состоят из чередующихся аминосахаров (N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмурамовая кислота), однотипных боковых тетрапептидов, связанных с N-ацетилмурамовой кислотой, и межпептидных мостиков, состоящих из нескольких аминокислот.

Межпептидные мостики сшивают пептидогликановые цепи, превращая их в единую многослойную макромолекулу (рис. 5), которая непрерывным слоем окружает протопласт (рис. 6).

[attention type=red]

Рис. 5. Макромолекула пептидогликана грамположительных бактерий. Длинные параллельные углеводные (гликановые) цепи перекрестно сшиты короткими пептидными цепями, создавая механически прочный каркас. Углеводы отмечены пустыми кружками, боковые тетрапептиды — квадратами, межпептидные (пентапептидные) мостики — темными кружками

[/attention]аб

Рис. 6. Электронограммы клеток (а) и пептидогликана (б) золотистого стафилококка

У грамотрицательных бактерий боковые тетрапептиды соединены напрямую пептидной связью, оставляя концевую аминокислоту (d-аланин) для стыковки (через липопротеин) с наружной мембраной (рис. 7). Все пептидогликаны построены по общей схеме с видовыми вариациями в пептидных (транспептидных) субъединицах.

Рис. 7. Типовая структура пептидогликана грамотрицательных бактерий.

Межпептидные мостики отсутствуют, их заменяет прямая пептидная связь между диаминопимелиновой кислотой (DAP) и d-аланином (D-ala); другие остатки d-аланина связаны с липо-
протеином, который соединен с наружной мембранойРис. 8.

Клеточная стенка грамположительных (а) и грамотрицательных (б) бактерий

Пептидогликан есть почти у всех бактерий. Важными в медицинском отношении исключениями являются микоплазмы и хламидии. Это означает, что они не чувствительны к антибиотикам, блокирующим синтез клеточной стенки.

Особенно мощный пептидогликановый каркас имеют грамположительные бактерии. У грамотрицательных бактерий он много тоньше, хотя это компенсируется наличием наружной мембраны, которая, выполняя ряд важных метаболических и патогенетических функций, служит дополнительной защитой, в том числе от антибиотиков (рис. 8).

Синтез пептидогликана включает три базисных этапа:

1) образование (в цитоплазме) гликопептидных субъединиц и их транспорт в цитоплазматическую мембрану;

2) объединение субъединиц в гликопептидные цепи (это происходит в плазматической мембране);

3) сшивание пептидогликановых цепей межпептидными связями с образованием пептидогликанового каркаса.

Этот этап совершается на внешней поверхности плазматической мембраны под влиянием ферментов — транспептидаз. Они известны как пенициллинсвязывающие белки, потому что служат мишенью для бета-лактамных антибиотиков.

[attention type=green]

Антипептидогликановые антибиотики действуют бактерицидно, вызывая лизис бактерий. Но они лишь запускают процесс: завершение обеспечивают собственные ферменты бактерий — аутолизины. Их физиологическая функция состоит в контролируемом расщеплении пептидогликана при делении бактериальных клеток.

[/attention]

Антибиотики неизвестным способом снимают этот контроль, провоцируя саморазрушение клеточной стенки и разрыв плазматической мембраны. Без такой поддержки антибиотики лишь блокируют синтез пептидогликана. В этом их принципиальное отличие от антипептидогликановых ферментов — мурамидаз, действующих по типу лизоцима.

Бактериальные аутолизины принадлежат к этой категории.

Почти все антибиотики, блокирующие синтез клеточной стенки, относятся к семейству бета-лактамов (см. таблицу). Их структурная и функциональная основа представлена бета-лактамным кольцом (рис. 9), которое связывается с транспептидазами, препятствуя завершению синтеза пептидогликанового каркаса.

Наиболее важными бета-лактамами являются пенициллины и цефалоспорины. Они представлены множеством структурных модификаций природных субстратов — пенициллина (продукт гриба рода Penicillium) и цефалоспорина (грибы рода Cephalosporium).

Впрочем, и другие бета-лактамы (особенно карбапенемы и монобактамы) зарекомендовали себя как перспективные антибиотики и служат предметом активного применения.

Рис. 9. Семейство бета-лактамных антибиотиков

Источник: https://medread.ru/patogeneticheskaya-mikrobiologiya-3/11/

Будь здоров
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: