ペプチドグリカンの機能、構造および合成



の ペプチドグリカン それは原核生物の細胞壁の主成分です。これは大きなポリマーで、N-アセチルグルコサミンとN-アセチルムラミン酸の単位から構成されています。ペプチドグリカンの組成は原核生物のすべてのグループで非常に似ています.

異なるのは、それに固定されているテトラペプチド鎖を形成するアミノ酸の同一性および頻度である。ペプチドグリカンの合成に関与する機構は、ほとんどの抗生物質の最も一般的な標的の1つです。.

索引

  • 1機能
    • 1.1グラム陽性菌
    • 1.2グラム陰性菌
  • 2つの構造
  • 3まとめ
    • 3.1ステップ1
    • 3.2ステップ2
    • 3.3ステップ3
    • 3.4ステップ4
  • 4参考文献

機能

ペプチドグリカンは細菌細胞壁の基本成分です。その主な役割は、細胞の形を維持し、ほとんどすべての細菌に典型的な浸透安定性を維持することです。.

前記壁の構造に応じて、原核生物はグラム陽性菌とグラム陰性菌とに分類することができる。.

第一群はその細胞壁の組成中に豊富な濃度のペプチドグリカンを有し、それ故グラム染色を保持することができる。両群におけるペプチドグリカンの最も関連性のある特徴を以下に記載する。

グラム陽性菌

グラム陽性菌の壁は厚く均質であることを特徴とし、主にペプチドグリカンと大量のテイコ酸、グリセロールポリマーまたはリン酸基に結合したリビトールからなる。これらの群のリビトールまたはグリセロールには、d-アラニンなどの結合アミノ酸残基がある。.

テイコ酸は、ペプチドグリカン自体（Ｎ－アセチルムラミン酸との共有結合を介して）または原形質膜に結合することができる。後者の場合、それらはもはやテイコ酸とは呼ばれないが、リポテイコ酸になる。.

テイコ酸は負電荷を持っているので、グラム陽性菌の一般的な壁電荷は負です。.

グラム陰性菌

大陰性菌は、グラム陽性菌よりも構造的に複雑な壁を呈します。それらは、ペプチドグリカンの薄層とそれに続く（細胞の原形質膜に加えて）脂質性の外膜からなる。.

それらはテイコ酸を持たず、最も豊富な膜タンパク質はブラウンリポタンパク質である。ペプチドグリカンに共有結合して疎水性部分によって外膜に埋め込まれている小さなタンパク質である。.

リポ多糖類は外膜に見られる。これらは脂質と炭水化物から形成された大きくて複雑な分子で、3つの部分から構成されています。リピドA、多糖中心およびO抗原.

構造

ペプチドグリカンは、高度に架橋され相互接続されたポリマーであり、そして弾力性および多孔性である。それはかなりの大きさでありそして同一のサブユニットからなる。ポリマーは2つの糖誘導体を持っています：N-アセチルグルコサミンとN-アセチルムラミン酸.

さらに、それらは、d-グルタミン酸、d-アラニンおよびメソ - ジアミノピメリン酸を含む数種類のアミノ酸を含む。これらのアミノ酸は、立体構造を持たず、立体構造を持たないため、タンパク質を構成するアミノ酸と同じではありません。-.

アミノ酸は、タンパク質を分解する酵素であるペプチダーゼの作用からポリマーを保護します。.

構造は次のように構成されている：N-アセチルグルコサミンとN-アセチルムラミン酸の単位は互いに交互になっており、N-アセチルムラミン酸基のカルボキシル基にはd-およびl-の結合鎖がある。-.

ｄ－アラニン残基のカルボキシル末端基はジアミノピメリン酸（ＤＡＰ）のアミノ基に結合しているが、代わりに他の種類の架橋があってもよい。.

合成

ペプチドグリカン合成は細胞質内で起こり、UDPに結合しているポリマー単位が脂質輸送機能に移されて分子を細胞外に移動させる4つのステップからなる。この地域にある酵素により、ここで重合が起こります。.

ペプチドグリカンは、その構造が他の構造と二次元的に異なるポリマーであり、それを構成する単位がこの立体配座を達成するために適切な方法で連結されていることを必要とする。.

ステップ1

この過程は、細胞内でグルコソミン変換が始まる N-酵素的プロセスのおかげで、アセチルムラミコ.

それから、それはウリジン三リン酸（ＵＴＰ）との反応を含む化学反応において活性化される。この工程は、ウリジン二リン酸－Ｎ－アセチルムラミン酸の形成をもたらす。.

次に、ウリジン二リン酸－Ｎ－アセチルムラミン酸単位の集合は酵素を通して起こる。.

ステップ2

続いて、ウリジン−Ｎ−アセチル尿酸のペンタペプチド二リン酸は、原形質膜中に位置するバクトプレノールへのピロリン酸結合によって結合し、そしてウリジン一リン酸（ＵＭＰ）の放出が起こる。バクトプレノールは担体分子として作用する.

Ｎ－アセチルグルコサミンの添加は、ペプチドグリカンを生じさせる二糖を生じさせるために起こる。このプロセスは特定の細菌ではわずかに変更することができます.

例えば、 黄色ブドウ球菌 ペンタグリシン（または他のアミノ酸）の付加はペプチド鎖の３位に起こる。これは架橋の長さを長くする目的で起こる。.

ステップ3

続いて、バクテリオプレノールは、トランスグリコシラーゼ酵素の存在のおかげでポリペプチド鎖に結合するN-アセチルグルコサミン-N-アセチルムラミック二糖ペプチド前駆体を外側に移動させる原因となる。これらのタンパク質触媒は、二糖とバクテリオプレノールの間のピロリン酸結合を使用します。.

ステップ4

原形質膜近くの領域では、アミノ酸残基の３位に位置する遊離アミンまたはペンタグリシン鎖のＮ末端に位置する遊離鎖および鎖内に位置するｄ−アラニンを介して、ペプチド鎖間で架橋（トランスペプチド化）が起こる。他のポリペプチド鎖の4番目の位置.

原形質膜に存在するトランスペプチダーゼ酵素の存在により架橋が起こる.

生物の成長の間に、ペプチドグリカンは細胞の酵素機構を使用してそして新しい単量体の挿入に通じる特定の点で開くことができます.

ペプチドグリカンはネットワークと類似しているので、異なる点で開口しても構造の強度は著しく低下しない。.

ペプチドグリカン合成および分解プロセスは絶えず起こり、特定の酵素（リゾチームなど）は細菌の形で決定基となる.

細菌が栄養素が不足すると、ペプチドグリカノ合成が停止し、構造に若干の弱点が生じる。.

参考文献

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