Różnica między peptydoglikanem a kwasem muramowym

Kluczowa różnica - peptydoglikan vs MuramicAcid
 

Chociaż można zaobserwować pewne podobieństwa w składnikach chemicznych peptydoglikanu i kwasu muramowego, istnieje znacząca różnica między tymi dwiema substancjami. Peptydoglikan jest polimerem, tworząc ściany komórkowe wielu bakterii składających się z cukrów i aminokwasów. Te cukry i aminokwasy tworzą warstwę podobną do siatki na zewnątrz błony plazmatycznej większości bakterii i niektórych archeonów. Kwas muramowy jest kwasem aminokwasowym i to występuje naturalnie jako kwas N-acetylomuramowy w peptydoglikanie.Jest to kluczowa różnica między peptydoglikanem a kwasem muramowym. W tym artykule omówimy dalej różnicę między peptydoglikanem a kwasem muramowym.

Co to jest peptydoglikan?

Peptydoglikan jest polimer zawierający cukry i aminokwasy, które tworzą złożoną powłokę podobną do siatki na zewnątrz błony plazmatycznej większości bakterii i niektórych archeonów, tworząc w ten sposób ścianę komórkową. Jest również znany jako mureina. Składnik cukrowy zawiera wymienne reszty N-acetyloglukozaminy i kwasu N-acetylomuramowego połączonych β- (1,4). Do kwasu N-acetylomuramowego przyłączony jest eter kwasu mlekowego i N-acetyloglukozaminy i łańcuch peptydowy złożony z trzech do pięciu aminokwasów. Ten łańcuch peptydowy jest sieciowany z łańcuchem peptydowym innej nici, tworząc złożoną strukturę 3D podobną do siatki. Peptydoglikan pełni rolę strukturalną w ścianie komórkowej bakterii, zapewniając integralność strukturalną i siłę, a także reagując na ciśnienie osmotyczne cytoplazmy. Oprócz tego peptydoglikan bierze również udział w rozszczepianiu binarnym podczas reprodukcji komórek bakteryjnych. Bakterie Gram-dodatnie mają znacznie grubszą warstwę peptydoglikanu, podczas gdy bakterie Gram-ujemne mają bardzo cienką warstwę peptydoglikanu. Innymi słowy, peptydoglikan wytwarza około 90% suchej masy bakterii Gram-dodatnich, ale tylko 10% bakterii Gram-ujemnych. Dlatego obecność wysokiego poziomu peptydoglikanu jest głównym czynnikiem determinującym charakterystykę bakteryjną barwienia metodą Gram-dodatnią.

Co to jest MuramicAcid?

Kwas muramowy jest aminokwas pochodzi z warstwy peptydoglikanu ścian komórkowych wielu bakterii. Jego wzór chemiczny to C9H17NO7, a masa molowa wynosi 251,2. Jego systematyczna nazwa IUPAC to kwas 2 - [3-amino-2,5-dihydroksy-6- (hydroksymetylo) oksan-4-ylo] oksy propionowy. W oparciu o skład chemiczny jest to eter kwasu mlekowego i glukozaminy. Występuje naturalnie jako kwas N-acetylomuramowy w peptydoglikanie, jednak bakterie znane jako Chlamydiae są niezwykłe, ponieważ nie zawierają kwasu muramowego w ścianach komórkowych.

Jaka jest różnica między peptydoglikanem a kwasem muramowym?

Peptydoglikan i kwas muramowy mogą mieć znacznie różne cechy fizyczne i funkcjonalne. Można je podzielić na następujące podgrupy,

Definicja peptydoglikanu i kwasu muramowego:

Peptydoglikan: Substancja tworząca ściany komórkowe wielu bakterii, składająca się z łańcuchów glikozaminoglikanów połączonych krótkimi peptydami.

Kwas muramowy: Aminokwas. W chemii aminokwas lub 2-amino-2-deoksysugar to cząsteczka cukru, w której grupę hydroksylową zastąpiono grupą aminową.

Charakterystyka peptydoglikanu i kwasu muramowego:

Struktura monomeru lub polimeru:

Peptydoglikan jest polimerem.

Kwas Muramowy jest monomerem.

Struktura chemiczna:

Peptydoglikan: Jest to krystaliczna struktura sieciowa syntetyzowana z liniowych łańcuchów dwóch przemiennych aminocukrów, a mianowicie N-acetyloglukozaminy (NAG) i kwasu N-acetylomuraminowego (NAM). Wymienne aminokwasy są połączone wiązaniem β- (1,4) -glikozydowym.

Kwas muramowy: Jest to eter kwasu mlekowego i glukozaminy.

Znaczenie kliniczne i aktywność antybiotykowa:

Peptydoglikan: Antybiotyki, takie jak penicylina, hamują tworzenie peptydoglikanu przez wiązanie z enzymami bakteryjnymi. Proces ten jest znany jako białka wiążące penicylinę, a te antybiotyki atakują głównie ścianę bakteryjną peptydoglikanu, ponieważ komórki zwierzęce nie mają ścian komórkowych, a zatem antybiotyki nie mogą uszkodzić normalnych komórek. Ponadto lizozym jest uważany za własny antybiotyk w organizmie człowieka. Lizozym może rozkładać wiązania β- (1,4) -glikozydowe w peptydoglikanie i niszczyć wiele komórek bakteryjnych. Jednak warstwa pseudo-peptydoglikanu w niektórych archeonach ma reszty cukrowe to N-acetyloglukozamina i kwas N-acetyltalosaminuronowy związane z β- (1,3). Dlatego ściana komórkowa Archaea jest niewrażliwa na lizozym.

Kwas muramowy: W porównaniu do większości bakteryjnych ścian komórkowych, ściana komórkowa Chlamydial nie zawiera kwasu muramowego. Dlatego penicyliny nie można stosować w leczeniu infekcji chlamydiami.

Podsumowując, kwas muramowy jest aminocukrem i działa jako składnik peptydoglikanu ściany komórkowej bakterii. Warstwa peptydoglikanu w ścianie komórkowej bakterii jest ważna, aby odróżnić bakterie Gram dodatnie i ujemne, a także rozwój antybiotyków.

Odniesienia: Barbour, A. G., Amano, K., Hackstadt, T. Perry, L. Caldwell, H. D. (1982). Chlamydia trachomatis ma białka wiążące penicylinę, ale niewykrywalny kwas muramowy, Journal of Bacteriology, 151 (1): 420-428. Demchick PH, Koch AL (1 lutego 1996). „Przepuszczalność tkaniny ściennej Escherichia coli i Bacillus subtilis”. Journal of Bacteriology 178 (3): 768–73. Madigan, M. T., J. M. Martinko, P. V. Dunlap i D. P. Clark. Brock biologia mikroorganizmów. 12 edycja San Francisco, Kalifornia: Pearson / Benjamin Cummings, 2009. Zdjęcie dzięki uprzejmości: 1. „Peptidoglycan en” autor: Yikrazuul - Praca własna. [Domena publiczna] przez Commons 2. Kwas muramowy Autor: JaGa (samodzielnie wykonane przy użyciu BKChem i Inkscape) [CC BY-SA 3.0 lub GFDL], za pośrednictwem Wikimedia Commons