Peptidoglicano: Diferenzas entre revisións
| Liña 29: | Liña 29: | ||
===Fase 1=== |
===Fase 1=== |
||
No primeiro paso da síntese do peptidoglicano, o aminoácido [[glutamina]], doa un grupo amino ao azucre, [[frutosa 6-fosfato]]. Este transforma a frutosa 6-fosfato en [[glicosamina 6-fosfato]]. No segundo paso da síntese, transfírese un grupo acetilo desde o [[acetil-CoA]] ao grupo amino da glicosamina 6-fosfato orixinando [[N-acetilglucosamina 6-fosfato|''N''-acetilglicosamina 6-fosfato]]. <ref name="white"/> No terceiro paso, a ''N''-acetilglicosamina 6-fosfato é isomerizada, ao que fai que cambie a [[N-acetilglicosamina 1-fosfato|''N''-acetilglicosamina 1-fosfato]]. <ref name="white"/> |
Ten lugar no citosol. No primeiro paso da síntese do peptidoglicano, o aminoácido [[glutamina]], doa un grupo amino ao azucre, [[frutosa 6-fosfato]]. Este transforma a frutosa 6-fosfato en [[glicosamina 6-fosfato]]. No segundo paso da síntese, transfírese un grupo acetilo desde o [[acetil-CoA]] ao grupo amino da glicosamina 6-fosfato orixinando [[N-acetilglucosamina 6-fosfato|''N''-acetilglicosamina 6-fosfato]]. <ref name="white"/> No terceiro paso, a ''N''-acetilglicosamina 6-fosfato é isomerizada, ao que fai que cambie a [[N-acetilglicosamina 1-fosfato|''N''-acetilglicosamina 1-fosfato]]. <ref name="white"/> |
||
No paso cuarto, o fosfato-''N''-acetilglicosamina 1-fosfato, que é agora un monofosfato, ataca a [[Uridina trifosfato|UTP]] ([[nucleótido]] que actúa como fonte de enerxía). Nesta reacción, o UTP perde un [[pirofosfato]], que é reemprazado polo fosfato do aminoazucre, orixinándose UDP-N-acetilglicosamina (UDP-GlcNAc), que é o precursor do NAG do peptidoglicano. |
No paso cuarto, o fosfato-''N''-acetilglicosamina 1-fosfato, que é agora un monofosfato, ataca a [[Uridina trifosfato|UTP]] ([[nucleótido]] que actúa como fonte de enerxía). Nesta reacción, o UTP perde un [[pirofosfato]], que é reemprazado polo fosfato do aminoazucre, orixinándose UDP-N-acetilglicosamina (UDP-GlcNAc), que é o precursor do NAG do peptidoglicano. |
||
| Liña 35: | Liña 35: | ||
No 5º paso, parte do UDP-N-acetilglicosamina é convertido en UDP-ácido N-acetilmurámico (UDP-MurNAc)) pola adición dun grupo lactilo á [[glicosamina]]. Tamén nesta reacción, o grupo C3 [[hidroxilo]] retira un fosfato do carbono alfa do [[fosfoenolpiruvato]]. Isto crea o que se denomina un enol derivado que será reducido a un “residuo lactil” polo [[NADPH]] no paso sexto da síntese. <ref name="white"/> |
No 5º paso, parte do UDP-N-acetilglicosamina é convertido en UDP-ácido N-acetilmurámico (UDP-MurNAc)) pola adición dun grupo lactilo á [[glicosamina]]. Tamén nesta reacción, o grupo C3 [[hidroxilo]] retira un fosfato do carbono alfa do [[fosfoenolpiruvato]]. Isto crea o que se denomina un enol derivado que será reducido a un “residuo lactil” polo [[NADPH]] no paso sexto da síntese. <ref name="white"/> |
||
No 7º paso, o UDP–MurNAc conértese no pentapéptido UDP-MurNAC pola adición de cinco aminoácidos, normalmente incluíndo o dipéptido <small>D</small>-alanil-<small>D</small>-alanina. <ref name="white"/> Cada unha destas reaccións require como fonte de enrxía o [[adenosín trifosfato|ATP]]. <ref name="white"/> |
No 7º paso, o UDP–MurNAc conértese no pentapéptido UDP-MurNAC pola adición de cinco aminoácidos, normalmente incluíndo o dipéptido <small>D</small>-alanil-<small>D</small>-alanina. <ref name="white"/> Cada unha destas reaccións require como fonte de enrxía o [[adenosín trifosfato|ATP]]. <ref name="white"/> |
||
===Fase 2=== |
===Fase 2=== |
||
Revisión como estaba o 1 de xuño de 2012 ás 18:46
 | Este artigo está a ser traducido ao galego por un usuario desta Wikipedia; por favor, non o edite. O usuario Miguelferig (conversa · contribucións) realizou a última edición na páxina hai 11 anos. Se o usuario non publica a tradución nun prazo de trinta días, procederase ó seu borrado rápido. |
O peptidoglicano, tamén chamado mureína, é un polímero formado por azucres e aminoácidos que forma unha capa que rodea a membrana plasmática da maioría das bacterias (pero non das arqueas) e que constitúe a súa parede celular. O compoñente carbohidrato do peptidoglicano é un heteropolisacárido formado por residuos alternantes dos monosacáridos N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurámico, unidos entre si por enlace glicosídico β-(1,4). As cadeas deste heteropolisacárido dispóñense paralelamente. Unido ao ácido N-acetilmurámico está o compoñente aminoacídico, que é un péptido de tres a cinco aminoácidos. Esta cadea peptídica pode establecer enlaces cruzados cos péptidos doutras cadeas do heteropolisacárido, formando unha capa reticular tridimensional. [1]
Algunhas Archaea teñen unha capa bastante similar pero de pseudopeptidoglicano ou pseudomureína, na que os residuos de azucres están unidos por enlaces glicosídicos β-(1,3) e os azucres que a forman son a N-acetilglicosamina e a ácido N-acetiltalosaminurónico. Isto explica que a parede das arqueas sexa insensible á lisocima, que ataca ao peptidoglicano. [2]
O peptidoglicano exerce un papel estrutural na célula bacteriana, dándolle forza estrutural, e protexéndoa da presión osmótica exercida polo citoplasma. Aínda que o peptidoglicanolle dá forza estrutural á parede, para a determinación da súa forma necesítanse tamén as proteínas MreB e RodZ. [3][4] O peptidoglicano está tamén implicado na fisión binaria durante a división celular bacteriana.
A capa de peptidoglicano é moito máis grosa nas bacterias Gram-positivas, nas que ten entre 20 e 80 nanómetros de grosor, ca nas Gram-negativas, nas que só ten entre 7 e 8 nanómetros, coa adhesión dunha capa S. O peptidoglicano constitúe arredor do 90 % do peso seco das bacterias Gram-positivas, pero só o 10% das Gram-negativas. Deste modo, a presenza de grandes cantidades de peptidoglicano é a característica principal para caracterizar as bacterias Gram-positivas. [5] Nas bacterias Gram-positivas o peptidoglicano é importante para a adhesión a superficies e para o estereotipado. [6] As partículas de aproximadamente 2 nanómetros poden atravesar o peptidoglicano, tanto nas Gram-positivas coma nas negativas. [7]
Estrutura
A capa de peptidoglicano na parede celular bacteriana é unha estrutura que forma unha rede cristalina constituída por cadeas liñais paralelas de dous aminoazucrees alternantes, a N-acetilglicosamina (GlcNAc ou NAG) e o N-acetilmurámico (MurNAc ou NAM), os cales están unidos por enlace glicosídico β-(1,4). Cada residuo de MurNAc está unido a un curto péptido de 4 a 5 residuos de aminoácidos, que contén L-alanina, ácido D-glutámico, ácido meso-diaminopimélico, e D-alanina no caso de Escherichia coli (unha bacteria Gram-negativa) ou L-alanina, D-glutamina, L-lisina, e D-alanina cunha ponte peptídica de 5 glicinas que une os tetrapéptidos no caso de Staphylococcus aureus (unha bacteria Gram-positiva). Estes aminoácidos, excepto os L-aminoácidos, non aparecen en proteínas, polo que poderían ser unha protección contra o ataque da maioría das peptidases.
Os enlaces cruzados entre os aminoácidos de diferentes cadeas de aminoazucres establécense pola acción do encima transpeptidase e orixinan unha estrutura tridimensional forte e ríxida. A secuencia específica de aminoácidos e a estrutura molecular varía coa especie bacteriana considerada. [8]
-
Estrutura do peptidoglicano. -
Parede celular Gram-positiva. -
Proteína de unión á penicilina formando enlaces cruzados nunha parede bacteriana acabada de formar.
Inhibición por antibióticos
Algúns fármacos antibacterianos como a penicilina interfiren coa produción de peptidoglicano ao unirse aos encimas bacterianos chamados proteínas de unión á penicilina ou transpeptidases. [6] As proteínas de unión á penicilina forman os enlaces entre os enlaces cruzados dos oligopéptidos do peptidoglicano. Para que unha célula bacteriana se reproduza por fisión binaria, deben unirse máis dun millón de subunidades (NAM-NAG+oligopéptido) do peptidoglicano ás subunidades xa existentes. [9] As mutacións nas transpeptidases que reducen as interaccións cun antibiótico son unha fonte significativa de produción de resistencia aos antibióticos bacteriana. [10]
A lisocima das bágoas, considerado o antibiótico propio do corpo humano, funciona rompendo os enlaces glicosídicos β-(1,4) do peptidoglicano e destruíndo así moitas células bacterianas. Antibióticos como a penicilina xeralmente impiden a correcta formación da parede bacteriana, do cal o peptidoglicano é o compoñente principal, ao inhibir as transpeptidases.
Biosíntese
Os monómeros de peptidoglicano son sintetizados no citosol e líganse despois ao transportador de membrana bactoprenol. O bactoprenol transporta os monómeros de peptidoglicano a través da membrana celular, na cal son inseridos no peptidoglicano xa existente. [11] A síntese divídese en fase 1 e fase 2 e consta de varios pasos biosintéticos:
Fase 1
Ten lugar no citosol. No primeiro paso da síntese do peptidoglicano, o aminoácido glutamina, doa un grupo amino ao azucre, frutosa 6-fosfato. Este transforma a frutosa 6-fosfato en glicosamina 6-fosfato. No segundo paso da síntese, transfírese un grupo acetilo desde o acetil-CoA ao grupo amino da glicosamina 6-fosfato orixinando N-acetilglicosamina 6-fosfato. [12] No terceiro paso, a N-acetilglicosamina 6-fosfato é isomerizada, ao que fai que cambie a N-acetilglicosamina 1-fosfato. [12]
No paso cuarto, o fosfato-N-acetilglicosamina 1-fosfato, que é agora un monofosfato, ataca a UTP (nucleótido que actúa como fonte de enerxía). Nesta reacción, o UTP perde un pirofosfato, que é reemprazado polo fosfato do aminoazucre, orixinándose UDP-N-acetilglicosamina (UDP-GlcNAc), que é o precursor do NAG do peptidoglicano.
No 5º paso, parte do UDP-N-acetilglicosamina é convertido en UDP-ácido N-acetilmurámico (UDP-MurNAc)) pola adición dun grupo lactilo á glicosamina. Tamén nesta reacción, o grupo C3 hidroxilo retira un fosfato do carbono alfa do fosfoenolpiruvato. Isto crea o que se denomina un enol derivado que será reducido a un “residuo lactil” polo NADPH no paso sexto da síntese. [12]
No 7º paso, o UDP–MurNAc conértese no pentapéptido UDP-MurNAC pola adición de cinco aminoácidos, normalmente incluíndo o dipéptido D-alanil-D-alanina. [12] Cada unha destas reaccións require como fonte de enrxía o ATP. [12]
Fase 2
A fase dous ocorre na membrana plasmática. Na membrana o transportador lipídico bactoprenol leva os precursores do peptidoglicano a través da membrana. O bactoprenol ataca o UDP-MurNAc penta, creando o PP-MurNac penta, que é agora un lípido. O UDP-GlcNAc transpórtase despois ao MurNAc, orixinando o lípido-PP-MurNAc penta-GlcNAc, un disacárido, precursor do peptidoglicano. [12] Non se sabe como esta molécula é transportada ao outro lado da membrana. Porén, unha vez que está alí, engádese á unha cadea de glicano en crecemento. [12] A seguinte reacción coñécese como transglicosilación. Nesta reacción, o grupo hidroxilo do GlcNAc únese ao MurNAc no glicano, o cal despraza o lípido-PP da cadea de glicano. O encima responsable disto é a transglicosilase. [12]
Notas
- ↑ Animation of Synthesis of Peptidoglycan Layer
- ↑ Madigan, M. T., J. M. Martinko, P. V. Dunlap, and D. P. Clark. Brock biology of microorganisms. 12th ed. San Francisco, CA: Pearson/Benjamin Cummings, 2009.
- ↑ van den Ent F, Amos LA, Löwe J (2001). "Prokaryotic origin of the actin cytoskeleton.". Nature 413 (6851): 39–44. PMID 11544518. doi:10.1038/35092500.
- ↑ van den Ent F, Johnson CM, Persons L, de Boer P, Löwe J (2010). "Bacterial actin MreB assembles in complex with cell shape protein RodZ.". EMBO J 29 (6): 1081–90. PMC 2845281. PMID 20168300. doi:10.1038/emboj.2010.9.
- ↑ C.Michael Hogan. 2010. Bacteria. Encyclopedia of Earth. eds. Sidney Draggan and C.J.Cleveland, National Council for Science and the Environment, Washington DC
- ↑ 6,0 6,1 Salton MRJ, Kim KS (1996). Univ of Texas Medical Branch, ed. Structure. In: Baron's Medical Microbiology (Barron S et al., eds.) (4th ed.). ISBN 0-9631172-1-1.
- ↑ Demchick PH, Koch AL (1 February 1996). "The permeability of the wall fabric of Escherichia coli and Bacillus subtilis". Journal of Bacteriology 178 (3): 768–73. PMC 177723. PMID 8550511.
- ↑ Ryan KJ, Ray CG (editors) (2004). McGraw Hill, ed. Sherris Medical Microbiology (4th ed.). ISBN 0-8385-8529-9.
- ↑ Bauman R (2007). Benjamin Cummings, ed. Microbiology with Diseases by Taxonomy (2nd ed.). ISBN 0-8053-7679-8.
- ↑ Spratt BG (1994). "Resistance to antibiotics mediated by target alterations". Science (New York) 264 (5157): 388–93. PMID 8153626. doi:10.1126/science.8153626. Parámetro descoñecido
|month=ignorado (Axuda) - ↑ "II. THE PROKARYOTIC CELL: BACTERIA". Consultado o 1. MAY 2011.
- ↑ 12,0 12,1 12,2 12,3 12,4 12,5 12,6 12,7 White, D. (2007). Oxford University Press Inc., ed. The physiology and biochemistry of prokaryates (3rd ed.). NY.