Peptidoglicano: Diferenzas entre revisións

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Contido eliminado Contido engadido
m Bot: Engado {{Control de autoridades}}
m Arranxos varios, replaced: {{listaref|2}} → {{Listaref|30em}} using AWB
Liña 1: Liña 1:
[[Ficheiro:Peptidoglycan en.svg|miniatura|300 px|Peptidoglicano.]]
[[Ficheiro:Peptidoglycan en.svg|miniatura|300 px|Peptidoglicano.]]
O '''peptidoglicano''', tamén chamado '''mureína''', é un [[polímero]] formado por [[carbohidrato|azucres]] e [[aminoácido]]s que forma unha capa que rodea a [[membrana plasmática]] da maioría das [[bacteria]]s (pero non das [[arquea]]s) e que constitúe a súa [[parede celular]]. O compoñente carbohidrato do peptidoglicano é un hetero[[polisacárido]] formado por residuos alternantes dos [[monosacárido]]s [[N-acetilglicosamina|''N''-acetilglicosamina]] e [[ácido N-acetilmurámico|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. <ref>[http://pharmaxchange.info/press/2011/03/animation-of-synthesis-of-peptidoglycan-layer/ Animation of Synthesis of Peptidoglycan Layer]</ref>
O '''peptidoglicano''', tamén chamado '''mureína''', é un [[polímero]] formado por [[carbohidrato|azucres]] e [[aminoácido]]s que forma unha capa que rodea a [[membrana plasmática]] da maioría das [[bacteria]]s (pero non das [[arquea]]s) e que constitúe a súa [[parede celular]]. O compoñente carbohidrato do peptidoglicano é un hetero[[polisacárido]] formado por residuos alternantes dos [[monosacárido]]s [[N-acetilglicosamina|''N''-acetilglicosamina]] e [[ácido N-acetilmurámico|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.<ref>[http://pharmaxchange.info/press/2011/03/animation-of-synthesis-of-peptidoglycan-layer/ Animation of Synthesis of Peptidoglycan Layer]</ref>


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|ácido ''N''-acetiltalosaminurónico]]. Isto explica que a parede das arqueas sexa insensible á [[lisocima]], que ataca ao peptidoglicano. <ref>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.</ref>
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|ácido ''N''-acetiltalosaminurónico]]. Isto explica que a parede das arqueas sexa insensible á [[lisocima]], que ataca ao peptidoglicano.<ref>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.</ref>


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]]. <ref name="pmid11544518">{{Cita publicación periódica| author=van den Ent F, Amos LA, Löwe J| title=Prokaryotic origin of the actin cytoskeleton. | journal=Nature | year= 2001 | volume= 413 | issue= 6851 | pages= 39–44 | pmid=11544518 | doi=10.1038/35092500 | pmc= | url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/eutils/elink.fcgi?dbfrom=pubmed&tool=sumsearch.org/cite&retmode=ref&cmd=prlinks&id=11544518}} </ref><ref name="pmid20168300">{{Cita publicación periódica| author=van den Ent F, Johnson CM, Persons L, de Boer P, Löwe J| title=Bacterial actin MreB assembles in complex with cell shape protein RodZ. | journal=EMBO J | year= 2010 | volume= 29 | issue= 6 | pages= 1081–90 | pmid=20168300 | doi=10.1038/emboj.2010.9 | pmc=2845281}} </ref> O peptidoglicano está tamén implicado na [[fisión binaria]] durante a división celular bacteriana.
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]].<ref name="pmid11544518">{{Cita publicación periódica| author=van den Ent F, Amos LA, Löwe J| title=Prokaryotic origin of the actin cytoskeleton. | journal=Nature | year= 2001 | volume= 413 | issue= 6851 | pages= 39–44 | pmid=11544518 | doi=10.1038/35092500 | pmc= | url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/eutils/elink.fcgi?dbfrom=pubmed&tool=sumsearch.org/cite&retmode=ref&cmd=prlinks&id=11544518}}</ref><ref name="pmid20168300">{{Cita publicación periódica| author=van den Ent F, Johnson CM, Persons L, de Boer P, Löwe J| title=Bacterial actin MreB assembles in complex with cell shape protein RodZ. | journal=EMBO J | year= 2010 | volume= 29 | issue= 6 | pages= 1081–90 | pmid=20168300 | doi=10.1038/emboj.2010.9 | pmc=2845281}}</ref> O peptidoglicano está tamén implicado na [[fisión binaria]] durante a división celular bacteriana.


A capa de peptidoglicano é moito máis grosa nas bacterias [[Gram-positiva]]s, nas que ten entre 20 e 80 [[nanómetro]]s de grosor, ca nas [[Gram-negativa]]s, 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. <ref>C.Michael Hogan. 2010. [http://www.eoearth.org/article/Bacteria?topic=49480 ''Bacteria''. Encyclopedia of Earth. eds. Sidney Draggan and C.J.Cleveland, National Council for Science and the Environment, Washington DC]</ref> Nas bacterias Gram-positivas o peptidoglicano é importante para a adhesión a superficies e para o estereotipado. <ref name=Salton1996>{{cita libro | autor = Salton MRJ, Kim KS | título = Structure. ''In:'' Baron's Medical Microbiology ''(Barron S ''et al.'', eds.)| edición = 4th | editor = Univ of Texas Medical Branch | ano = 1996 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mmed.section.289#297 | isbn=0-9631172-1-1 }}</ref> As partículas de aproximadamente 2 nanómetros poden atravesar o peptidoglicano, tanto nas Gram-positivas coma nas negativas. <ref>{{Cita publicación periódica | author=Demchick PH, Koch AL | title=The permeability of the wall fabric of Escherichia coli and Bacillus subtilis | journal=Journal of Bacteriology | date=1 February 1996| pages=768–73| volume=178 | issue=3 |url=http://jb.asm.org/cgi/reprint/178/3/768 | pmid=8550511 | pmc=177723}}</ref>
A capa de peptidoglicano é moito máis grosa nas bacterias [[Gram-positiva]]s, nas que ten entre 20 e 80 [[nanómetro]]s de grosor, ca nas [[Gram-negativa]]s, 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.<ref>C.Michael Hogan. 2010. [http://www.eoearth.org/article/Bacteria?topic=49480 ''Bacteria''. Encyclopedia of Earth. eds. Sidney Draggan and C.J.Cleveland, National Council for Science and the Environment, Washington DC]</ref> Nas bacterias Gram-positivas o peptidoglicano é importante para a adhesión a superficies e para o estereotipado.<ref name=Salton1996>{{cita libro | autor = Salton MRJ, Kim KS | título = Structure. ''In:'' Baron's Medical Microbiology ''(Barron S ''et al.'', eds.)| edición = 4th | editor = Univ of Texas Medical Branch | ano = 1996 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mmed.section.289#297 | isbn=0-9631172-1-1 }}</ref> As partículas de aproximadamente 2 nanómetros poden atravesar o peptidoglicano, tanto nas Gram-positivas coma nas negativas.<ref>{{Cita publicación periódica | author=Demchick PH, Koch AL | title=The permeability of the wall fabric of Escherichia coli and Bacillus subtilis | journal=Journal of Bacteriology | date=1 February 1996| pages=768–73| volume=178 | issue=3 |url=http://jb.asm.org/cgi/reprint/178/3/768 | pmid=8550511 | pmc=177723}}</ref>


== Estrutura ==
== Estrutura ==
A capa de peptidoglicano na parede celular bacteriana é unha estrutura que forma unha [[rede cristalina]] constituída por cadeas liñais paralelas de dous [[aminoazucre]]s alternantes, a [[N-acetilglicosamina|''N''-acetilglicosamina]] (GlcNAc ou NAG) e o [[ácido N-acetilmurámico|''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 [[alanina|<small>L</small>-alanina]], [[ácido glutámico|ácido <small>D</small>-glutámico]], [[ácido meso-diaminopimélico|ácido ''meso''-diaminopimélico]], e [[alanina|<small>D</small>-alanina]] no caso de ''[[Escherichia coli]]'' (unha [[bacteria Gram-negativa]]) ou [[alanina|<small>L</small>-alanina]], [[glutamina|<small>D</small>-glutamina]], [[lisina|<small>L</small>-lisina]], e <small>D</small>-alanina cunha ponte peptídica de 5 [[glicina]]s que une os tetrapéptidos no caso de ''[[Staphylococcus aureus]]'' (unha [[bacteria Gram-positiva]]). Estes aminoácidos, excepto os <small>L</small>-aminoácidos, non aparecen en proteínas, polo que poderían ser unha protección contra o ataque da maioría das [[peptidase]]s.
A capa de peptidoglicano na parede celular bacteriana é unha estrutura que forma unha [[rede cristalina]] constituída por cadeas liñais paralelas de dous [[aminoazucre]]s alternantes, a [[N-acetilglicosamina|''N''-acetilglicosamina]] (GlcNAc ou NAG) e o [[ácido N-acetilmurámico|''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 [[alanina|<small>L</small>-alanina]], [[ácido glutámico|ácido <small>D</small>-glutámico]], [[ácido meso-diaminopimélico|ácido ''meso''-diaminopimélico]], e [[alanina|<small>D</small>-alanina]] no caso de ''[[Escherichia coli]]'' (unha [[bacteria Gram-negativa]]) ou [[alanina|<small>L</small>-alanina]], [[glutamina|<small>D</small>-glutamina]], [[lisina|<small>L</small>-lisina]], e <small>D</small>-alanina cunha ponte peptídica de 5 [[glicina]]s que une os tetrapéptidos no caso de ''[[Staphylococcus aureus]]'' (unha [[bacteria Gram-positiva]]). Estes aminoácidos, excepto os <small>L</small>-aminoácidos, non aparecen en proteínas, polo que poderían ser unha protección contra o ataque da maioría das [[peptidase]]s.


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. <ref>{{cita libro | autor = Ryan KJ, Ray CG (editors) | título = Sherris Medical Microbiology | edición = 4th | editor = McGraw Hill | ano = 2004 | isbn = 0-8385-8529-9 }}</ref>
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.<ref>{{cita libro | autor = Ryan KJ, Ray CG (editors) | título = Sherris Medical Microbiology | edición = 4th | editor = McGraw Hill | ano = 2004 | isbn = 0-8385-8529-9 }}</ref>


<gallery widths="340" heights="240">
<gallery widths="340" heights="240">
Liña 20: Liña 20:


== Inhibición por antibióticos ==
== Inhibición por antibióticos ==
Algúns fármacos antibacterianos como a [[penicilina]] interfiren coa produción de peptidoglicano ao unirse aos encimas bacterianos chamados [[proteína de unión á penicilina|proteínas de unión á penicilina]] ou [[transpeptidase]]s. <ref name=Salton1996 /> As proteínas de unión á penicilina forman os enlaces cruzados entre os 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. <ref>{{cita libro| autor=Bauman R | título= Microbiology with Diseases by Taxonomy|editor=Benjamin Cummings| ano=2007 |isbn= 0-8053-7679-8 |edición=2nd}}</ref> As mutacións nas transpeptidases que reducen as interaccións cun [[antibiótico]] son unha fonte significativa de produción de [[resistencia aos antibióticos]] bacteriana. <ref>{{Cita publicación periódica |author=Spratt BG |title=Resistance to antibiotics mediated by target alterations |journal=Science | location=New York |volume=264 |issue=5157 |pages=388–93 |year=1994 |pmid=8153626 |doi=10.1126/science.8153626 |url=http://www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8153626}}</ref>
Algúns fármacos antibacterianos como a [[penicilina]] interfiren coa produción de peptidoglicano ao unirse aos encimas bacterianos chamados [[proteína de unión á penicilina|proteínas de unión á penicilina]] ou [[transpeptidase]]s.<ref name=Salton1996 /> As proteínas de unión á penicilina forman os enlaces cruzados entre os 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.<ref>{{cita libro| autor=Bauman R | título= Microbiology with Diseases by Taxonomy|editor=Benjamin Cummings| ano=2007 |isbn= 0-8053-7679-8 |edición=2nd}}</ref> As mutacións nas transpeptidases que reducen as interaccións cun [[antibiótico]] son unha fonte significativa de produción de [[resistencia aos antibióticos]] bacteriana.<ref>{{Cita publicación periódica |author=Spratt BG |title=Resistance to antibiotics mediated by target alterations |journal=Science | location=New York |volume=264 |issue=5157 |pages=388–93 |year=1994 |pmid=8153626 |doi=10.1126/science.8153626 |url=http://www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8153626}}</ref>


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, da cal o peptidoglicano é o compoñente principal, ao inhibir as transpeptidases.
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, da cal o peptidoglicano é o compoñente principal, ao inhibir as transpeptidases.


== Biosíntese ==
== 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, e son inseridos no peptidoglicano xa existente. <ref name="cw">{{cite web |url=http://student.ccbcmd.edu/courses/bio141/lecguide/unit1/prostruct/cw.html |title=II. THE PROKARYOTIC CELL: BACTERIA |accessdate=1. MAY 2011}}</ref> A síntese divídese en fase 1 e fase 2 e consta de varios pasos biosintéticos:
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, e son inseridos no peptidoglicano xa existente.<ref name="cw">{{cite web |url=http://student.ccbcmd.edu/courses/bio141/lecguide/unit1/prostruct/cw.html |title=II. THE PROKARYOTIC CELL: BACTERIA |accessdate=1. MAY 2011}}</ref> A síntese divídese en fase 1 e fase 2 e consta de varios pasos biosintéticos:


=== Fase 1 ===
=== 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]]. Isto 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]]. Isto 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, a ''N''-acetilglicosamina 1-fosfato, que é agora un monofosfato, ataca a [[Uridín trifosfato|UTP]] ([[nucleótido]] que actúa como fonte de enerxía). Nesta reacción, o UTP perde un [[pirofosfato]], que é substituído polo fosfato do aminoazucre, orixinándose UDP-N-acetilglicosamina (UDP-GlcNAc), que é o precursor do NAG do peptidoglicano.
No paso cuarto, a ''N''-acetilglicosamina 1-fosfato, que é agora un monofosfato, ataca a [[Uridín trifosfato|UTP]] ([[nucleótido]] que actúa como fonte de enerxía). Nesta reacción, o UTP perde un [[pirofosfato]], que é substituído 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. <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 covértese 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 covértese 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 ===
A fase 2 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-pentapéptido, creando o PP-MurNac-pentapéptido, que é agora un lípido. O UDP-GlcNAc transpórtase despois ao residuo MurNAc da molécula anterior, orixinando o lípido-PP-MurNAc-pentapéptdido-GlcNAc, un disacárido, precursor do peptidoglicano. <ref name="white"/> Non se sabe como esta molécula é transportada ao outro lado da membrana. Porén, unha vez que está no [[periplasma]], engádese a unha cadea de glicano en crecemento. <ref name="white"/> 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. <ref name="white">{{cita libro |autor=White, D. |ano=2007 |título=The physiology and biochemistry of prokaryates |edición=3rd |lugar=NY |editor=Oxford University Press Inc.}}</ref>
A fase 2 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-pentapéptido, creando o PP-MurNac-pentapéptido, que é agora un lípido. O UDP-GlcNAc transpórtase despois ao residuo MurNAc da molécula anterior, orixinando o lípido-PP-MurNAc-pentapéptdido-GlcNAc, un disacárido, precursor do peptidoglicano.<ref name="white"/> Non se sabe como esta molécula é transportada ao outro lado da membrana. Porén, unha vez que está no [[periplasma]], engádese a unha cadea de glicano en crecemento.<ref name="white"/> 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.<ref name="white">{{cita libro |autor=White, D. |ano=2007 |título=The physiology and biochemistry of prokaryates |edición=3rd |lugar=NY |editor=Oxford University Press Inc.}}</ref>


== Notas ==
== Notas ==
{{listaref|2}}
{{Listaref|30em}}


== Véxase tamén ==
== Véxase tamén ==

Revisión como estaba o 19 de abril de 2016 ás 00:25

Peptidoglicano.

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 aminoazucres 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]

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 cruzados entre os 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, da 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, e 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. Isto 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, a 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 substituído 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 covértese 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 2 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-pentapéptido, creando o PP-MurNac-pentapéptido, que é agora un lípido. O UDP-GlcNAc transpórtase despois ao residuo MurNAc da molécula anterior, orixinando o lípido-PP-MurNAc-pentapéptdido-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 no periplasma, engádese a 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

  1. Animation of Synthesis of Peptidoglycan Layer
  2. 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.
  3. 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. 
  4. 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. 
  5. 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. 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. 
  7. 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. 
  8. Ryan KJ, Ray CG (editors) (2004). McGraw Hill, ed. Sherris Medical Microbiology (4th ed.). ISBN 0-8385-8529-9. 
  9. Bauman R (2007). Benjamin Cummings, ed. Microbiology with Diseases by Taxonomy (2nd ed.). ISBN 0-8053-7679-8. 
  10. Spratt BG (1994). "Resistance to antibiotics mediated by target alterations". Science (New York) 264 (5157): 388–93. PMID 8153626. doi:10.1126/science.8153626. 
  11. "II. THE PROKARYOTIC CELL: BACTERIA". Consultado o 1. MAY 2011. 
  12. 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. 

Véxase tamén

Outros artigos

Ligazóns externas