Kluczowa różnica – peptydoglikan a kwas muraminowy
Chociaż można zaobserwować pewne podobieństwa w chemicznych składnikach Peptydoglikanu i Kwasu Muramicznego, istnieje znacząca różnica między tymi dwiema substancjami. Peptydoglikan jest polimerem tworzącym ściany komórkowe wielu bakterii składających się z cukrów i aminokwasów. Te cukier i aminokwasy tworzą podobną do siatki warstwę na zewnątrz błony komórkowej większości bakterii i niektórych archeonów. Kwas muraminowy jest aminokwasem cukrowym i występuje naturalnie jako kwas N-acetylomuraminowy w peptydoglikanie. Jest to kluczowa różnica między peptydoglikanem a kwasem muraminowym. W tym artykule omówimy dalej różnicę między peptydoglikanem a kwasem muraminowym.
Co to jest peptydoglikan?
Peptidoglikan to polimer składający się z cukrów i aminokwasów, które tworzą złożoną siatkową powłokę na zewnątrz błony komórkowej większości bakterii i niektórych archeonów, tworząc w ten sposób ścianę komórkową. Jest również znany jako mureina. Składnik cukrowy składa się z wymieniających się reszt β-(1,4) połączonych N-acetyloglukozaminy i kwasu N-acetylomuraminowego. Do kwasu N-acetylomuraminowego przyłączony jest eter kwasu mlekowego i N-acetyloglukozaminy i jest to łańcuch peptydowy składający się z trzech do pięciu aminokwasów. Ten łańcuch peptydowy jest usieciowany 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 odpowiadając na ciśnienie osmotyczne cytoplazmy. Oprócz tego, peptydoglikan bierze udział w rozszczepieniu binarnym podczas rozmnażania komórek bakteryjnych. Bakterie Gram-dodatnie mają znacznie grubszą warstwę peptydoglikanu, podczas gdy bakterie Gram-ujemne mają bardzo cienką warstwę peptydoglikanu. Innymi słowy, peptydoglikan tworzy około 90% suchej masy bakterii Gram-dodatnich, ale tylko 10% bakterii Gram-ujemnych. Dlatego obecność wysokich poziomów peptydoglikanu jest głównym czynnikiem decydującym o charakterystyce barwienia bakterii Gram-dodatnich.
Co to jest MuramicAcid?
Kwas muramowy jest aminokwasem pochodzącym z warstwy peptydoglikanów ścian komórkowych wielu bakterii. Jego wzór chemiczny to C9H17NO7, a masa molowa to 251,2. Jego nazwa systematyczna IUPAC to kwas 2-{[3-amino-2,5-dihydroksy-6-(hydroksymetylo)oksan-4-ylo]oksy}propanowy. Na podstawie składu chemicznego jest to eter kwasu mlekowego i glukozaminy. Występuje naturalnie jako kwas N-acetylomuraminowy w peptydoglikanie. Jednak bakterie znane jako Chlamydiae są niezwykłe, ponieważ nie zawierają kwasu muraminowego w swoich ścianach komórkowych.
Jaka jest różnica między peptydoglikanem a kwasem muramicznym?
Peptidoglikan i kwas muraminowy mogą mieć znacząco różne właściwości fizyczne i funkcjonalne. Można je podzielić na następujące podgrupy,
Definicja Peptydoglikanu i Kwasu Muramicznego:
Peptidoglikan: Substancja tworząca ściany komórkowe wielu bakterii, składająca się z łańcuchów glikozaminoglikanów połączonych krótkimi peptydami.
Kwas muraminowy: aminocukier. W chemii aminocukier lub 2-amino-2-dezoksycukier to cząsteczka cukru, w której grupa hydroksylowa została zastąpiona grupą aminową.
Charakterystyka Peptydoglikanu i Kwasu Muramicznego:
Struktura monomeru lub polimeru:
Peptidoglikan jest polimerem.
Kwas muraminowy jest monomerem.
Struktura chemiczna:
Peptidoglikan: Jest to struktura sieci krystalicznej zsyntetyzowana z liniowych łańcuchów dwóch naprzemiennych aminokwasów, mianowicie N-acetyloglukozaminy (NAG) i kwasu N-acetylomuraminowego (NAM). Wymienne aminocukry są połączone wiązaniem β-(1,4)-glikozydowym.
Kwas muramowy: jest eterem kwasu mlekowego i glukozaminy.
Znaczenie kliniczne i aktywność antybiotykowa:
Peptidoglikan: Leki antybiotykowe, takie jak penicylina, hamują tworzenie peptydoglikanu poprzez wiązanie się z enzymami bakteryjnymi. Proces ten jest znany jako białka wiążące penicylinę, a antybiotyki te działają głównie na ścianę komórkową bakterii peptydoglikanu, ponieważ komórki zwierzęce nie mają ścian komórkowych, a zatem antybiotyki nie mogą uszkadzać normalnych komórek. Poza tym lizozym jest uważany za własny antybiotyk ludzkiego organizmu. Lizozym może rozbijać wiązania β-(1,4)-glikozydowe w peptydoglikanie i niszczyć wiele komórek bakteryjnych. Jednak warstwa pseudopeptydoglikanu w niektórych archeonach ma reszty cukrowe połączone β-(1, 3) N-acetyloglukozaminą i kwasem N-acetylotalosaminuronowym. Dlatego ściana komórkowa Archaea jest niewrażliwa na lizozym.
Kwas muraminowy: W porównaniu z większością ścian komórkowych bakterii, ściana komórkowa Chlamydii nie zawiera kwasu muraminowego. Dlatego penicyliny nie można stosować w leczeniu zakażenia chlamydiami.
Podsumowując, kwas muramowy jest aminocukrem i działa jako składnik peptydoglikanu ściany komórkowej bakterii. Warstwa peptydoglikanu ściany komórkowej bakterii jest ważna dla odróżnienia bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych, a także dla rozwoju antybiotyków.
