Razlika med peptidoglikanom in MuramicAcidom

Ključna razlika - Peptidoglikan proti MuramicAcid
 

Čeprav je v kemičnih sestavinah peptidoglikana in MuramicAcida mogoče opaziti nekaj podobnosti, je med tema dvema snovma pomembna razlika. Peptidoglikan je polimer, tvori celične stene mnogih bakterij, sestavljenih iz sladkorjev in aminokislin. Te sladkor in aminokisline tvorijo mrežasto plast zunaj plazemske membrane večine bakterij in nekaterih arhej. Muraminska kislina je aminokislina in to pojavlja se naravno kot N-acetilmuraminska kislina v peptidoglikanu.To je ključna razlika med peptidoglikanom in muramično kislino. V tem članku podrobneje razložimo razliko med peptidoglikanom in muramično kislino.

Kaj je peptidoglikan?

Peptidoglikan je polimer, ki obsega sladkorje in aminokisline, ki tvorijo kompleksno mrežasto prevleko zunaj plazemske membrane večine bakterij in nekaterih arhej, s čimer tvorijo celično steno. Znan je tudi kot murein. Sladkorna komponenta obsega izmenjujoče se ostanke N-acetilglukozamina, povezanega z β- (1,4), in N-acetilmuramske kisline. Na N-acetilmuraminsko kislino je vezan eter mlečne kisline in N-acetilglukozamina in je peptidna veriga s tremi do petimi aminokislinami. Ta peptidna veriga je navzkrižno povezana s peptidno verigo drugega pramena, kar ustvarja 3D kompleksno mrežno podobno strukturo. Peptidoglikan deluje strukturno v celični steni bakterij in tako zagotavlja strukturno celovitost in moč ter odziva osmotski tlak citoplazme. Poleg tega peptidoglikan prispeva tudi k binarni cepitvi med razmnoževanjem bakterijskih celic. Gram-pozitivne bakterije imajo bistveno debelejši peptidoglikanski sloj, medtem ko imajo gram-negativne bakterije zelo tanko plast peptidoglikana. Z drugimi besedami, peptidoglikan ustvari približno 90% suhe teže gram-pozitivnih bakterij, vendar le 10% gram-negativnih bakterij. Zato je prisotnost visokih ravni peptidoglikana glavni odločujoči dejavnik karakterizacije bakterijskih barvil kot gram-pozitivnih.

Kaj je zdravilo MuramicAcid?

Muramična kislina je amino sladkor je nastal v peptidoglikanski plasti celičnih sten mnogih bakterij. Njegova kemijska formula je C9H17NO7, molska masa pa 251,2. Sistematsko ime IUPAC je 2 - [3-amino-2,5-dihidroksi-6- (hidroksimetil) oksan-4-il] oksi propanojska kislina. Na osnovi kemične sestave je eter mlečne kisline in glukozamina. Pojavlja se naravno kot N-acetilmuraminska kislina v peptidoglikanu. Kljub temu pa so bakterije, znane kot Chlamydiae, nenavadne, ker v celičnih stenah ne vsebujejo muramne kisline.

Kakšna je razlika med peptidoglikanom in MuramicAcidom?

Peptidoglikanska in muramna kislina imata lahko bistveno različne fizikalne in funkcionalne lastnosti. Te lahko razvrstimo v naslednje podskupine,

Opredelitev peptidoglikana in MuramicAcida:

Peptidoglikan: Snov, ki tvori celične stene mnogih bakterij, sestavljena iz verig glikozaminoglikana, povezanih s kratkimi peptidi.

Muramična kislina: Amino sladkor. V kemiji je amino sladkor ali 2-amino-2-deoksisugar sladkorna molekula, v kateri je hidroksilna skupina nadomeščena z aminsko skupino.

Karakteristike peptidoglikana in MuramicAcid:

Monomerska ali polimerna struktura:

Peptidoglikan je polimer.

Muramična kislina je monomer.

Kemična sestava:

Peptidoglikan: Gre za strukturo kristalne rešetke, sintetizirano iz linearnih verig dveh izmeničnih amino sladkorjev, in sicer N-acetilglukozamina (NAG) in N-acetilmuramske kisline (NAM). Zamenljivi amino sladkorji so povezani z β- (1,4) -glikozidno vezjo.

Muramična kislina: Je eter mlečne kisline in glukozamina.

Klinični pomen in delovanje antibiotikov:

Peptidoglikan: Antibiotična zdravila, kot je penicilin, zavirajo z ustvarjanjem peptidoglikana z vezavo na bakterijske encime. Ta postopek poznamo kot beljakovine, ki vežejo penicilin, in ti antibiotiki ciljajo predvsem na peptidoglikansko celično steno bakterij, ker živalske celice nimajo celičnih sten in s tem antibiotiki ne morejo poškodovati normalnih celic. Poleg tega lizocim velja za antibiotik človeškega telesa. Lizocim lahko razbije β- (1,4) -glikozidne vezi v peptidoglikanu in uniči številne bakterijske celice. Vendar ima plast psevdo peptidoglikana v nekaterih arhejih, kjer so ostanki sladkorja β- (1,3) vezani N-acetilglukozamin in N-acetiltalosaminuronska kislina. Zato je celična stena Archaea neobčutljiva na lizocim.

Muramična kislina: V primerjavi z večino bakterijskih celičnih sten Chlamydial celična stena ne vsebuje muramne kisline. Zato penicilina ni mogoče uporabiti za zdravljenje klamidijske okužbe.

Za zaključek je muramična kislina amino sladkor, deluje pa kot sestavina peptidoglikana bakterijske celične stene. Peptidoglikanska plast bakterijske celične stene je pomembna za razlikovanje med gram pozitivnih in negativnih bakterij ter razvoj antibiotikov.

Literatura: Barbour, A. G., Amano, K., Hackstadt, T. Perry, L. Caldwell, H. D. (1982). Chlamydia trachomatis ima beljakovine, ki vežejo penicilin, vendar muramično kislino ni zaznati, Journal of Bacteriology, 151 (1): 420-428. Demchick PH, Koch AL (1. februarja 1996). „Prepustnost stenske tkanine Escherichia coli in Bacillus subtilis“. Časopis za bakteriologijo 178 (3): 768–73. Madigan, M. T., J. M. Martinko, P. V. Dunlap in D. P. Clark.Brock biologija mikroorganizmov. 12. izd. San Francisco, Kalifornija: Pearson / Benjamin Cummings, 2009. Objavljeno z dovoljenjem: 1. "Peptidoglycan en" avtorja Yikrazuul - Lastno delo. [Javna domena] prek Commons 2. Muramic Acid JaGa (izdelana samostojno z uporabo BKChem in Inkscape) [CC BY-SA 3.0 ali GFDL], prek Wikimedia Commons