Rozdíl mezi Peptidoglykanem a MuramicAcid

Klíčový rozdíl - Peptidoglycan vs. MuramicAcid
 

Přestože lze pozorovat určité podobnosti v chemických složkách Peptidoglykanu a MuramicAcidu, mezi těmito dvěma látkami existuje významný rozdíl. Peptidoglykan je polymer, formování buněčných stěn mnoha bakterií sestávajících z cukrů a aminokyselin. Tyto cukry a aminokyseliny vytvářejí síťovitou vrstvu mimo plazmovou membránu většiny bakterií a některých archaea. Kyselina muramová je aminokyselina cukerná a to vyskytuje se přirozeně jako kyselina N-acetylmuramová v peptidoglykanu.To je klíčový rozdíl mezi peptidoglykanem a kyselinou muramovou. V tomto článku se pojďme dále zabývat rozdílem mezi peptidoglykanem a kyselinou muramovou.

Co je Peptidoglycan?

Peptidoglykan je polymer obsahující cukry a aminokyseliny, které tvoří komplexní síťovitý povlak mimo plazmovou membránu většiny bakterií a některé archaea, čímž se vytváří buněčná stěna. To je také známé jako murein. Cukrová složka obsahuje zaměnitelné zbytky p- (1,4) vázané N-acetylglukosaminu a kyseliny N-acetylmuramové. K N-acetylmuramové kyselině je připojen ether kyseliny mléčné a N-acetylglukosamin a je to peptidový řetězec tří až pěti aminokyselin. Tento peptidový řetězec je zesíťován k peptidovému řetězci jiného řetězce, čímž se vytváří 3D složitá síťovitá struktura. Peptidoglykan působí strukturální roli v bakteriální buněčné stěně, zajišťuje strukturální integritu a sílu a také reaguje na osmotický tlak cytoplazmy. Kromě toho se peptidoglykan také podílí na binárním štěpení během reprodukce bakteriálních buněk. Gram-pozitivní bakterie mají podstatně silnější peptidoglykanovou vrstvu, zatímco gram-negativní bakterie mají velmi tenkou peptidoglykanovou vrstvu. Jinými slovy, peptidoglykan tvoří přibližně 90% suché hmotnosti grampozitivních bakterií, ale pouze 10% gram negativních bakterií. Proto je přítomnost vysokých hladin peptidoglykanu primárním určujícím faktorem gram-barvicí charakterizace bakterií jako grampozitivních.

Co je MuramicAcid?

Kyselina muramová je amino cukr pochází z peptidoglykanové vrstvy buněčných stěn mnoha bakterií. Jeho chemický vzorec je C9H17NO7 a molární hmotnost je 251,2. Jeho systematickým názvem IUPAC je kyselina 2 - [3-amino-2,5-dihydroxy-6- (hydroxymethyl) oxan-4-yl] oxy propanová. Na základě chemického složení jde o ether kyseliny mléčné a glukosamin. Vyskytuje se přirozeně jako kyselina N-acetylmuramová v peptidoglykanu. Bakterie známé jako Chlamydiae jsou však neobvyklé tím, že ve svých buněčných stěnách neobsahují kyselinu muramovou..

Jaký je rozdíl mezi Peptidoglykanem a MuramicAcidem?

Peptidoglykan a kyselina muramová mohou mít výrazně odlišné fyzikální a funkční vlastnosti. Lze je rozdělit do následujících podskupin,

Definice Peptidoglycan a MuramicAcid:

Peptidoglykan: Látka tvořící buněčné stěny mnoha bakterií, sestávající z glykosaminoglykanových řetězců propojených s krátkými peptidy.

Kyselina muramová: Aminový cukr. V chemii je amino cukr nebo 2-amino-2-deoxysugar molekula cukru, ve které je hydroxylová skupina nahrazena aminoskupinou.

Charakteristika Peptidoglykanů a MuramicAcid:

Monomerní nebo polymerní struktura:

Peptidoglykan je polymer.

Kyselina muramová je monomer.

Chemická struktura:

Peptidoglykan: Je to krystalová mřížová struktura syntetizovaná z lineárních řetězců dvou střídavých aminosacharidů, jmenovitě N-acetylglukosaminu (NAG) a kyseliny N-acetylmuramové (NAM). Výměnné aminosacharidy jsou spojeny prostřednictvím p- (1,4) -glykosidické vazby.

Kyselina muramová: Je to ether kyseliny mléčné a glukosaminu.

Klinický význam a antibiotická aktivita:

Peptidoglykan: Antibiotická léčiva, jako je penicilin, se inhibují tvorbou peptidoglykanu vazbou na bakteriální enzymy. Tento proces je známý jako proteiny vázající penicilin a tato antibiotika se zaměřují hlavně na bakteriální buněčnou stěnu peptidoglykanů, protože zvířecí buňky nemají buněčné stěny, a proto nemohou antibiotika poškodit normální buňky. Kromě toho je lysozym považován za vlastní antibiotikum lidského těla. Lysozym může rozkládat p- (1,4) -glykosidické vazby v peptidoglykanu a ničit mnoho bakteriálních buněk. Vrstva pseudopeptidoglykanu však v některých archaeach má zbytky cukru, které jsou p- (1,3) spojené N-acetylglukosaminem a N-acetyltalosaminuronovou kyselinou. Proto je buněčná stěna Archaea necitlivá na lysozym.

Kyselina muramová: Ve srovnání s většinou bakteriálních buněčných stěn neobsahuje buněčná stěna Chlamydial kyselinu muramovou. Penicilin proto nelze použít k léčbě chlamýdiové infekce.

Závěrem lze říci, že kyselina muramová je aminokyselina cukru a působí jako složka peptidoglykanu bakteriální buněčné stěny. Peptidoglykanová vrstva bakteriální buněčné stěny je důležitá pro rozlišení mezi grampozitivními a negativními bakteriemi a vývojem antibiotik.

Odkazy: Barbour, A. G., Amano, K., Hackstadt, T. Perry, L. Caldwell, H. D. (1982). Chlamydia trachomatis obsahuje proteiny vázající penicilin, ale nedetekovatelnou kyselinu muramovou, Journal of Bacteriology, 151 (1): 420-428. Demchick PH, Koch AL (1. února 1996). „Propustnost stěnové struktury Escherichia coli a Bacillus subtilis“. Journal of Bacteriology 178 (3): 768-73. Madigan, M. T., J. M. Martinko, P. V. Dunlap a D. P. Clark.Brock biologie mikroorganismů. 12. ed. San Francisco, CA: Pearson / Benjamin Cummings, 2009. Snímek se svolením: 1. “Peptidoglycan en” od Yikrazuul - vlastní práce. [Public Domain] via Commons 2. Muramic Acid JaGa (vytvořeno pomocí BKChem a Inkscape) [CC BY-SA 3.0 nebo GFDL], přes Wikimedia Commons