Ključna razlika - Peptidoglikan proti MuramicAcid
Čeprav je mogoče opaziti nekaj podobnosti v kemičnih sestavinah peptidoglikana in muramične kisline, obstaja bistvena razlika med tema dvema snovma. Peptidoglikan je polimer, ki tvori celične stene številnih bakterij, sestavljenih iz sladkorjev in aminokislin. Ti sladkor in aminokisline tvorijo mrežico podobno plast zunaj plazemske membrane večine bakterij in nekaterih arhej. Muraminska kislina je aminokislinska kislina in se naravno pojavlja kot N-acetilmuraminska kislina v peptidoglikanu, kar je ključna razlika med peptidoglikanom in muramično kislino. V tem članku naj podrobneje pojasnimo razliko med peptidoglikanom in muramično kislino.
Kaj je peptidoglikan?
Peptidoglikan je polimer, sestavljen iz sladkorjev in aminokislin, ki tvorijo zapleteno mrežasti ovoj zunaj plazemske membrane večine bakterij in nekaterih arhej, s čimer tvorijo celično steno. Znan je tudi kot murein. Sladkorna komponenta vsebuje medsebojno zamenljive ostanke β- (1,4) vezanega N-acetilglukozamina in N-acetilmuramične kisline. Na N-acetilmuramično kislino je vezan eter mlečne kisline in N-acetilglukozamina in je peptidna veriga treh do petih aminokislin. Ta peptidna veriga je zamrežena s peptidno verigo drugega sklopa, kar ustvarja 3D zapleteno mrežno strukturo. Peptidoglikan deluje strukturno v bakterijski celični steni, zagotavlja strukturno celovitost in trdnost ter se odziva na osmotski tlak citoplazme. Poleg tega,peptidoglikan prispeva tudi k binarni cepitvi med razmnoževanjem bakterijskih celic. Gram-pozitivne bakterije imajo precej debelejšo plast peptidoglikana, medtem ko imajo gram-negativne bakterije zelo tanko plast peptidoglikana. Z drugimi besedami, peptidoglikan ustvari približno 90% suhe teže gram-pozitivnih bakterij, a le 10% gram-negativnih bakterij. Zato je prisotnost visokih ravni peptidoglikana glavni dejavnik, ki določa, da bakterije v Gramu obarvajo gram-pozitivno.prisotnost visokih ravni peptidoglikana je glavni dejavnik, ki določa, da so bakterije v Gramu pozitivne na Gram.prisotnost visokih ravni peptidoglikana je glavni dejavnik, ki določa, da so bakterije v Gramu pozitivne na Gram.
Kaj je MuramicAcid?
Muramična kislina je aminokisel, ki izvira iz peptidoglikanske plasti celičnih sten številnih bakterij. Njegova kemijska formula je C9H17NO7, molska masa pa 251,2. Njegovo sistematično ime IUPAC je 2 - {[3-amino-2,5-dihidroksi-6- (hidroksimetil) oksan-4-il] oksi} propanojska kislina. Glede na kemijsko sestavo gre za eter mlečne kisline in glukozamina. Pojavlja se naravno kot N-acetilmuraminska kislina v peptidoglikanu, vendar so bakterije, znane kot klamidije, nenavadne, ker v celičnih stenah ne vsebujejo muramične kisline.
Kakšna je razlika med peptidoglikanom in muramično kislino?
Peptidoglikan in muramična kislina imata lahko bistveno različne fizične in funkcionalne lastnosti. Te lahko razvrstimo v naslednje podskupine,
Opredelitev peptidoglikana in muramične kisline:
Peptidoglikan: snov, ki tvori celične stene številnih bakterij, sestavljena iz glikozaminoglikanskih verig, povezanih s kratkimi peptidi.
Muraminska kislina: aminokislin. V kemiji je amino sladkor ali 2-amino-2-deoksisugar sladkorna molekula, v kateri je bila hidroksilna skupina nadomeščena z aminsko skupino.
Značilnosti peptidoglikana in muramične kisline:
Monomerna ali polimerna struktura:
Peptidoglikan je polimer.
Muramična kislina je monomer.
Kemična struktura:
Peptidoglikan: Je kristalna mrežasta struktura, sintetizirana iz linearnih verig dveh izmeničnih amino sladkorjev, in sicer N-acetilglukozamina (NAG) in N-acetilmuramične kisline (NAM). Izmenjujoči se amino sladkorji so povezani z β- (1,4) -glikozidno vezjo.
Muraminska kislina: Je eter mlečne kisline in glukozamina.
Klinični pomen in aktivnost antibiotikov:
Peptidoglikan: Antibiotska zdravila, kot je penicilin, zavirajo s tvorbo peptidoglikana z vezavo na bakterijske encime. Ta postopek je znan kot beljakovine, ki vežejo penicilin, in ti antibiotiki v glavnem ciljajo na bakterijsko celično steno peptidoglikana, ker živalske celice nimajo celičnih sten in zato antibiotiki ne morejo poškodovati normalnih celic. Poleg tega se lizocim šteje za lastni antibiotik človeškega telesa. Lizozim lahko razgradi β- (1,4) -glikozidne vezi v peptidoglikanu in uniči številne bakterijske celice. V plasteh psevdo peptidoglikana v nekaterih arhejah pa so ostanki sladkorja β- (1,3) povezani N-acetilglukozamin in N-acetiltalosaminuronska kislina. Zato je celična stena Archaea neobčutljiva na lizocim.
Muraminska kislina: V primerjavi z večino bakterijskih celičnih sten klamidijska celična stena ne vsebuje muramične kisline. Zato penicilina ni mogoče uporabiti za zdravljenje klamidijske okužbe.
Na koncu je muramska kislina aminokiser in deluje kot komponenta peptidoglikana bakterijske celične stene. Plast peptidoglikana bakterijske celične stene je pomembna za razlikovanje med gram pozitivnimi in negativnimi bakterijami ter razvojem antibiotikov.
