Псевдопептидогликан (также известный как псевдомуреин [1] ) является основным компонентом клеточной стенки некоторых архей, который отличается от бактериального пептидогликана по химической структуре, но напоминает бактериальный пептидогликан по функциям и физической структуре. Псевдопептидогликан, как правило, присутствует только в нескольких метаногенных архее . Основными компонентами являются N-ацетилглюкозамин и N-ацетилталозаминуроновая кислота (бактериальный пептидогликан, содержащий вместо этого N- ацетилмурамовую кислоту ), которые связаны β-1,3-гликозидными связями. [2]
Лизоцим , механизм защиты хозяина, присутствующий в человеческих секретах (например, слюне и слезах), разрывает β-1,4-гликозидные связи, разрушая пептидогликан. Однако, поскольку псевдопептидогликан имеет β-1,3-гликозидные связи, лизоцим неэффективен. Эти фундаментальные различия в химии клеточных стенок предполагают, что стенки клеток архей и стенки бактериальных клеток не произошли от общего предка, а являются лишь результатом конвергентной эволюции . [3]
Не известны архейные ферменты, которые расщепляют β-1,3-гликозидные связи в псевдопептидогликане, но он может расщепляться псевдомуреинэндоизопептидазой, кодируемой двумя профагами . [4] Псевдомуреинэндоизопептидазы функционируют путем расщепления пептидных связей между соседними цепями псевдопептидогликана.
Состав
Псевдопептидогликан состоит из двух сахаров, N-ацетилглюкозамина и N-ацетилталозаминуроновой кислоты. Эти сахара состоят из разных аминокислот , а поперечные связи пептидов в псевдопептидогликане образуются из разных аминокислот. Пептидная связь образуется между лизином в виде N-acetyltalosaminuronic кислоты и глутамина параллельного N-acetyltalosaminuronic кислоты. [5] Псевдопептидогликан, как и пептидогликан у бактерий, образует сетчатый слой за пределами плазматической мембраны архей.
Функция
Лишь немногие метаногенные археи имеют клеточные стенки, состоящие из псевдопептидогликана. Этот компонент действует так же, как пептидогликан в бактериальной клетке. [6] Псевдопептидогликан используется архейной клеткой для определения ее формы и обеспечения структуры клетки. Он также используется для защиты клетки от нежелательных молекул или чего-либо вредного в окружающей среде.
Влияние различных бактериальных препаратов на псевдопептидогликан
Лизоцим
Лизоцим - это естественный защитный механизм человека, который способен расщеплять пептидогликан в бактериальных клетках. Он разрушает пептидогликан, воздействуя на β-1,4-гликозидные связи, которые соединяют чередующиеся аминосахара, из которых он состоит. [7] Это разрушение гликозидных связей внутри пептидогликана приводит к разделению сахаров и подавлению структурной целостности пептидогликана и бактерий.
Псевдопептидогликан, однако, состоит из другого кислого аминосахара, которым является N-ацетилталозаминуроновая кислота. Это различие является причиной того, что он имеет β-1,3-гликозидные связи (в отличие от β-1,4-гликозидных связей у бактерий). [2] Лизоцимы нацелены на связывание в пептидогликане и без этого становятся неэффективными против псевдопептидогликана.
Пенициллин
Пенициллин - это группа антибиотиков , которые были эффективны против многих бактериальных инфекций . Он атакует бактерии, нацеливаясь и ингибируя транспептидазу, которая катализирует перекрестное сшивание аминосахаров в пептидогликане. [8] Однако пептидогликан содержит разные аминосахара, поэтому используется другой фермент катализа. Различные аминокислоты приводят к тому, что антибиотики, нацеленные на клеточные стенки, такие как пенициллин, неэффективны против псевдопептидогликана. [5]
Примеры архейского рода
Смотрите также
- Клеточная стенка
- Метанохондроитин
- Пептидогликан
Рекомендации
- ^ Белый, Дэвид. (1995) Физиология и биохимия прокариот , страницы 6, 12-21. (Оксфорд: издательство Оксфордского университета). ISBN 0-19-508439-X .
- ^ а б Альберс, Соня; Эйхлер, Джерри; Аэби, Маркус (2015), Варки, Аджит; Каммингс, Ричард Д .; Эско, Джеффри Д .; Стэнли, Памела (ред.), «Археи» , Основы гликобиологии (3-е изд.), Колд-Спринг-Харбор (Нью-Йорк): Лаборатория Колд-Спринг-Харбор Пресс, doi : 10.1101 / glycobiology.3e.022 (неактивен 2021-06-15 ), PMID 28876866 , получено 2021-04-19.CS1 maint: DOI неактивен с июня 2021 г. ( ссылка )
- ^ Visweswaran, Ganesh Ram R .; Dijkstra, Bauke W .; Кок, Ян (2011). «Murein и псевдомуреиновые домены связывания клеточной стенки бактерий и архей - сравнительный обзор» . Прикладная микробиология и биотехнология . 92 (5): 921–928. DOI : 10.1007 / s00253-011-3637-0 . ISSN 0175-7598 . PMC 3210951 . PMID 22012341 .
- ^ Visweswaran, Ganesh Ram R .; Dijkstra, Bauke W .; Кок, Ян (2010). «Две основные эндоизопептидазы псевдомуреина архей: PeiW и PeiP» . Археи . 2010 : 480492. дои : 10,1155 / 2010/480492 . PMC 2989375 . PMID 21113291 .
- ^ а б Слончевски, Джоан, Уоткинс, Джон, Фостер; Слончевский, Жанна (2009). Микробиология: развивающаяся наука .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ «Пептидогликан против псевдопептидогликана | Простой урок биологии» . www.easybiologyclass.com . 2017-05-19 . Проверено 6 мая 2021 .
- ^ Примо, Эмилиано Д .; Отеро, Лисандро Х .; Руис, Франсиско; Клинке, Себастьян; Джордано, Уолтер (2018). «Разрушающий эффект лизоцима на клеточную стенку бактерий исследован in-silico структурной перспективой» . Биохимия и молекулярная биология образования . 46 (1): 83–90. DOI : 10.1002 / bmb.21092 . ISSN 1539-3429 . PMID 29131507 .
- ^ Yocum, RR; Расмуссен-младший; Строминджер, JL (1980-05-10). «Механизм действия пенициллина. Пенициллин ацилирует активный центр D-аланин карбоксипептидазы Bacillus stearothermophilus» . Журнал биологической химии . 255 (9): 3977–3986. DOI : 10.1016 / S0021-9258 (19) 85621-1 . ISSN 0021-9258 . PMID 7372662 .
дальнейшее чтение
- Польшредер, Мехтильд; Пфайффер, Фридхельм; Шульце, Стефан; Халим, Мохд Фарид Абдул (1 сентября 2018 г.). «Биогенез поверхности клеток архей» . FEMS Microbiology Reviews . 42 (5): 694–717. DOI : 10.1093 / femsre / fuy027 . PMC 6098224 . PMID 29912330 .