Ключевая разница - пептидогликан против мурамиковой кислоты
Хотя в химических компонентах пептидогликана и мураминовой кислоты можно наблюдать некоторое сходство, между этими двумя веществами есть существенная разница. Пептидогликан представляет собой полимер, образующий клеточные стенки многих бактерий, состоящий из сахаров и аминокислот. Эти сахара и аминокислоты образуют сетчатый слой снаружи плазматической мембраны большинства бактерий и некоторых архей. Мураминовая кислота представляет собой аминосахарную кислоту и встречается в природе в виде N-ацетилмурамовой кислоты в пептидогликане. В этом ключевое различие между пептидогликаном и мурамовой кислотой. В этой статье давайте подробнее остановимся на разнице между пептидогликаном и мурамовой кислотой.
Что такое пептидогликан?
Пептидогликан представляет собой полимер, состоящий из сахаров и аминокислот, которые образуют сложное сетчатое покрытие снаружи плазматической мембраны большинства бактерий и некоторых архей, тем самым формируя клеточную стенку. Он также известен как муреин. Сахарный компонент состоит из чередующихся остатков β-(1, 4)-связанного N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты. К N-ацетилмураминовой кислоте присоединен простой эфир молочной кислоты и N-ацетилглюкозамина, представляющий собой пептидную цепь из трех-пяти аминокислот. Эта пептидная цепь сшита с пептидной цепью другой цепи, создавая трехмерную сложную сетчатую структуру. Пептидогликан играет структурную роль в клеточной стенке бактерий, обеспечивая структурную целостность и прочность, а также реагируя на осмотическое давление цитоплазмы. В дополнение к этому пептидогликан также участвует в бинарном делении во время размножения бактериальных клеток. Грамположительные бактерии имеют значительно более толстый пептидогликановый слой, тогда как грамотрицательные бактерии имеют очень тонкий пептидогликановый слой. Другими словами, пептидогликан составляет около 90% сухой массы грамположительных бактерий и только 10% грамотрицательных бактерий. Таким образом, наличие высоких уровней пептидогликана является основным фактором, определяющим характеристику бактерий с помощью окрашивания по Граму как грамположительных.
Что такое Мураминовая кислота?
Мураминовая кислота представляет собой аминосахар, образующийся в пептидогликановом слое клеточных стенок многих бактерий. Его химическая формула C9H17NO7 и молярная масса 251,2. Его систематическое название IUPAC - 2-{[3-амино-2,5-дигидрокси-6-(гидроксиметил)оксан-4-ил]окси}пропановая кислота. По химическому составу это эфир молочной кислоты и глюкозамина. Он встречается в природе в виде N-ацетилмурамовой кислоты в пептидогликане. Однако бактерии, известные как хламидии, необычны тем, что не содержат мурамовой кислоты в своих клеточных стенках.
В чем разница между пептидогликаном и мурамовой кислотой?
Пептидогликан и мурамовая кислота могут иметь существенно разные физические и функциональные характеристики. Их можно разделить на следующие подгруппы:
Определение пептидогликана и мурамовой кислоты:
Пептидогликан: Вещество, образующее клеточные стенки многих бактерий, состоящее из цепей гликозаминогликанов, связанных между собой короткими пептидами.
Мураминовая кислота: аминосахар. В химии аминосахар или 2-амино-2-дезоксисахар представляет собой молекулу сахара, в которой гидроксильная группа заменена аминогруппой.
Характеристики пептидогликана и мурамовой кислоты:
Мономерная или полимерная структура:
Пептидогликан представляет собой полимер.
Мураминовая кислота является мономером.
Химическая структура:
Пептидогликан: это структура кристаллической решетки, синтезированная из линейных цепей двух чередующихся аминосахаров, а именно N-ацетилглюкозамина (NAG) и N-ацетилмурамовой кислоты (NAM). Меняющиеся аминосахара соединены β-(1, 4)-гликозидной связью.
Мураминовая кислота: эфир молочной кислоты и глюкозамина.
Клиническое значение и антибиотическая активность:
Пептидогликан: Антибиотики, такие как пенициллин, ингибируют образование пептидогликана путем связывания с бактериальными ферментами. Этот процесс известен как белки, связывающие пенициллин, и эти антибиотики в основном нацелены на пептидогликан бактериальной клеточной стенки, потому что клетки животных не имеют клеточных стенок, и поэтому антибиотики не могут повредить нормальные клетки. Кроме того, лизоцим считается собственным антибиотиком человеческого организма. Лизоцим может разрушать β-(1, 4)-гликозидные связи в пептидогликане и разрушать многие бактериальные клетки. Однако слой псевдопептидогликана у некоторых архей имеет сахарные остатки, представляющие собой β-(1, 3) связанные N-ацетилглюкозамин и N-ацетилталозаминуроновую кислоту. Поэтому клеточная стенка архей нечувствительна к лизоциму.
Мураминовая кислота: По сравнению со стенками большинства бактерий, клеточная стенка хламидий не содержит мурамовой кислоты. Поэтому пенициллин нельзя использовать при лечении хламидийной инфекции.
В заключение, мурамовая кислота является аминосахаром и действует как компонент пептидогликана бактериальной клеточной стенки. Пептидогликановый слой бактериальной клеточной стенки важен для различения грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также для разработки антибиотиков.
