Ključna razlika – Peptidoglikan proti MuramicAcid
Čeprav je mogoče opaziti nekaj podobnosti v kemičnih sestavinah peptidoglikana in muramske kisline, je med tema dvema snovema pomembna razlika. Peptidoglikan je polimer, ki tvori celične stene številnih bakterij, sestavljenih iz sladkorjev in aminokislin. Ti sladkorji in aminokisline tvorijo mrežasto plast zunaj plazemske membrane večine bakterij in nekaterih arhej. Muraminska kislina je aminosladkorna kislina in se naravno pojavlja kot N-acetilmuramska kislina v peptidoglikanu. To je ključna razlika med peptidoglikanom in muramsko kislino. V tem članku podrobneje razložimo razliko med peptidoglikanom in muramsko kislino.
Kaj je Peptidoglikan?
Peptidoglikan je polimer, sestavljen iz sladkorjev in aminokislin, ki tvorijo kompleksno mrežasto prevleko zunaj plazemske membrane večine bakterij in nekaterih arhej ter tako tvorijo celično steno. Znan je tudi kot murein. Sladkorna komponenta je sestavljena iz izmenjujočih se ostankov β-(1, 4) vezanega N-acetilglukozamina in N-acetilmuramske kisline. Na N-acetilmuramsko kislino je vezan eter mlečne kisline in N-acetilglukozamina in je peptidna veriga treh do petih aminokislin. Ta peptidna veriga je navzkrižno povezana s peptidno verigo druge verige, kar ustvarja 3D kompleksno mrežasto strukturo. Peptidoglikan ima strukturno vlogo v bakterijski celični steni, zagotavlja strukturno celovitost in moč ter se odziva na osmotski tlak citoplazme. Poleg tega peptidoglikan sodeluje tudi pri binarni cepitvi med razmnoževanjem bakterijskih celic. Gram-pozitivne bakterije imajo bistveno 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, vendar le 10 % gram-negativnih bakterij. Zato je prisotnost visokih ravni peptidoglikana glavni odločilni dejavnik za karakterizacijo bakterij po Gramu kot gram-pozitivnih.
Kaj je MuramicAcid?
Muramska kislina je aminosladkor, ki izvira iz peptidoglikanske plasti celičnih sten številnih bakterij. Njegova kemijska formula je C9H17NO7 in molska masa 251,2. Njeno sistematično ime IUPAC je 2-{[3-amino-2,5-dihidroksi-6-(hidroksimetil)oksan-4-il]oksi}propanojska kislina. Glede na kemično sestavo je eter mlečne kisline in glukozamina. Pojavlja se naravno kot N-acetilmuramska kislina v peptidoglikanu. Vendar so bakterije, znane kot Chlamydiae, nenavadne, ker v svojih celičnih stenah ne vsebujejo muramske kisline.
Kakšna je razlika med Peptidoglikanom in Muramično kislino?
Peptidoglikan in muramska kislina imata lahko bistveno drugačne fizične in funkcionalne lastnosti. Te lahko razvrstimo v naslednje podskupine,
Definicija peptidoglikana in muramske kisline:
Peptidoglikan: Snov, ki tvori celične stene številnih bakterij, sestavljena iz glikozaminoglikanskih verig, povezanih s kratkimi peptidi.
Muramska kislina: aminosladkor. V kemiji je aminosladkor ali 2-amino-2-deoksisladkor molekula sladkorja, v kateri je bila hidroksilna skupina nadomeščena z aminsko skupino.
Lastnosti peptidoglikana in muramske kisline:
Monomerna ali polimerna struktura:
Peptidoglikan je polimer.
Muramska kislina je monomer.
Kemična struktura:
Peptidoglikan: je struktura kristalne mreže, sintetizirana iz linearnih verig dveh izmenjujočih se amino sladkorjev, in sicer N-acetilglukozamina (NAG) in N-acetilmuramske kisline (NAM). Amino sladkorja, ki se izmenjujeta, sta povezana preko β-(1, 4)-glikozidne vezi.
Muramska kislina: je eter mlečne kisline in glukozamina.
Klinični pomen in antibiotična aktivnost:
Peptidoglikan: Antibiotična zdravila, kot je penicilin, zavirajo nastajanje peptidoglikana z vezavo na bakterijske encime. Ta proces je znan kot proteini, ki vežejo penicilin, in ti antibiotiki so usmerjeni predvsem na peptidoglikansko bakterijsko celično steno, ker živalske celice nimajo celične stene in zato antibiotiki ne morejo poškodovati normalnih celic. Poleg tega se lizocim šteje za lasten antibiotik človeškega telesa. Lizocim lahko razgradi β-(1, 4)-glikozidne vezi v peptidoglikanu in uniči številne bakterijske celice. Vendar pa ima plast psevdo peptidoglikana v nekaterih arhejah sladkorne ostanke β-(1, 3) vezanega N-acetilglukozamina in N-acetiltalosaminuronske kisline. Zato je celična stena Archaea neobčutljiva na lizocim.
Muramska kislina: V primerjavi z večino bakterijskih celičnih sten klamidijska celična stena ne vsebuje muramske kisline. Zato penicilina ne moremo uporabljati pri zdravljenju klamidijske okužbe.
Za zaključek, muramska kislina je aminosladkor in deluje kot sestavina peptidoglikana bakterijske celične stene. Peptidoglikanska plast bakterijske celične stene je pomembna za razlikovanje med grampozitivnimi in negativnimi bakterijami ter za razvoj antibiotikov.
