Unterschied zwischen Peptidoglycan und MuramicAcid

Hauptunterschied - Peptidoglycan vs MuramicAcid
 

Obwohl einige Ähnlichkeiten in den chemischen Komponenten des Peptidoglycans und MuramicAcids beobachtet werden können, besteht zwischen diesen beiden Substanzen ein erheblicher Unterschied. Peptidoglycan ist ein Polymer, Bildung der Zellwände vieler Bakterien, bestehend aus Zuckern und Aminosäuren. Diese Zucker und Aminosäuren bilden eine netzartige Schicht außerhalb der Plasmamembran der meisten Bakterien und einiger Archaeen. Muraminsäure ist eine Aminozuckersäure und es kommt natürlicherweise als N-Acetylmuraminsäure im Peptidoglycan vor.Dies ist der Hauptunterschied zwischen Peptidoglycan und Muraminsäure. In diesem Artikel wollen wir den Unterschied zwischen Peptidoglycan und Muraminsäure näher erläutern.

Was ist Peptidoglycan??

Peptidoglycan ist ein Polymer, bestehend aus Zuckern und Aminosäuren, die eine komplexe netzartige Beschichtung außerhalb der Plasmamembran der meisten Bakterien und einiger Archaeen bilden, wodurch die Zellwand gebildet wird. Es ist auch als Murein bekannt. Die Zuckerkomponente umfasst das Austauschen von Resten von β- (1,4) -gebundenem N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure. An die N-Acetylmuraminsäure ist ein Ether aus Milchsäure und N-Acetylglucosamin gebunden, und es ist eine Peptidkette von drei bis fünf Aminosäuren. Diese Peptidkette ist mit der Peptidkette eines anderen Strangs vernetzt, wodurch die dreieckige, netzartige 3D-Struktur entsteht. Peptidoglycan hat eine strukturelle Rolle in der bakteriellen Zellwand und bietet strukturelle Integrität und Festigkeit sowie Reaktion auf den osmotischen Druck des Zytoplasmas. Darüber hinaus trägt Peptidoglycan während der bakteriellen Zellreproduktion zur binären Spaltung bei. Grampositive Bakterien haben eine wesentlich dickere Peptidoglycanschicht, während Gramnegative Bakterien eine sehr dünne Peptidoglycanschicht aufweisen. Mit anderen Worten, Peptidoglycan erzeugt etwa 90% des Trockengewichts von grampositiven Bakterien, aber nur 10% von gramnegativen Bakterien. Daher ist das Vorhandensein von hohen Peptidoglykan-Konzentrationen der primäre bestimmende Faktor für die Gram-Anfärbung der Bakterien als Gram-positiv.

Was ist MuramicAcid??

Muraminsäure ist ein Aminozucker stammt aus der Peptidoglykanschicht der Zellwände vieler Bakterien. Seine chemische Formel lautet C9H17NO7 und die Molmasse beträgt 251,2. Sein systematischer IUPAC-Name ist 2 - [3-Amino-2,5-dihydroxy-6- (hydroxymethyl) oxan-4-yl] oxy propansäure. Basierend auf der chemischen Zusammensetzung ist es der Ether von Milchsäure und Glucosamin. Es kommt natürlich als N-Acetylmuraminsäure in Peptidoglykanen vor. Die als Chlamydiae bekannten Bakterien sind jedoch ungewöhnlich, da sie keine Muraminsäure in ihren Zellwänden enthalten.

Was ist der Unterschied zwischen Peptidoglycan und MuramicAcid??

Peptidoglycan und Muraminsäure können signifikant unterschiedliche physikalische und funktionelle Eigenschaften aufweisen. Diese können in folgende Untergruppen eingeteilt werden,

Definition von Peptidoglycan und MuramicAcid:

Peptidoglycan: Eine Substanz, die die Zellwände vieler Bakterien bildet, bestehend aus Glycosaminoglycan-Ketten, die mit kurzen Peptiden verknüpft sind.

Muraminsäure: Aminozucker. In der Chemie ist ein Aminozucker oder ein 2-Amino-2-desoxyszucker ein Zuckermolekül, bei dem eine Hydroxylgruppe durch eine Amingruppe ersetzt wurde.

Eigenschaften von Peptidoglycan und MuramicAcid:

Monomer- oder Polymerstruktur:

Peptidoglycan ist ein Polymer.

Muraminsäure ist ein Monomer.

Chemische Struktur:

Peptidoglycan: Es ist eine Kristallgitterstruktur, die aus linearen Ketten von zwei alternierenden Aminozuckern, nämlich N-Acetylglucosamin (NAG) und N-Acetylmuraminsäure (NAM), synthetisiert wird. Die austauschenden Aminozucker sind über eine β- (1,4) -glycosidische Bindung verbunden.

Muraminsäure: Es ist der Ether von Milchsäure und Glucosamin.

Klinische Bedeutung und Antibiotika-Aktivität:

Peptidoglycan: Antibiotika wie Penicillin hemmen die Bildung von Peptidoglycan durch Bindung an bakterielle Enzyme. Dieses Verfahren ist als Penicillin-bindende Proteine ​​bekannt. Diese Antibiotika zielen hauptsächlich auf die bakterielle Zellwand der Peptidoglykane ab, da tierische Zellen keine Zellwände haben und Antibiotika die normalen Zellen dadurch nicht schädigen können. Darüber hinaus gilt Lysozym als das körpereigene Antibiotikum. Lysozym kann die β- (1,4) -glycosidischen Bindungen im Peptidoglycan abbauen und viele Bakterienzellen zerstören. Eine Pseudo-Peptidoglycan-Schicht in einigen Archaeen hat jedoch als Zuckerreste β- (1,3) -verknüpftes N-Acetylglucosamin und N-Acetyltalosaminuronsäure. Daher ist die Zellwand von Archaea unempfindlich gegen Lysozym.

Muraminsäure: Im Vergleich zu den meisten bakteriellen Zellwänden enthält die Chlamydien-Zellwand keine Muraminsäure. Daher kann Penicillin nicht zur Behandlung der Chlamydieninfektion verwendet werden.

Zusammenfassend ist Muraminsäure ein Aminozucker und wirkt als Bestandteil des Peptidoglycans der Bakterienzellwand. Die Peptidoglykanschicht der Bakterienzellwand ist wichtig, um zwischen grampositiven und negativen Bakterien sowie der Entwicklung von Antibiotika zu unterscheiden.

Referenzen: Barbour, A. G., Amano, K., Hackstadt, T. Perry, L. Caldwell, H. D. (1982). Chlamydia trachomatis enthält Penicillin-bindende Proteine, jedoch keine nachweisbare Muraminsäure, Journal of Bacteriology, 151 (1): 420-428. Demchick PH, Koch AL (1. Februar 1996). "Die Durchlässigkeit des Wandgewebes von Escherichia coli und Bacillus subtilis". Journal of Bacteriology 178 (3): 768-73. Madigan, M.T., J.M. Martinko, P.V. Dunlap und D.P. Clark.Brockbiologie von Mikroorganismen. 12. Ausgabe San Francisco, Kalifornien: Pearson / Benjamin Cummings, 2009. Mit freundlicher Genehmigung: 1. ”Peptidoglycan en”Von Yikrazuul - Eigene Arbeit. [Public Domain] über Commons 2. Muraminsäure Von JaGa (selbst gemacht mit BKChem und Inkscape) [CC BY-SA 3.0 oder GFDL], über Wikimedia Commons