Βασική διαφορά – πεπτιδογλυκάνη έναντι μουραμικού οξέος
Αν και μπορεί να παρατηρηθούν ορισμένες ομοιότητες στα χημικά συστατικά της πεπτιδογλυκάνης και του Μουραμικού οξέος, υπάρχει σημαντική διαφορά μεταξύ αυτών των δύο ουσιών. Η πεπτιδογλυκάνη είναι ένα πολυμερές, που σχηματίζει τα κυτταρικά τοιχώματα πολλών βακτηρίων που αποτελούνται από σάκχαρα και αμινοξέα. Αυτά τα σάκχαρα και τα αμινοξέα σχηματίζουν ένα στρώμα που μοιάζει με πλέγμα έξω από την πλασματική μεμβράνη των περισσότερων βακτηρίων και ορισμένων αρχαίων. Το μουραμικό οξύ είναι ένα αμινοξύ σακχάρου και εμφανίζεται φυσικά ως το Ν-ακετυλομουραμικό οξύ στην πεπτιδογλυκάνη. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της πεπτιδογλυκάνης και του μουραμικού οξέος. Σε αυτό το άρθρο, ας επεξεργαστούμε περαιτέρω τη διαφορά μεταξύ της πεπτιδογλυκάνης και του μουραμικού οξέος.
Τι είναι η πεπτιδογλυκάνη;
Η πεπτιδογλυκάνη είναι ένα πολυμερές που αποτελείται από σάκχαρα και αμινοξέα που σχηματίζουν μια περίπλοκη επικάλυψη που μοιάζει με πλέγμα έξω από την πλασματική μεμβράνη των περισσότερων βακτηρίων και μερικές αρχαίες σχηματίζοντας έτσι το κυτταρικό τοίχωμα. Είναι επίσης γνωστό ως μουρεΐνη. Το συστατικό σακχάρου αποτελείται από εναλλαγή υπολειμμάτων β-(1, 4) συνδεδεμένης Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης και Ν-ακετυλομουραμικού οξέος. Συνδεδεμένος στο Ν-ακετυλομουραμικό οξύ είναι ένας αιθέρας γαλακτικού οξέος και Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης και είναι μια πεπτιδική αλυσίδα τριών έως πέντε αμινοξέων. Αυτή η πεπτιδική αλυσίδα συνδέεται σταυρωτά με την πεπτιδική αλυσίδα ενός άλλου κλώνου δημιουργώντας την τρισδιάστατη σύνθετη δομή που μοιάζει με πλέγμα. Η πεπτιδογλυκάνη διαδραματίζει δομικό ρόλο στο βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα, παρέχοντας δομική ακεραιότητα και αντοχή, καθώς και ανταποκρινόμενη στην ωσμωτική πίεση του κυτταροπλάσματος. Επιπλέον, η πεπτιδογλυκάνη συνεισφέρει επίσης στη δυαδική σχάση κατά την αναπαραγωγή των βακτηριακών κυττάρων. Τα θετικά κατά Gram βακτήρια έχουν ένα ουσιαστικά παχύτερο στρώμα πεπτιδογλυκάνης ενώ τα αρνητικά κατά Gram βακτήρια έχουν ένα πολύ λεπτό στρώμα πεπτιδογλυκάνης. Με άλλα λόγια, η πεπτιδογλυκάνη δημιουργεί περίπου το 90% του ξηρού βάρους των θετικών κατά Gram βακτηρίων αλλά μόνο το 10% των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων. Ως εκ τούτου, η παρουσία υψηλών επιπέδων πεπτιδογλυκάνης είναι ο πρωταρχικός καθοριστικός παράγοντας του χαρακτηρισμού βακτηριδίων ως Gram-θετικών με χρώση κατά Gram.
Τι είναι το MuramicAcid;
Μουραμικό οξύ είναι ένα αμινοζάχαρο που προέρχεται από το στρώμα πεπτιδογλυκάνης των κυτταρικών τοιχωμάτων πολλών βακτηρίων. Ο χημικός του τύπος είναι C9H17NO7 και η μοριακή του μάζα είναι 251,2. Η συστηματική του ονομασία IUPAC είναι 2-{[3-Αμινο-2, 5-διυδροξυ-6-(υδροξυμεθυλ)οξαν-4-υλ]οξυ}προπανοϊκό οξύ. Με βάση τη χημική σύνθεση, είναι ο αιθέρας του γαλακτικού οξέος και της γλυκοζαμίνης. Εμφανίζεται φυσικά ως το Ν-ακετυλομουραμικό οξύ στην πεπτιδογλυκάνη. Ωστόσο, τα βακτήρια που είναι γνωστά ως Chlamydiae είναι ασυνήθιστα επειδή δεν περιέχουν μουραμικό οξύ στα κυτταρικά τους τοιχώματα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πεπτιδογλυκάνης και του MuramicAcid;
Η πεπτιδογλυκάνη και το μουραμικό οξύ μπορεί να έχουν σημαντικά διαφορετικά φυσικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά. Αυτά μπορούν να κατηγοριοποιηθούν στις ακόλουθες υποομάδες,
Ορισμός της πεπτιδογλυκάνης και του μουραμικού οξέος:
Πεπτιδογλυκάνη: Μια ουσία που σχηματίζει τα κυτταρικά τοιχώματα πολλών βακτηρίων, που αποτελείται από αλυσίδες γλυκοζαμινογλυκάνης που συνδέονται με βραχέα πεπτίδια.
Μουραμικό οξύ: Ένα αμινοζάχαρο. Στη χημεία, ένα αμινοζάχαρο ή ένα 2-αμινο-2-δεοξυσάκχαρο είναι ένα μόριο σακχάρου στο οποίο μια ομάδα υδροξυλίου έχει αντικατασταθεί από μια ομάδα αμίνης.
Χαρακτηριστικά της πεπτιδογλυκάνης και του μουραμικού οξέος:
Δομή μονομερούς ή πολυμερούς:
Η πεπτιδογλυκάνη είναι πολυμερές.
Το μουραμικό οξύ είναι μονομερές.
Χημική δομή:
Πεπτιδογλυκάνη: Είναι μια δομή κρυσταλλικού πλέγματος που συντίθεται από γραμμικές αλυσίδες δύο εναλλασσόμενων αμινο σακχάρων, δηλαδή της Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης (NAG) και του Ν-ακετυλομουραμικού οξέος (NAM). Τα εναλλάξιμα αμινοσάκχαρα συνδέονται μέσω ενός β-(1, 4)-γλυκοσιδικού δεσμού.
Μουραμικό οξύ: Είναι ο αιθέρας του γαλακτικού οξέος και της γλυκοζαμίνης.
Κλινική σημασία και αντιβιοτική δράση:
Πεπτιδογλυκάνη: Τα αντιβιοτικά φάρμακα όπως η πενικιλλίνη αναστέλλουν τη δημιουργία πεπτιδογλυκάνης δεσμεύοντας σε βακτηριακά ένζυμα. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως πρωτεΐνες που δεσμεύουν την πενικιλλίνη και αυτά τα αντιβιοτικά στοχεύουν κυρίως το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα της πεπτιδογλυκάνης επειδή τα ζωικά κύτταρα δεν έχουν κυτταρικά τοιχώματα και ως εκ τούτου τα αντιβιοτικά δεν μπορούν να βλάψουν τα φυσιολογικά κύτταρα. Επιπλέον, η λυσοζύμη θεωρείται το αντιβιοτικό του ίδιου του ανθρώπινου σώματος. Η λυσοζύμη μπορεί να διασπάσει τους β-(1, 4)-γλυκοζιτικούς δεσμούς στην πεπτιδογλυκάνη και να καταστρέψει πολλά βακτηριακά κύτταρα. Ωστόσο, ένα στρώμα ψευδοπεπτιδογλυκάνης σε ορισμένες αρχαίες έχει τα υπολείμματα σακχάρου που είναι β-(1, 3) συνδεδεμένη Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη και Ν-ακετυλοταλοσαμινουρονικό οξύ. Επομένως, το κυτταρικό τοίχωμα των Archaea δεν είναι ευαίσθητο στη λυσοζύμη.
Μουραμικό οξύ: Σε σύγκριση με τα περισσότερα βακτηριακά κυτταρικά τοιχώματα, το χλαμυδιακό κυτταρικό τοίχωμα δεν περιέχει μουραμικό οξύ. Επομένως, η πενικιλίνη δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία της χλαμυδιακής λοίμωξης.
Συμπερασματικά, το μουραμικό οξύ είναι ένα αμινοζάχαρο και δρα ως συστατικό της πεπτιδογλυκάνης του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος. Το στρώμα πεπτιδογλυκάνης του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος είναι σημαντικό για τη διάκριση μεταξύ θετικών και αρνητικών κατά Gram βακτηρίων καθώς και για την ανάπτυξη αντιβιοτικών.
