Kľúčový rozdiel – Peptidoglykan vs MuramicAcid
Hoci možno pozorovať určité podobnosti v chemických zložkách peptidoglykánu a kyseliny muramovej, medzi týmito dvoma látkami je významný rozdiel. Peptidoglykán je polymér tvoriaci bunkové steny mnohých baktérií, ktoré pozostávajú z cukrov a aminokyselín. Tieto cukry a aminokyseliny tvoria sieťovitú vrstvu mimo plazmatickej membrány väčšiny baktérií a niektorých archeí. Kyselina muramová je kyselina aminocukrová a vyskytuje sa prirodzene ako kyselina N-acetylmuramová v peptidoglykáne. Toto je kľúčový rozdiel medzi peptidoglykánom a kyselinou muramovou. V tomto článku sa pozrime na rozdiel medzi peptidoglykánom a kyselinou muramovou.
Čo je to Peptidoglykán?
Peptidoglykán je polymér pozostávajúci z cukrov a aminokyselín, ktoré tvoria komplexný sieťovitý povlak mimo plazmatickej membrány väčšiny baktérií a niektorých archeí, čím vytvárajú bunkovú stenu. Je tiež známy ako mureín. Cukrová zložka pozostáva zo zameniteľných zvyškov β-(1,4) viazaného N-acetylglukózamínu a kyseliny N-acetylmuramovej. Ku kyseline N-acetylmuramovej je pripojený éter kyseliny mliečnej a N-acetylglukozamínu a je to peptidový reťazec troch až piatich aminokyselín. Tento peptidový reťazec je zosieťovaný s peptidovým reťazcom iného vlákna, čím vzniká 3D komplexná sieťovitá štruktúra. Peptidoglykán má štrukturálnu úlohu v bakteriálnej bunkovej stene, poskytuje štrukturálnu integritu a pevnosť, ako aj reaguje na osmotický tlak cytoplazmy. Okrem toho sa peptidoglykán podieľa aj na binárnom štiepení počas reprodukcie bakteriálnych buniek. Gram-pozitívne baktérie majú podstatne hrubšiu peptidoglykánovú vrstvu, zatiaľ čo gram-negatívne baktérie majú veľmi tenkú peptidoglykánovú vrstvu. Inými slovami, peptidoglykán tvorí približne 90 % sušiny gram-pozitívnych baktérií, ale iba 10 % gram-negatívnych baktérií. Prítomnosť vysokých hladín peptidoglykánu je preto primárnym určujúcim faktorom charakterizácie baktérií grampozitívnym farbením ako grampozitívnych.
Čo je MuramicAcid?
Kyselina muramová je aminocukor vznikajúci v peptidoglykánovej vrstve bunkových stien mnohých baktérií. Jeho chemický vzorec je C9H17NO7 a molárna hmotnosť je 251,2. Jej systematický názov IUPAC je kyselina 2-{[3-amino-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymetyl)oxán-4-yl]oxy}propánová. Na základe chemického zloženia ide o éter kyseliny mliečnej a glukozamínu. Prirodzene sa vyskytuje ako kyselina N-acetylmuramová v peptidoglykáne. Avšak baktérie známe ako Chlamydiae sú nezvyčajné tým, že vo svojich bunkových stenách neobsahujú kyselinu muramovú.
Aký je rozdiel medzi Peptidoglykánom a MuramicAcid?
Peptidoglykán a kyselina muramová môžu mať výrazne odlišné fyzikálne a funkčné vlastnosti. Možno ich kategorizovať do nasledujúcich podskupín,
Definícia peptidoglykánu a kyseliny muramovej:
Peptidoglykán: Látka tvoriaca bunkové steny mnohých baktérií, pozostávajúca z glykozaminoglykánových reťazcov prepojených krátkymi peptidmi.
Kyselina muramová: aminocukor. V chémii je aminocukor alebo 2-amino-2-deoxycukor molekula cukru, v ktorej bola hydroxylová skupina nahradená amínovou skupinou.
Charakteristika peptidoglykánu a kyseliny muramovej:
Štruktúra monoméru alebo polyméru:
Peptidoglykán je polymér.
Kyselina muramová je monomér.
Chemická štruktúra:
Peptidoglykán: Je to štruktúra kryštálovej mriežky syntetizovaná z lineárnych reťazcov dvoch alternujúcich aminocukrov, a to N-acetylglukózamínu (NAG) a kyseliny N-acetylmuramovej (NAM). Výmenné aminocukry sú spojené β-(1,4)-glykozidovou väzbou.
Kyselina muramová: Je to éter kyseliny mliečnej a glukozamínu.
Klinický význam a antibiotická aktivita:
Peptidoglykán: Antibiotické lieky ako penicilín inhibujú tvorbu peptidoglykánu väzbou na bakteriálne enzýmy. Tento proces je známy ako proteíny viažuce penicilín a tieto antibiotiká sa zameriavajú hlavne na peptidoglykánovú bakteriálnu bunkovú stenu, pretože živočíšne bunky nemajú bunkové steny, a preto antibiotiká nemôžu poškodiť normálne bunky. Okrem toho sa lyzozým považuje za antibiotikum vlastné ľudskému telu. Lysozým môže rozložiť β-(1,4)-glykozidové väzby v peptidoglykáne a zničiť mnoho bakteriálnych buniek. Avšak vrstva pseudo peptidoglykánu v niektorých archaea má cukrové zvyšky spojené s β-(1, 3) spojeným N-acetylglukózamínom a kyselinou N-acetyltalosaminurónovou. Preto je bunková stena Archaea necitlivá na lyzozým.
Kyselina muramová: V porovnaní s väčšinou bakteriálnych bunkových stien, bunková stena chlamýdií neobsahuje kyselinu muramovú. Preto sa penicilín nemôže použiť na liečbu chlamýdiovej infekcie.
Na záver, kyselina muramová je aminocukor a pôsobí ako zložka peptidoglykánu bakteriálnej bunkovej steny. Peptidoglykánová vrstva bakteriálnej bunkovej steny je dôležitá na rozlíšenie medzi grampozitívnymi a negatívnymi baktériami, ako aj na vývoj antibiotík.
