Unterschied zwischen Peptidoglycan und MuramicAcid

Hauptunterschied - Peptidoglycan vs MuramicAcid Obwohl einige Ähnlichkeiten in den chemischen Komponenten von Peptidoglycan und MuramicAcid beobachtet werden können, besteht ein signifikanter Unterschied zwischen diesen beiden Substanzen.

Peptidoglycan ist ein Polymer und bildet die Zellwände vieler Bakterien, die aus Zucker und Aminosäuren bestehen. Diese Zucker- und Aminosäuren bilden eine netzartige Schicht außerhalb der Plasmamembran der meisten Bakterien und einiger Archaeen. Muraminsäure ist eine Aminozuckersäure und tritt natürlicherweise als N-Acetylmuraminsäure in Peptidoglycan auf. 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 aus Zucker und Aminosäuren, die außerhalb der Plasmamembran der meisten Bakterien und einiger Archaeen eine komplexe maschenartige Beschichtung 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 von 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 3D-komplexe netzartige Struktur erzeugt wird. Peptidoglykan spielt eine strukturelle Rolle in der bakteriellen Zellwand, was strukturelle Integrität und Festigkeit sowie Reaktion auf den osmotischen Druck des Zytoplasmas liefert. Darüber hinaus trägt Peptidoglycan bei der bakteriellen Zellreproduktion zur binären Spaltung bei. Gram-positive Bakterien haben eine wesentlich dickere Peptidoglycan-Schicht, während Gram-negative Bakterien eine sehr dünne Peptidoglycan-Schicht aufweisen. Mit anderen Worten erzeugt Peptidoglycan etwa 90% des Trockengewichts grampositiver Bakterien, aber nur 10% gramnegativer Bakterien. Daher ist das Vorhandensein von hohen Peptidoglycan-Gehalten der primäre bestimmende Faktor der Gram-Färbungs-Charakterisierung von Bakterien als Gram-positiv.

Was ist MuramicAcid?

Muraminsäure ist

ein Aminozucker, der in der Peptidoglykan-Schicht der Zellwände vieler Bakterien vorkommt .Seine chemische Formel ist C9H17NO7 und die Molmasse ist 251. 2. Der systematische IUPAC-Name ist 2 - {[3-Amino-2,5-dihydroxy-6- (hydroxymethyl) oxan-4-yl] oxy} propansäure. Basierend auf der chemischen Zusammensetzung ist es der Äther von Milchsäure und Glucosamin. Es kommt natürlicherweise als N-Acetylmuraminsäure in Peptidoglycan vor. Die als Chlamydiae bekannten Bakterien sind jedoch ungewöhnlich, weil 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 unterteilt werden:

Definition von Peptidoglycan und MuramicAcid:

Peptidoglycan:

Eine Substanz, die die Zellwände vieler Bakterien aus Glycosaminoglycan-Ketten ausbildet, die mit kurzen Peptiden verknüpft sind. Muraminsäure:

Ein Aminozucker. In der Chemie ist ein Aminozucker oder ein 2-Amino-2-desoxysugar ein Zuckermolekül, in dem eine Hydroxylgruppe durch eine Amingruppe ersetzt worden ist. Eigenschaften von Peptidoglycan und MuramicAcid:

Monomer- oder Polymerstruktur:

Peptidoglycan

ist ein Polymer. Muraminsäure

ist ein Monomer. Chemische Struktur:

Peptidoglycan:

Es handelt sich um eine Kristallgitterstruktur, die aus linearen Ketten von zwei alternierenden Aminozuckern, nämlich N-Acetylglucosamin (NAG) und N-Acetylmuraminsäure (NAM) synthetisiert wird. Die sich austauschenden Aminozucker sind über eine β- (1, 4) -Glykosidbindung verbunden. Muraminsäure:

Es ist der Äther von Milchsäure und Glucosamin. Klinische Bedeutung und antibiotische Aktivität:

Peptidoglycan:

Antibiotika wie Penicillin hemmen die Bildung von Peptidoglycan durch Bindung an bakterielle Enzyme. Dieser Prozess ist als Penicillin-bindende Proteine ​​bekannt und diese Antibiotika zielen hauptsächlich auf die Peptidoglycan-Bakterienzellwand ab, weil tierische Zellen keine Zellwände haben und dadurch Antibiotika die normalen Zellen nicht schädigen können. Darüber hinaus gilt Lysozym als eigenes Antibiotikum. Lysozym kann die β- (1, 4) -Glykosid-Bindungen in Peptidoglycan abbauen und viele Bakterienzellen zerstören. Eine Pseudo-Peptidoglycan-Schicht in einigen Archaeen hat jedoch Zuckerreste, die β- (1, 3) -gebundenes N-Acetylglucosamin und N-Acetyltalosaminuronsäure sind. Daher ist die Zellwand von Archaea unempfindlich gegenüber Lysozym. Muraminsäure:

Vergleich mit den meisten bakteriellen Zellwänden, Chlamydien-Zellwand enthält keine Muraminsäure. Daher kann Penicillin nicht zur Behandlung der Chlamydieninfektion verwendet werden. Zusammenfassend ist Muraminsäure ein Aminozucker, und es fungiert als Bestandteil von Peptidoglycan der bakteriellen Zellwand. Peptidoglycan-Schicht 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 hat Penicillin-bindende Proteine, aber 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 & ndash; 73. Madigan, M. T., J. M. Martinko, P. V. Dunlap und D. P. Clark. Brock Biologie von Mikroorganismen. 12. Ausg. San Francisco, CA: Pearson / Benjamin Cummings, 2009. Bild mit freundlicher Genehmigung: 1. "Peptidoglycan en" von Yikrazuul - Eigene Arbeit. [Public Domain] über Commons 2. Muramic Acid Von JaGa (selbstgebaut mit BKChem und Inkscape) [CC BY-SA 3. 0 oder GFDL], über Wikimedia Commons