Cos'è peptidoglicano?

Peptidoglicano

Il peptidoglicano, anche chiamato mureina, è un polimero che costituisce una componente essenziale della parete cellulare di quasi tutti i batteri. Fornisce rigidità, forma e protezione alla cellula batterica contro la lisi osmotica. È composto da catene di glicano (zuccheri) interconnesse da peptidi (aminoacidi).

Struttura:

La spina dorsale del peptidoglicano è formata da due zuccheri amminici alternati:

• N-acetilglucosammina (NAG): link alla pagina "https://it.wikiwhat.page/kavramlar/N-acetilglucosammina"
• Acido N-acetilmuramico (NAM): link alla pagina "https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Acido%20N-acetilmuramico"

Questi due zuccheri sono legati tramite legami glicosidici β-1,4. Dal NAM sporge una catena laterale di tetrapeptidi (in alcuni casi pentapeptidi), composta da aminoacidi L- e D-. La composizione di questi peptidi varia a seconda della specie batterica, ma generalmente comprende:

• L-alanina
• D-glutammato
• Un aminoacido diamminico (ad esempio, acido meso-diaminopimelico (DAP) o L-lisina)
• D-alanina

Cross-linking:

La forza del peptidoglicano deriva dal cross-linking: link alla pagina "https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Cross-linking" tra le catene peptidiche. Questo cross-linking avviene tra l'aminoacido diamminico (DAP o L-lisina) di una catena e la D-alanina di un'altra catena. L'enzima transpeptidasi (proteina legante la penicillina, PBP) è responsabile di questo processo. La penicillina e altri antibiotici β-lattamici inibiscono la transpeptidasi, compromettendo la sintesi del peptidoglicano e portando alla lisi della cellula batterica.

Funzioni:

• Mantiene la forma della cellula: Il peptidoglicano conferisce alla cellula batterica la sua forma caratteristica (coccus, bacillus, spirillum, ecc.).
• Protegge dalla lisi osmotica: La parete di peptidoglicano impedisce alla cellula di scoppiare a causa della pressione osmotica interna.
• Coinvolto nella divisione cellulare: Durante la divisione cellulare, il peptidoglicano deve essere sintetizzato e rimodellato per formare una nuova parete cellulare per le cellule figlie.
• Sito di attacco per enzimi autolitici: Enzimi autolitici (come le muramidasi) degradano il peptidoglicano durante la crescita cellulare e la divisione.
• Bersaglio di antibiotici: Molti antibiotici, come la penicillina e la vancomicina, agiscono inibendo la sintesi del peptidoglicano.

Differenze tra batteri Gram-positivi e Gram-negativi:

La struttura e la quantità di peptidoglicano variano tra i batteri Gram-positivi e Gram-negativi.

• Gram-positivi: Hanno uno spesso strato di peptidoglicano (fino al 90% della parete cellulare), che conferisce loro una forte colorazione viola dopo la colorazione di Gram. Questo strato è spesso reticolato da ponti di pentaglicina.
• Gram-negativi: Hanno un sottile strato di peptidoglicano (circa il 10% della parete cellulare) situato tra la membrana plasmatica interna e la membrana esterna. La membrana esterna contiene lipopolisaccaride (LPS), che contribuisce alla patogenicità di questi batteri.