biosÍntesis de peptidoglucano

BIOSÍNTESIS DE PEPTIDOGLUCANO

El peptidoglicano o mureína es un copolímero formado por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina y el Ácido N-acetilmurámico unidos mediante enlaces β-

1,4.

El peptidoglicano es muy resistente y protege a las bacterias de una ruptura osmótica en ambientes

acuáticos y da a los tipos diferentes de bacterias sus formas.

PEPTIDOGLUCANO

PEPTIDOGLUCANO EN BACTERIAS

GRAM POSITIVAGRAM NEGATIVA

Péptidoglicano o sáculo de

mureína es el componente estructural de

la pared bacteriana.

Provee rigidez a la pared.

BIOSÍNTESIS DE PÉPTIDOGLICANO

2. Transporte a través de la membrana:

Estos precursores son transferidos a un transportador lipídico situado en

membrana citoplasmatica (BACTOPRENOL), donde se unen las unidades

disacarídicas con el pentapéptido.

BIOSÍNTESIS DE PÉPTIDOGLICANO

1. Síntesis de precursores solubles en el citoplasma.

3. Transglucidación:

Las unidades disacarídicas se polimerizan en cadenas lineales fuera de la

membrana, pero aún unidas al bactoprenol.

4. Transpeptidación:

Unión del polímero lineal así formado al peptidoglucano preexistente en

la pared celular, por entrecruzamiento de sus péptidos respectivos.

A estas etapas hay que añadir una fase adicional de

regeneración del transportador lipídico, una vez que

ha cumplido su misión, para que pueda ser operativo

en un nuevo ciclo de síntesis.

Fase 1:

El peptidoglucano (NAM y NAG) se activan al unirse a uridíntrifosfato (UTP):

sintetizan por separado:NAG-UDPNAM-UDP

La adición secuencial y ordenada de los distintos aminoácidos al NAM (en reacciones que requieren energía e iones Mn++):

1. L-ala2. D-glu3. m-DAP (u otro diaminoácido; p. ej. L-lys en Staphylococcus aureus)4. D-ala-D-ala

Resumen:

Fase 2:

El UDP-NAM-pentapéptido se transfiere ahora a un transportador de membrana, llamado undecaprenil-fosfato ( BACTOPRENOL), en una

reacción catalizada por una translocasa específica.

Bactoprenol, hoy en día se sabe que no es exclusivo para todas las bacterias. El bactoprenol permite el transporte y ensamblaje de sustancias que, como los azúcares, son hidrofílicas, y no podrían

pasar por sí mismas la barrera hidrofóbica de la membrana.

Una vez que el NAM-pentapétido está unido al BACTOPRENOL (por medio de pirofosfato), una transferasa transfiere a éste la NAG desde el UDP-NAG. Se genera pues el enlace ß(1,4) entre

NAG y NAM. Por lo tanto, se obtiene:BACTOPRENOL-P-P-NAM(pentapéptido)-NAG.

Resumen:

Fase 3: Polimerización de varias unidades disacarídicas

En esta etapa el bactoprenol “se da la

vuelta” en la membrana (una especie de

flip-flop desde la capa interna hasta la

externa), de modo que logra que el precursor resultante de la fase 2

quede expuesto hacia el medio acuoso exterior a

la membrana.

Entonces tiene lugar la polimerización de varias unidades disacarídicas: ello se logra en una reacción de transglucosidación. Consiste en la unión de cada unidad disacarídica (con su pentapéptido) unida a su respectivo Lip-P-P, con el extremo libre (reductor) de una cadena preexistente que a su vez está unida a otra molécula de Lip-P-P.

En el proceso se libera el BACTOPRENOL, regenerándose y quedando dispuesto para otro ciclo como el descrito.

Fase 4El polímero naciente (con sus pentapéptidos) reacciona,

por transpeptidación, con un Peptidoglucano aceptor preexistente. En esta reacción se ven implicados el grupo C=O de la D-ala (4) del

PG naciente y el grupo -NH2 libre del diaminoácido (3) del PG aceptor (o del último aminoácido del puente peptídico).

Resumen Final:

INHIBICIÓN DE LA SÍNTESIS DE LA PARED CELULAR

• Fosfomicina: inhibe la formación de NAM a partir de NAG.

• Cicloserina: inhibe la racemización del aminoacidoAlanina (de L a D), así como la formación del dipéptidoD-ala-D-ala.

• Bacitracina: impide la regeneración del bactoprenol(transporte a través de membrana).

• Vancomicina: inhibe transglucosidación. • ß-lactámicos: inhiben transpeptidación.

ANTIBIÓTICOS

PENICILINAß-lactámicos

Biosíntesis y ensamblado del

PG en E. coli

Transamidasas realizan entrecruzamiento de las

cadenas de glicano y péptidos.

Penicilina inactiva transamidasa.

Mimetiza al sitio aceptor alanil-alanina.

Síntesis de PG ocurre principalmente en septo

durante la división celular.