biosÍntesis de peptidoglucano
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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.