El peptidoglicano o mureína es un polímero que consta de azúcares y aminoácidos que forma una capa de peptidoglicano en forma de malla fuera de la membrana plasmática de la mayoría de las bacterias , formando la pared celular . El componente de azúcar consta de residuos alternos de N- acetilglucosamina (NAG) enlazada en β- (1,4 ) y ácido N- acetilmurámico (NAM). Unido al ácido N- acetilmurámico hay una cadena de péptidos de tres a cinco aminoácidos. La cadena de péptidos se puede reticular con la cadena de péptidos de otra hebra que forma la capa en forma de malla 3D.[1] El peptidoglicano tiene un papel estructural en la pared celular bacteriana, dando fuerza estructural y contrarrestando la presión osmótica del citoplasma . El peptidoglicano también participa en la fisión binaria durante la reproducción de las células bacterianas.
La capa de peptidoglicano es sustancialmente más gruesa en Gram-positivas bacterias (de 20 a 80 nanómetros) que en Gram-negativas bacterias (7 a 8 nanómetros). [2] En función de las condiciones de crecimiento pH, las formas de peptidoglicano alrededor de 40 a 90% de la pared celular 's de peso en seco de las bacterias Gram-positivos, pero sólo alrededor del 10% de las cepas Gram-negativas. Por tanto, la presencia de niveles elevados de peptidoglicano es el principal determinante de la caracterización de las bacterias como grampositivas. [3] En las cepas Gram-positivas, es importante en los roles de apego y propósitos de serotipificación . [4]Tanto para las bacterias Gram positivas como para las Gram negativas, las partículas de aproximadamente 2 nm pueden atravesar el peptidoglicano. [5]
La capa de peptidoglicano en la pared celular bacteriana es una red cristalina estructura formada a partir de cadenas lineales de dos alterna amino azúcares , a saber, N acetilglucosamina (GlcNAc o NAGA) y N ácido -acetylmuramic (MurNAc o NAMA). Los azúcares alternos están conectados por un enlace β- (1,4) - glicosídico . Cada MurNAc está unido a una cadena de aminoácidos corta (de 4 a 5 residuos) , que contiene L- alanina , D -ácido glutámico , ácido meso- diaminopimélico y D- alanina en el caso de Escherichia coli(una bacteria Gram-negativa) o L- alanina , D -glutamina , L- lisina y D- alanina con un puente intermedio de 5 glicina entre tetrapéptidos en el caso de Staphylococcus aureus (una bacteria Gram-positiva). El peptidoglicano es una de las fuentes más importantes de D-aminoácidos en la naturaleza.
La reticulación entre aminoácidos en diferentes cadenas de aminoazúcares lineales ocurre con la ayuda de la enzima DD-transpeptidasa y da como resultado una estructura tridimensional que es fuerte y rígida. La secuencia de aminoácidos específica y la estructura molecular varían con la especie bacteriana . [6]
La estructura del peptidoglicano. NAG = N- acetilglucosamina (también llamado GlcNAc o NAGA), NAM = ácido N- acetilmurámico (también llamado MurNAc o NAMA).
Los monómeros de peptidoglicano se sintetizan en el citosol y luego se unen a un bactoprenol portador de membrana . El bactoprenol transporta los monómeros de peptidoglicano a través de la membrana celular donde se insertan en el peptidoglicano existente. [7]