Peptidoglycans बैक्टीरिया की कोशिका दीवार के मुख्य घटक हैं। उन्हें "म्यूरिन सैक्स" या बस "म्यूरिन" के रूप में भी जाना जाता है और उनकी विशेषताएं बैक्टीरिया को दो बड़े समूहों में विभाजित करती हैं: ग्राम-नकारात्मक और ग्राम पॉजिटिव।
ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया प्रतिष्ठित होते हैं क्योंकि उनके आंतरिक और बाहरी कोशिका झिल्ली के बीच एक पेप्टिडोग्लाइकन परत होती है, जबकि ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया में भी इस यौगिक की एक परत होती है, लेकिन यह केवल प्लाज्मा झिल्ली के बाहरी हिस्से पर स्थित होती है।
ई। कोलाई में पेप्टिडोग्लाइकन की संरचना का योजनाबद्ध
ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में, पेप्टिडोग्लाइकन कोशिका की दीवार के लगभग 10% हिस्से पर कब्जा कर लेता है, ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया के विपरीत, पेप्टिडोग्लाइकन परत सेल दीवार के लगभग 90% पर कब्जा कर सकता है।
पेप्टिडोग्लाइकन अणुओं द्वारा बनाई गई "नेटवर्क" प्रकार की संरचना उन कारकों में से एक है जो बैक्टीरिया को बाहरी एजेंटों के लिए महान प्रतिरोध देता है। इसकी संरचना में ग्लाइकान की लंबी श्रृंखलाएं होती हैं जो एक खुले नेटवर्क बनाने के लिए सहयोगी होती हैं जो पूरे साइटोसोलिक झिल्ली को कवर करती है।
इस मैक्रोमोलेक्यूल की श्रृंखलाओं में संलग्न डिसैक्राइड की 25 से 40 इकाइयों की औसत लंबाई होती है, हालांकि जीवाणुओं की प्रजातियों में 100 से अधिक इकाइयों के डिसैकराइड चेन के पाए गए हैं।
पेप्टिडोग्लाइकन भी अणुओं और पदार्थों के परिवहन में इंट्रासेल्युलर स्पेस से बाह्य वातावरण (सतह) तक भाग लेता है, क्योंकि इस यौगिक के अग्रगामी अणुओं को साइटोसोल के अंदर संश्लेषित किया जाता है और सेल के बाहर निर्यात किया जाता है।
पेप्टिडोग्लाइकेन्स का संश्लेषण
पेप्टिडोग्लाइकेन के संश्लेषण में बीस से अधिक अलग-अलग प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, जो जीवाणु कोशिका में तीन अलग-अलग स्थानों में होती हैं। प्रक्रिया का पहला भाग वह है जहां पेप्टिडोग्लाइकन अग्रदूत उत्पन्न होते हैं और यह साइटोसोल में होता है।
साइटोसोलिक झिल्ली के आंतरिक चेहरे पर, लिपिड मध्यवर्ती का संश्लेषण होता है और अंतिम भाग, जहां पेप्टिडोग्लाइकेन्स का पोलीमराइजेशन होता है, पेरिप्लासमिक स्पेस में होता है।
प्रक्रिया
अग्रदूत यूरीडीन-एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन और यूरिडीन-एन-एसिटाइलमुरैमिक एसिड साइटोप्लाज्म में फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट से बनते हैं और तीन ट्रांसपेरेप्टेज एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के माध्यम से होते हैं जो लगातार कार्य करते हैं।
पेंटेपेप्टाइड चेन्स की असेंबली (L-alanine-D-glutamine-diaminopimelic acid-D-alanine-D-alanine) लिगनेज एसेस की क्रिया द्वारा चरणबद्ध तरीके से उत्पन्न की जाती है जो अमीनो एसिड एलैनिन, अवशेषों के स्टेप द्वारा स्टेप जोड़ते हैं। डी-ग्लूटामाइन, डायमोनोपिमेलिक एसिड से एक और डीाइप्टाइड डी-अलैनिन-डी-अलैनिन।
एक अभिन्न झिल्ली प्रोटीन जिसे फॉस्फो-एन-एसिटाइलम्यूरिल-पेंटेपेप्टाइड-ट्रांसफ़ेज़ कहा जाता है, जो अंदर स्थित है, झिल्ली में पहले संश्लेषण कदम को उत्प्रेरित करता है। यह साइटोप्लाज्म से बैक्टोप्रेनोल (एक लिपिड या हाइड्रोफोबिक अल्कोहल) के लिए यूरिडीन-एन-एसिटाइलम्यूरिक एसिड के हस्तांतरण को निष्पादित करता है।
Bactoprenol कोशिका झिल्ली के आंतरिक चेहरे से जुड़ा एक ट्रांसपोर्टर है। जब uridine-N-acetylmuramic एसिड bactoprenol को बांधता है, जिसे जटिल होंठ के रूप में जाना जाता है जिसे मैं बनाया जाता हूं। तब एक ट्रांसफ़ेज़ दूसरे अणु, पेंटेपेप्टाइड और लिपिड II के रूप में जाना जाने वाला एक दूसरा परिसर जोड़ता है।
लिपिड II फिर uridine-N-acetylglucosamine, uridine-N-acetylmuramic acid, L-alanine, D-Glucose, diaminopimelic acid और dipeptide D-alanine-D-alanine से मिलकर बनता है। अंत में, इस तरह से सेल बाहरी से macromolecular peptidoglycan में अग्रदूतों को शामिल किया जाता है।
साइटोप्लाज्म के भीतरी चेहरे से लिपिड II का परिवहन संश्लेषण का अंतिम चरण है और एक एंजाइम "म्यूरिक फ्लिपसेज़" द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है, जो नव संश्लेषित अणु को बाह्य अंतरिक्ष में शामिल करने के प्रभारी है जहां यह क्रिस्टलीकृत होगा। ।
संरचना
पेप्टिडोग्लाइकन एक हेटोपॉलीमर है जो लंबी कार्बोहाइड्रेट श्रृंखलाओं से बना होता है जो छोटी पेप्टाइड श्रृंखलाओं के साथ प्रतिच्छेद करते हैं। यह मैक्रोमोलेक्यूल बैक्टीरिया कोशिका की पूरी बाहरी सतह को घेरता है, इसमें एक "ठोस जाल" और अभिन्न आकृति होती है, लेकिन यह एक महान लोचदार क्षमता की विशेषता है।
कार्बोहाइड्रेट या कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला डिसैक्राइड के दोहराव से बनी होती है जिसमें वैकल्पिक रूप से अमीनो शर्करा जैसे कि एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन और एन-एसिटाइलम्यूरैमिक एसिड होते हैं।
पेप्टिडोग्लाइकेन की जाली संरचना के लिए ग्राफिकल अप्रोच (स्रोत: ब्रैडलीहंट्ज़ / सीसी0 विकी कॉमन्स के माध्यम से)
प्रत्येक डिसैकराइड एक 1- (1-4) प्रकार के ग्लाइकोसिडिक बंधन के माध्यम से दूसरे को बांधता है, जो एक ट्रांसग्लाइकोसाइलेज एंजाइम की कार्रवाई द्वारा पेरिप्लास्मिक स्थान में बनता है। ग्राम-नेगेटिव और ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया के बीच उन घटकों के क्रम में अंतर होता है जो पेप्टिडोग्लाइकेन का हिस्सा होते हैं।
ग्राम नकारात्मक कोशिका में पेप्टिडोग्लाइकन
पेप्टिडोग्लाइकन की संरचना में एन-एसिटाइलमुरैमिक एसिड से जुड़ा एक डी-लैक्टाइल समूह है, जो शॉर्ट पेप्टाइड श्रृंखला के सहसंयोजक एंकरिंग की अनुमति देता है (आम तौर पर एक एमाइड बांड के माध्यम से दो से पांच एमिनो एसिड की लंबाई के साथ।
ग्राम पॉजिटिव सेल में पेप्टिडोग्लाइकन
इस संरचना की विधानसभा पेप्टिडोग्लाइकन जैवसंश्लेषण के पहले चरण के दौरान कोशिका कोशिका द्रव्य में होती है। बनने वाले सभी पेप्टाइड श्रृंखलाओं में डी और एल विन्यास में एमिनो एसिड होते हैं, जो कि रेसिनोमा एंजाइम द्वारा एल या डी से संबंधित अमीनो एसिड के रूप में संश्लेषित होते हैं।
सभी पेप्टिडोग्लाइकेन श्रृंखला में कम से कम एक एमिनो एसिड होता है जिसमें डिबैसिक विशेषताएं होती हैं, क्योंकि यह सेल दीवार के आसन्न श्रृंखलाओं के बीच नेटवर्क को बनाने और अंतर करने की अनुमति देता है।
विशेषताएं
पेप्टिडोग्लाइकन में जीवाणु कोशिकाओं के लिए कम से कम 5 मुख्य कार्य होते हैं, अर्थात्:
- आसमाटिक दबाव में आंतरिक और / या बाहरी परिवर्तनों के खिलाफ कोशिकाओं की अखंडता को सुरक्षित रखें, बैक्टीरिया को तापमान में अत्यधिक परिवर्तन का सामना करने की भी अनुमति देता है और उनके इंटीरियर के संबंध में हाइपोटोनिक और हाइपरटोनिक वातावरण में जीवित रहता है।
- बैक्टीरिया सेल को रोगजनकों के हमले से बचाएं: कठोर पेप्टिडोग्लाइकन नेटवर्क एक भौतिक अवरोध का प्रतिनिधित्व करता है जो कई बाहरी संक्रामक एजेंटों के लिए पार करना मुश्किल है।
- कोशिका आकृति विज्ञान को बनाए रखता है: बहुत से बैक्टीरिया अपने विशेष आकारिकी का लाभ उठाते हैं ताकि सतह का एक बड़ा क्षेत्र हो और बदले में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए अपने चयापचय में भाग लेने वाले तत्वों की अधिक मात्रा प्राप्त करने में सक्षम हो। कई बैक्टीरिया अविश्वसनीय बाहरी दबाव में रहते हैं और उनकी आकृति विज्ञान को बनाए रखने के लिए ऐसी स्थितियों में जीवित रहने में सक्षम होना आवश्यक है।
- यह कई संरचनाओं के लिए एक समर्थन के रूप में कार्य करता है जो बैक्टीरिया की कोशिका दीवार के लिए लंगर डाले हुए हैं। उदाहरण के लिए, सिलिया जैसी कई संरचनाओं को सेल में एक फर्म एंकर की आवश्यकता होती है, लेकिन एक ही समय में उन्हें बाह्य वातावरण में स्थानांतरित करने की क्षमता मिलती है। सेल की दीवार के अंदर का एंकोरेज सिलिया को इस विशेष गतिशीलता की अनुमति देता है।
- विकास और कोशिका विभाजन को नियंत्रित करता है। कठोर संरचना का मतलब है कि सेल की दीवार सेल के लिए एक बाधा का प्रतिनिधित्व करती है एक विशिष्ट मात्रा तक सीमित विस्तार। यह यह भी नियंत्रित करता है कि सेल विभाजन पूरे सेल में एक अव्यवस्थित तरीके से नहीं होता है, बल्कि एक विशिष्ट बिंदु पर होता है।
संदर्भ
- हेलाल, एएम, सईद, एएम, ओमारा, एम।, एल्सेबाई, एमएम, और मेहाब, एएस (2019)। पेप्टिडोग्लाइकन रास्ते: अभी भी अधिक हैं। RSC अग्रिम, 9 (48), 28171-28185।
- क्विंटेला, जे।, कैपेरोस, एम।, और डी पेड्रो, एमए (1995)। ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में पेप्टिडोग्लाइकन संरचनात्मक मापदंडों की विविधता। FEMS सूक्ष्म जीव विज्ञान पत्र, 125 (1), 95-100।
- रोजर्स, एचजे (1974)। पेप्टिडोग्लाइकेन्स (म्यूरिपेप्टाइड्स): संरचना, कार्य और विविधताएं। एनल्स ऑफ द न्यूयॉर्क एकेडमी ऑफ साइंसेज, 235 (1), 29-51।
- वोल्मर, डब्ल्यू। (2015)। पेप्टिडोग्लाइकन। आणविक चिकित्सा माइक्रोबायोलॉजी (पीपी। 105-124) में। अकादमिक प्रेस।
- वाल्डेमर वोल्मर, बर्नार्ड जोरिस, पॉलेट चैरली, साइमन फोस्टर, बैक्टीरियल पेप्टिडोग्लाइकन (म्यूरिन) हाइड्रॉलिसिस, फेम्स माइक्रोबायोलॉजी समीक्षाएं, वॉल्यूम 32, अंक 2, मार्च 2008, पृष्ठ 259-286।