多肽聚糖的合成方法?
多肽聚酸是细菌细胞壁特有的结构聚合物物质。除了重要的结构和生理功能外,还具有抗生素作用,如青霉素、反科霉素、环霉素(亚青霉素)、瓦西林肽等。因此,多肽聚酸是一种重要的、具有特殊意义的抗生素治疗物质。
多肽聚糖的生物合成过程复杂,步骤多,合成部分多次转移。因此,肽聚糖的生物合成分为3个阶段:细胞质、细胞膜和细胞膜外合成。由于多肽聚糖合成不是在一个地方进行的,所以必须有一个载体来参与合成过程,转移和控制肽聚糖结构元件。众所周知,有两种载体:一种是尿素二磷酸(UDP),另一种是细菌甲醇。
以黄葡萄球菌的肽聚糖合成为例。
步骤1:在细胞质中合成细胞壁酸五肽。此步骤从N-乙酰氨基葡萄糖-1-磷酸盐开始,通过以下反应步骤产生葡萄糖:
从N-乙酰葡萄糖-1-磷酸开始,N-乙酰氨基葡萄糖、N-乙酰细胞壁酸和细胞壁酸五肽与糖材体UDP相结合。
第二步:细胞膜是N-乙酰壁酸五肽和N-乙基葡萄糖合成肽聚糖单体-双肽亚单位在阶段中称为细菌戊二醇的阶段(Bcp)脂质体的参与是C55种异戊二烯单元,由11种异戊二烯单元组成。它通过两个磷酸基与N-乙酰四壁酸相连,装载在细胞质上形成的UDP-N-乙酰壁酸五肽,移入细胞膜,与N-乙酰葡萄糖结合,在L-Lys上连接五肽(Gly)五肽,形成双糖肽亚单位。
第三步:将合成的二甘肽插入细胞膜外的细胞壁生长点并交联,形成肽聚糖。这一阶段的第一步是多糖链的延伸。双甘肽首先将肽聚糖骨架作为细胞壁生长点的引流插入(至少6)至8个肽聚糖单体分子中,多糖链通过旋转党作用延伸到双糖单位,第二阶段是通过肽酶的转肽作用(transpeptidation)来桥梁毗邻的多糖链。在转动肽时,首先,D-丙基-D-丙氨酸之间的肽链断裂,释放一个D-丙酰残留物,第三个第二D-丙氨酸的由来羧基形成相邻甘氨酸五肽的由来氨基和肽键,使交联成为可能。
由于青霉素是D-丙酰胺,转肽作用由青霉素抑制-D-丙氨酸结构相似,两者相互竞争肽酶的活性中心。当反肽酶与青霉素结合时,双糖多肽之间的肽腿无法交联,因此制强度不足,形成细胞壁缺损细胞,如原生质体或球状体,容易在不利的渗透压环境中破裂和死亡。由于青霉素的抑菌作用抑制肽聚糖的生合性,青霉素只抑制细菌的生长繁殖,而不是抑制静止细胞生长状态(rest cell)的效果。