Пептидогликан
-
Структура пептидогликана
- Пептидогликан состоит из сахаров и аминокислот, образуя сетчатый слой вокруг цитоплазматической мембраны бактерии.
- Сахарный компонент состоит из чередующихся остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты.
- Пептидная цепь может быть сшита с другими нитями, образуя трехмерный сетчатый слой.
-
Функции пептидогликана
- Придает прочность клеточной стенке, противодействуя осмотическому давлению.
- Регулярно заменяется за счет выработки пептидогликанов.
- Гидролиз и синтез пептидогликанов необходимы для роста и размножения клеток.
-
Различия между грамположительными и грамотрицательными бактериями
- У грамположительных бактерий слой пептидогликана толще, чем у грамотрицательных.
- Грамположительные бактерии содержат больше пептидогликана, что важно для прикрепления и серотипирования.
- Частицы размером около 2 нм могут проходить через пептидогликан.
-
Окрашивание по Граму
- Окрашивание по Граму используется для определения грамположительности или грамотрицательности бактерий.
- Грамположительные клетки окрашиваются в фиолетовый цвет, грамотрицательные — в розовый.
-
Биосинтез пептидогликана
- Мономеры пептидогликана синтезируются в цитозоле и присоединяются к мембранному носителю бактопренолу.
- Процесс включает несколько стадий, включая перенос аминогруппы, ацетилирование, изомеризацию и восстановление.
-
Псевдопептидогликан
- У некоторых архей обнаружен псевдопептидогликан, который нечувствителен к лизоциму.
- Биосинтез псевдопептидогликана описан.
-
Распознавание иммунной системой
- Распознавание пептидогликанов эволюционно консервативно.
- Модификации структуры пептидогликана могут изменять его свойства и влиять на патогенез.
- Пептидогликаны расщепляются ферментами, продуцируя иммуностимулирующие фрагменты.
-
Проникновение пептидогликана через кишечный барьер
- Пептидогликан проникает через кишечный барьер даже в физиологических условиях.
- Механизмы проникновения могут быть прямыми или непрямыми, опосредованными бактериями или клетками-хозяевами.
-
Бактериальные секреторные системы
- Бактериальные секреторные системы доставляют факторы вирулентности через оболочку клетки.
- Внутриклеточные бактериальные патогены могут проникать в эукариотические клетки или поглощаться фагоцитами.
-
Рецепторы пептидогликана
- Врожденная иммунная система распознает пептидогликан с помощью PRR.
- PGLYRPs распознают мурамилпентапептид и тетрапептид, активируя молекулы полифенолоксидазы и сигнальные пути.
- PGLYRP-1 экспрессируется в нейтрофилах и эозинофилах, PGLYRP-3 и 4 — в коже, потовых железах, глазах и ЖКТ.
- PGLYRP-2 экспрессируется в печени и секретируется в кровоток, гидролизует пептидогликан.
-
NOD-подобные рецепторы
- NOD1 активируется iE-DAP, NOD2 — MDP.
- Активация приводит к выработке воспалительных цитокинов и хемокинов.
- NOD1 экспрессируется в миелоидных фагоцитах, эпителиальных клетках и нейронах, NOD2 — в моноцитах, макрофагах и эпителиальных клетках.
-
Лектиновые рецепторы C-типа
- Лектины С-типа связывают пептидогликан и запускают лектиновый путь каскада комплемента.
-
Толл-подобные рецепторы
- Роль TLR в распознавании пептидогликана противоречива.
-
Пептидогликан как вакцина или адъювант
- Пептидогликан стимулирует иммунные клетки и усиливает антителозависимый ответ.
- МДФ использовался в качестве адъюванта Фрейнда и вакцины для защиты мышей.
-
Ингибирование и деградация пептидогликана
- Антибиотики, такие как пенициллин, препятствуют выработке пептидогликана.
- Лизоцим разрушает β-(1,4)-гликозидные связи в пептидогликане, эффективен против грамположительных бактерий.
- Модификации бактериальных пептидогликанов могут привести к устойчивости к лизоциму.