Peptidoglycan (auch als Murein bezeichnet), ein essentieller und spezifischer Bestandteil der Bakterienzellhülle, bildet eine netzartige Schicht außerhalb der Zytoplasmamembran, ist verantwortlich für die Steifigkeit und Form von Bakterienzellen und schützt sie vor osmotischen Störungen. In der Tat führt jede Hemmung seiner Biosynthese (Mutation, Antibiotikum) oder seines spezifischen Abbaus (z. B. durch Lysozym) während des Zellwachstums zu einer Zelllyse., Peptidoglycan trägt auch zur Aufrechterhaltung einer definierten Zellform bei und dient als Gerüst zur Verankerung anderer Zellhüllenbestandteile wie Proteine und Teichoesäuren. Es ist eng an den Prozessen des Zellwachstums und der Zellteilung beteiligt. Es ist ein Polymer, das in Zellwänden von grampositiven und gramnegativen Bakterien vorkommt, aber in Archaea nicht gefunden wurde. In grampositiven Bakterien macht es neben Polysacchariden, Teichsäure oder Teichuronsäuren etwa 30-70% der Zellwand aus., Es ist nur eine untergeordnete Komponente in gramnegativen Zellwänden, die hauptsächlich aus Lipopolysacchariden und Lipoproteinen bestehen. Die Untersuchung der Peptidoglycan-Struktur spielt eine wichtige Rolle beim Verständnis der Immunantworten, der Wirkung von Antibiotika und Resistenzmechanismen, der Phagen-Anfälligkeit und des serologischen Verhaltens sowie bei der Klassifizierung und Identifizierung von Bakterien.
Peptidoglycan ist ein Heteropolymer, das aus Glykansträngen besteht, die durch Peptide vernetzt sind., Das Glykan-Rückgrat besteht aus abwechselnden Einheiten von N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure, die durch β-1,4-glykosidische Bindungen verbunden sind. Die Peptid-Untereinheiten enthalten üblicherweise vier abwechselnde L – und D-Aminosäuren und sind über die Lactylgruppen der N-Acetylmuraminsäurereste mit den Glykanständen verbunden. Die Vernetzung der Glykanstränge erfolgt im Allgemeinen zwischen der Carboxylgruppe von D-Ala an Position 4 und der Aminogruppe der Diaminsäure an Position 3, entweder direkt oder durch eine kurze Peptidbrücke.
Abbildung 1., Schematische Darstellung der Peptidoglycan-Netzwerkstruktur
Das Peptidoglycan hat eine dreidimensional vernetzte Struktur; Daher ist es typischerweise ein unlösliches Polymer. Die strukturelle Analyse von Peptidoglycan umfasst normalerweise Hydrolysen zu Aminosäuren, Peptiden und Aminozuckern oder die enzymatische Verdauung von Glykansträngen zu Muropeptiden, um strukturelle Informationen aus seinen Bestandteilen zu erhalten. Abhängig von der Komplexität der Peptidoglycan-Struktur muss eine breite Palette von Analysetechniken (z. B. TLC, 2D-TLC, GC, MS) angewendet werden., Die Gesamthydrolyse gefolgt von 2D-TLC oder GC / MS kann verwendet werden, um die Aminosäurezusammensetzung des Peptidoglycans qualitativ oder quantitativ nachzuweisen. Die Enantiomere von Aminosäuren können mittels Gaschromatographie unter Verwendung einer chiralen Säule analysiert werden. Der N-Terminus des Interpeptids durch Dinitrophenylierung kann auch durch TCL bestimmt werden. In einigen Fällen kann eine partielle Hydrolyse gefolgt von 2D-TLC verwendet werden, um die kurzen Peptide zu analysieren. Mit sachkundigen Experten und jahrelanger Erfahrung bietet Creative Proteomics eine genaue, zuverlässige Strukturanalyse für Peptidoglykane.,
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