TỔNG HỢP PEPTIDOGLYCAN

Hầu hết thành tế bào vi khuNn chứa một phân tử lớn, phức tạp bao gồm các chuỗi polisaccaride dài tạo thành bởi các nhánh luân phiên acid N –Acetylmuramic (N AM) và N -Acetylglucose semin (N AG). Gắn vào các nhánh N AM là các chuỗi pentapeptide. Các chuỗi polisaccaride được liên kết với nhau bởi các pentapeptide hay bởi các cầu nối gian - peptide phức tạp của peptidoglycan, dĩ nhiên, càng đòi hỏi một quá trình sinh tổng hợp phức tạp, đặc biệt còn vì các phản ứng tổng hợp diễn ra ở cả bên trong và bên ngoài màng tế bào. Tổng hợp peptidoglycan là một quá trình nhiều bước và đã được nghiên cứu chi tiết ở vi khuNn gram dương Staphylococcus aureus. Ở đây có sự tham gia của hai chất mang là uridine diphosphate (UDP) và bactoprenol (Hình 18.27). Bactoprenol là một alcohol 55 carbon gắn vào N AM bởi một nhóm pyrophosphate và vận chuyển các thành phần của peptidoglycan qua màng kỵ nước.

Prescott và cs, 2005)

Tổng hợp peptidoglycan (Hình 18.28 và 18.29) diễn ra qua 8 bước:

1.Các dẫn xuất UDP của acid N .Acetylmuramic và N –Acetylglucosamine được tổng hợp trong tế bào chất.

2. Các amino acid lần lượt được thêm vào UDP-N AM tạo thành chuỗi pentapeptide (2 D-alanine tận cùng được thêm vào ở dạng dipeptide). N ăng lượng của ATP được dùng để sản ra các liên kết peptide nhưng không có sự tham gia của tRN A và riboxom.

3.

peptidoglycan của S. aureus và acid diamineopimelic (DAP) ở peptidoglycan của E. coli. Tác

dụng kìm hãm của bacidraxin, xicloserine và vancomixin được chỉ rõ. Các con số tương ứng với

6 trong 8 bước nói trong bài. Bước 8 được mô tả ở hình 18. 29. (Theo: Prescott và cs, 2005)

4.N AM-pentapeptide được chuyển từ UDP sang phosphate của bactoprenol

ở bề mặt của màng.

5. UDP-N AG bổ sung N AG vào N AM-pentapeptide tạo thành đơn vị lặp lại của peptidoglycan. N ếu một cầu nối pentaglycine là cần thiết các glycine sẽ được thêm vào bằng cách sử dụng các phân tử glycyl-tRN A đặc biệt nhưng không cần riboxom.

6.Sau khi đã hoàn thành đơn vị lặp lại của peptidoglycan N AM-N AG được chuyển qua màng đến bề mặt bên ngoài nhờ chất mang bactoprenol pyrophosphate. Đơn vị peptidoglycan được gắn vào đầu đang sinh trưởng của một chuỗi peptidoglycan kéo dài chuỗi một đơn vị lặp lại.

7.Chất mang bactoprenol trở lại bên trong màng. Trong quá trình này một phosphate được tách ra để cho bactoprenol phosphate giờ lại có thể nhận một N AM-pentapeptide khác.

8. Cuối cùng, các liên kết peptide chéo giữa các chuỗi peptidoglycan được tạo thành nhờ phản ứng chuyển peptide (Hình 18.29). Ở E. coli nhóm amineo tự do của acid diamineopimelic liên kết với D-alanine gần tận cùng tách ra nhánh Dalanine tận cùng. ATP được dùng để tạo thành liên kết peptide tận cùng bên trong màng. Khi sự chuyển peptide diễn ra bên ngoài năng lượng của ATP là không cần nữa. Quá trình như vậy cũng được thực hiện khi có sự tham gia của một cầu nối; chỉ nhóm phản ứng với D-alanine gần tận cùng là khác.

Các phản ứng chuyển peptide trong việc tạo thành peptidoglycan ở E. coli và S. aureus.

(Theo: Prescott và cs, 2005)

Tổng hợp peptidoglycan rất mẫn cảm với các tác nhân kháng khuNn. Sự kìm hãm bất kỳ bước nào trong tổng hợp đều làm cho thành tế bào bị yếu đi và có thể dẫn đến phá vỡ tế bào do thNm thấu. N hiều chất kháng sinh ảnh hưởng đến tổng hợp peptidoglycan. Chẳng hạn, penixilin kìm hãm phản ứng chuyển peptide (Hình18.29) và bacitraxin ức chế việc loại phosphate khỏi bactoprenol pyrophosphate.