Microbiology

Биосинтез и встраивание структурных компонентов муреина в пептидогликановый скелет можно разделить на три этапа (рис. 2.27). Первые стадии биосинтеза осуществляются в цитоплазме. Здесь образуется пенталептид мурамовой кислоты. Синтез начинается с образования N-ацетилглюкозамин-1-фосфата; в ряде последовательных ферментативных реакций образуется лактиловый эфир, к которому присоединяются пять аминокислот. Во время этого процесса растущая молекула остается связанной с UDP (уридиндифосфатом), который служит носителем.

Связывание пентапептида мурамовой кислоты с N-ацетилглюкозамином и присоединение пяти остатков глицина происходит на втором этапе синтеза на плазматической мембране. Для осуществления этого этапа гидрофильная молекула должна быть превращена в липофильную, что достигается путем замены UDP С₅₅-полиизопреноидом-ундекапренилфосфатом. Это соединение делает возможным перенос готового компонента клеточной стенки через плазматическую мембрану. На третьем этапе происходит его встраивание в пептидогликановый скелет и образование пептидных связей. Эта попе­речная сшивка осуществляется путем транспептидирования, при котором расщепляется связь между двумя остатками D-аланила и освободившаяся карбоксильная группа связывается с аминогруппой лизина второго олигопептида, а концевой D-аланин освобождается. При встраивании освобождается также ундекапренилдифосфат; он подвергается гидролизу, и получающийся ундекапренилмонофосфат исполь­зуется в следующем цикле. Этот же липид служит переносчиком и при синтезе других полимеров, расположенных вне цитоплазматической мембраны, таких как полисахариды, липополисахариды и целлюлоза.

Пенициллин не влияет на синтез структурных компонентов муреина но препятствует поперечной сшивке, осуществляемой путем транспептидирования; однако удлинению гетерополимерных цепей путем трансгликозилирования он не мешает. В результате воздействия пенициллина ряд бактерий выделяет в среду наряду с UDP-пентапептидом также и несшитые пептидогликановые цепи. Образование клеточной стенки могут нарушать и производные пенициллина; подобным же образом действуют цефалоспорины, ристоцетины, ванкомицин, бацитрацин и циклосерин. Сферопласты возникают также в присутствии глицина и D-аминокислот или в результате так называемого анаэробного лизиса.