Периплазматическое пространство бактерий
Периплазматическое пространство — обособленный компартмент клеток грамотрицательных бактерий. Представляет собой объём, заключённый между плазматической и внешней мембранами. Содержимое периплазматического пространства принято называть периплазмой. Не имеет аналога у грамположительных бактерий.
Результаты окраски по Граму позволяют разделить бактерий с принципиально различным строением клеточной стенки. Грамположительные бактерии имеют толстый слой пептидогликана, покрывающий снаружи плазматическую мембрану. У грамотрицательных бактерий муреиновый мешок однослойный и поверх него располагается еще одна мембрана, сходная с плазматической. Таким образом, у грамотрицательных бактерий между внутренней (плазматической) и наружной мембранами существует обособленный клеточный компартмент, называемый периплазматическим пространством.
В периплазме локализован целый ряд ферментов, компонентов электрон-транспортных цепей и систем секреции белков. Также периплазма имеет свою систему обеспечения фолдинга белков, независимую от цитоплазматических шаперонов.
Строение муреина (пептидогликана, ПГ) кс бактерий
ПГ = муреин от лат. Murus - стена
ПГ - гетерополимер
ПГ – сложный комплекс,
состоит из 2-х частей:
1. гликановая часть
состоит из 2-х аминосахаров (N-ацетилглюкозамин, N-ацетилмурамовая к-та), соединенных 1, 4 В гликозидной связью
2. пептидная часть
Особенности строения и синтеза пептидной части ПГ
Пептидная часть – 4 аминокислоты (АК)-тетрапептид
L-аланин, D-аланин, D-глутаминовая к-та, мезодиаминопимелиновая к-та(ДАПК)
Тетрапептид присоединен к лактинной группировке 3-го атома углерода N-АМК (-ОН – лактин, =О – лактам)
Особенности синтеза пептидной части
· Состав пептидов в ПГ очень консервативен
· АК ПГ у бактерий в Д-форме
· У эукариот - большинство АК в L-форме
· Синтез ПГ бактерий происходит в цитоплазме
· Синтез пептидной части не связан с рибосомами - идет за счет ферментов
· У бактерий специфические тРНК связываются с АК в Д-форме и доставляют их к месту синтеза
· Сначала происходит сборка «кирпичика»:
· N–АМК+4АК+N–АГА
· «кирпичик» прикрепляется к ЦПМ, потом встраивается в цепочку ПГ
Действие лизоцима и литических ферментов на ПГ
Флеминг изучал способы разрушения бактерий Micrococcus lysodeikticus.
Лизоцим содержится во всех биологических жидкостях: слезная жидкость, слизистые выделения носовой полости, урогенитального тракта, яичный белок, выделения потовых желез
ЛИЗОЦИМ (мурамидаза) - фермент класса гидролаз, который разрушает β-1,4-гликозидную связь между N-АГА и N-АМК ПГ
Лизоцимоподобные ферменты
· Эндопептидаза
· Бактериоцины
Функции лизоцимоподобных ферментов В процессе роста бактерий для вставки (импрегнации) в КС вновь синтезированных фрагментов ПГ.
Ферментативное разрушение ПГ идет только в определенных участках клеточной стенки.
Бактерии вырабатывают подобные ферменты для борьбы с другими бактериями.
Бактерии обладают устойчивостью к действию своих собственных ферментов (иммунитет).
Некоторые молекулы ферментов способны проникать через ПГ в просветы Ǿ около 2 нм.
Свободно проникают молекулы с Мм ~50 кДа.
Действие пенициллина и В-лактамных антибиотиков на ПГ
Пенициллин и его действие на ПГ
Пенициллин – А. Флеминг 1928 г. Микроскопические грибы Род Penicillium. Действует на пентаглициновые мостики между гетерополимерными цепочками у Гр+ бактерий и пептидные мостики между гетерополимерными цепочками у Гр- бактерий
Уязвимое место молекулы пенициллина и цефалоспорина связь между N – C, на которую действует фермент бета-лактамаза, и разрушает ее, происходит гидролиз.
L – формы бактерий. Протопласты, сферобласты
L-формы бактерий частично или полностью лишённые клеточной стенки, но сохранившие способность к развитию.
· Впервые обнаружены в институте Листера
· Бактерии с разрушенной КС
· Выявляют при хронических заболеваниях
· При разрушении КС может происходить лизис
· Или L – трансформация
· L – трансформация - потеря КС с сохранением жизнеспособности бактерии
· основные трансформирующие агенты: лизоцим и пенициллин