BIOSÍNTESIS DE PEPTIDOGLUCANO

Microbiologia General

1. BIOSÍNTESIS DE PEPTIDOGLUCANO

2. El peptidoglicano o mureína es un copolímero formado por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina y el Ácido N- acetilmurámico unidos mediante enlaces β-1,4. El peptidoglicano es muy resistente y protege a las bacterias de una ruptura osmótica en ambientes acuáticos y da a los tipos diferentes de bacterias sus formas. PEPTIDOGLUCANO

3. PEPTIDOGLUCANO EN BACTERIAS

4. GRAM POSITIVA GRAM NEGATIVA

5. Péptidoglicano o sáculo de mureína es el componente estructural de la pared bacteriana. Provee rigidez a la pared.

6. BIOSÍNTESIS DE PÉPTIDOGLICANO

7. 2 . Transporte a través de la membrana: Estos precursores son transferidos a un transportador lipídico situado en la membrana citoplasmatica (BACTOPRENOL), donde se unen las unidades disacarídicas con el pentapéptido . BIOSÍNTESIS DE PÉPTIDOGLICANO 1. Síntesis de precursores solubles en el citoplasma . 3 . Transglucidación : Las unidades disacarídicas se polimerizan en cadenas lineales fuera de la membrana, pero aún unidas al bactoprenol . 4. Transpeptidación : Unión del polímero lineal así formado al peptidoglucano preexistente en la pared celular, por entrecruzamiento de sus péptidos respectivos.

8. A estas etapas hay que añadir una fase adicional de regeneración del transportador lipídico, una vez que ha cumplido su misión, para que pueda ser operativo en un nuevo ciclo de síntesis.

9. Fase 1 : El peptidoglucano (NAM y NAG) se activan al unirse a uridín trifosfato ( UTP): sintetizan por separado: NAG-UDP NAM-UDP

10. La adición secuencial y ordenada de los distintos aminoácidos al NAM ( en reacciones que requieren energía e iones Mn++): 1. L-ala 2. D- glu 3. m-DAP (u otro diaminoácido ; p. ej. L- lys en Staphylococcus aureus ) 4. D-ala-D-ala

11. Resumen:

12. Fase 2: El UDP-NAM- pentapéptido se transfiere ahora a un transportador de membrana, llamado  undecaprenil -fosfato  ( BACTOPRENOL), en una reacción catalizada por una  translocasa  específica.

13. Bactoprenol , hoy en día se sabe que no es exclusivo para todas las bacterias . El bactoprenol permite el transporte y ensamblaje de sustancias que, como los azúcares, son hidrofílicas , y no podrían pasar por sí mismas la barrera hidrofóbica de la membrana.

14.   Una vez que el NAM- pentapétido está unido al BACTOPRENOL (por medio de pirofosfato), una  transferasa  transfiere a éste la NAG desde el UDP-NAG. Se genera pues el enlace ß(1,4 ) entre NAG y NAM. Por lo tanto, se obtiene : BACTOPRENOL-P-P-NAM( pentapéptido )-NAG.

15. Resumen:

16. Fase 3: Polimerización de varias unidades disacarídicas En esta etapa el bactoprenol “se da la vuelta” en la membrana (una especie de flip-flop desde la capa interna hasta la externa), de modo que logra que el precursor resultante de la fase 2 quede expuesto hacia el medio acuoso exterior a la membrana.

17. Entonces tiene lugar la polimerización de varias unidades disacarídicas : ello se logra en una reacción de  transglucosidación . Consiste en la unión de cada unidad disacarídica (con su pentapéptido ) unida a su respectivo Lip -P-P, con el extremo libre (reductor) de una cadena preexistente que a su vez está unida a otra molécula de Lip -P-P .

18. En el proceso se libera el BACTOPRENOL, regenerándose y quedando dispuesto para otro ciclo como el descrito.

19. Fase 4 El polímero naciente (con sus pentapéptidos ) reacciona, por  transpeptidación , con un Peptidoglucano aceptor preexistente. En esta reacción se ven implicados el grupo C=O de la D-ala (4) del PG naciente y el grupo -NH 2  libre del diaminoácido (3) del PG aceptor (o del último aminoácido del puente peptídico ).

20. Resumen Final:

21. INHIBICIÓN DE LA SÍNTESIS DE LA PARED CELULAR Fosfomicina : inhibe la formación de NAM a partir de NAG. Cicloserina : inhibe la racemización del aminoacido Alanina (de L a D), así como la formación del dipéptido D-ala-D-ala. Bacitracina : impide la regeneración del bactoprenol (transporte a través de membrana ). Vancomicina : inhibe transglucosidación . ß- lactámicos : inhiben transpeptidación . ANTIBIÓTICOS

22. PENICILINA ß- lactámicos

23. Biosíntesis y ensamblado del PG en E. coli Transamidasas realizan entrecruzamiento de las cadenas de glicano y péptidos. Penicilina inactiva transamidasa . Mimetiza al sitio aceptor alanil -alanina. Síntesis de PG ocurre principalmente en septo durante la división celular.