基本介紹
- 中文名：肽聚糖
- 外文名：peptidoglycan
- 存在於：原核生物細胞壁的糖肽化合物
- 又稱：粘肽（mucopeptide）
名詞詳述,組成結構,分子結構,結構特點,疾病聯繫,肽聚糖功能,
名詞詳述
肽聚糖（peptidoglycan），又稱粘質複合物（mucocomplex)、胞壁質（murein)。它是由雙糖單位，四肽尾還有肽橋聚合而成的多層網狀大分子結構。N-乙醯葡萄糖胺（N-Acetylglucosamine，又稱NAG）和N-乙醯胞壁酸（N-Acetylmuramic Acid，又稱NAMA）交替連線的雜多糖與不同組成的肽交叉連線形成的大分子。肽聚糖是許多細菌細胞壁的主要成分。如革蘭氏陽性細菌(G+)胞壁所含的肽聚糖占乾重的50-80%，由N-乙醯葡萄糖胺和N-乙醯胞壁酸通過β-1,4糖苷鍵連線而成，糖鏈間由肽鏈交聯，構成穩定的網狀結構，肽鏈長短視細菌種類不同而異，革蘭氏陰性細菌(G-)胞壁所含的肽聚糖占乾重的5-20%其雙糖單位跟革蘭氏陽性菌一樣但是四肽尾的第三個不是L-Lys，而是內消旋二氨基庚二酸。
肽聚糖合成組成結構
1. G-M 雙糖單位；
2. 四肽尾
組成：革蘭氏陽性菌（如葡萄球菌）為 L-Ala + D-Glu + L-Lys + D-Ala ，革蘭氏陰性菌（如大腸埃希菌）為 L-Ala + D-Glu + m-DAP + D-Ala ；
連線方式：四肽中N端的L-Ala上α-NH2與M中乳酸的羧基連線；
3. 肽橋
組成：肽橋的變化甚多，已超過100種，如，在S.aureus中，肽橋為甘氨酸五肽。
連線方式：甘氨酸五肽的N端α-氨基與四肽C端D-Ala上的羧基連線，C端羧基與另一個四
肽聚糖
肽聚糖肽上L-Lys的ε-氨基連線。革蘭氏y陰性菌無特殊肽橋，故前後兩肽尾的D-Ala與m-DAP直接相連。
溶菌酶。抗生素能抑制肽聚糖的生物合成。肽聚糖合成的條件：需要兩個主要的載體，即尿嘧啶二磷酸（Uridine Diphosphate，UDP）和聚戊二烯磷酸酯（又稱細菌萜醇）。
分子結構
肽聚糖骨架是由N-乙醯葡萄糖胺(N-acetylglucosamine簡寫G)和N-乙醯胞壁酸(N-acetylmuramic acid簡寫M)通過β-1，4糖苷鍵交替相聯而組成的線狀聚糖鏈。M是在N－乙醯葡萄糖胺的C3位置上聯結一個乳醯醚。就在M的乳醯基上,聯結著一條由四個胺基酸殘基組成的短肽鏈。短肽鏈的胺基酸組成因菌種而異，包括不常見的D－谷氨酸、D－丙氨酸、L-二氨基庚二酸和其他二胺基酸；其中L型和D型胺基酸交替排列.
結構特點
由G和M組成的二糖以及聯在M上的四肽是肽聚糖的基本結構單位。聚糖鏈的長度亦因菌種而異,短到9個二糖單位，長到170多個二糖單位；1個二糖單位長10.3埃，所以總長度可從 100埃到1700埃左右。各個四肽鏈之間有交聯。在革蘭氏陰性菌,多半是兩條肽聚糖的肽鏈直接交聯,交聯的肽鏈占肽鏈總數的50%。而革蘭氏陽性菌則是通過另一條肽橋交聯，如：金黃色葡萄球菌的肽橋為五個甘氨酸組成的五肽，交聯的肽鏈占肽鏈總數的 75～100%。立體的交聯使肽聚糖形成多層次網狀結構。 革蘭氏陰性菌，因肽聚糖層次較少（如：大腸桿菌為3層，厚度約2～3納米），交聯程度較低,所以網狀結構疏鬆；而革蘭氏陽性菌，因肽聚糖層次較多（如：金黃色葡萄球菌約10層,枯草桿菌約20層,厚度可達10～50納米），交聯程度較高，網狀結構緊密。這兩類細菌在肽聚糖含量、厚度、層次和交聯程度上的差別，再加上細胞壁其他組份上的不同，反映在染色性質，對溶菌酶敏感程度和物質透過性質等方面都有很大的不同。少數如：嗜鹽菌，細胞壁結構特殊，不含肽聚糖。
疾病聯繫
肽聚糖(peptidoglycan)肽聚糖是由雙糖單位,四肽尾還有肽橋聚合而成得多層網狀大分子結構。n-乙醯蒲萄糖胺(nag)和n-乙醯胞壁酸(nama)交替連線的雜多糖與不同組成的肽交織連線形成的大分子。肽聚糖是許多球菌細胞壁的首要成分。如革蘭氏陽性球菌(g+)胞壁所含的肽聚糖占乾重的50-80%由n-乙醯蒲萄糖胺和n-乙醯胞壁酸通辣椒紅色素過β-1,4糖苷鍵連線而成,糖鏈間由肽鏈交聯,構成穩定的網狀結構,肽鏈長短視球菌種類不同而異,革蘭氏陰性球菌(g-)胞壁所含的肽聚糖占乾重的5-20%其雙糖單位跟革蘭氏陽性菌一樣但是四肽尾的第三個不是l-lys而是外消旋二氨基庚二酸。組成及結構特點1.g-m雙糖單位;2.四肽尾組成:革蘭氏陽性菌(如葡萄球菌)為l-ala+d-glu+l-lys+d-ala,革蘭氏陰性菌(如大腸埃希菌)為l-ala+d-glu+m-dap+d-ala;連線方式:四肽中n真箇l-ala上α-nh2與m中乳酸的羧基連線;3.肽橋組成:肽橋的變化甚多,以跨越100種,如,在s.aureus中,肽橋為甘氨酸五肽。連線方式:甘氨酸五肽的n端α-氨基與四肽c端d-ala上的羧基連線,c端羧基與另一個四肽上l-lys的ε-氨基連線。革蘭氏陽性菌無特殊肽橋,故前後兩肽尾的d-ala與m-dap直接相連。
溶菌酶能水解g-m間的β-1,4糖苷鍵,使細胞壁出現孔洞,基至解體,從而殺死球菌。人的眼淚中存在大量的溶菌酶,某些噬菌體在傳染宿主時也可分泌溶菌酶。雞蛋中也含大量的溶菌酶。抗生素能抑制肽聚糖的有生命的物質合成。肽聚糖合成的條件:需要兩個首要的載體,即尿嘧啶二磷酸(uridine diphosphate,udp)和聚戊二烯磷酸酯(又稱球菌萜醇)。青黴素、萬古黴素、桿菌肽、磷黴素、環絲氨酸和持久黴素等幾種抗菌素，分別作用於肽聚糖生物合成的不同步驟,抑制肽聚糖生物合成,從而抑制細菌生長。
肽聚糖功能
國外醫學界已廣泛套用 ELISA 測量抗肽聚糖血清的效價。再用此血清鑑定病人的疾病。研究表明肽聚糖是人類免疫系統的免疫增強劑,它能刺激單核噬菌細胞和內皮細胞釋放免疫調控物質。如腫瘤壞死因子 α ( TNF-α) 、白介素( IL- 1,IL- 6,IL- 8,IL- 12) 干擾素 α 等。
