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세포벽

©2002Timothy Paustian,University of Wisconsin-Madison

일반 속성

이론 자체를 제한하 eubacterial 셀 벽입니다. 우리는 세포벽에 대해 이야기하는 데 공정한 시간을 할애 할 예정이며,왜 그렇게 중요합니까?세포벽은 박테리아 세포에서 중요한 구조입니다. 대부분의 박테리아는 그들 없이는 살 수 없습니다. 박테리아 세포의 내부에는 높은 용질 농도와 막에 큰 압력이 있습니다(75lb/in2)., 세포의 바깥쪽에는 낮은 용질 농축 물이 있습니다. 물 물 내부와 외부 세포의 양을 평형 세포로 흐름 하는 경향이 있을 것 이다 물리학의 기본 법칙. 멤브레인은 대부분의 다른 분자가 그들을 가로 지르는 것을 막지 만 물도 할 수 있음을 기억하십시오. 막을 지탱하는 무언가가 없으면 세포가 팽창하고 파열 될 것입니다. 세포벽은 삼투 용해로부터 박테리아를 보호합니다

세포벽은 또한 세포의 모양을 결정합니다. 인위적으로 또는 자연적으로 세포벽을 잃어버린 모든 세포는 정의 된 모양없이 무축 상태가됩니다.,

세포벽 구조 및 합성은 원핵 생물에 고유하다. (식물은 또한 세포벽을 만들지 만 완전히 다른 구조입니다.)박테리아 세포벽에서 발견되는 많은 화합물은 자연에서 다른 곳에서는 발견되지 않습니다. 수많은 항균제는 대상은 세포벽기 때문에 포유류되지 않을 종합하 벽 따라서 면역성이 있는 독성 효과 이들의 에이전트. 당신은 심지어 항 세포벽 효소를 합성합니다., Lysozyme 는 효소를 발견에서 눈물 및 침 나누는 구성 요소의 세포벽과 그것의 중요한 부분입니다 포유류에 대한 방어 세균다.

우리가 시작하기 전에 이 논의 세포벽을 내가 당신을 생각 나게가 있는 경우 기본적으로 다음과 같은 두 가지 형태의 박테리아 세포벽 구조물을 연구에서 세부 사항입니다. 그람 양성(G+)및 그람 음성(G-). 박테리아 세포는 그람 얼룩으로 염색 한 다음 매우 다르게 보입니다. G+세포는 자주색이고 G-세포는 빨간색입니다.

그림 1-그램+포도상 구균 세포의 그램 얼룩.,

림 2-그람 염색하는 그램 양성 대장균 세포

기초하여 이에 대한 차별 반응에 관한 세포 벽입니다. 아래 그림에서 전형적인 그램+와 전형적인 그램 셀의 전자 마이크로 그래프를 살펴보십시오.

그림 3-G+세포벽의 전자 마이크로 그래프.

그림 4-G-세포벽의 전자 마이크로 그래프.

  • G-셀은 추가 레이어를 가지고 있으며 셀의 외부보기에서 외부는 뒤얽혀 있습니다., (지에서 위의 사진)

  • G+벽은 훨씬 더 두꺼운 다음 G-에서와 외부 보기가 부드러운 모니다.

Gram+와-세포는 박테리아-펩티도 글리 칸에 고유 한 한 가지 공통점을 공유합니다. 우리는 이것의 구조에 대해 이야기 한 다음 세포벽의 배열로 넘어갈 것입니다.

펩티도 글리 칸은 g+및 G-세포 모두에서 발견되는 두꺼운 경질 층이다. 그것은 아미노산 교량에 의해 가교 결합 된 2 개의 당의 겹치는 격자로 구성되었다. 이 층의 정확한 분자 메이크업은 종 특이 적입니다.,

두 당은 N-아세틸 글루코사민(NAG)과 N-아세틸 무라 믹 산(NAM)입니다. NAM 은 박테리아의 세포벽에서만 발견되며 다른 곳에서는 발견되지 않습니다. NAM 에 붙어 있는 4 개의 아미노산의 측쇄 일반적으로 입니다. 많은 박테리아 세포벽을 살펴 보았고 크로스 브릿지는 가장 일반적으로 구성됩니다…,

  • L-알라닌

  • D-알라닌*

  • D-글루타민산 산성*

  • diamino pimelic 산(DPA)

의 화학적 구조 peptidoglycan

주는 D-아미노산은 다른 L 아미노산에서 발견된 단백질이다. D-아미노산이 동일한 구조 및 구성 L 아미노산을 제외하고는 그들은 거울의 이미지를 L 아미노산(아래 그림 참조). 대부분의 생물학적 시스템은 일반적으로 L 형태의 화합물만을 처리하도록 진화 해왔다., 박테리아는 그러나 그들의 세포벽에 있는 D-aminoacids 를 이용하고 d 와 L 모양 사이에서 개조하기 위하여 racemases 에게 불린 효소가 있습니다.

그림 5-L 과 D 아미노산의 비교. 구조가 동일하지만 겹치는 것은 불가능하다는 점에 유의하십시오.

남성 아미노산이드 체인을 형성하는 단일 peptidoglycan 단위할 수 있는 링크를 가진 다른 단위를 통해 공유 결합을 형성을 반복합니다., 중합체는 한 단위의 아미노산 3(위의 d-글루탐산)과 다음 글리 칸 테트라 펩타이드의 아미노산 4(DPA)사이의 교차 연결에 의해 더욱 강화된다. 일부 G+미생물에는 종종 크로스 브리지 사이에 글리신,세린 및 트레오닌으로 구성된 펩타이드가 있습니다. 신진 대사에 관한 장에는 세포벽 합성에 대한 더 많은 정보가 있습니다.

가교의 정도는 강성의 정도를 결정합니다. G+세포에서 펩티도 글리 칸은 세포 주위를 감싸는 무겁게 가교 결합 된 직조 구조입니다., 그것은 세포의 무게의 50%와 세포벽의 무게의 90%를 차지하는 펩티도 글리 칸으로 매우 두껍습니다. 전자 마이크로 그래프는 펩티도 글리 칸이 20-80nm 두께임을 보여줍니다.

G-박테리아 peptidoglycan 훨씬 얇으로 15~20%의 세포벽을 만들어지는 최대의 peptidoglycan 그리고 이것은 일시적으로 십자가 연결되어 있습니다. 두 경우 모두 펩티도 글리 칸은 세포 모양을 유지하는 강하고 짠 메쉬로 생각할 수 있습니다. 그것은 용질에 대한 장벽이 아니며,메쉬의 개구부는 크고 모든 유형의 분자가 그들을 통과 할 수 있습니다.,

그림 6-펩티도 글리 칸 메쉬의 만화.세포벽은 많은 중요한 항생제와 항균제의 작용 부위입니다. 페니실린은 세포벽 합성을 억제합니다. 리소자임 눈물과 타액에서 발견되는 효소-펩티도 글리 칸을 공격합니다. 그것은 NAG-NAM 결합을 가수 분해한다.

그램+세포벽

두꺼운 펩티도 글리 칸 층은 G+세포벽의 대부분을 구성한다. 결과적으로,G+세포벽은 리소자임과 페니실린 또는 그 유도체의 작용에 매우 민감합니다., 페니실린은 종종 G+유기체에 의한 감염에 대한 선택의 항생제입니다. 예를 들면 연쇄상 구균 인후염을 일으키는 원인이되는 연쇄상 구균 pyogenes. 이것은 거의 항상 치료와 함께 몇 가지 유형의 페니실린

그림 7-가는 그램 양성 세포벽

또 다른 구조를 G+셀 벽 teichoic 산. 인산염 그룹에 의해 결합 된 글리세롤 또는 리비 톨의 중합체이다. D-알라닌과 같은 아미노산이 부착되어 있습니다. 테이 초산은 무라 민산과 공유 결합되어 펩티도 글리 칸 메쉬의 다양한 층을 함께 연결합니다.,

그림 8-테이 초산의 구조

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