הבדל מפתח - פפטידוגליקן לעומת Muramic Acid
למרות שניתן לראות קווי דמיון ברכיבים הכימיים של ה-Peptidoglycan ו- Muramic Acid, יש הבדל משמעותי בין שני החומרים הללו. פפטידוגליקן הוא פולימר, היוצר את דפנות התא של חיידקים רבים המורכבים מסוכרים וחומצות אמינו. סוכר וחומצות אמינו אלו יוצרים שכבה דמוית רשת מחוץ לממברנת הפלזמה של רוב החיידקים וכמה ארכאיות. חומצה מוראמית היא חומצת סוכר אמינו והיא מופיעה באופן טבעי בתור חומצה N-אצטילמורמית בפפטידוגליקן. זהו ההבדל העיקרי בין פפטידוגליקן לחומצה מוראמית. במאמר זה, הבה נרחיב יותר את ההבדל בין פפטידוגליקן לחומצה מורמית.
מה זה פפטידוגליקן?
Peptidoglycan הוא פולימר המורכב מסוכרים וחומצות אמינו היוצרות ציפוי דמוי רשת מורכב מחוץ לממברנת הפלזמה של רוב החיידקים וכמה ארכאים ובכך יוצרים את דופן התא. זה ידוע גם בשם murein. רכיב הסוכר מורכב משאריות מתחלפות של β-(1, 4) מקושר N-acetylglucosamine וחומצה N-acetylmuramic. לחומצה N-אצטילמורמית מחובר אתר של חומצת חלב ו-N-אצטיל גלוקוזאמין וזוהי שרשרת פפטידים של שלוש עד חמש חומצות אמינו. שרשרת פפטיד זו מקושרת לשרשרת הפפטידים של גדיל אחר היוצרת את המבנה דמוי הרשת התלת-ממדית. פפטידוגליקן מתפקד תפקיד מבני בדופן התא החיידקי, מספק שלמות וחוזק מבניים, כמו גם מגיב ללחץ האוסמוטי של הציטופלזמה. בנוסף לכך, פפטידוגליקן תורם גם בביקוע בינארי במהלך רביית תאים חיידקיים. לחיידקים גראם חיוביים יש שכבת פפטידוגליקן עבה משמעותית ואילו לחיידקים גראם שליליים יש שכבת פפטידוגליקן דקה מאוד.במילים אחרות, פפטידוגליקן יוצר בסביבות 90% מהמשקל היבש של חיידקים גרם חיוביים אך רק 10% מהחיידקים גרם שליליים. לכן, נוכחות של רמות גבוהות של פפטידוגליקן היא הגורם הקובע העיקרי לאפיון צביעת גרם של חיידקים כ-Gram-positive.
מה זה MuramicAcid?
חומצה מומית היא סוכר אמינו שמקורו בשכבת הפפטידוגליקן של דפנות התא של חיידקים רבים. הנוסחה הכימית שלו היא C9H17NO7 והמסה המולרית היא 251.2. השם השיטתי שלו IUPAC הוא 2-{[3-Amino-2, 5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy}propanoic acid. בהתבסס על ההרכב הכימי, זהו האתר של חומצת חלב וגלוקוזאמין. היא מופיעה באופן טבעי בתור חומצה N-אצטילמורמית בפפטידוגליקן. עם זאת, החיידקים הידועים בשם כלמידיה הם יוצאי דופן שאינם מכילים חומצה מוראמית בדפנות התא שלהם.
מה ההבדל בין Peptidoglycan ו- Muramic Acid?
לפפטידוגליקן וחומצה מורמית עשויים להיות בעלי מאפיינים פיזיים ותפקודיים שונים באופן משמעותי. ניתן לסווג אותם לתת-קבוצות הבאות,
הגדרה של פפטידוגליקן וחומצה מוראמית:
Peptidoglycan: חומר היוצר את דפנות התא של חיידקים רבים, המורכב משרשראות גליקוזאמינוגליקן המקושרות זו לזו בפפטידים קצרים.
חומצה מומית: סוכר אמינו. בכימיה, סוכר אמינו או 2-אמינו-2-דאוקסיסוגר הוא מולקולת סוכר שבה קבוצת הידרוקסיל הוחלפה בקבוצת אמינית.
מאפיינים של פפטידוגליקן וחומצה מוראמית:
מבנה מונומר או פולימרי:
פפטידוגליקן הוא פולימר.
חומצה מומית היא מונומר.
מבנה כימי:
Peptidoglycan: זהו מבנה סריג גביש המסונתז משרשרות ליניאריות של שני סוכרים אמינו מתחלפים, כלומר N-acetylglucosamine (NAG) וחומצה N-acetylmuramic (NAM). סוכרי האמינו המתחלפים מחוברים באמצעות קשר β-(1,4)-גליקוזידי.
חומצה מומית: זה האתר של חומצת חלב וגלוקוזאמין.
משמעות קלינית ופעילות אנטיביוטית:
Peptidoglycan: תרופות אנטיביוטיות כמו פניצילין מעכבות עם יצירת פפטידוגליקן על ידי קשירה לאנזימים חיידקיים. תהליך זה ידוע כחלבונים קושרים פניצילין, ואנטיביוטיקה אלו מכוונות בעיקר לדופן התא החיידקי של פפטידוגליקן מכיוון שלתאים של בעלי חיים אין דפנות תאים ולכן אנטיביוטיקה לא יכולה לפגוע בתאים הנורמליים. בנוסף לכך, ליזוזים נחשב לאנטיביוטיקה של גוף האדם עצמו.ליזוזים יכול לפרק את הקשרים β-(1, 4)-גליקוזידים בפפטידוגליקן ולהרוס תאי חיידקים רבים. עם זאת, בשכבה של פסאודו פפטידוגליקאן בחלק מהארכאות יש שאריות הסוכר הן β-(1, 3) מקושרות N-acetylglucosamine וחומצה N-acetyltalosaminuronic. לכן, דופן התא של Archaea אינו רגיש לליזוזימים.
חומצה מוראמית: בהשוואה לרוב דפנות תא החיידקים, דופן תאי כלמידיה אינה מכילה חומצה מוראמית. לכן, לא ניתן להשתמש בפניצילין בטיפול בזיהום הכלמידיאלי.
לסיכום, חומצה מוראמית היא סוכר אמינו, והיא פועלת כמרכיב של פפטידוגליקן של דופן תא החיידק. שכבת פפטידוגליקן של דופן תא החיידק חשובה כדי להבחין בין חיידקים גרם חיוביים לשליליים וכן לפיתוח אנטיביוטיקה.
