MODULO 3 – A SINTESI MACROMOLECOLARI

MODULO 3 – A
SINTESI MACROMOLECOLARI
Sebbene vi siano differenze nella struttura della parete cellulare delle varie
specie batteriche, sia dal punto di vista chimico che morfologico, la sintesi dei
peptidoglicano è simile nei vari microrganismi.
Il PEPTIDOGLICANO o MUREINA è la componente fondamentale della
parete cellulare dei batteri. È un enorme polimero le cui unità strutturali sono
due carboidrati azotati:
· l’N-acetilglucosamina (NAG);
· l’acido muramico.
Il loro legame β,1-6 può essere scisso dal lisozima.
La SINTESI DEL PEPTIDOGLICANO implica 3 tappe:
1. stadio: SINTESI DEL PRECURSORE.
La reazione iniziale della sintesi avviene nel citoplasma e determina la
sintesi dei suoi precursori N-acetilglucosamina (NAG) e acido
muramico.
Una molecola di NAG-fosfato si lega ad una molecola di uridinatrifosfato (UTP) dando origine ad una molecola di uridina difosfatoacetilmuramil-pentapeptide (UDP-NAG o NUCLEOTIDE DI
PARK). L’UDP-NAG si lega ad una molecola di fosfo-enolpiruvato
(PEP), formando una molecola di UDP-NAG-piruvato: questa
reazione è catalizzata dalla fosfo-enolpiruvato-transferasi. Il piruvato
viene ridotto ad acido lattico con formazione di acido N-
acetilmuramico (NAM) che legato all’UDP (forma UDP-NAM), è un
accettore per alcuni amminoacidi che sono: L-alanina, D-glutamico, Llisina e D-alanina.
Gli inibitori della prima fase sono:
§ D-CICLOSERINA: è analogo alla D-alanina; blocca la sintesi
peptidoglicano mediante due enzimi (Alanina racemasi e D-alanilD-alanina sintetasi).
§ FOSFOMICINA: agisce legandosi covalentemente ad un
residuo di cisteina nell’enzima fosfo-enolpiruvato.
2. stadio: TRASFERIMENTO DEL PRECURSORE AD UN
CARRIER LIPIDICO.
Il NAM-pentapeptide, liberato dell’ UDP, lascia il citoplasma legandosi
ad un vettore lipidico della membrana citoplasmatica, rappresentata da
una molecola di BACTOPRENOLO o UNDECAPRENILFOSFATO.
Al NAM-pentapeptide viene aggiunta una molecola di Nacetilglucosamina, con la formazione di una completa unità basale del
peptidoglicano.
La reazione più importante di questo processo è la
TRANSGLICAZIONE, ovvero l’aggiunta del nucleotide di Park alla
membrana. Nel secondo stadio vi è la formazione del ponte.
Gli inibitori della seconda fase sono:
§ BACITRACINA: si lega all’unidecaprenil pirofosfato che rimane
dopo che il disaccaride pentapeptide è stato trasferito alla catena
nascente del peptidoglicano.
3. stadio: TRSFERIMENTO TRASMEMBRANA, POLIMERAZIONE E
TRANPEPTIDIZZAZIONE .
La reazione iniziale di questo stadio consiste nell’ aggancio del
disaccaride-decapeptide all’ accettore.
I corti polimeri di peptidoglicano sono liberati dall’ undecaprenildifosfato e trasferiti all’esterno della membrana cellulare dove di stacca
una molecola di D-alanina.
La fase extracellulare è una fase di completamento della sintesi del
peptidoglicano e serve a renderlo stabile.
Il processo della TRANSPEPTIDAZZIONE è il meccanismo
responsabile della formazione di legami crociati; corrisponde
all’eliminazione dell’ultimo amminoacido del pentapeptide (D-alanina
terminale 5).
Gli inibitori della terza fase sono racchiusi in due grossi gruppi:
§ GLICOPEPTIDI: peptidi legati agli zuccheri. Agiscono tramite
l’ IMGOMBRO STERICO, fenomeno prodotto dalla repulsione
elettrostatica tra le nubi elettroniche degli atomi e dei legami che
formano una molecola dovuta alla loro sovrapposizione o
eccessivo avvicinamento. Impediscono l’inserimento di nuove
catene glicaniche. Sono: Vancomicina; Ristocetina; Teicoplania.
§ Β-LATTAMICI: agiscono a livello della transpeptidizzazione;
impediscono la formazione del legame tra il ponte e il terzo
residuo amminoacidico della catena glicamica. Hanno come
bersaglio degli enzimi che sono chiamati PENICILLIN
BINDING PROTEIN (PBP) (sono proteine essenziali per la
crescita batterica).