Микробиологийн гайхалтай ертөнцөд мурейн гэгддэг пептидогликан нь архитектурын чухал бүтэц болж гарч ирдэг. хананы бактерийн эс. Плазмын мембраны яг доор байрлах энэхүү хатуу давхарга нь нянгийн өвөрмөц хэлбэрийг өгч, хүрээлэн буй орчны янз бүрийн нөхцөл байдал, эмгэг төрүүлэгч бичил биетүүдээс хамгаалах, хамгаалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэхдээ яагаад энэ бүтцийг пептидогликан гэж нэрлэдэг вэ? Энэ нийтлэлд бид энэ нэрийн үндэс суурийг судалж, шинж чанаруудыг судлах болно болон үндсэн функцууд бактери дахь пептидогликан.
I. Бактерийн эсийн хананы хатуу давхарга болох пептидогликаныг танилцуулах
Пептидогликан бол агуулагдах чухал молекул юм эсийн хана бактери. Энэ нь нянгийн эсийг дэмжих, хамгаалах, тэдгээрийн бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг баталгаажуулдаг хатуу давхарга юм. Энэхүү молекул нь пептидийн бондоор холбогдсон N-ацетилглюкозамин ба N-ацетилмурамик хүчлийн ээлжлэн гинжээр үүсгэгдсэн гурван хэмжээст сүлжээнээс тогтдог.
Хатуу байдлыг хангахаас гадна эсийн хана бактери, пептидогликан нь мөн чанарыг хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг эсийн хэлбэр ба осмосын даралтыг эсэргүүцэх чадвартай. Хатуу, өндөр тэсвэртэй шинж чанартай тул пептидогликан нь бактерийн онцлог шинж чанарыг хадгалах боломжийг олгодог бөгөөд осмосын даралтын өөрчлөлтийг тэсвэрлэдэг. Энэхүү хатуу давхарга байхгүй бол бактери нь гэмтэх, эсийн задралд илүү өртөмтгий байх болно.
Пептидогликаны бүтэц нь хэд хэдэн чухал шинж чанартай байдаг. Нэг талаас, түүний гурван хэмжээст хүрээ нь үндсэндээ N-ацетилмурамик хүчил ба N-ацетилглюкозамин нэгжийн шугаман гинжээс бүрддэг. Эдгээр гинж нь пептидийн гүүрээр бие биентэйгээ огтлолцдог бөгөөд энэ нь пептидогликаны ерөнхий бүтцийг илүү тогтвортой болгодог. Цаашилбал, зарим бактериудад пептидогликантай холбогдож, түүний үйл ажиллагаанд хувь нэмэр оруулдаг тейхойн хүчил, липотеихойн хүчил зэрэг нэмэлт молекулуудыг олж болно.
II. Пептидогликаны химийн найрлага ба түүний бүтцийн үүрэг
Пептидогликан бол чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм эсийн хана нян ба архейг бүрдүүлдэг бөгөөд эдгээр эсүүдэд хатуулаг, хамгаалалт өгдөг. Түүний химийн бүтэц нь үндсэндээ N-ацетилглюкозамин (NAG) ба N-ацетилмурамик хүчил (NAM) гэсэн хоёр төрлийн сахарын нэгжийн давталтын үр дүнд үүссэн шугаман полисахаридын гинжээс бүрддэг. Эдгээр гинж нь хоорондоо холбогдож, эсийг хүрээлж, түүний өвөрмөц хэлбэрийг өгдөг гурван хэмжээст тор үүсгэдэг.
Пептидогликаны бүтэц нь N-ацетилмурамик хүчилтэй холбоотой пептидийн богино гинжийг агуулдаг. Эдгээр пептидийн найрлага нь янз бүрийн бактерийн болон архелийн төрлүүдийн хооронд өөр өөр байж болох бөгөөд эсийн хананы физик шинж чанарыг олон талт болгодог. Пептид ба сахарын хоорондох холбоо нь хурцадмал байдалд илүү тэсвэртэй болж, эсийн бүтцийн нэгдмэл байдлыг хангадаг.
Пептидогликаны гол үүрэг бол осмосын даралтыг дэмжих, эсэргүүцэх явдал юм. Пептидогликаны бүтэц нь эсийн хэлбэрийг хадгалахаас гадна даралтын гэнэтийн өөрчлөлтийг эсэргүүцэх боломжийг олгодог. Энэ шинж чанар нь бие махбодийн нөхцөл байдал маш их хувьсах боломжтой эрс тэс орчинд амьдардаг бактери, археагийн хувьд онцгой ач холбогдолтой юм. Пептидогликаны хөшүүн чанар нь молекул ба эмгэг төрүүлэгч бичил биетний нэвтрэлтийн эсрэг үр дүнтэй саад тотгор болж, улмаар бактерийн болон архелийн эсийг болзошгүй гэмтлээс хамгаалдаг.
III. Пептидогликан нь бактерийн хамгаалалт, тогтвортой байдлын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм
Пептидогликан нь бактерийн хамгаалалт, тогтвортой байдлын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь бактерийн эсийн хананд байдаг хатуу бүтэц бөгөөд тэдгээр нь механик эсэргүүцэл, осмосын задралаас хамгаалдаг. Бактерийн оршин тогтноход пептидогликаны ач холбогдлын талаархи гурван гол зүйлийг доор харуулав.
1. Гадны халдлагаас хамгаалах: Пептидогликан нь нянгуудыг янз бүрийн гадны халдлагаас, тухайлбал литик ферментийн үйл ажиллагаа, нянгийн эсрэг химийн бодисын нөлөөнөөс хамгаалдаг хүчтэй физик саадыг бүрдүүлдэг. Энэхүү бүтэц нь нянгийн бамбай болж, тэдгээрийг задрахаас сэргийлж, хүрээлэн буй орчны стресстэй нөхцөлд бүрэн бүтэн байлгадаг.
2. Эсийн хэлбэрийг хадгалах: Пептидогликан нь нянгийн хэлбэр, хөшүүн байдлыг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг, учир нь энэ нь эсийг дэмждэг бүтцийн тулгуур болдог. Энэ өмчийн ачаар бактери нь шинж чанараа хадгалж, үйл ажиллагаагаа баталгаажуулж, бодисын солилцооны үйл явц, нөхөн үржих чадварт нөлөөлж болох хэв гажилтаас зайлсхийх боломжтой.
3. Осмос даралтын эсэргүүцэл: Пептидогликан нь хүрээлэн буй орчны осмосын даралтын өөрчлөлтөд бактерийн эсийн хананы бүрэн бүтэн байдлыг хадгалахад онцгой ач холбогдолтой юм. Энэхүү бүтэц нь нянгийн эсийн гадна болон доторх ууссан бодисын концентрацийн зөрүүг тэсвэрлэх чадварыг өгч, хэт их ус орохоос сэргийлж, амьд үлдэхэд шаардлагатай эсийн тургорыг хадгалах боломжийг олгодог.
IV. Пептидогликан дахь пептид ба гликозидын холбоо, тэдгээрийн ач холбогдол
Пептидогликан нь бактерийн эсийн хананы чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд хатуулаг, хамгаалалтыг өгдөг. Энэхүү полимер нь пептидийн бонд ба гликозидын холбоо гэсэн хоёр төрлийн бондын нэгдлээс үүсдэг.
Пептидогликаныг бүрдүүлдэг амин хүчлүүдийн хооронд пептидийн холбоо үүсч, гурван хэмжээст бүтэц үүсэх боломжийг олгодог. Эдгээр холбоосууд нь өндөр тэсвэртэй бөгөөд бактерийн эсийн хананы механик эсэргүүцлийг бий болгож, осмосын даралтын дор хагарахаас сэргийлдэг.
Нөгөө талаас пептидогликаныг бүрдүүлдэг N-ацетилглюкозамин (NAG) ба N-ацетилмурамик хүчил (NAM) сахарын хооронд гликозидын холбоо үүсдэг. Эдгээр холбоосууд нь эсийн хананы бүтцийн нэгдмэл байдлыг хадгалах, хамгаалалтын функцийг хангахад маш чухал юм. Нэмж дурдахад гликозидын холбоо нь пептидогликаныг сунгаж, эсийн өсөлт, хуваагдлыг зөвшөөрдөг.
V. Пептидогликан нь шинэ антибиотикийг боловсруулахад эмчилгээний зорилго юм
Пептидогликан нь бактерийн эсийн хананд байдаг хатуу давхарга бөгөөд тэдний оршин тогтноход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь пенициллин, амоксициллин зэрэг бета-лактам антибиотикуудын гол зорилт юм. Гэсэн хэдий ч сүүлийн хэдэн арван жилд эдгээр антибиотикт тэсвэртэй байдал нэмэгдэж байгаа нь пептидогликанд чиглэсэн шинэ эм боловсруулах шаардлагатай болсон.
Эрдэмтэд тэсвэртэй бактерийн эсрэг тэмцэх арга болох пептидогликаны нийлэгжилт эсвэл задралыг дарангуйлах янз бүрийн стратегийг судалж байна. Хамгийн ирээдүйтэй аргуудын нэг бол пептидогликаны бүтцэд зайлшгүй шаардлагатай хөндлөн холбоос үүсэхэд оролцдог транспептидаза ферментийн дарангуйлагчийг хөгжүүлэх явдал юм. Эдгээр дарангуйлагчид бактерийн эсийн ханыг сулруулж, бусад антибиотикт илүү мэдрэмтгий болгодог.
Транспептидазын ферментийн дарангуйлагчдаас гадна пептидогликанд чиглэсэн бусад стратегиуудыг судалж байна. Үүнд пептидогликан прекурсоруудын нийлэгжилтэнд саад учруулдаг нэгдлүүд, мөн энэ бүтцийг доройтуулдаг ферментүүд дээр ажилладаг бодисуудыг хайх зэрэг орно. Эдгээр янз бүрийн аргууд нь нянгийн эсийн ханыг сулруулж, одоо байгаа антибиотикуудын үр нөлөөг нэмэгдүүлэх эсвэл пептидогликанд онцгой өвөрмөц шинэ антибиотикуудыг зохион бүтээх зорилготой юм.
ХӨРӨӨ. Пептидогликаны нийлэгжилтэнд нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд ба түүний бактерийн эсэргүүцэлтэй холбоотой байдаг
Пептидогликан нь бактерийн эсийн хананы чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд тэдгээрийн эсэргүүцлийн үндсэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Пептидогликаны нийлэгжилтийг бактерийн эсэргүүцэлд нөлөөлж болох хэд хэдэн хүчин зүйлээр зохицуулдаг. Энд бид эдгээр хүчин зүйлсийн заримыг болон тэдгээрийн пептидогликаны синтез ба бактерийн эсэргүүцэлтэй хэрхэн харьцах талаар ярилцах болно.
1. Пептидогликаны нийлэгжилтэнд оролцдог ферментүүд: Пептидогликаны нийлэгжилт нь үйл явцын янз бүрийн үе шатуудыг хурдасгадаг хэд хэдэн ферментийг агуулдаг. Эдгээр ферментүүд нь пептидогликанд пептид ба гликозидын холбоог үүсгэх, өөрчлөх үүрэгтэй лигаз, синтетаза, гидролазыг агуулдаг. Эдгээр ферментийн үйл ажиллагааны аливаа өөрчлөлт нь пептидогликаны нийлэгжилтэд нөлөөлж, улмаар бактерийн эсэргүүцэлд нөлөөлдөг.
2. Антибиотик байгаа эсэх: Зарим антибиотикууд нь пептидогликаны синтезийг дарангуйлдаг. Жишээлбэл, пенициллин, ванкомицин нь пептидогликанд пептидийн холбоо үүсгэх үүрэгтэй ферментийн үйл ажиллагааг дарангуйлдаг. Эдгээр антибиотикууд нь пептидогликаны нийлэгжилтийг удаашруулж эсвэл зогсоож, бактерийн эсэргүүцлийг бууруулдаг.
3. Генетикийн хүчин зүйлс: Пептидогликаны нийлэгжилтийг зарим талаараа бактерийн генетик мэдээллээр тодорхойлдог. Пептидогликаны нийлэгжилтэнд оролцдог ферментүүдийг кодлодог генийн мутаци нь тэдний үйл ажиллагаанд нөлөөлж, улмаар бактерийн эсэргүүцэлд нөлөөлдөг. Цаашилбал, нянгийн эсэргүүцлийн генүүд, тухайлбал, гадагшлуулах шахуургыг кодлодог, ферментийг өөрчилдөг генүүд нь пептидогликаны синтез болон бактерийн эсэргүүцэлд нөлөөлж болзошгүй.
VII. Пептидогликан нь ангилал зүйн маркер бөгөөд түүний бактери тодорхойлоход оруулсан хувь нэмэр
Пептидогликан нь бактерийн эсийн хананы чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд түүний өвөрмөц бүтэц нь нян илрүүлэхэд чухал ангилал зүйн маркер болгодог. Пептидогликанд агуулагдах пептидийн холбоо ба глюкозын молекулуудын бүтэц, тархалт нь янз бүрийн бактерийн төрлүүдийн хооронд харилцан адилгүй байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг төрөл бүрийн ангиллаар ялгах, ангилах боломжийг олгодог.
Бактерийн дээжинд пептидогликаны агууламжийг тодорхойлохдоо хэт улаан туяаны спектроскопи, хроматографи, электрон микроскоп зэрэг янз бүрийн арга техникийг ашиглан хийж болно. Эдгээр аргууд нь пептидогликаны бүтэц, найрлагыг шинжлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь бактерийг үнэн зөв тодорхойлоход үнэлж баршгүй ач холбогдолтой юм.
Бактерийг тодорхойлоход пептидогликаны оруулсан хувь нэмэр нь түүний тогтвортой байдал, хувьслын хадгалалтаас шалтгаалан ихээхэн ач холбогдолтой юм. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь ихэнх бактериудад байдаг бөгөөд энэ нь ангилал зүй, филогенетикийн судалгаанд маш найдвартай, өргөн хэрэглэгддэг маркер болдог. Генетикийн хувьд ижил төстэй байсан ч нянгийн төрлийг ялгах чадвар нь нянгийн үнэн зөв ангилах гол хэрэгсэл болдог.
Асуулт ба Хариулт
Асуулт: Бактерийн эсийн хананы хатуу давхаргыг яагаад пептидогликан гэж нэрлэдэг вэ?
Х: Пептидогликан гэдэг нэрийг химийн найрлага, өвөрмөц шинж чанараас нь шалтгаалан бактерийн эсийн хананы бүтцэд байгаа хатуу давхаргыг тодорхойлоход ашигладаг.
А: Пептидогликан хэрхэн бүрддэг вэ?
Х: Пептидогликан нь N-ацетилглюкозамин (NAG) ба N-ацетилмурамик хүчлийн (NAM) хэсгүүдийн урт, хоорондоо уялдаатай давтагдах гинжээс тогтдог. Эдгээр нэгжүүд нь гликозидын холбоогоор холбогддог.
А: Бактерийн эсийн хананд пептидогликан ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
Хариулт: Пептидогликан нь нянгийн эсийн хатуулаг, хамгаалалтыг хангахад зайлшгүй шаардлагатай. Энэ нь эсийн задралаас сэргийлж, нянгийн хэлбэрийг хадгалахад тусалдаг физик саад болж байна.
Асуулт: Пептидогликан нь антибиотикт тэсвэртэй болоход хэрхэн хувь нэмэр оруулдаг вэ?
Хариулт: Пептидогликан нь нийлэгжилт, бүтэц нь нянгийн халдварыг эмчлэх гол зорилт байдаг тул олон антибиотикийн гол зорилт юм. Эдгээр антибиотикт тэсвэртэй бактери нь ихэвчлэн мутаци эсвэл пептидогликаны өөрчлөлтийн механизмыг үзүүлдэг бөгөөд энэ нь тэдний үйл ажиллагааг эсэргүүцэх боломжийг олгодог.
А: Пептидогликан агуулаагүй бактери байдаг уу? түүний эсийн хана?
Хариулт: Тийм ээ, эсийн хананд пептидогликан дутагдсан микоплазм гэж нэрлэгддэг зарим бактери байдаг. Эдгээр бактери нь нэмэлт липидийг нэгтгэх зэрэг эсийн мембраны бүтцийн нэгдмэл байдлыг хадгалах өөр механизмыг боловсруулсан.
А: Пептидогликаныг судлах нь яагаад чухал вэ?
Х: Пептидогликаныг судлах нь нянгийн эсийн хананы бүтэц, үйл ажиллагааг ойлгох, мөн бактерийн халдвартай тэмцэх шинэ эмчилгээний аргыг боловсруулахад маш чухал юм. Цаашилбал, бактери нь пептидогликаны нөлөөг хэрхэн өөрчлөх эсвэл зайлсхийх боломжтойг ойлгох нь өсөн нэмэгдэж буй антибиотик эсэргүүцлийн асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалдаг.
Цаашдын зам
Дүгнэж хэлэхэд, "пептидогликан" гэсэн нэр томъёо нь нянгийн өвөрмөц бөгөөд зайлшгүй найрлагатай тул бактерийн эсийн хананы хатуу давхаргад хэрэглэгддэг. Энэхүү полимер бүтэц нь үндсэндээ N-ацетилглюкозамин ба N-ацетилмурамик хүчлийн нэгдлүүдээс бүрдсэн чихрийн шугаман гинжээс бүрддэг. Эдгээр гинж нь пептидийн гүүрээр холбогддог бөгөөд энэ нь бактерийн эсийн хананд тогтвортой байдал, эсэргүүцлийг өгдөг.
Пептидогликаны гол үүрэг нь бактерийн механик эсэргүүцлийг бий болгож, осмосын задралаас хамгаалах явдал юм. Цаашилбал, энэхүү хатуу давхарга нь бактерийн үйл ажиллагаа, амьд үлдэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг уураг, ферментийг холбох платформ болдог.
Пептидогликаныг судлах, ойлгох нь антибиотикт тэсвэртэй байдлын механизмыг судлах, нянгийн эсрэг шинэ эмчилгээг боловсруулах, бактерийн эсийн ханыг сулруулж, халдвартай тэмцэх стратеги хайх боломжийг бидэнд олгосон. Нэмэлт судалгаагаар бид энэхүү чухал давхаргын талаарх мэдлэгээ үргэлжлүүлэн өргөжүүлж, микробиологи, анагаах ухааны хөгжилд хувь нэмрээ оруулсаар байх болно гэж найдаж байна.
Эцэст нь хэлэхэд, "пептидогликан" гэсэн нэр томъёо нь өвөрмөц найрлагатай, нянгийн оршин тогтноход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тул бактерийн эсийн хананы хатуу давхаргыг хэлдэг. Тэдний судалгаа нь нянгийн эсрэг эсэргүүцлийн талаарх ойлголтод хувь нэмэр оруулж, бактерийн халдвартай тэмцэх шинэ стратегийг судлах боломжийг олгодог тул маш их ач холбогдолтой хэвээр байна.
Би Себастьян Видал, компьютерийн инженер технологи, өөрийн гараар хийх сонирхолтой. Цаашилбал, би бүтээгч нь tecnobits.com, би технологийг хүн бүрт илүү хүртээмжтэй, ойлгомжтой болгох хичээлүүдийг хуваалцдаг.