第一阶段:在在细胞质中合成细胞质中合成N-乙酰胞壁酸五肽乙酰胞壁酸五肽((“Park”核苷酸)核苷酸) ☆☆这一阶段起始于这一阶段起始于N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺-1-磷酸磷酸,它是由葡萄,它是由葡萄糖经一系列反应生成的;糖经一系列反应生成的;☆☆自自N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺-1-磷酸开始,以后的磷酸开始,以后的N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖胺、胺、 N-乙酰胞壁酸,以及胞壁酸五肽,都是与糖载体乙酰胞壁酸,以及胞壁酸五肽,都是与糖载体UDP结合的;结合的;葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸ATPADPGlnGlu葡糖胺葡糖胺-6-磷酸磷酸 N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-6-磷酸磷酸乙酰乙酰CoA CoAN-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸-UDP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 PiNADPH NADPN-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-1-磷酸磷酸 N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-UDPUTP PPi由由葡葡萄萄糖糖合合成成N-乙乙酰酰葡葡糖糖胺胺和和N-乙乙酰胞壁酸酰胞壁酸“Park”核苷酸核苷酸的合成的合成第二阶段:在细胞膜上由在细胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽与乙酰胞壁酸五肽与N-乙酰葡萄糖胺合乙酰葡萄糖胺合成肽聚糖单体成肽聚糖单体———双糖肽亚单位。
双糖肽亚单位☆☆这一阶段中有一种称为细菌萜醇这一阶段中有一种称为细菌萜醇(bactoprenol,Bcp)脂质脂质载体参与,这是一种由载体参与,这是一种由11个类异戊烯单位组成的个类异戊烯单位组成的C35 类异戊类异戊烯醇,烯醇,———它它 通过两个磷酸基与通过两个磷酸基与N-乙酰胞壁酸相连,载乙酰胞壁酸相连,载着在细胞质中形成的胞壁酸到细胞膜上,在那里与着在细胞质中形成的胞壁酸到细胞膜上,在那里与N-乙酰乙酰葡萄糖胺结合,并在葡萄糖胺结合,并在L-Lys上接上五肽上接上五肽(Gly)5 ,形成双糖亚形成双糖亚单位☆☆这一阶段的详细步骤这一阶段的详细步骤如图所示如图所示其中的反应其中的反应④④与与⑤⑤分别分别为万古霉素和杆菌肽所阻断为万古霉素和杆菌肽所阻断肽聚糖单体的合成——细菌萜醇细菌萜醇(bactoprenol):又称类脂载体;运载“Park”核苷酸进入细胞膜,连接N-乙酰葡糖胺和甘氨酸五肽“桥”,最后将肽聚糖单体送入细胞膜外的细胞壁生长点处结构式: CH3CH3 CH3CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2―OH功能:除肽聚糖合成外还参与微生物多种细胞外多糖和脂多糖的生物合成,如:细菌的磷壁酸、脂多糖, 细菌和真菌的纤维素, 真菌的几丁质和甘露聚糖等。
肽聚糖单体的合成G - M - P - P -类脂 M - P - P -类脂UDPUDP- G ② UDP①UDP - M P -类脂Pi ⑤ P - P -类脂杆菌肽④万古霉素5 甘氨酰-tRNA③ 5 tRNA插入至膜外肽 聚糖合成处G - M - P - P -类脂第三阶段:已合成的双糖肽插在细胞膜外的细胞壁生长点中,并交联形已合成的双糖肽插在细胞膜外的细胞壁生长点中,并交联形成肽聚糖成肽聚糖这一阶段分两步:这一阶段分两步:第一步:是多糖链的伸长第一步:是多糖链的伸长———双糖肽先是插入细胞壁生长双糖肽先是插入细胞壁生长点上作为引物的肽聚糖骨架(至少含点上作为引物的肽聚糖骨架(至少含6~8个肽聚糖单体分子)个肽聚糖单体分子)中,通过转糖基作用(中,通过转糖基作用(transglycosylation)使多糖链延伸一个使多糖链延伸一个双糖单位;双糖单位;第二步:通过转肽酶的转肽作用(第二步:通过转肽酶的转肽作用(transpeptitidation)使相邻使相邻多糖链交联多糖链交联————转肽时先是转肽时先是D-丙氨酰丙氨酰-D-丙氨酸间的肽丙氨酸间的肽链断裂,释放出一个链断裂,释放出一个D-丙氨酰残基,然后倒数第二个丙氨酰残基,然后倒数第二个D-丙氨丙氨酸的游离羧基与相邻甘氨酸五肽的游离氨基间形成肽键而实酸的游离羧基与相邻甘氨酸五肽的游离氨基间形成肽键而实现交联。
现交联肽聚糖的生物合成与某些抗生素的作用机制肽聚糖的生物合成与某些抗生素的作用机制一些抗生素能抑制细菌细胞壁的合成,但是它们的作用一些抗生素能抑制细菌细胞壁的合成,但是它们的作用位点和作用机制是不同的位点和作用机制是不同的①① -内酰胺类抗生素(青霉素、头孢霉素):内酰胺类抗生素(青霉素、头孢霉素):是是D-丙氨酰丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物,两者相互竞争转肽丙氨酸的结构类似物,两者相互竞争转肽酶的活性中心当转肽酶与青霉素结合后,双糖肽间的酶的活性中心当转肽酶与青霉素结合后,双糖肽间的肽桥无法交联,这样的肽聚糖就缺乏应有的强度,结果肽桥无法交联,这样的肽聚糖就缺乏应有的强度,结果形成细胞壁缺损的细胞,在不利的渗透压环境中极易破形成细胞壁缺损的细胞,在不利的渗透压环境中极易破裂而死亡裂而死亡②②杆菌肽:杆菌肽:能与十一异戊烯焦磷酸络合,因此抑制焦磷酸酶的作用,能与十一异戊烯焦磷酸络合,因此抑制焦磷酸酶的作用,这样也就阻止了十一异戊烯磷酸糖基载体的再生,从而这样也就阻止了十一异戊烯磷酸糖基载体的再生,从而使细胞壁(肽聚糖)的合成受阻使细胞壁(肽聚糖)的合成受阻接第4节。