肽聚糖的合成

1、第一階段：在細(xì)胞質(zhì)中合成在細(xì)胞質(zhì)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）。 這一階段起始于這一階段起始于N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺-1-磷酸磷酸，它是由葡萄，它是由葡萄糖經(jīng)一系列反應(yīng)生成的；糖經(jīng)一系列反應(yīng)生成的；自自N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺-1-磷酸開始，以后的磷酸開始，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，都是與糖載體乙酰胞壁酸，以及胞壁酸五肽，都是與糖載體UDP結(jié)合的；結(jié)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

2、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由葡萄糖合成由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和N-乙乙酰胞壁酸酰胞壁酸“Park”核苷酸的核苷酸的合成合成第二階段：在細(xì)胞膜上由在細(xì)胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽與乙酰胞壁酸五肽與N-乙酰葡萄糖胺合乙酰葡萄糖胺合成肽聚糖單體成肽聚糖單體雙糖肽亞單位。雙糖肽亞單位。這一階段中有一種稱為細(xì)菌萜醇這一階段中有一種稱為細(xì)菌萜醇(bactoprenol,Bcp)脂質(zhì)脂質(zhì)載體參與，這是一種由載體參與，這是一

3、種由11個類異戊烯單位組成的個類異戊烯單位組成的C35 類異戊類異戊烯醇，烯醇，它它 通過兩個磷酸基與通過兩個磷酸基與N-乙酰胞壁酸相連，乙酰胞壁酸相連，載著在細(xì)胞質(zhì)中形成的胞壁酸到細(xì)胞膜上，在那里與載著在細(xì)胞質(zhì)中形成的胞壁酸到細(xì)胞膜上，在那里與N-乙乙酰葡萄糖胺結(jié)合，并在酰葡萄糖胺結(jié)合，并在L-Lys上接上五肽上接上五肽(Gly)5 ,形成雙糖亞形成雙糖亞單位。單位。這一階段的詳細(xì)步驟這一階段的詳細(xì)步驟如圖所示如圖所示。其中的反應(yīng)。其中的反應(yīng)與與分別分別為萬古霉素和桿菌肽所阻斷。為萬古霉素和桿菌肽所阻斷。肽聚糖單體的合成細(xì)菌萜醇細(xì)菌萜醇（bactoprenol）：又稱類脂載體；運載“Park

4、”核苷酸進入細(xì)胞膜，連接N-乙酰葡糖胺和甘氨酸五肽“橋”，最后將肽聚糖單體送入細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長點處。結(jié)構(gòu)式： CH3CH3 CH3CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2OH功能：除肽聚糖合成外還參與微生物多種細(xì)胞外多糖和脂多糖的生物合成，如：細(xì)菌的磷壁酸、脂多糖， 細(xì)菌和真菌的纖維素， 真菌的幾丁質(zhì)和甘露聚糖等。肽聚糖單體的合成G - M - P - P -類脂 M - P - P -類脂UDPUDP- G UDPUDP - M P -類脂Pi P - P -類脂桿菌肽萬古霉素5 甘氨酰-tRNA 5 tRNA插入至膜外肽 聚糖合成處G - M - P - P

5、-類脂第三階段：已合成的雙糖肽插在細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長點中，并交聯(lián)形已合成的雙糖肽插在細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長點中，并交聯(lián)形成肽聚糖。成肽聚糖。這一階段分兩步：這一階段分兩步：第一步：是多糖鏈的伸長第一步：是多糖鏈的伸長雙糖肽先是插入細(xì)胞壁生長雙糖肽先是插入細(xì)胞壁生長點上作為引物的肽聚糖骨架（至少含點上作為引物的肽聚糖骨架（至少含68個肽聚糖單體分子）個肽聚糖單體分子）中，通過轉(zhuǎn)糖基作用（中，通過轉(zhuǎn)糖基作用（transglycosylation)使多糖鏈延伸一使多糖鏈延伸一個雙糖單位；個雙糖單位；第二步：通過轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)肽作用（第二步：通過轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)肽作用（transpeptitidation)使相

6、鄰使相鄰多糖鏈交聯(lián)多糖鏈交聯(lián)轉(zhuǎn)肽時先是轉(zhuǎn)肽時先是D-丙氨酰丙氨酰-D-丙氨酸間的肽丙氨酸間的肽鏈斷裂，釋放出一個鏈斷裂，釋放出一個D-丙氨酰殘基，然后倒數(shù)第二個丙氨酰殘基，然后倒數(shù)第二個D-丙丙氨酸的游離羧基與相鄰甘氨酸五肽的游離氨基間形成肽鍵而氨酸的游離羧基與相鄰甘氨酸五肽的游離氨基間形成肽鍵而實現(xiàn)交聯(lián)。實現(xiàn)交聯(lián)。肽聚糖的生物合成與某些抗生素的作用機制肽聚糖的生物合成與某些抗生素的作用機制一些抗生素能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，但是它們的作用一些抗生素能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，但是它們的作用位點和作用機制是不同的。位點和作用機制是不同的。 -內(nèi)酰胺類抗生素（青霉素、頭孢霉素）：內(nèi)酰胺類抗生素（青霉素、頭孢霉素）：是是D-丙氨酰丙氨酰-D-丙氨酸的結(jié)構(gòu)類似物，兩者相互競爭轉(zhuǎn)肽丙氨酸的結(jié)構(gòu)類似物，兩者相互競爭轉(zhuǎn)肽酶的活性中心。當(dāng)轉(zhuǎn)肽酶與青霉素結(jié)合后，雙糖肽間的酶的活性中心。當(dāng)轉(zhuǎn)肽酶與青霉素結(jié)合后，雙糖肽間的肽橋無法交聯(lián)，這樣的肽聚糖就缺乏應(yīng)有的強度，結(jié)果肽橋無法交聯(lián)，這樣的肽聚糖就缺乏應(yīng)有的強度，結(jié)果形成細(xì)胞壁缺損的細(xì)胞，在不利的滲透壓環(huán)境中極易破形成細(xì)胞壁缺損的細(xì)胞，在不利的滲透壓環(huán)境中極易破裂而死亡。裂而死亡。桿菌肽：桿菌肽：能與十一異戊烯焦磷酸絡(luò)合，因此抑制焦磷酸酶的作用，