第五講微生物生理學肽聚糖的合成

第一階段：在細胞質(zhì)中合成N-乙酰胞壁酸五肽（“Park”核苷酸）。☆這一階段起始于N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸，它是由葡萄糖經(jīng)一系列反應生成的；☆自N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸開始，以后的N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸，以及胞壁酸五肽，都是與糖載體UDP結合的；“Park”核苷酸的合成第二階段：在細胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽與N-乙酰葡萄糖胺合成肽聚糖單體———雙糖肽亞單位。☆這一階段中有一種稱為細菌萜醇(bactoprenol,Bcp)脂質(zhì)載體參與，這是一種由11個類異戊烯單位組成的C35類異戊烯醇，———它通過兩個磷酸基與N-乙酰胞壁酸相連，載著在細胞質(zhì)中形成的胞壁酸到細胞膜上，在那里與N-乙酰葡萄糖胺結合，并在L-Lys上接上五肽(Gly)5,形成雙糖亞單位?！钸@一階段的詳細步驟如圖所示。其中的反應④與⑤分別為萬古霉素和桿菌肽所阻斷。肽聚糖單體的合成——細菌萜醇細菌萜醇（bactoprenol）：又稱類脂載體；運載“Park”核苷酸進入細胞膜，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胞膜外的細胞壁生長點處。結構式：

CH3 CH3 CH3 CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2―OH功能：除肽聚糖合成外還參與微生物多種細胞外多糖和脂多糖的生物合成，如：細菌的磷壁酸、脂多糖， 細菌和真菌的纖維素， 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 ②UMP ①UDP-M

P-類脂 Pi⑤

P-P-類脂桿菌肽④ 萬古霉素 5甘氨酰-tRNA③ 5tRNA插入至膜外肽聚糖合成處G-M-P-P-類脂第三階段：已合成的雙糖肽插在細胞膜外的細胞壁生長點中，并交聯(lián)形成肽聚糖。這一階段分兩步：第一步：是多糖鏈的伸長———雙糖肽先是插入細胞壁生長點上作為引物的肽聚糖骨架（至少含6~8個肽聚糖單體分子）中，通過轉(zhuǎn)糖基作用（transglycosylation)使多糖鏈延伸一個雙糖單位；第二步：通過轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)肽作用（transpeptitidation)使相鄰多糖鏈交聯(lián)————轉(zhuǎn)肽時先是D-丙氨酰-D-丙氨酸間的肽鏈斷裂，釋放出一個D-丙氨酰殘基，然后倒數(shù)第二個D-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一些抗生素能抑制細菌細胞壁的合成，但是它們的作用位點和作用機制是不同的。①-內(nèi)酰胺類抗生素（青霉素、頭孢霉素）：是D-丙氨酰-D-丙氨酸的結構類似物，兩者相互競爭轉(zhuǎn)肽酶的活性中心。當轉(zhuǎn)肽酶與青霉素結合后，雙糖肽間的肽橋無法交聯(lián)，這樣的肽聚糖就缺乏應有的強度，結果形成細胞壁缺損的細胞，在不利的滲透壓環(huán)境中極易破裂而死亡。②桿菌肽：能與十一異戊烯焦磷酸絡合，因此抑制焦磷酸酶的作用，這樣也就阻止了十一異戊烯磷酸糖基載體的再