El pseudopeptidoglicano (también conocido como pseudomureína ; [2] PPG en adelante) es un componente principal de la pared celular de algunas arqueas que difiere del peptidoglicano bacteriano en su estructura química, pero se asemeja al peptidoglicano bacteriano en su función y estructura física. El pseudopeptidoglicano, en general, solo está presente en unas pocas arqueas metanogénicas . Los componentes básicos son la N -acetilglucosamina y el ácido N -acetiltalosaminurónico (el peptidoglicano bacteriano contiene ácido N -acetilmurámico en su lugar), que están unidos por enlaces β-1,3-glicosídicos. [3]
La lisozima , un mecanismo de defensa del huésped presente en las secreciones humanas (por ejemplo, la saliva y las lágrimas), rompe los enlaces β-1,4-glucosídicos para degradar el peptidoglicano. Sin embargo, debido a que el pseudopeptidoglicano tiene enlaces β-1,3-glucosídicos, la lisozima es ineficaz. Se pensaba a partir de estas grandes diferencias en la química de la pared celular que las paredes celulares de las arqueas y las paredes celulares de las bacterias no han evolucionado a partir de un ancestro común , sino que son solo el resultado de una evolución convergente , [4] pero el trabajo estructural reciente ha revelado una homología más profunda . [1]
No se conocen enzimas arqueales que rompan los enlaces β-1,3-glicosídicos en pseudopeptidoglicano, pero puede degradarse mediante la endoisopeptidasa de pseudomureína codificada por dos profagos . [5] Las endoisopeptidasas de pseudomureína funcionan cortando los enlaces peptídicos entre cadenas de pseudopeptidoglicano adyacentes.
El pseudopeptidoglicano está compuesto de dos azúcares, N -acetilglucosamina y ácido N -acetiltalosaminurónico. Estos azúcares están hechos de diferentes aminoácidos , y los enlaces cruzados peptídicos dentro del pseudopeptidoglicano se forman con diferentes aminoácidos. El enlace peptídico se forma entre la lisina de un ácido N -acetiltalosaminurónico y una glutamina de un ácido N -acetiltalosaminurónico paralelo . [6] El pseudopeptidoglicano, como el peptidoglicano en las bacterias, forma una capa similar a una malla fuera de la membrana plasmática de las arqueas.
Solo unas pocas arqueas metanogénicas tienen paredes celulares compuestas de pseudopeptidoglicano. Este componente funciona de manera muy similar al peptidoglicano en una célula bacteriana. [7] La célula arqueal utiliza el pseudopeptidoglicano para determinar su forma y brindarle estructura. También se utiliza para proteger a la célula de moléculas no deseadas o cualquier cosa dañina en su entorno.
El PPG es producido por enzimas de dos grupos de genes. Trabajos recientes sobre las ligasas de péptidos muestran, sorprendentemente, un origen común con la síntesis de mureína. Ahora se sabe que la vía incluye las ortólogas de bacterias CarB, MurC /D (ligasa de péptidos), MurG , MraY , UppP , UppS y flipasa que presumiblemente realizan una función análoga, y dos proteínas transmembrana nuevas pero conservadas. GlmM y GlmU , que producen UDP-GlcNAc en bacterias, también están presentes con fosfoglucomutasa (PGM). La mitad de las especies también tienen MurT y GatD, conocidas por realizar modificaciones de la pared celular en bacterias. No se han identificado enzimas de reticulación ortólogas. En particular, "la formación de la fracción disacárida del monómero de glucopéptido ocurre antes de la transferencia a la proteína de membrana por MraY", a diferencia de después en las bacterias. Se necesitaría más trabajo para conectar esta información en una vía coherente. [1]
La lisozima es un mecanismo de defensa natural en los seres humanos que tiene la capacidad de descomponer el peptidoglicano en las células bacterianas. Degrada el peptidoglicano atacando los enlaces β-1,4-glicosídicos que conectan los aminoazúcares alternados que lo componen. [8] Esta degradación de los enlaces glicosídicos dentro del peptidoglicano hace que los azúcares se separen e inhibe la integridad estructural del peptidoglicano y de las bacterias.
Sin embargo, el pseudopeptidoglicano está compuesto por un aminoazúcar ácido diferente, que es el ácido N-acetiltalosaminurónico. Esta diferencia es la razón por la que tiene enlaces β-1,3-glicosídicos (a diferencia de los enlaces β-1,4-glicosídicos en las bacterias). [3] Las lisozimas se dirigen al enlace en el peptidoglicano y, sin él, se vuelven ineficaces contra el pseudopeptidoglicano.
La penicilina es un grupo de antibióticos que han demostrado ser eficaces contra muchas infecciones bacterianas . Ataca a las bacterias dirigiéndose a la transpeptidasa que cataliza la reticulación de los aminoazúcares del peptidoglicano y la inhibe. [9] Sin embargo, el pseudopeptidoglicano contiene diferentes aminoazúcares y, por lo tanto, se utiliza una enzima de catálisis diferente. Los diferentes aminoácidos hacen que los antibióticos que se dirigen a las paredes celulares, como la penicilina, sean ineficaces contra el pseudopeptidoglicano. [6]
PPG se encuentra en los órdenes arqueológicos de Methanobacteriales y Methanopyrales . [1] Algunos géneros bajo estos órdenes son:
{{citation}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de septiembre de 2024 ( enlace ){{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )[ Se necesita una mejor fuente ]