Struttura del peptidoglicano in Gram+ e Gram-

Il peptidoglicano è una componente fondamentale della parete batterica e si trova sia nei Gram positivi che nei Gram negativi, ma in proporzioni differenti. È molto abbondante nei Gram+ (90% della parete) e meno abbondante nei Gram- (10% della parete).



Struttura e componenti del peptidoglicano

Il peptidoglicano ha una struttura reticolare formata da filamenti longitudinali tenuti insieme da legami crociati che si formano tra le componenti peptidiche dei filamenti di peptidoglicano.

Filamenti longitudinali: NAM e NAG

I filamenti longitudinali sono costituiti dall’alternanza di N-acetil-glucosammina (NAG) e acido N-acetil muramico (NAM) tenuti insieme da legami B-1,4 glicosidici. Entrambi sono degli “ammino-zuccheri”.

Il NAM differisce dal NAG per via dell’acido lattico legato al C3 (del glucosio) mediante legame etere. Si dice infatti che il NAM è l’etere lattico del NAG (differiscono solo per la presenza dell’acido lattico).

Componente peptidica del peptidoglicano: il tetrapeptide

Oltre alla componente glucidica c’è la componente peptidica, che è responsabile della formazione dei legami crociati (quindi dei legami intercatena, perché i legami beta1-4 glicosidici sono legami intracatena).

Al NAM, precisamente a livello del residuo di acido lattico, si lega un tetrapeptide che non è trascritto e tradotto con il meccanismo che conosciamo (DNA-RNA-proteina), ma gli amminoacidi vengono inseriti ad uno ad uno perché sono amminoacidi insoliti.



Il tetrapeptide è formato da: L-alanina, acido D-glutammico, acido meso-diaminopimelico e D-alanina. Questi amminoacidi vengono inseriti in questo ordine preciso e il primo legame peptidico si forma tra il gruppo carbossilico dell’acido lattico e il gruppo amminico della L-alanina.

In molti Gram+ l’acido meso-diaminopimelico è sostituito dalla L-lisina.

Immagine riassuntiva del monomero di peptidoglicano

Struttura del peptidoglicano

Legame crociato nei Gram positivi e nei Gram negativi

I ponti tra i vari filamenti di peptidoglicano si formano grazie al tetrapeptide, ma i legami crociati sono differenti in Gram- e Gram+:

  • Nei Gram- il legame crociato si instaura tra il terzo amminoacido di un tetrapeptide e il quarto amminoacido di un tetrapeptide adiacente. Il legame crociato avviene direttamente senza elementi interposti.
  • Nei Gram+ in legame crociato invece non è diretto. Tra l’aa 3 (cioè L-lisina) e l’aa 4 di un tetrapeptide adiacente si interpone un ponte pentaglicinico, che è una catena di 5 residui di glicina. Si dice che il legame crociato avviene in modo indiretto.



Gli aa coinvolti nel legame crociato sono dei diamminoacidi, cioè hanno più funzioni amminiche disponibili per la formazione di più legami peptidici (sia L-lisina che acido meso-diaminopimelico sono diamminoacidi). Proprio per questo motivo è possibile la formazione dei legami crociati.

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