Введение

[[Файл:Псевдопептидогликан.png|thumb|right|Схема структуры, показывающая сахарные звенья и UDP L Glu γ L Ala ε L Lys L Ala пептидный остаток. Дополнительный остаток глутаминовой кислоты, присоединенный к остатку L Lys через γ-связь (PPG), является основным компонентом клеточной стенки некоторых архей, отличающимся по химической структуре от бактериального пептидогликана, но схожим с ним по функциям и физической структуре. Псевдопептидогликан обычно встречается лишь у нескольких метаногенных архей. Основными компонентами являются N-ацетилглюкозамин и N-ацетилталозаминуроновая кислота (в бактериальном пептидогликане содержится N-ацетилмураминовая кислота), соединенные β-1,3-гликозидными связями. Лизоцим, защитный механизм организма, присутствующий в выделениях человека (например, в слюне и слезах), разрушает β-1,4-гликозидные связи, расщепляя пептидогликан. Однако, поскольку псевдопептидогликан содержит β-1,3-гликозидные связи, лизоцим неэффективен против него. Ранее, основываясь на этих существенных различиях в химии клеточной стенки, предполагалось, что клеточные стенки архей и бактерий не произошли от общего предка, а являются результатом конвергентной эволюции, но недавние структурные исследования выявили более глубокую гомологию. Псевдомуреин-эндоизопептидазы функционируют путем расщепления пептидных связей между соседними нитями псевдопептидогликана.

Структура

Псевдопептидогликан состоит из двух сахаров, N-ацетилглюкозамина и N-ацетилталозаминуроновой кислоты. Эти сахара образованы различными аминокислотами, а пептидные сшивки внутри псевдопептидогликана формируются с участием различных аминокислот. Пептидная связь образуется между лизином одной N-ацетилталозаминуроновой кислоты и глутамином параллельной N-ацетилталозаминуроновой кислоты. Псевдопептидогликан, подобно пептидогликану в бактериях, формирует сетчатый слой вне плазматической мембраны архей.

Функция

Только у немногих метаногенных архей клеточные стенки состоят из псевдопептидогликана. Этот компонент выполняет функции, аналогичные пептидогликану в бактериальной клетке. Архейная клетка использует псевдопептидогликан для определения своей формы и обеспечения структурной целостности. Он также служит для защиты клетки от нежелательных молекул и вредных веществ из окружающей среды.

Биосинтез

PPG синтезируется ферментами двух кластеров генов. Недавние исследования пептидных лигаз неожиданно показали их общее происхождение с синтезом муреина. В настоящее время известно, что путь включает ортологи бактериальным CarB, MurC/D (пептидная лигаза), MurG, MraY, UppP, UppS, флиппазу, предположительно выполняющую аналогичную функцию, и два новых, но консервативных трансмембранных белка. GlmM и GlmU, которые у бактерий производят UDP-GlcNAc, также присутствуют вместе с фосфоглюкомутазой (PGM). У половины видов также обнаружены MurT и GatD, известные своей ролью в модификации клеточной стенки у бактерий. Ортологи ферментов сшивки пока не идентифицированы. Важно отметить, что "образование дисахаридного фрагмента гликопептидного мономера происходит перед переносом на мембранный белок MraY", в отличие от бактерий, где это происходит после. Для объединения этих данных в последовательную схему необходимы дальнейшие исследования.

Лизозим

Лизозим — это естественный защитный механизм в организме человека, способный разрушать пептидогликан в бактериальных клетках. Он расщепляет пептидогликан, воздействуя на β 1,4-гликозидные связи, соединяющие чередующиеся аминосахара, из которых он состоит. Это разрушение гликозидных связей в пептидогликане приводит к разделению сахаров и нарушению структурной целостности пептидогликана и бактерий. Однако псевдопептидогликан состоит из иного кислого аминосахара – N-ацетилталозаминуроновой кислоты. Это различие обуславливает наличие у него β 1,3-гликозидных связей (в отличие от β 1,4-гликозидных связей в бактериях). Поскольку псевдопептидогликан содержит другие аминосахара, для его расщепления используется другой каталитический фермент. Эти отличные аминокислоты делают неэффективными антибиотики, нацеленные на клеточные стенки, такие как пенициллин, в отношении псевдопептидогликана.