O peptidoglicano é um polímero constituído por açúcares e aminoácidos que originam uma espécie de malha na região exterior à membrana celular das bactérias (excepto Archaea) – a parede celular. O polissacárido que constitui o peptidoglicano consiste em resíduos alternados de N-acetilglucosamina (NAG) e ácido N-acetilmurâmico (NAMA), unidos por ligações β-(1,4). Associada ao ácido N-acetilmurâmico está uma cadeia peptídicos de 4 a 5 resíduos de aminoácido. O péptido estabelece ligações cruzadas com outra cadeia peptídica, formando uma malha tridimensional. Algumas Archaea possuem estruturas similares de pseudopeptidoglicano, onde existem ligações β-(1,3) entre N-acetilglucosamina e ácido N-acetilalosaminurónico (daí as Archaea serem insensíveis à lizosima).
O peptidoglicano tem uma função estrutural nas paredes celulares bacterianas, dando resistência estrutural, tendo também a função de contrariar a pressão osmótica do citoplasma.
A camada de peptidoglicano é substancialmente mais espessa nas bactérias Gram-positivas do que nas Gram-negativas, com consequente associação à S-layer. O péptidogicano constitui cerca de 90% do peso seco das bectérias Gram-positivas, mas apenas 10% do peso seco das Gram-negativas.
A camada de peptidoglicano da parede celular das bactérias tem uma estrutura em malha cristalina, formada a partir de cadeias lineares de dois amino-açúcares – N-acetilglucosamina e ácido N-acetilmurâmico. Cada ácido N-acetilmurâmico encontra-se associado a um pequeno péptido, sendo constituído por L-alanina, ácido D-glutâmico, ácido meso-diaminopimélico e D-alanina no caso de E. coli (uma bactéria Gram-negativa), ou L-alanina, D-glutamina, L-lisina e D-alanina, ligado a outro péptido por pontes de cinco glicinas (entre a D-alanina de um péptido e a L-lisina de outro péptido) no caso de Staphylococcus aureus (uma bactéria Gram-positiva). O estabelecimento destas pontes cruzadas é feito com auxílio de uma transpeptidase.
Os monómeros de peptidoglicano são sintetizados no citosol e são depois associados a um transportador de membrana, o bactoprenol. O bactoprenol transporta os monómeros ao longo da membrana citoplasmática, os quais são depois associados ao peptidoglicano existente.
No primeiro passo da síntese do peptidoglicano, a glutamina doa um grupo amina ao açúcar frutose-6-fosfato, originando glucosamina-6-fosfato. No segundo passo, um grupo acetilo é transferido de uma molécula de acetil-CoA para o grupo amino da glucosamina-6-fosfato, originando N-acetil-glucosamina-6-fosfato. No terceiro passo, a N-acetil-glucosamina-6-fosfato é isomerizada a N-acetil-glucosamina-1-fosfato.
No quarto passo da biossíntese, o N-acetil-glucosamina-1-fosfato associa-se a uma molécula de Uridina trifosfato (UTP). Nesta reacção particular, depois do monofosfato se associar ao UTP, um grupo pirofosfato inorgânico é libertado, originando-se UDP-NAG.
No quinto passo, algum do UDP-N-acetil-glucosamina é convertido a UDP-NAMA, por adição de um grupo lactilo à glucosamina, o qual é previamente reduzido com o gasto de uma molécula de NADPH (passo seis).
No sétimo passo, o UDP-NAMA é convertido a UDP-NAMA pentapéptido pela adição de cinco aminoácidos, normalmente incluindo o dipéptido D-alanil-D-alanina. Cada um destes passos requere o gasto de ATP.
Numa segunda fase da biossíntese, o bactoprenol transporta os precursores do peptidoglicano através da membrana celular. O bactoprenol ataca o UDP-NAMA pentapéptido, criando um PP-NAMA pentapéptido. O UDP-NAG é associado ao lípido, originando-se PP-NAMA-pentapéptido-NAG, o precursor do peptidoglicano. O processo de transporte ao longo da membrana ainda não está claro. No entanto, após estar no exterior, este é adicionado à cadeia de peptidoglicano que está a ser formada. A reacção seguinte, conhecida como transglicosilação, corresponde à associação do grupo hidroxilo do NAG ao NAMA, que leva à dissociação o bactoprenol-PP da cadeia de glicano.
Algumas drogas antibacterianas, como as penicilinas, interferem com a produção do peptidoglicano, ligando-se às enzimas bacterianas, conhecidas como penicilina-binding proteins (PBPs), ou transpeptidases. As PBPs formam as ligações entre os oligopéptidos no peptidoglicano. Mutações nos genes que codificam para transpeptidases que levam a interacções reduzidas com o antibiótico são uma fonte significante para a emergência de resistência aos antibióticos.
Fonte: Wikipédia