微生物*的結(jié)構(gòu)大分子種類較多,如原核生物細(xì)菌壁中的肽聚糖、磷壁酸、脂多糖等,以及真核微生物細(xì)胞壁中的葡聚糖、甘露聚糖、纖維素和幾丁質(zhì)等。這里僅介紹既有代表性又有重要意義的肽聚糖的生物合成。
肽聚糖是絕大多數(shù)原核微生物細(xì)胞壁所含的*成分,是由“雙糖五肽”單體聚合而成的網(wǎng)狀大分子,具有重要的生理功能,尤其是*、*、惡唑霉素與*等許多重要抗生素作用的靶物質(zhì)。肽聚糖的生物合成機(jī)制復(fù)雜,整個(gè)合成過(guò)程約有20步,其中研究得較清楚的是G+細(xì)菌一*(Staphylococus aureus)的肽聚糖合成過(guò)程。根據(jù)合成部位的不同,可以分解成細(xì)胞質(zhì)中、細(xì)胞膜上以及細(xì)胞膜外3個(gè)合成階段。合成部位的轉(zhuǎn)移須借助能夠轉(zhuǎn)運(yùn)與控制肽聚糖結(jié)構(gòu)元件的載體,目前已知有尿苷二磷酸(UDP)和細(xì)菌萜醇兩種載體的參與。
(1)在細(xì)胞質(zhì)中合成“單糖五肽” 首先由葡萄糖合成N一乙酰葡糖胺和N一乙酰胞壁酸,進(jìn)而合成“單糖五肽”。
N一乙酰胞壁酸形成后進(jìn)一步合成“單糖五肽”,其中*二肽合成的兩步反應(yīng)均可被環(huán)*(惡唑霉素)抑制。
(2)在細(xì)胞膜中合成雙糖五肽和*肽橋要使親水性的單糖五肽進(jìn)入疏水性質(zhì)膜.并在質(zhì)膜上完成“雙糖五肽”合成及與*“五肽橋”連接,zui后將肽聚糖單體(雙糖五肽一*五肽橋復(fù)合體)插入到細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長(zhǎng)點(diǎn)處,必須借助一種稱為細(xì)菌萜醇(bactoprenol)的類脂作載體才能完成。此類脂載體是1種含11個(gè)異戊二烯單位的C55類異戊二烯醇,它通過(guò)兩個(gè)磷酸基與N一乙酰胞壁酸相連,載著在細(xì)胞質(zhì)中形成的UDP—N一乙酰胞壁酸五肽轉(zhuǎn)到細(xì)胞膜上,在那里與N一乙酰葡糖胺結(jié)合,并在L—Lys上接上五肽(Gly)5,形成雙糖肽亞單位。該類脂除用作肽聚糖合成的載體外,還參與多種微生物胞外多糖和脂多糖的生物合成。細(xì)菌質(zhì)膜上的雙糖五肽合成。
(3)在細(xì)胞膜外合成肽聚糖網(wǎng) 已合成的雙糖肽插在細(xì)胞膜外的細(xì)胞壁生長(zhǎng)點(diǎn)中并交聯(lián)形成肽聚糖。首先是多糖鏈的伸長(zhǎng)。雙糖肽先是插入細(xì)胞壁生長(zhǎng)點(diǎn)上作為引物的肽聚糖骨架(至少含6~8個(gè)肽聚糖單體的分子)中,通過(guò)轉(zhuǎn)糖基作用使多糖鏈延伸一個(gè)雙糖單位;其次是通過(guò)轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)肽作用使相鄰多糖鏈交聯(lián)。轉(zhuǎn)肽時(shí)先是D丙氨酰-D-*間的肽鏈斷裂,釋放出一個(gè)口丙氨酰殘基,然后倒數(shù)第2個(gè)n*的游離羧基與鄰鏈甘氬酸五肽的游離氨基間形成肽鍵而實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。轉(zhuǎn)肽作用為*所抑制,原因是*是D-再氨酰-D-*的結(jié)構(gòu)類似物,兩者互相競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)肽酶的活性中心。當(dāng)轉(zhuǎn)肽酶與*結(jié)合后.雙糖肽間的肽橋無(wú)法交聯(lián),這樣的肽聚糖就缺乏應(yīng)有的強(qiáng)度,結(jié)果就形成原生質(zhì)體或球狀體這樣的細(xì)胞壁缺損的細(xì)胞,在低滲透壓環(huán)境下極易破裂而死亡。*抑制肽聚糖的生物合成,因此*只對(duì)正在生長(zhǎng)繁殖的細(xì)菌有抑制作用,而對(duì)非生長(zhǎng)狀態(tài)的靜止細(xì)胞無(wú)抑制作用。