Peptidoglykan

Synonym: Murein
Englisch: peptidoglycan, mucopeptide

1 Definition

Peptidoglykan, auch Murein genannt, ist ein Biopolymer, das aus Zuckermolekülen und Aminosäuren aufgebaut ist. Es ist der wichtigste Bestandteil der Zellwand vieler Bakterienarten (Eubakterien).

2 Biochemie

Das Peptidoglykan besteht aus N-Acetylglucosamin ("GlcNAc", "NAG") und N-Acetylmuraminsäure ("MurNAc", "NAM"), die beta-1,4-glykosidisch miteinander zu langen Ketten verknüpft sind. Diese Ketten werden untereinander an der N-Acetylmuraminsäure mit kurzen Oligopeptiden zu einen maschendrahtartigen Molekülgitter vernetzt. Diese Vernetzung wird durch bakterielle Transpeptidasen vermittelt.

Das Oligopeptid enthält unter anderem die Aminosäuren D-Alanin, D-Glutaminsäure und meso-Diaminopimelinsäure. Seine genaue Zusammensetzung kann bei verschiedenen Bakterienarten variieren.

3 Aufgabe

Die Peptidoglykan-Hülle dient der Stabilisierung des Bakteriums, indem sie ein Gegengewicht zum osmotischen Druck aufbaut, der im Inneren des Bakteriums herrscht. Wenn der Mureinmantel aufgelöst wird, platzt das Bakterium.

4 Mikrobiologie

Die Dicke des Peptidoglykan-Mantels eines Bakteriums bestimmt seine Färbbarkeit in der Gram-Färbung. Gram-positive Bakterien verfügen über eine dickere Murein-Schicht (ca. 20-80 nm) als gram-negative Bakterien (6-8 nm).

Die menschliche Immunabwehr ist in der Lage, die Mureinschicht von Bakterien durch spezialisierte lytische Enzyme (Lysozym) zu attackieren. Bestimmte Antibiotika wie z.B Penicillin stören die bakterielle Zellwandsynthese durch Hemmung der Transpeptidasen, welche die Vernetzung der Kohlenhydratketten katalysieren.