Главная > Химия > Биохимия, Т.3
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

32.12. Грам-отрицательные бактерии окружены наружной мембраной, богатой липополисахаридами

Как уже упоминалось, клеточная оболочка грам-отрицательных бактерий устроена более сложно, чем клеточная оболочка грам-положительных бактерий. У грам-отрицательных микроорганизмов (например, Escherichia coli или Salmonella typhimurium) слой пептидогликана окружен наружной мембраной, содержащей фосфолипиды, белки и липополисахариды. Эта наружная мембрана, подобно плазматической, имеет структуру бислоя. Итак, грам-отрица-тельные бактерии имеют две мембраны, а грам-положительные - одну. Особенность грам-отрицательных бактерий состоит также в наличии водной прослойки между плазматической мембраной и пептидогликановым слоем. В этом периплазматическом пространстве содержится много белков, участвующих в связывании и транспорте сахаров и других питательных веществ (разд. 37.20).

Липополисахариды (ЛПС) наружной мембраны представляют собой крайне необычные соединения, молекулы которых состоят из трех частей: липида А, олигосахаридов сердцевины («ядра») и -боковой цепи

Рис. 32.15. В ходе реакции транспептидирования в качестве промежуточного продукта образуется ацил—фермент.

Рис. 32.16. Образование пенициллином ферментного комплекса, обладающего неограниченной стабильностью.

Рис. 32.17. Конформация пенициллина в области высокореакционно-способной пептидной связи (А) сходна с предполагаемой конформацией структуры в переходном состоянии при протекании реакции транспептидирования. [Lee В., J.Mol.Biol., 61, 464 (1971).]

(рис. 32.18). Липид А - это гидрофобная часть большой амфипатической молекулы. Он включает шесть цепей насыщенных жирных кислот, присоединенных к двум остаткам глюкозамина. Эти ацильные цепи составляют примерно половину наружного слоя наружной мембраны. Внутренний слой вместо цепей жирных кислот содержит фосфолипиды (рис. 32.19). Далее в молекуле липополисахарида идет область олигосахаридного «ядра».

Рис. 32.18. Молекула липополисахарида состоит из трех частей: липида А, олигосахаридного «ядра» и -боковой цепи. Здесь показана последовательность сахаров, характерная для Salmonella typhimurium. Сокращения: абеквоза; этаноламин; -галактоза; -глюкоза; глюкозамин; -ацетил-глюкозамин; гептулеза; манноза; -рамноза.

Здесь десять углеводных единиц вынесено кнаружи от липида еще более наружно располагается -боковая цепь, состоящая из большого числа повторяющихся

Рис. 32.19. Молекулы липополисахаридов локализованы в наружном слое, тогда как фосфолипиды -во внутреннем слое наружной мембраны.

Рис. 32.20. Формулы ряда редких сахаров, входящих в состав липополисахаридов.

тетрасахаридных единиц. В этих двух областях содержится несколько крайне редких в природе углеводов, а именно -углеродный сахар 2-кето-3-дезоксиоктонат (КДО, KDO), 7-углеродный сахар гептоза, а также -угле-родные сахара L-рамноза и абеквоза, в молекуле которых в положении стоит вместо (рис. 32.20). В отличие от ацильной части липида А олигосахариды сердцевины и -боковая цепь высоко гидрофильны. Ряд сахаров в липополисахариде фосфорилирован, и потому молекула полисахарида в целом имеет отрицательный заряд.

Липополисахариды синтезируются в плазматической мембране и затем транспортируются в наружную мембрану. Сначала синтезируется липид А, а затем путем последовательного присоединения сахаров (донорами активированных сахаров служат соединения типа UDP-глюкозы или UDP-галактозы) образуется полисахаридное «ядро». -боковая цепь собирается иным путем. Ее повторяющееся тетрасахаридное звено синтезируется на том же самом -изопреноидном липидном переносчике, который участвует в синтезе пептидогликана (разд. 32.4). Растущая цепь таких единиц удлиняется путем переноса олигосахарида с одной молекулы переносчика на тетрасахаридное звено, связанное с другой молекулой переносчика (рис. 32.21). Аналогичный способ удлинения имеет место при синтезе жирных кислот (разд. 17.18) и белков (разд. 27.16). Наконец, -боковая цепь присоединяется к концу олигосахаридного «ядра». По-видимому, повторяющийся тетрасахарид -боковой цепи образуется во внутреннем слое плазматической мембраны, затем переносится в наружный слой и там присоединяется к растущей цепи. Полностью сформированная молекула липополисахарида транспортируется из плазматической мембраны в наружную, по-видимому, в тех участках, в которых эти структуры соприкасаются.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление