Peptidoglycan-the bacterial wonder wall (日本語)

クイック、あなたはあなたの祖父母を記述することができますか? 黄色ブドウ球菌、または黄金のブドウ球菌は、単一の細胞であることができます。 できなかったらそれらをより頻繁に訪問するべきである。 いずれにせよ、非常にクールな紙が最近出てきましたが、そこに着く前に、ペプチドグリカンと呼ばれる非常に重要な細菌の構造を説明するために後,

ペプチドグリカンは、すべての細菌の細胞壁を構成するアミノ酸(したがってペプチド-)および糖(したがって–グリカン)のポリマーである。 この構造は、細菌種の主要な機能的分裂は、特別な染色プロトコルによって利用することができ、このペプチドグリカン層の構造に基づいていること、細菌の生活にとって非常に基本的なものです。

ええ、私は前にこれを使用しましたが、それでも動作します。 クレジット:私。

1884年にグラムという男が細菌サンプルを視覚化する染色技術を開発しました(現在はグラム染色と呼ばれています)。, 物語が進むにつれて、肺炎は当時は大きな問題であり、原因は不明(後にウイルス性肺炎と同定された)と肺炎球菌または肺炎球菌のいずれかによって引き起こされる細菌性肺炎の二つのタイプがあったので、本当に重要でした。 重要なのは、連鎖球菌によって引き起こされる肺炎は、より伝染性であり、免疫不全にのみ影響を与える傾向があるクレブシエラによって引き起こされる肺炎よりも速く発症する。, グラム染色は迅速かつ決定的であり,三つの異なるタイプの肺炎患者を一緒にグループ化することができ,広がりを減少させ,したがって疾患を予防した。

黄色ブドウ球菌(紫色)および大腸菌(赤色)の混合培養物のグラム染色。 クレジット:ウィキメディア。

それでは、グラムの染色はどのように機能しましたか? ペプチドグリカン層のために。, グラム陽性の細胞の厚くされたpeptidoglycan層はそれらがグラム陰性の細胞で見られる薄層が汚れが浸出することを防ぐことができないところで汚れを(それ故に残る”汚れ陽性”か”グラム陽性”)保つようにします(それ故に汚れおよびグラム陰性)。 もちろん、グラム自身はこれを知らなかったが、彼の汚れは成功し、それは1884年だったので、彼に休憩を与える。

かなりシンプルな画像ですが、すべてが色分けされています。 クレジット:ウィキメディア。

ペプチドグリカンは、抗生物質の働き方にとっても極めて重要です。, 細菌の細胞壁の役割は防御的である。 壁は、私たちの肌が私たちの上にあるのと同じ理由であり、内部と外部を保つためにあり、それは物理的に細胞のサイズと形状を制限することによってこれを行います。 微生物の世界では、細胞の大きさや形を変える最も重要な力の一つは、それを信じるかどうか、水です。

細菌細胞は、一般的に塩分の少ない環境に存在する少し塩味のある泡である。, 問題は、塩分の少ない環境がすべての塩濃度を均一にしたいので、水が細胞に突入して、環境と一致するまで、または細胞が破裂して細胞を殺すまで、その塩分を希釈するということにあります。 このプロセスには浸透という名前が与えられます。 Peptidoglycanの役割は多くの水に取り、それ自身を殺す細胞への物理的な障壁として機能することです。 ある程度の空気が箱で押し戻れば拡大の気球で行けばその小箱の中の気球を膨脹させることを試みることのようにそしてこれ以上の空気は気球に押すことができません。,

しかし、このペプチドグリカン壁を壊すことができると仮定すると、細菌はこの保護層を失い、細胞ポップを引き起こす浸透に脆弱になるでしょう。 それは偉大な抗生物質ではないでしょうか?

それは偉大な抗生物質、ペニシリンであることが判明しました。 ペニシリンはpeptidoglycan層の修理の禁止によって働きます、従って損傷の混合物およびpeptidoglycanは浸透溶解に敏感になるために妥協されたそれを引き起こします。

これはまた、ペニシリンおよびその誘導体がグラム陽性細胞に対してより効果的である理由を説明する。, 外の脂質の膜の下に隠れてpeptidoglycanの層がペニシリンが活動があるpeptidoglycanに達することはグラム陽性の細胞壁がpeptidoglycanを露出されて残す一方より堅いです。

ペニシリンは細菌を殺すのに非常に優れているので、細菌はそれを回避する方法を進化させなければなりませんでした。 彼らは二つの方法でこれを行います、彼らはペニシリン自体を破壊するか、ペニシリンが認識できないものにペニシリンのターゲットを変更します。, いずれにしても、ペニシリンの使用とこのペプチドグリカン壁の搾取は、微生物の世界との軍拡競争を引き起こし、貴重なペプチドグリカンを保護することができました。

私は、黄色ブドウ球菌が祖父母がどのように見えるかを知っていることを一番上に述べ、これはペプチドグリカンに関連しており、これはこの細菌がどのように分裂するかを決定する方法に戻ってくる。

サイモン-フォスター教授のグループによるNature Communicationsの最近の論文(Turner et al.,,2010,下記参照)は、ゴールデンブドウ球菌がそのペプチドグリカン構造に検出可能な尾根を有することを示している。 彼らは、一つの尾根が赤道(全rib骨)であり、第二の尾根が一つの半球(半分の肋骨)のみを二等分し、第三の尾根が以前に二等分された半球(四分の一,

ブドウ球菌が房に形成されることはしばらくの間知られていましたが、実際にはブドウのギリシャ語から来ており、さらに最近ではブドウ球菌細胞分裂が非常に特定の順序で行われることが観察されています。 第一の除算はx軸内にあり、第二の除算はy軸内にあり、次に第三の除算はz軸内にあり、それを繰り返す前に繰り返されます。 各細胞分裂は、新しい平面内で、最後の細胞分裂に対して直角に行われます。

黄色ブドウ球菌の分割パターンの私自身のレンダリング。, 各部門は順番に番号が付けられており、”1″と”4″は繰り返しサイクルで同じ段階であることは明らかでなければなりません。 クレジット:私。

フォスター教授と彼のグループが示したことは、パイクラストまたはペプチドグリカンリブは、ブドウ球菌細胞分裂中にペプチドグリカン合成の部位をマークし、各細胞が分裂する方法のために、それは二つの前の部門、その親と孫親の部門の情報を保持することである。 さらに、この観察は、このプロセスがランダムではなく、おそらくペプチドグリカン自体によって駆動されるこ,

ペプチドグリカンは素晴らしい物質です。 それがなければ細菌は水による死に対して脆弱であり、我々は迅速、簡単または安価にそれらを区別することができないだろうし、我々はペニシリン、おそらくワクチン後の第二の最大の生物医学的革新なしになるでしょう。 今ではペプチドグリカンは、とにかく黄色ブドウ球菌で、細胞分裂のサイトを制御することができるようです,この細菌wonderwallについて発見するより多く

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