펩티도글리칸
펩티도글리칸(영어: peptidoglycan)은 원핵생물의 세포벽의 주성분으로써 다당류의 짧은 펩티드 고리가 결합한 화합물이다. 세균이 환경의 강한 삼투압을 견디고 독특한 형태를 유지할 수 있는 것은 펩티도글리칸층이 세포를 둘러싸고 있기 때문에 원핵생물인 세균은 강한 삼투압에 견디고 고유의 형태를 유지할 수 있다. 세균은 식물세포층과 마찬가지로 세포벽이 있어 세포 모양을 유지하고 세포를 보호한다. 그러나 식물세포의 세포벽은 주성분이 셀룰로스인 반면 세균의 세포벽은 펩티도글리칸과 지질 다당류로 구성되어 있다.
구조
편집다당사슬에 비교적 짧은 펩티드사슬이 결합한 화합물의 총칭이다. 특히 세균이나 남조(藍藻) 세포벽의 골격구조인 N-아세틸글루코사민과 N-아세틸뮤라민산이 반복된 다당사슬에 펩티드곁사슬이 붙은 사슬모양화합물이다. 세균세포표층이 하나의 펩티도글리칸층을 구성하며 세균이 강한 삼투압에 견디고 독특한 형태를 유지할 수 있는 것은 이 층이 세포를 둘러싸고 있기 때문이다.
이 구조체를 무레인이라고도 하며, 자루모양의 하나의 거대분자로 간주하며 세균의 종류에 따라 미세구조에 차이는 있지만 기본적으로는 상당히 유사한 구조를 갖는다. N-아세틸글루코사민과 N-아세틸뮤라민산의 다당사슬은 그 펩티드사슬부분의 가교구조에 의해 망상 · 격자상으로 다수 배열하여 거대한 3차원구조를 형성한다. 이 펩티드가교는 세균 종류에 따라 차이를 보인다.[1]
생물학 특성
편집그람 염색
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이 부분의 본문은 그람 염색입니다.세포벽에서 펩티도글리칸이 차지하는 두께는 세포의 종류에 따라 다양한데, 이를 이용하여 세균을 두 종류로 분류할 수 있다. 세균을 염색하는 대표적인 방법인 그람 염색법으로 세균을 염색할 때, 펩티도글리칸 층이 두꺼운 세균은 보라색으로 염색되며, 펩티도글리칸 층이 상대적으로 얇은 세균은 붉은색으로 염색된다. 이때 보라색으로 염색되는 세균을 '그람양성균(Gram-positive bacteria)', 붉은색으로 염색되는 세균을 '그람음성균(Gram-negative bacteria)'이라고 한다. 그람양성균은 펩티도글리칸 층의 두께가 약 20~80 nm이며, 그람음성균은 약 7~8 nm이다.[2]
항균
편집세포의 성장과 함께 펩티도글리칸은 고도로 제어된 부분분해와 재합성을 반복하는 것으로 알려져 있지만, 생합성은 우리딘이인산에 결합한 N-아세틸뮤라밀펩티드 단위가 세포막성분인 박토프레놀의 인산에스테르로 전이하는 과정을 포함하며 펩티드사슬말단의 D-알라닌잔기가 가교결합을 형성하는 단계에서 종료한다. 이 마지막 단계를 촉매하는 펩티드전이효소는 페니실린 등 β-락탐계 항생물질에 의해 강한 저해를 받는데 이것이 페니실린의 항균작용의 원인이 된다.[1] 눈물과 체액에 포함된 라이소자임(lysozyme)과 같은 효소는 펩티도글리칸의 β-(1,4)-글리코시드 결합을 분해하는 활성을 가지고 있어 세균의 세포벽을 파괴한다.[2]