La biosíntesis del peptidoglicano (PG) en las bacterias implica varias etapas: 1) Síntesis de precursores solubles en el citoplasma como NAM-UDP y NAG-UDP. 2) Transporte a través de la membrana citoplasmática unido al transportador lipídico bactoprenol. 3) Polimerización de las unidades disacarídicas unidas al bactoprenol formando cadenas lineales. 4) Entrecruzamiento de las cadenas de PG a través de la transpeptidación para unirlas

1. BIOSÍNTESIS DE
PEPTIDOGLUCANO

2. El peptidoglicano o mureína es un copolímero formado
por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina y
el Ácido N-acetilmurámico unidos mediante enlaces β-
1,4.
El peptidoglicano es muy resistente y protege a las
bacterias de una ruptura osmótica en ambientes
acuáticos y da a los tipos diferentes de bacterias sus
formas.
PEPTIDOGLUCANO

4. PEPTIDOGLUCANO EN BACTERIAS

5. GRAM POSITIVAGRAM NEGATIVA

6. Péptidoglicano
o sáculo de
mureína es el
componente
estructural de
la pared
bacteriana.
Provee rigidez
a la pared.

7. BIOSÍNTESIS DE
PÉPTIDOGLICANO

8. 2. Transporte a través de la membrana:
Estos precursores son transferidos a un transportador lipídico situado en
membrana citoplasmatica (BACTOPRENOL), donde se unen las unidades
disacarídicas con el pentapéptido.
BIOSÍNTESIS DE PÉPTIDOGLICANO
1. Síntesis de precursores solubles en el citoplasma.
3. Transglucidación:
Las unidades disacarídicas se polimerizan en cadenas lineales fuera de la
membrana, pero aún unidas al bactoprenol.
4. Transpeptidación:
Unión del polímero lineal así formado al peptidoglucano preexistente en
la pared celular, por entrecruzamiento de sus péptidos respectivos.

9. A estas etapas hay que añadir una fase adicional de
regeneración del transportador lipídico, una vez que
ha cumplido su misión, para que pueda ser operativo
en un nuevo ciclo de síntesis.

10. Fase 1:
El peptidoglucano (NAM y NAG) se activan al unirse a uridín
trifosfato (UTP):
sintetizan por separado:
NAG-UDP
NAM-UDP

11. La adición secuencial y ordenada de los distintos aminoácidos al NAM
(en reacciones que requieren energía e iones Mn++):
1. L-ala
2. D-glu
3. m-DAP (u otro diaminoácido; p. ej. L-lys en Staphylococcus aureus)
4. D-ala-D-ala

12. Resumen:

13. Fase 2:
El UDP-NAM-pentapéptido se transfiere ahora a un transportador de
membrana, llamado undecaprenil-fosfato ( BACTOPRENOL), en una
reacción catalizada por una translocasa específica.

14. Bactoprenol, hoy en día se sabe que no es exclusivo para todas las
bacterias. El bactoprenol permite el transporte y ensamblaje de
sustancias que, como los azúcares, son hidrofílicas, y no podrían
pasar por sí mismas la barrera hidrofóbica de la membrana.

15. Una vez que el NAM-pentapétido está unido al BACTOPRENOL
(por medio de pirofosfato), una transferasa transfiere a éste la
NAG desde el UDP-NAG. Se genera pues el enlace ß(1,4) entre
NAG y NAM. Por lo tanto, se obtiene:
BACTOPRENOL-P-P-NAM(pentapéptido)-NAG.

16. Resumen:

17. Fase 3: Polimerización de varias unidades
disacarídicas
En esta etapa el
bactoprenol “se da la
vuelta” en la membrana
(una especie de
flip-flop desde la capa
interna hasta la
externa), de modo que
logra que el precursor
resultante de la fase 2
quede expuesto hacia el
medio acuoso exterior a
la membrana.

18. Entonces tiene lugar la polimerización de varias unidades disacarídicas:
ello se logra en una reacción de transglucosidación. Consiste en la
unión de cada unidad disacarídica (con su pentapéptido) unida a su
respectivo Lip-P-P, con el extremo libre (reductor) de una cadena
preexistente que a su vez está unida a otra molécula de Lip-P-P.

19. En el proceso se libera el BACTOPRENOL, regenerándose y quedando dispuesto
para otro ciclo como el descrito.

20. Fase 4
El polímero naciente (con sus pentapéptidos) reacciona,
por transpeptidación, con un Peptidoglucano aceptor preexistente.
En esta reacción se ven implicados el grupo C=O de la D-ala (4) del
PG naciente y el grupo -NH2 libre del diaminoácido (3) del PG
aceptor (o del último aminoácido del puente peptídico).

21. Resumen Final:

22. INHIBICIÓN DE LA SÍNTESIS
DE LA PARED CELULAR
• Fosfomicina: inhibe la formación de NAM a partir de
NAG.
• Cicloserina: inhibe la racemización del aminoacido
Alanina (de L a D), así como la formación del dipéptido
D-ala-D-ala.
• Bacitracina: impide la regeneración del bactoprenol
(transporte a través de membrana).
• Vancomicina: inhibe transglucosidación.
• ß-lactámicos: inhiben transpeptidación.
ANTIBIÓTICOS

23. PENICILINA
ß-lactámicos

25. Biosíntesis y
ensamblado del
PG en E. coli
Transamidasas realizan
entrecruzamiento de las
cadenas de glicano y
péptidos.
Penicilina inactiva
transamidasa.
Mimetiza al sitio aceptor
alanil-alanina.
Síntesis de PG ocurre
principalmente en septo
durante la división
celular.