Bakterielle Zellhülle Flashcards
Bestandteile der bakteriellen Zellhülle?
Cytoplasmamembran, Zellwand und Kapsel oder anderen extrazellulären Schichten
Achtung: Plasmamembran + Peptidoglykanschicht = Zellwand
Zellwand + outer membran + S Schicht = Zellhülle
Funktionen der Zellhülle
- Trennende Funktion
- Verbindende Funktion
- Schutzfunktion
Mycoplasmen
Bakterien ohne Wand- deren Membran durch Steroide verstärkt ist -> bilden kleine stabile Strukturen
Exopolysaccharid
- Biofilmbildung
- sehr gute Schutzfunktion
- Zellhülle von Bakteriophagen & Immunzellen geschützt
- Anwendung in Industrie und bei Lebensmitteln (Gelier- und Verdickungsmittel)
Kapselpolysaccharid
- Kapsel macht pathogene Bakterien resistent gegen Phagozytose
- Virulenzfaktor
- kovalent an Peptidoglykan gebunden
- gentechnische Determinanz (Gruppen 1-4 und colanic acid)
Unterschiede Gram-negative und Gram-positive Zellhülle
- Unterscheidung durch Färbung: Gram-negativ rosa und Gram-positiv lila
1. Peptidoglycan Dichte (Murein)
2. Gram negativ verfügt über äußere Membran
3. LPS (Lipopolysaccharid nur in Gram-negativ aber nicht alle haben LPS)
Mykobakterien - Zellhülle
- deutlich komplexer
- Aufbau kaum bekannt
- gute Antibiotikaresistenz
- mehrere versch. Polymere
- Zellhülle sehr fettreich- sehr stabil
Bakterien im Bezug zur Umwelt- Infektion
Bakterium lässt Virulenzfaktoren (PAMP) frei, diese binden im Schlüssel-Schloß Prinzip an Rezeptoren der Abwehrzelle (PRR). Die Abwehrzelle setzt Mediatoren frei (z.B. Zytokine), welche wiederum Infektionen und Fieber auslösen.
Peptidoglycan (Murein)
und Unterschiede Peptidbrücken Gram-negativ und Gram-positiv
- stark konserviert
- Schutz gegen osmotischen Innendruck
- besteht aus zwei Strängen der zwei beta(1->4) glycosidisch miteinander verknüpften Zuckerderivatmoleküle N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure
Unterschiede Peptidbrücken Gram-negativ und Gram-positiv: MurNAc mit Peptidbrücken verbunden. Bei Gram-negativ DAP und D-Ala.
Bei Gram-positiv L-Lys und D-Ala sowie sonst D-Glu-NH2.
Raumstruktur des Murein
insgesamt unklar aber
- parallel zu Cytoplasma (meist so dargestellt)
- antiparallel zu Cytoplasma
- Mischform
Fettsäuren… Komponenten der Gram-negativen Zellhülle
- gesättigte Fettsäuren
- ungesättigte Fettsäuren
- ungesättigte Fettsäuren mit unterschiedlicher Konfirmation der Doppelbindung
- verzweigte Fettsäuren
-> hat alles Auswirkungen auf Plasmamembran und deren Fluidität
Phospholipide… Komponenten der Gram-negativen Zellhülle
Phospholipide sind in der symmetrischen Schicht der Plasmamembran oder der äußeren Schicht der Zellmembran zu finden.
1. GLPs: Hydrophile Kopfgruppe (Choline, Ethanolamine, Serine, Inositol, Glycerol) + Phosphat + Glycerol Rückgrat welches durch Ester gebundene Fettsäuren besitzt
- Sphingomyelin: Hydrophile Kopfgruppe (Choline) + Phosphat + Sphingosine Rückgrat welches durch Ester und Amid gebundene Fettsäuren besitzt
- Alkyl-GLP: Hydrophile Kopfgruppe (Choline, Ethanolamine, Serine, Inositol, Glycerol) + Phosphat + Glycerol Rückgrat welches durch Ester und Ether gebundene Fettsäuren besitzt
Glycolipide… Komponenten der Gram-negativen Zellhülle
- Glycolipide - Zucker und Fettanteil
- Glycero-Glycolipide - Glycerin zwischen Verbindung an der ein Ester gebunden ist
- Sphingo-Glycolipide
Hopanoide… Komponenten der Gram-negativen Zellhülle
- sperrige Verbindungen
- erinnern an Steroide
- Lockerung der Plasmamembran wenn Hopanoide eingebaut - v.a. bei Kälte-resistenten Bakterien nötig
Porine… Komponenten der Gram-negativen Zellhülle
- bis zu 50% der gesamten Masse der äußeren Membran (outer membrane proteins - OMP: wichtigste Proteine)
- major proteins
- OMP wichtig für Aufnahme von Nährstoffen und Stabilisierung der Membran
- Unterscheiden OMPA, OMPC, OMPF, PHOE, LAMB
- beta- Barrel Struktur: außen hydrophob und innen hydrophil
Lipopolysaccharide… Komponenten der Gram-negativen Zellhülle
- riesige Biosubstanz
- bis zu 75% der Gesamtmenge an äußerer Membran
- Unterscheiden S-Form und R-Form (ohne hydrophilen Polysaccharid Anteil)
- Lipoid A (Glycolipid; verankert Molekül in Membran)
+ Kernregion (Zuckeranteil)
+ Polysaccharid (sehr lang; hydrophil; O-Antigen, Kapsel oder ECA) - -> O-Antigene bilden serologische Charakterisierung und Identifizierung der Bakterien
- -> Kernregion kann unterschiedliche Tiefen haben
- -> LPS: Virulenzfaktor
- -> Lipoid A mit 6 Fettsäuren toxisch und wirkt agonistisch (bindet an Rezeptoren und leitet Signal weiter) ; Lipoid A mit 4 Fettsäuren ist nicht toxisch und wirkt antagonistisch (Bindung erfolgt, aber keine Signalweiterleitung)
Toll-like Rezeptoren (PRR Rezeptoren Beispiel)
- TLR4 erkennt LPS und formt Dimer aus TLR4 und TLR4 mit zwei MD2 Proteinen
- TLR2 erkennt Lipoproteine und unterscheidet:
Gram-positiv (TLR2/TLR6) und Gram-negativ (TLR2/TLR1)
Teichonsäure… Komponenten der Gram-positiven Zellhülle
poly(alditol-P) - linkage unit - Peptidoglycan
- poly(alditol-P) ist sehr charakteristische Polyalditolkette mit zwei Phosphaten und einer Polyphosphatkette
- linkage unit: Disaccharid
Lipoteichonsäure… Komponenten der Gram-positiven Zellhülle
- Polymer durch Peptidoglycan Schicht durch und via Fettsäuren in Membran verankert
- polyalditolphosphatkette - linker: Verbindung zu Membran
linker: 2 Zucker, Glycerin, 2 Fettsäuren
mAGP-Komplex… Komponenten der mykobakteriellen Zellhülle
besteht aus:
- mycolic acid
- arabino-galactan
- phosphatidyl-inositol-mannosid (PIM)
mAGP = mycolylarabinogalactan-peptidoglycan Komplex
Kommunikation mit Außenwelt via MspA
Lipoarabinomannan… Komponenten der mykobakteriellen Zellhülle
- viel Arabinose und Mannose
- PILAM (phosphoinositide capping)
wenn PILAM statt Mannose an einer Stelle, dann ist Bakterium nicht mehr pathogen
