VL5+6 +Kapseln Flashcards
MO’s mit linearem Chromosom
Streptomyces, Borrellia
Plasmide
- DNA zusätzlich zum Chromosom, zirkulär oder linear
- Automome Replikation (2-3 bis mehr als 600 Kopien pro Zelle)
- 3kbp bis mehr als 500 kbp groß, meist keine essentiellen Gene
- häufig Insertionselemente
- Integration ins Chromosom möglich
- Plasmidtransfer durch Konjugation, F-Plasmid, R-Plamid
Plasmid-codierte Eigenschaften
Autonome Replikation (essenziell)
DNA in andere Zellen (tra): F-Plasmid, R-pLasmide
Resistenz gegenüber Antibiotika (R-Plasmide) bzw. Schwermetalle
Abbau von Kohlenwasserstoffen
Phatogenität: Kapselsynthes bei Bacillus anthracis
E-coli Hämolysine und Enterotoxine
Tumorbildung bei Agrobaterium tumefaciens (T-RNA)
MO Chromosom
- zyklische DNA, nur ein Exemplar pro Zelle
Größe (1-9 Mbp) - codiert alle lebenswichtigen Funktionen
- keine Introns + Extrons
- Offener Leserahmen (ORF)
Proteine in der Cytoplasmembran
- Transport für Nährstoffe und Ionen
- Proteine der Atmungskette und ATP-Synthese
- Proteine für Zellteilung und Zellwandsynthes
- Enzyme für Kapselsynthese
- Chemorezeptoren für Sensorik
- Flagellenantrieb, Proteine für Pilus-Bildung
Cytoplasmembran
- Doppelschicht aus Phospholipiden und Proteine
- 6-8 nm
- Proteinbestandteil 50-70%
Lipide der Cytoplasmamebran
- bilden Bilayer,selektiv,semipermeable
- Passage von Ionen und Molekülen
- Aufrechterhaltung von einem Pool an Metabolien
- Eindringen bestimmer Substanzen verhindern
- Durchtritt: Gase,hydrophobe Moleküle wie Benzol,kleinere polare Moleküle H20
- Kein Durchtritt: große polare Moleküle, geladene Moleküle wie AS
Fettsäureesterlipide
- und 2. OH Gruppe des D-Glycerins mit FS verestert (14 bis 18 C-Atome lang)
3.OH-Gruppe: + Phosphatgruppe + Alkohol + Zucker
-Art der FS beeinflusst Fluidität und Permeabilität
-> Gesättigt vs. ungesättigt
(Palmitinsäure,Stearinsäure etc)
Einfluss Verschiedener Fettsäuren
- Hohe Fluidität bei niedrigen Temperaturen durch verzweigte und ungesättigte FS
- Cyclopropanfettsäure: erhöht Säuretoleranz, H+ Permeabiltät verrringert
- Cholesterin: selten bei Bakterien, erhöht Stabiltät
- Hopanoid: öfter vorhanden, erhöht Stabiltät
Bakterielle Zellwand
- aus Peptidoglykan (Murein)
- mechanischer Schutz gegen osmotisch bedingtes Platzen
- Exoskelett, formgebend
- durchlässig, nicht semipermeabel
Murein (Peptidoglykan)
- Polymer aus alternierenden Zuckerderivate:
- N-Acteylglucosamin NAG
- N-Acetylmuraminsäure NAM
- beta1-4 glykosidische Bindung
- Peptidanteil: am Lactyl-Rest des NAM AS-Sequenz mit ungewöhnlichen AS D-,L- und meso-Konfiguration Diaminopimelinsäure (m-DAP)
- > von oben ASSequenz: L- Ala,D-Glu,mDAP,D-Ala,D-Ala
Quervernetzung Murein
- Peptide kovalenter Peptidoglykanketten kovalent verbunden :mDAP mit D-Ala
- Transpeptidierung durch Transpeptidase(Penicillin-Bindeproteine), Abspaltung H20
- D-Ala abgespalten
Unterschied Gram+/Gram- Murein
Gram- : direkte Verknüpfung mDAP und D-Ala
Gram+: oft Lysin oder Ornithin statt mDAP und D-Ala verknüpft und ein Brückenpeptid (5x eine AS wie z.B. Gly) zur Quervernetzung (-> hohe Varianz, mehr als 100 Zelltypen)
Mureinsynthese
- kontinuierliche Synthese, Wachstum in Längsrichtung der Zelle
- Crosslinks der Peptidseitenketten parallel zur Längsachse
- Vergrößerung der Zellwand involviert sowohl synthetisierte als auch hydrolisierte Enzyme
- Murein wird an bestimmen Stellen durch Murein-Hydrolase aufgebrochen und neues Material eingebaut
- Start der Synthese: UDP-NAM zu UMP
Teichon- und Teichuronsäure
- Teichonsäure: Polymer aus Zuckeralkoholen und Phosphatgruppen, in hauptsächlich Gram+
- Teichuronsäure: Zuckersäure
- Lipoteichonsäure: kovalente an Phospholipid gebunden
- > viele Phosphat- und COOH-Gruppen: negative Ladung der Zellwand (zweiwertig Kationen wie Ca2+,Mg2+ gebunden
Bactoprenol
- an Cytoplasma der Bakterien gebunden
- Membrancarrier für NAG-NAM-> NAG-NAM wird nach außen transportiert
- Isopreneinheit (C55),hydrophob
- Bactoprenol-PP (= Undecaprenol-PP) wird regeneriert und erneut mit UDP-NAM beladen
Transglykolierung und Transpeptidierung
- Bildung des Petidoglykans duch Bildung einer NAG-NAM Kette und verzweigung über Peptidseitenkette
- Bactoprenol-PP (= Undecaprenol-PP) wird regeneriert und erneut mit UDP-NAM beladen
Beispiele Gram-neg MO’s
- Escherichia coli
- Enterobacter
- Pseudomonas
- Photosynthetische Bakterien
Äußere Membran Funktion
- zweite Barriere, erhöht Resistenz (Toxinen, Antibiotika , Gallesalzen und Lysozymen)
In der Medizin sind sie deshalb problematisch!
Aufbau Zellwand Gram-neg MO’s
- Cytoplasmamembran
- Murein (Zellwand)
- Periplasma
- Äußere Membran
Äußere Membran Aufbau
- Murein-Lipoproteine
- Poren
- Phosphorlipide (Bilayer)
- LPS (Lipopolysaccaride)
Pseudomonas aeruginosa (Kapseln)
Alginat-Kapseln
Begleitetkeim bei Mukoviszidose
Kapsel schützt vor Antibiotika
Lipid A (LPS)
ist essentiell
2 Glucosaminphosphate sind mit 6 Fettsäuren verestert. Diese dienen als Anker in der Membran
Glucosaminphosphate sind über eine beta1-Bindung verbunden.
Core oder Kern-Oligosaccherid (LPS)
Grundbaustein ist die KDO
2-Keto-3-Desoxyoctonsäure ein C8-Zuckersäure
an diese werden noch
Heptosen, Galactose, Glucose, N-Acetylglucosamin (NAG) konjugiert
O-Kette (LPS)
Grundbaustein ist eine 4-5 Zuckereinheit, die n Mal wieder holt wird. (Zucker: Abequose oder Colitose)
Diese Ketten werden genutzt um MO’s schnell nachzuweisen O-Antigen
Porine in der Äußeren Membran
sind Kanalproteine, die oft als Trimmer auftreten
MalB ist ein Maltoporin spezifisch für Maltose
und ein Rezeptor für lambda-Phagen
Murein-Lipoprotein (Lpp)
verankert Äußere Membran und Mureinschicht, ihre Aufgänge ist die Stabilisation.
Ist ein N-terminales Cystein + Glycerin + 3 Fettsäuren
Teichon- und Teichuronsäure
- Teichonsäure: Polymer aus Zuckeralkoholen und Phosphatgruppen, in hauptsächlich Gram+
- Teichuronsäure: Zuckersäure
- Lipoteichonsäure: kovalente an Phospholipid gebunden
- > viele Phosphat- und COOH-Gruppen: negative Ladung der Zellwand (zweiwertig Kationen wie Ca2+,Mg2+ gebunden
Bactoprenol
- an Cytoplasma der Bakterien gebunden
- Membrancarrier für NAG-NAM-> NAG-NAM wird nach außen transportiert
- Isopreneinheit (C55),hydrophob
Transglykolierung und Transpeptidierung
- Bildung des Petidoglykans duch Bildung einer NAG-NAM Kette und verzweigung über Peptidseitenkette
- Bactoprenol-PP (= Undecaprenol-PP) wird regeneriert und erneut mit UDP-NAM beladen
Zellwand und Antibiotika
- Mureinsynthese wird durch Antibiotika inhibiert
- Stabiltät der Zellwand wir geschwächt und die Zelle platzt
Wirkung Penicillin auf Mureinsynthese
hemmt Transpeptidase
Strukturähnlichkeit zu D-Ala-D-Ala
bindet an Transpeptidas und blockiert aktives Zentrum
Wirkung Vancomycin auf Mureinsynthese
bildet Komplex mit D-Ala-D-Ala
Wirkung Bacitracin auf Mureinsynthese
hemmt Regeneration von Bactroprenol
Kapseln und Schleime Funktion
- Schutz vor Austrocknung (binden viel Wasser)
- Schutz vor Phagocytose
- klebrige Adhäsion (wichtig für Biofilme)
Medizinische & Biotechnologische Bedeutung
Kapseln
Exopolymer aus Zuckermolekülen / Proteinen
Nachweis über Tuschefärbung (Negativkontrast)
Bacillus anthracis (Kapseln)
Kapseln aus gamma-Polyglutamat
besteht aus bis zu 20 L-/D-Glutamatresten die gamma-Aminoverknüpft sind.
Kapsel = Virulenzfaktor
- nicht immunogen
- Schütz vor Phagocytose
- Schützt vor Phageninfektion
Streptococcus salivarium (Kapseln)
Levan-Kapseln (Polyfructose)
Saccharose wird zu Glucose und a-2,6-Fructose (Levan)
Vorkommen: Zahnbelag; Schleim der MO’s haftet auf Zahnschmelz
Pseudomonas aeruginosa (Kapseln)
Alginat-Kapseln
Bacillus anthracis (Krankheit)
Löst Milzbrand aus, Toxine lösen Blutungen aus
Genutzt für Bioterrorismus
Streptococcus salivarium (Krankheit)
Karies:
Streptococcen bauen Zucker ab, dabei wird Milchsäure freigesetzt, die den Zahnschmelz angreift.
Pseudomonas aeruginosa (Krankheit)
ist ein Begleitkeim bei Mutoviszidose:
Schleimbildende Kolonien in der Lunge, durch Kapsel sehr resistent gegen Antibiotika.
-Genetisch verursachte Erkrankung sekretorischer Epithelzellen
-Mutation in Gen für Chloridkanal CFTR (cystic fibrosis transmembrane
conductance regulator)
Azotobacter (Kapseln)
Alginat-Kapsel die Schutz vor Austrocknung bieten
ist ein aerober N2-Fixierer, der PHB (Polyhydroxybuttersäure) als Kristall einlagert.
Nachweis mit Tuschefärbung
Alginat
MO’s:
Azotobacter vinelandii
Pseudomonas aeruginosa
Technische Verwendung:
Speiseeis, Instantpudding Appretur für Textilien
Hydrophiler Überzug bei Pflanzen- wurzeln, Wunden, Christbäume
Dextran
MO’s:
Leuconostoc mesenteroides
Klebsiella
Technische Verwendung:
Blutplasmaextender
Adsorbenz in der Biochemie (Sephadex)
Xanthan
MO’s:
Xanthomonas campestris
Technische Verwendung:
Zusatz zu Getränken, Schmelzkäse Schlagsahne, Instantpudding Frenchdessing, Emulsionsstabilisator
Curdlan
MO’s:
Alcaligenes faecalis
Technische Verwendung:
Geliermittel für Puddings, sind kalorienarm
Cellulose
MO’s:
Gluconoacetobacter
Agrobacterium
Technische Verwendung:
Medizin, Verbandsmaterial, Ersatz für innere Blutgefäße
Papierindustrie, Verdickung HiFi-Lautsprechermembranen
