Sintesi dei polissacaridi peptidoglicano

Sintesi dei polissacaridi e del peptidoglicano

Metabolismo biosintetico

I processi biosintetici sono in grado, utilizzando l’energia (ATP) e composti semplici come aminoacidi, ammoniaca, anidride carbonica, acqua, zuccheri e altri metaboliti intermedi prodotti con le reazioni fermentative e respiratorie, di fare il proprio ovvero anabolismo, costruire i costituenti cellulari, come proteine, acidi nucleici, componenti della parete, materiali granulari di riserva. Tali reazioni hanno lo scopo di mantenere l’integrità fisica e chimica della cellula, attuare il trasporto dei soluti attraverso la membrana e consentire l’attività degli organi locomotori (flagelli).

Le vie cataboliche delle cellule batteriche appena descritte portano alla generazione di ATP, NADH, NADPH e molteplici intermedi chimici, prodotti utilizzati dai batteri per sintetizzare i principali costituenti cellulari come i componenti della parete batterica (peptidoglicano, lipopolisaccaridi), le proteine e gli acidi nucleici. I successivi punti descrivono, concisamente, la sintesi di ciascuna di queste macromolecole partendo dalle subunità che le compongono.

Sintesi dei polisaccaridi

I polisaccaridi sono uno dei costituenti della parete batterica e, in molte specie, della capsula. Sono sintetizzati nei batteri autotrofi a partire dalla CO₂ e dall’acqua, mentre in quelli eterotrofi a partire da zuccheri semplici come i monosaccaridi, assorbiti dall’ambiente, oppure partendo da metaboliti organici. I glucidi costituiscono per la cellula batterica la più importante fonte d’energia e sono catabolizzati da enzimi specifici, come la cellulasi, in grado di scindere la cellulosa, l’amilasi, che scinde l’amido in maltosio, la maltasi, che scompone l’amido in glucosio, e l’aldolasi, che scompone il glucosio.

Sintesi del peptidoglicano

Il processo di sintesi del peptidoglicano inizia con la sintesi dei precursori iniziali nel citoplasma, continua con il completamento di questi durante il trasporto nella membrana citoplasmatica e finisce con la loro allocazione nella parete cellulare. La fase terminale di questo processo biosintetico consiste nell’estensione delle unità strutturali a formare corti polimeri, nella formazione dei legami crociati di transpeptidazione tra i vari polimeri lineari e nella loro inserzione nella parete cellulare, così da permettere l’allungamento della parete o la formazione di setti. Tutte queste reazioni sono catalizzate da un gruppo di enzimi che possono legare covalentemente anche antibiotici come la penicillina e altri beta-lattamici.