ПЕРИПЛАЗМАТСКИ ПРОСТОР: КАРАКТЕРИСТИКЕ И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Периплазматског Простор је регион зида коверте или ћелијском грам-негативне бактерије које се могу видети од стране електрон Микрографије као простор између мембране плазме и спољашње мембране ових.

Код грам-позитивних бактерија такође се може приметити сличан простор, иако мањи, али између плазма мембране и ћелијске стијенке, јер оне немају двоструку овојницу мембране.

Шема бактеријске покривености (Извор: Граевемооре на енглеској Википедији путем Викимедиа Цоммонса)

Израз "периплазматски простор" првобитно је користио Митцхелл 1961. године, који га је описао, користећи неке физиолошке параметре, као што су резервоар ензима и "молекуларно сито" између два мембранска слоја. Оба описна појма важе и данас.

Читалац треба да се сети да је ћелијска овојница грам-негативних бактерија вишеслојна и сложена структура, све различите у погледу дебљине, састава, функционалности и интеракција, која је и еластична и отпорна, јер спречава распад ћелија. захваљујући чињеници да одржава унутрашњи осмотски притисак.

Ови слојеви укључују цитоплазматску мембрану, липопротеински комплекс повезан са њом и пептидогликански слој укључен у периплазматски регион; спољну мембрану и додатне спољашње слојеве који се разликују по броју, карактеристикама и физикално-хемијским својствима у складу са разматраним бактеријским врстама.

Израз "периплазматски простор" се дословно односи на простор који окружује плазма мембрану и управо је ово једно од подручја ћелијске овојнице укључено у успостављање облика, крутости и отпорности против осмотског стреса.

карактеристике

Опште карактеристике

Различита цитолошка испитивања показала су да периплазматски простор није течна супстанца, већ гел познат као периплазма. Састоји се од пептидогликанске мреже и разних протеинских и молекуларних компоненти.

Пептидогликан је састављен од понављајућих јединица дисахарида Н-ацетил глукозамин-Н-ацетилмурамске киселине, које су умрежени бочним ланцима пентапептида (олигопептиди са 5 аминокиселинских остатака).

Код грам-негативних бактерија овај простор може варирати у дебљини од 1 нм до 70 нм и може представљати до 40% укупног ћелијског волумена неких бактерија.

Такво одељење грам-негативних бактеријских ћелија садржи велики део протеина у води растворљивих и, самим тим, поларних карактеристика. У ствари, експериментални протоколи су утврдили да овај простор може да садржи до 20% укупног садржаја воде у ћелијама.

Структурне карактеристике

Спољна мембрана је уско повезана са пептидогликаном укљученим у периплазму захваљујући присуству малог и обилног протеина који се зове Браунов липопротеин или муреин липопротеин. Овај протеин се повезује са спољном мембраном кроз његов хидрофобни крај и упућује у периплазматски простор.

Већина ензима у периплазматском подручју ћелије бактеријске ћелије није ковалентно везан ни за једну структурну компоненту зида, већ је концентрисан у проширеним регионима периплазматског простора познатим као поларни џепови или "поларне капице".

Протеини који су ковалентно везани за неку структурну компоненту периплазме, према бројним линијама експерименталних доказа, вежу се са липополисахаридима присутним у плазма мембрани или у спољној мембрани.

Сви протеини присутни у периплазматском простору премештају се из цитоплазме кроз два пута или систем излучивања: класични систем секреције (Сец) и систем двоструког транслокације аргинина или „систем транслокације двоструког аргинина“ (ТАТ).

Класични систем транслоцира протеине у својој развученој конформацији и они се пресађују сложени механизми, док су супстрати ТАТ система у потпуности савијени и функционално активни премештени.

Опште функционалне карактеристике

Иако се налазе у истој просторној регији, функције периплазматског простора и пептидогликанске мреже знатно су различите, јер прве функције смештају протеинске и ензимске компоненте, а последње служе као подршка и појачање овојници. ћелијски.

Ово „одељење“ бактеријских ћелија садржи бројне протеине који учествују у неким процесима уношења хранљивих материја. Међу њима су хидролизни ензими који су способни метаболизирати фосфорилирана једињења и нуклеинске киселине.

Такође се могу наћи и хелатни протеини, односно протеини који учествују у транспорту супстанци у ћелију у стабилнијим и асимибилнијим хемијским облицима.

Поред тога, поменуто подручје ћелијског зида обично садржи много протеина неопходних за синтезу пептидогликана, као и друге протеине који учествују у модификацији једињења која су потенцијално токсична за ћелију.

Карактеристике

Периплазматски простор треба посматрати као функционалан континуум, а место многих његових протеина зависи, пре него физичка ограничења унутар одељка, од локације неких структурних компоненти на које се везују.

Ово одељење пружа оксидационо окружење где се многе протеинске структуре могу стабилизовати дисулфидним (СС) мостовима.

Присуство овог ћелијског одељка у бактеријама омогућава им да одвајају потенцијално опасне разградне ензиме као што су РНазе и алкалне фосфатазе, и због тога је познат као еволутивни прекурсор лизосома у еукариотским ћелијама.

Остале важне функције периплазматског простора укључују транспорт и хемотаксију аминокиселина и шећера, поред присуства протеина који имају функцију сличну шперону и која функционише у биогенези ћелијске овојнице.

Протеини слични шаперону у периплазматском простору су додатни протеини који доприносе савијању протеина који су премештени у ово одељење. Међу њима су и неки протеински дисулфид-изомеразе, који су способни да успоставе и размењују дисулфидне мостове.

Велики број разградних ензима налази се у периплазми. Алкална фосфатаза је једна од њих и налази се повезана са мембранским липополисахаридима. Његова главна функција је хидролизација фосфорилираних једињења различите природе.

Неке физиолошке студије су показале да се високо-енергетски молекули попут ГТП (гванозин 5'-трифосфат) хидролизују овим фосфатима у периплазматском простору и да молекул никада не долази у контакт са цитоплазмом.

Периплазматски простор неких бактерија денитрификује (способне да редукују нитрите до азотног гаса) и хемолитоаутотрофи (који могу да извлаче електроне из неорганских извора) садрже протеине који преносе електроне.

Референце

1. Цостертон, Ј., Инграм, Ј., и Цхенг, К. (1974). Структура и функција ћелијске овојнице грам-негативних бактерија. Бактериолошки прегледи, 38 (1), 87–110.
2. Дмитриев, Б., Тоукацх, Ф., & Ехлерс, С. (2005). Према свеобухватном приказу ћелија бактеријског зида. Трендови у микробиологији, 13 (12), 569–574.
3. Коцх, АЛ (1998). Биофизика грам-негативног периплазмичког простора. Критички осврти у микробиологији, 24 (1), 23–59.
4. Мацалистер, ТЈ, Цостертон, ЈВ, Тхомпсон, Л., Тхомпсон, Ј., Инграм, ЈМ (1972). Расподјела алкалне фосфатазе у периплазматском простору грам-негативних бактерија. Јоурнал оф Бацтериологи, 111 (3), 827–832.
5. Мердановић, М., Цлаусен, Т., Каисер, М., Хубер, Р., и Ехрманн, М. (2011). Контрола квалитета протеина у бактеријској периплазми. Анну. Влч. Мицробиол. , 65, 149-168.
6. Миссиакас, Д. и Раина, С. (1997). Савијање протеина у бактеријској периплазми. Часопис за бактериологију, 179 (8), 2465–2471.
7. Пресцотт, Л., Харлеи, Ј. и Клеин, Д. (2002). Микробиологија (5. изд.). Компаније МцГрав-Хилл.
8. Стоцк, Ј., Рауцх, Б. и Росеман, С. (1977). Периплазмички простор у Салмонелла типхимуриум. Часопис за биолошку хемију, 252 (21), 7850-7861.