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Bacterial Cell Wall01:22

Bacterial Cell Wall

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The bacterial cell wall is an essential structural component that encases the plasma membrane, preserving cellular integrity, determining shape, and protecting against osmotic stress. This rigid yet flexible structure primarily comprises peptidoglycan, a polymer that forms a mesh-like matrix conferring mechanical strength and flexibility.Peptidoglycan Composition and StructurePeptidoglycan, the core of the bacterial cell wall, comprises alternating units of N-acetylglucosamine (NAG) and...
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Plant Cell Wall02:43

Plant Cell Wall

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The plant cell wall gives plant cells shape, support, and protection. As a cell matures, its cell wall specializes according to the cell type. For example, the parenchyma cells of leaves possess only a thin, primary cell wall.
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Plant Cell Wall01:07

Plant Cell Wall

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Plant cells have a cell wall, a rigid outer covering that protects the cell and provides shape and support. During cell division, a mixture of enzymes, proteins, and glucose molecules is transported via vesicles to the center of the cell. These vesicles continuously fuse and build a cell plate between the dividing cells. As the cell plate matures, new polysaccharides are added to it to form the cell walls of the daughter cells. The predominant polysaccharide in the cell wall is cellulose, made...
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Archaeal Cell Wall01:29

Archaeal Cell Wall

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Archaeal cell walls are structurally and compositionally distinct from their bacterial counterparts, lacking the characteristic peptidoglycan layer found in most bacteria. Instead, archaeal cell walls exhibit remarkable diversity, utilizing materials such as pseudomurein, polysaccharides, and proteins to construct their protective outer layers. This structural flexibility is closely tied to archaea's ecological adaptability.S-Layers: The Common Archaeal Cell WallThe S-layer is the most...
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Histone Modification02:32

Histone Modification

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The histone proteins have a flexible N-terminal tail extending out from the nucleosome. These histone tails are often subjected to post-translational modifications such as acetylation, methylation, phosphorylation, and ubiquitination. Particular combinations of these modifications form “histone codes” that influence the chromatin folding and tissue-specific gene expression.
Acetylation
The enzyme histone acetyltransferase adds acetyl group to the histones. Another enzyme, histone...
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Chromatin Modification in iPS Cells01:32

Chromatin Modification in iPS Cells

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Chromatin modification alters gene expression; therefore, scientists can add histone-modifying enzymes, histone variants, and chromatin remodeling complexes to somatic cells to aid reprogramming into pluripotent stem (iPS) cells.
Compact chromatin makes reprogramming difficult. Enzymes, such as histone demethylases and acetyltransferases, are often added during reprogramming to loosen the chromatin, making the DNA more accessible to transcription factors. Molecules that inhibit histone...
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  • 1Department of Chemistry , Massachusetts Institute of Technology , Cambridge , Massachusetts 02139 , United States.

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|May 14, 2019
PubMed
まとめ

研究者は,合成の脂質結合グライカンを用いて細菌の細胞壁の構造を調査する新しい戦略を開発しました. この方法は,伝統的な代謝組み込みの限界を克服し,複雑なグリカン生物合成の詳細な分析と操作を可能にします.

科学分野:

  • 微生物学
  • グライコバイオロジー
  • 合成生物学

背景:

  • グライカンは生物学的プロセスにおいて不可欠ですが,それらの細胞構造を研究する方法は限られています.
  • 非自然糖の代謝組み込みは一般的な技術ですが,複雑な細菌経路と反抗的な構造で課題に直面しています.
  • 既存の方法はしばしば核酸糖に集中し,他の生物合成中間物質の理解にギャップを残しています.

研究 の 目的:

  • 代謝組み込みを用いて研究するのが難しい細菌のグリカン構造を調査するための新しい戦略を開発する.
  • 脂質結合グリカン中間物質をターゲットにすることで,核酸糖に焦点を当てた既存のアプローチを補完する.
  • 化学的な補足と細胞壁の分析のための生物合成中間物質としての合成グリコリピドの可能性を調査する.

主な方法:

  • 非天然のグリコリピドドナーとして合成アラビノフラノシルリン脂質の生成
  • 合成ドナーをCorynebacterium glutamicumとMycobacterium smegmatisのモデルでテストする
  • アラビナンが欠けているC.グルタミカムの変異体を用いて化学的補足実験を行う.
  • NMRによる細胞壁の特徴化のために,同位体で標識されたグリカン基板を使用する.
  • アラビノフランシルトランスファーゼによる合成ドナーの処理と細胞封筒回復への影響の評価

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主要な成果:

  • 合成された非天然のグリコリピドは,C.グルタミキュムの変異体における細胞壁アラビナンの修復に成功しました.
  • 合成脂質ベースのプローブの追加により,NMRを用いた包括的な細胞壁の特徴づけが可能になった.
  • 既知の5つのアラビノフラノシルトランスファーゼは,外因的脂質結合糖のドナーを処理し,細胞封筒の完全な回復につながった.
  • 脂質ベースの探査機は 細胞壁の生物合成阻害剤で治療された 野生型の細胞を救うことができます

結論:

  • 自然な脂質結合グリカンの代用物は,細胞のグリカン生物合成経路に効果的に介入することができます.
  • 合成脂質結合グライカンの生物合成組み込みは,バクテリアにおけるグライカンの構造と機能を調査するための強力な戦略です.
  • このアプローチは,従来の方法に逆らっている複雑なグリカン構造を研究するための貴重な代替手段を提供します.