Mureinschicht

Mureinschicht, auch Peptidoglykanschicht genannt, bildet den zentralen Festigungsbestandteil der bakteriellen Zellwand. Sie besteht aus langen Ketten wiederholter Disaccharide aus N-Acetylglucosamin (NAG) und N-Acetylnuraminsäure (NAM), die durch β-1,4-glykosidische Bindungen verbunden sind. An NAM-Molekülen befinden sich kurze Peptidketten aus Aminosäuren, deren Quervernetzung durch Transpeptidasen erfolgt. Dieses Netz verleiht der Zelle mechanische Festigkeit und schützt vor osmotischem Druck.

Bei Gram-positiven Bakterien besitzt die Mureinschicht eine dicke Peptidoglykanschicht, oft mit Teichonsäuren und anderen Polysacchariden angereichert, wodurch die Zellhülle robust wirkt. Bei Gram-negativen Bakterien liegt die Peptidoglykanschicht dagegen als dünne Schicht im Periplasma zwischen der inneren Membran und der äußeren Membran; die äußere Membran setzt zusätzliche Barrierefunktionen und Lipoproteine ein.

Die Mureinschicht reguliert Form, Stabilität und Turgordruck der Zelle. Sie ist Ziel von Enzymen wie Lysozym und Antibiotika der Beta-Lactam-Gruppe, die die Quervernetzung hemmen. Synthese und Abbau erfolgen in kontrollierten Schritten: Baugleiche NAG-NAM-Pentapeptid-Vorstufen werden im Zytoplasma synthetisiert, durch die Zellmembran transportiert, in der extrazellulären Schicht eingefügt und durch Transpeptidasen vernetzt. Autolysine lösen temporär Bauelemente zum Wachstum.

Mureinschicht ist in der Mehrzahl der Bakterien vorhanden; Mykoplasmen besitzen jedoch keine klassische Zellwandmurein, weshalb ihnen Formstabilität fehlt. Die Dicke und Vernetzung der Schicht beeinflussen die Empfindlichkeit gegenüber bestimmten Antibiotika.