MAKALAH MIKROBIOLOGI

SINTESIS PEPTIDOGLIKAN

Kelompok 5

Disusunoleh:

1. TantriWidyaAstuti (13304241049)

2. Fransisca Kiki Fajarwati (13304244067)

3. NurhayatunNikmah (13304244007)

4. RahmayaniUswatun H (13304244023)

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2015

BAB I

PENDAHULUAN

A. LatarBelakang

Sama halnya dengan tumbuhan dan jamur, bakteri juga memiliki dinding sel yang

berfungsi untuk melindungi sel dari tekanan turgor yang disebabkan tingginya konsentrasi

protein dan molekul lainnya dalam sel dibandingkan dengan lingkungan di luarnya. Bakteri

memiliki dinding sel yang terbuat dari lapisan peptidoglikan yang membuat sel kaku dan

memberikan bentuk. Hal ini berfungsi sebagai jangkar untuk pili dan flagella. Hal ini membantu

organel sel dan menjaga sel dari lisis karena perubahan tekanan osmotik yang besar. Pada bakteri

dan jamur patogen, dinding sel memainkan peran dalam pertahanan dengan menerima dan

pengolahan informasi dari permukaan patogen dan mengirimkan informasi tersebut untuk

membran plasma sel inang.

Seperti yang telah kita ketahui bahwa dinding sel bakteri (terutama bakteri Gram Positif)

memiliki struktur dinding yang tersusun atas polisakarida yang disebut dengan murein atau yang

juga lazim disebut peptidoglikan. Murein terdiri atas rantai polisakarida panjang yang tersusun

atas residu asam N-asetilglukosamin (NAG) dan asam N-asetilmuramat yang tersusun secara

bergantian (berselang-seling). Rantai pentapeptida tertambat pada gugus NAM. Rantai

polisakarida terhubung ke rantai pentapeptida mereka melalui jembatan interpeptida. Untuk

dapat tumbuh dan membelah secara efisien sebuah sel bakteri harus menambahkan peptidoglikan

yang baru pada dinding selnya secara tepat dan diatur dengan baik ketika sedang

mempertahankan bentuk dinding dan kekompakan dalam keadaan tekanan osmotic yang begitu

tinggi.

Struktur dinding bakteri yang tersusun sebagian besar peptidoglikan ini merupakan

gabungan struktur senyawa kimia yang rumit sehingga tidak mengherankan suatu struktur yang

rumit memerlukan proses biosintesis yang juga sama rumitnya, terutama dikarenakan reaksi

sintesis yang terjadi sekaligus di luar dan  di dalam membran sel. Sintesis peptidoglikan

merupakan proses multistep yang berhasil dipelajari dengan baik pada bakteri Gram Positif.

Untuk mempelajari proses multistep ini maka dalam makalah ini akan disajikan tahapan dari

sintesis peptidoglikan

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana tahapan dari sintesis peptidoglikan pada bakteri?

C. Tujuan

1. Untuk mengetahui tahapan dari sintesis peptidoglikan pada bakteri.

BAB III

PEMBAHASAN

Bakteri merupakan organisme prokariotik yang memiliki dinding sel yang tersusun dari

peptidoglikan. Hal ini berbeda dengan tumbuhan yang dinding selnya tersusun dari selulosa,

pektin, maupun lignin. Dinding sel bakteri memiliki struktur yang agak kaku yang terletak di luar

membran sel. Peranan dinding sel tersebut adalah untuk mempertahankan bentuk sel dan

mencegah sel mengalami lisis. Berdasarkan kandungan peptidoglikan dinding selnya bakteri

dibagi menjadi dua yaitu Gram positif dan Gram negatif. Bakteri gram positif memiliki dinding

sel yang tersusun dari lapisan peptidoglikan yang lebih tebal, sedangkan bakteri gram negatif

memiliki lapisan peptidoglikan yang lebih tipis dan mempunyai struktur lipopolisakarida yang

tebal.

Pada dinding sel bakteri gram positif memiliki molekul tambahan berupa asam teikoat

yang terdiri atas gliserol, fosfat, dan ribitol gula alkohol dalam bentuk polimer dengan panjang

30 unit. Polimer-polimer tersebut terkadang memanjang sampai keluar dari dinding sel dan

kapsul (Gambar 3). Pada bakteri gram positif  memiliki lapisan peptidoglikan yang relatif tebal

dengan ukuran 20-80 nm. Lapisan peptidoglikan tersebut menempel pada permukaan luar

membran sel. Bakteri jenis ini tidak memiliki membran luar maupun ruang periplasmik.

Sehingga dengan menggunakan pewarnaan gram (Hans Christian Gram), maka bakteri ini akan

nampak berwarna ungu.

Adapun pada bakteri gram negatif memiliki struktur yang lebih kompleks dibandingkan

dengan bakteri gram positif. Komposisi peptidoglikan sekitar 10-20% dan sisanya berupa

polisakarida, protein, dan lipid. Dinding sel terdiri atas membran luar yang menyusun permukaan

luar dinding dan berbatasan dengan ruang periplasmik yang sangat sempit (Gambar 4). Pada

pewarnaan gram, bakteri ini tidak bisa mempertahankan warna kristal violet pada tahap

dekolorisasi. Hal ini dikarenakan dinding selnya sangat tipis dan jumlah lipoprotein serta

lipopolisakarida banyak pada dinding sel.

Peptidoglikan pada masing- masing bakteri bervariasi dalam komposisi kimiawinya.

Peptidoglikan terdapat dalam sel kering sekitar 2-4% dari berat keringnya. Suatu peptidoglikan

terdiri dari:

a.       Asam amino yang berikatan (peptida)

b.      Glukosa ( N-Asetil D-Glukosamin (NAG))

c.       Asam muramat (N-Asetil D-Muramat (NAM))

Unit peptidoglikan terikat pada gugus karboksil asam laktat dari M ke ujung amino suatu tetra

peptida, sehingga membentuk hubungan lintas (cross linkied) yang berkesinambungan. Sebagian

besar bakteri gram positif memiliki asam amino ketiga berupa lisin sedangkan sebagian besar

bakteri negatif berupa asam diaminophimelat. Berikut strukttur dari peptidoglikan

Sintesis peptidoglikan merupakan proses pembentukan makromolekul yang kompleks

yang berhasil dipelajari dengan baik pada bakteri Gram Positif. Dua buah carrier terlibat antara

lain: uridin difosfat (UDP) dan Bactoprenol. Bactoprenol merupakan alcohol yang memiliki

panjang rantai karbon sebanyak 55 atom C karbon yang melekat pada NAM melalui sebuah

gugus pirofosfat dan memindahkan komponen peptidoglikan melewati membran hidrofobik.

Secara keseluruhan proses sintesis peptidolikan melibatkan delapan tahapan, yang antara lain

adalah :

a.       Derivate UDP pada asam N-asetilglukosamin dan asam N-asetilmuramat disintesis di dalam

sitoplasma.

b.      Asam amino secara berurutan ditambahkan ke UDP-NAM untuk membentuk rantai

pentapeptida (dua ujung D-alanin ditambahkan sebagai sebuah dipeptida).

c.       NAM-pentapeptida ditransfer dari UDP ke sebuah bactoprenol fosfat pada permukaan

membran.

d.      UDP-NAG menambahkan NAG ke NAM-pentapeptidauntuk membentuk unit peptidoglikan

yang berulang. Jika sebuah jembatran interpeptida pentaglisin diperlukan, glisin akan

ditambahkan dengan menggunakan molekul tRNA glisil yang khusus, bukannya ribosom.

e.       Unit berulang Peptidoglikan NAM-NAG yang sudah lengkap kemudian ditransportasikan

melalui membran ke permukaan sebelah luarnya dengan carrier bactoprenol pirofosfat.

f.       Unit peptidoglikan kemudian dilekatkan pada ujung rantai peptidoglikan yang sedang tumbuh

untuk memperpanjang dengan satu unit peptidoglikan yang berulang.

g.      Carrier bactoprenol kembali ke dalam membran. Sebuah fosfat kemudian dilepaskan selama

proses ini untuk memberikan fosfat pada bactoprenol, yang nantinya akan mampu menerima

NAM-pentapeptida yang lain.

h.      Akhirnya, hubungan silang peptida antara dua peptidoglikan terbentuk melalui tanspeptidasi.

ATP digunakan untuk membentuk ujung ikatan peptida di dalam membran. Tidak ada lagi ATP

yang diperlukan ketika transpeptidasi terjadi di luar. Proses yang sama terjadi ketika sebuah

jembatan dilibatkan ; hanya gugus yang bereaksi dengan sub terminal D-alanin yang

membedakan.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dinding sel bakteri mengandung peptidoglikan yang terletak di luar membran

sitoplasmik yang juga berperan dalam memberikan bentuk sel. Peptidoglikan (murein)

adalah polisakarida yang terdiri dari dua gula turunan yaitu asam N-asetil glukosamin

(NAG) serta asam N-asetil muramat (NAM) yang dihubungkan ikatan β-1,4, dan sebuah

rantai peptida pendek yang terdiri dari asam amino l-alanin, d-alanin, d-asam glutamat

dan baik l-lisin atau asam diaminophimelat (DAP)-asam amino langka yang hanya

ditemukan pada sel prokariot. Bakteri gram positif memiliki dinding sel yang tersusun

dari lapisan peptidoglikan yang lebih tebal, sedangkan bakteri gram negatif memiliki

lapisan peptidoglikan yang lebih tipis dan mempunyai struktur lipopolisakarida yang

tebal. Secara keseluruhan proses sintesis peptidolikan melibatkan delapan tahapan yang

melibatkan dua buah carrier yaitu uridin difosfat (UDP) dan bactoprenol (dolichol).