Summary
Cell walls of L. plantarum and L. inulinus were isolated and purified by incubation with trypsin. After extraction with TCA and formamide, 85% of the dry weight consists of murein (peptidoglycan).
The cell walls of L. plantarum contained about 30% teichoic acid (ribit-type), whereas no teichoic acid was present in the cell walls of L. inulinus.
The quantitative determination of amino sugars and amino acids in the hydrolysate of the cell walls showed the following molar ratios: Mur: Gl-NH2:Glu:DAP l-Alad-Ala=1:1:1:1:1:0.5. In addition, 2 mols of NH3 were found per mol of glutamic acid, indicating, that DAP as well as glutamic acid are present as amides.
The UDP-activated cell wall precursor which was accumulated by inhibiting the cells by d-cycloserine showed the following molar ratios: UDP:Murl-Ala: Glu:DAP=1:1:1:1:1.
After dinitrophenylation and hydrolysation of the cell wall 50% of the DAP were present as mono-DNP-DAP. Hydrozinolysis of the cell wall yielded 4% free DAP and 0.8% free alanine. This shows that only a very small amount of these amino acids are C-terminal in the whole murein.
The analysis of various peptides from acid partial hydrolysates of the cell wall indicates the following amino acid sequence of the tetrapeptides attached to muramic acid: l-Ala-d-Glu-meso-DAP-d-Ala. Only half of the muramic acid molecules are substituted by tetrapeptides, while the other half carries a tripeptide in which the terminal d-alanine is missing.
The cross-linking of the muropeptides is achieved by a peptide-bond between the second amino group of DAP and the carboxylgroup of the d-alanine of an adjacent muropeptide.
Zusammenfassung
Von L. plantarum und L. inulinus wurden die Zellwände isoliert und durch Inkubation mit Trypsin gereinigt. Durch Extraktion mit TES und Formamid konnte das Murein (Peptidoglycan) bis zu rund 85% der Trockenmasse angereichert werden. Die Zellwände von L. plantarum enthielten rund 30% Teichonsäure des Ribit-Typs, die von L. inulinus waren frei von Teichonsäure.
Im Hydrolysat der teichonsäurefreien Zellwände ergaben sich folgende aufbzw. abgerundete Molverhältnisse Mur: GlNH2:Glu:DAPl-Alad-Ala=1:1:1:1:1:0,5. Außerdem waren 2 Mole Ammoniak enthalten, was das Vorliegen von Glu und DAP als Amide anzeigt. Die durch Hemmung mit d-Cycloserin angereicherte unvollständige Mureinvorstufe hatte ein Molverhältnis von UDP:Murl-Ala:Glu:DAP=1:1:1:1:1.
Nach Dinitrophenylierung der Zellwand ließen sich rund 50% der gesamten DAP als mono-DNP-DAP nachweisen. Die Hydrazinolyse der Zellwand zum Nachweis C-terminaler Aminosäuren ergab 4% freies DAP und 0,8% freies Alanin.
Durch die Analyse der in Partialhydrolysaten der Zellwand auftretenden Peptide konnte die folgende Aminosäuresequenz des an die Muraminsäure gebundenen Tetrapeptides bestimmt werden: l-Ala-d-Glu-l-Lys-d-Ala. Im Murein ist vermutlich nur etwa die Hälfte der Muraminsäure mit einem Tetrapeptid, die andere Hälfte mit einem Tripeptid, dessen d-Alanin fehlt, substituiert.
Die Quervernetzung erfolgt zwischen der 2. Aminogruppe der DAP und der Carboxylgruppe des d-Alanins eines benachbarten Tetrapeptids.
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Weiss, N., Plapp, R. & Kandler, O. Die Aminosäuresequenz des DAP-haltigen Mureins von Lactobacillus plantarum und Lactobacillus inulinus . Archiv. Mikrobiol. 58, 313–323 (1967). https://doi.org/10.1007/BF00409739
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