細胞壁

細菌の細胞壁というのは、内側がペプチドグリカン(ムレイン、ムコペプチド、ムコポリマーともいう)、外側が外膜(燐脂質)、という構造を基本とする。

ペプチドグリカンとは、ペプチド(=アミノ酸)と、グリカン(=多糖類)から構成される高分子である。

細菌細胞はこの分子の単量体(ペプチドグリカンモノマー)を細胞膜外に分泌し、これを細胞の成長(大型化、分裂)に応じ、既存の細胞壁に補充しながら細胞壁を構築する。

大雑把には、次の手順である。

1. 酵素で既存の細胞壁の一部を壊す
2. ペプチドグリカンモノマーの糖鎖部分を、既存細胞壁の糖鎖に組み込む
3. 酵素でペプチド鎖同士を架橋

細菌の細胞壁は、細胞の補強が特に重要な機能である。

細胞内の液体には様々な物質が溶け込んでおり、常に浸透圧が働いている。このため周囲より水分が入り込み、細胞を膨らませる。この膨張を一定で抑える機能を細胞壁は持っている。

一般に細菌細胞は動物細胞と比べ浸透圧が高いため、細胞壁が損なわれると細胞外の水分が細胞内にどんどん浸入し、浸透圧に抗し切れなくなり破裂、つまり溶菌を起こしてしまう。

例えば抗生物質の代表であるペニシリンは、ペプチド鎖同士を架橋する酵素を阻害し、この作用によって細胞壁の合成を阻害し、溶菌させる。こうして細菌に対し殺菌作用を示す。