Glykokalyx

Die Glykokalyx, auch Kapsel oder Schleimhülle genannt, ist eine Schicht an der Außenfläche der Zellmembran bei eukaryotischen Zellen, aber auch an der Außenseite der Zellwand bei prokaryotischen Zellen. Sie besteht aus Polysacchariden, die kovalent an die Membranproteine (Glycoproteine) und Membranlipide (Glycolipide) gebunden sind. Kapsel und Schleimhülle unterscheiden sich allerdings dahingehend, dass die Kapsel mit der Zellwand fest verankert ist, während dies nicht für die Schleimhülle zutrifft.^[1]

Allgemeines

Zu beachten ist, dass keine Glykokalyx bei Pflanzen vorhanden ist. Ihre Dicke kann variieren und sie kann bei grampositiven wie gramnegativen Bakterien (Gramfärbung) vorkommen. Die Kapsel kann das Volumen des Bakteriums stark vergrößern. Es bleiben unter der Kapselschicht alle anderen Zellwandschichten erhalten.

Bei Biomembranen hängt dieser verzweigte Zucker zu 90 % an Membranproteinen und zu 10 % an Glykolipiden.

Bedeutung

Diese Kapseln dienen Bakterien:

• als Schutz vor Austrocknung
• als Schutz vor Phagocytose
• Anheften an Oberflächen (bspw. auf dem Zahnschmelz → Zahnplaque)

Die Glykokalyx bei Erythrozyten bestimmt die Blutgruppe und beinhaltet den Rhesusfaktor. Zudem ist die Glykokalyx ein wichtiger Bestandteil der Blutgefäßwand.^[2]

Zusammensetzung

Die Glykokalyx wird aus Saccharose gebildet. Bei der Synthese gibt es zwei unterschiedliche Möglichkeiten. Je nachdem wie die Zusammensetzung erfolgt, unterscheidet man zwischen:

Levan: Die Grundeinheit stellt ein Glucose-Molekül dar, an welche daraufhin die Synthese von Fructose erfolgt.

Glc-(Fru-α2,6-Fru)_n

Beispiele: Bacillus, Pseudomonas, Streptococcus salivarius, Xanthomonas

Dextran: Die Grundeinheit stellt ein Fructose-Molekül dar, an welche daraufhin die Synthese von Glucose erfolgt.

Fru-(Glc-β1,6-Glc)_n

Beispiele: Leuconostoc, Streptococcus

Biosynthese

Zur Aktivierung wird unter Verbrauch von UTP (Uridin-Triphosphat) ein Uridin-Diphosphat-Zucker hergestellt. Bei der Hydrolyse des Phosphat-Esters wird Pyrophosphat freigesetzt, sodass genügend Energie für die Ausbildung einer glycosidischen Bindung zwischen den Monosacchariden zur Verfügung steht. Das katalysierende Enzym ist die Levan- bzw. Dextran-Sucrase.

Siehe auch

• Biomembran

Einzelnachweise

1. ↑ Rolle/Mayr: Medizinische Mikrobiologie, Infektions- und Seuchenlehre.
2. ↑ Jacob M, Chappell D, Hofmann-Kiefer K et al. (2007) Determinants of insensible fluid loss. Perspiration, protein shift and endothelial glycocalyx. Anaesthesist 56: 747–764