เพปติโดไกลแคนมิวเรอินหรือมิวโคเปปไทด์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว เป็น พอลิแซ็กคาไร ด์ ที่ประกอบด้วยน้ำตาลและกรดอะมิโนซึ่งก่อตัวเป็นชั้นคล้ายตาข่าย (แซ็กคูลัส) ที่ล้อมรอบเยื่อหุ้มไซโตพลาสมิกของแบคทีเรีย^{[ 1 ]}ส่วนประกอบของน้ำตาลประกอบด้วยสารตกค้างสลับกันของN-อะเซทิลกลูโค ซามีน (NAG) และN-อะเซทิลมูรามิคแอซิด (NAM) ที่ เชื่อมต่อกันด้วย β-(1,4) โซ่ โอลิโก เปปไทด์ที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนสามถึงห้าตัวจะติดอยู่กับ N- อะ เซทิลมูรามิคแอซิด โซ่เปปไทด์สามารถเชื่อมโยงข้ามกับโซ่เปปไทด์ของสายอื่น ทำให้เกิดชั้นคล้ายตาข่าย 3 มิติ^{[ 1 ] [ 2 ]}เพปติโดไกลแคนมีบทบาทเชิงโครงสร้างในผนังเซลล์ของแบคทีเรีย ให้ความแข็งแรงเชิงโครงสร้าง และยังช่วยต้านทานแรงดันออสโมติกของไซโตพลาสมอีก ด้วย การเชื่อมโยงซ้ำๆ นี้ส่งผลให้เกิดชั้นเพปติโดไกลแคนที่หนาแน่น ซึ่งมีความสำคัญต่อการรักษารูปร่างของเซลล์และทนต่อแรงดันออสโมติกสูง และมีการทดแทนอย่างสม่ำเสมอด้วยการผลิตเพปติโดไกลแคน การไฮโดรไลซิสและการสังเคราะห์เพปติโดไกลแคนเป็นสองกระบวนการที่ต้องเกิดขึ้นเพื่อให้เซลล์เจริญเติบโตและเพิ่มจำนวน ซึ่งเป็นเทคนิคที่ดำเนินการในสามขั้นตอน ได้แก่ การตัดวัสดุที่มีอยู่ การแทรกวัสดุใหม่ และการเชื่อมโยงข้ามของวัสดุที่มีอยู่กับวัสดุใหม่^{[ 3 ]}

ชั้นเพปติโดไกลแคนมีความหนามากกว่าในแบคทีเรียแกรมบวก (20 ถึง 80 นาโนเมตร) เมื่อเทียบกับแบคทีเรียแกรมลบ (7 ถึง 8 นาโนเมตร) ^{[ 4 ]}ขึ้นอยู่กับสภาวะการเจริญเติบโตของ pH เพปติโดไกลแคนจะก่อตัวเป็นประมาณ 40 ถึง 90% ของน้ำหนักแห้ง ของ ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวก แต่มีเพียงประมาณ 10% ของสายพันธุ์แกรมลบ ดังนั้น การมีเพปติโดไกลแคนในระดับสูงจึงเป็นตัวกำหนดหลักในการจำแนกแบคทีเรียว่าเป็นแกรมบวก^{[ 5 ]} ในสายพันธุ์แกรมบวก เพปติโดไกลแคนมีความสำคัญในบทบาทการยึดเกาะและวัตถุประสงค์ในการจำแนกซี โรไทป์ ^{[ 6 ]}สำหรับทั้งแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบ อนุภาคที่มีขนาดประมาณ 2 นาโนเมตรสามารถผ่านเพปติโดไกลแคนได้^{[ 7 ]}

เป็นการยากที่จะบอกได้ว่าสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นแกรมบวกหรือแกรมลบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ จำเป็นต้องใช้ การย้อมสีแกรมซึ่งคิดค้นโดยฮันส์ คริสเตียน แกรมในปี 1884 แบคทีเรียจะถูกย้อมด้วยสีย้อมคริสตัลไวโอเลตและซาฟรานิน เซลล์แกรมบวกจะมีสีม่วงหลังจากย้อม ในขณะที่เซลล์แกรมลบจะมีสีชมพู^{[ 8 ]}

ชั้นเพปติโดไกลแคนภายในผนังเซลล์ของแบคทีเรียเป็น โครงสร้าง ตาข่ายผลึกที่เกิดจากสายโซ่เชิงเส้นของน้ำตาล อะมิโนสองชนิดสลับกัน ได้แก่ เอ็น -อะเซทิลกลูโค ซามี น (GlcNAc หรือ NAG) และเอ็น - อะเซทิลมูรามิคแอซิด (MurNAc หรือ NAM) น้ำตาลที่สลับกันเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์ β-(1,4) แต่ละ MurNAc จะติดอยู่กับสายโซ่ กรดอะมิโนสั้นๆ (4-5 หน่วย) ซึ่งประกอบด้วยแอล - อะลานีนดี - กลูตามิกแอซิดเมโซ - ได อะมิโนพิเมลิกแอซิดและดี-อะลานีนในกรณีของEscherichia coli (แบคทีเรียแกรมลบ) หรือแอล -อะลานีน, ดี - กลูตามีน , แอล - ไลซีนและดี-อะลานีน โดยมีไกลซีน 5 โมเลกุลเชื่อมระหว่างเตตระเปปไทด์ในกรณีของStaphylococcus aureus (แบคทีเรียแกรมบวก) เพปติโดไกลแคนเป็นแหล่งสำคัญแหล่งหนึ่งของกรดอะมิโนดีในธรรมชาติ

ชั้นเพปติโดไกลแคนซึ่งล้อมรอบเยื่อหุ้มชั้นในจะช่วยปกป้องเซลล์จากการแตกตัวเนื่องจาก แรงดัน เต่งของเซลล์ เมื่อผนังเซลล์เจริญเติบโต มันจะรักษารูปร่างไว้ตลอดอายุขัย ดังนั้นรูปร่างแท่งจะยังคงเป็นรูปร่างแท่ง และรูปร่างทรงกลมจะยังคงเป็นรูปร่างทรงกลมตลอดอายุขัย สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากวัสดุกั้นที่เพิ่มเข้ามาใหม่จากการสังเคราะห์จะเปลี่ยนเป็นผนังรูปครึ่งวงกลมสำหรับเซลล์ลูกหลาน^{[ 9 ]}

การเชื่อมโยงข้ามระหว่างกรดอะมิโนในสายโซ่น้ำตาลอะมิโนเชิงเส้นที่แตกต่างกันเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์DD -transpeptidaseและส่งผลให้เกิดโครงสร้างสามมิติที่แข็งแรงและมั่นคง ลำดับกรดอะมิโนและโครงสร้างโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจงจะแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ของ แบคทีเรีย ^{[ 10 ]}

มีการอธิบายประเภทของเพปติโดไกลแคนที่แตกต่างกันของผนังเซลล์แบคทีเรียและ ความหมาย เชิงอนุกรม วิธาน ^{[ 11 ]}อาร์เคีย ( โดเมนอาร์เคีย ) ^{[ 12 ]}ไม่มีเพปติโดไกลแคน (มิวเรอิน) ^{[ 13 ]}อาร์เคียบางชนิดมีซูโดเพปติโดไกลแคน ( ซูโดมิวเรอินดูด้านล่าง) ^{[ 14 ]}

เพปติโดไกลแคนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการแบ่งตัวแบบไบนารีระหว่างการสืบพันธุ์ของเซลล์แบคทีเรียแบคทีเรีย L-formและไมโคพลาสมาซึ่งทั้งสองชนิดไม่มีผนังเซลล์เพปติโดไกลแคน จะไม่ขยายพันธุ์โดยการแบ่งตัวแบบไบนารี แต่โดยกลไกการแตกหน่อ^{[ 15 ] [ 16 ]}

ในช่วงวิวัฒนาการยุคแรก การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของขอบเขต (เยื่อหุ้มเซลล์ ผนังเซลล์) ที่ปกป้องโครงสร้างแรกของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งแวดล้อมนั้น ย่อมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการก่อตัวของเซลล์แรก ( การสร้างเซลล์ )

การประดิษฐ์ผนังเซลล์เพปติโดไกลแคน (มิวรีน) ที่แข็งแรงในแบคทีเรีย (โดเมนแบคทีเรีย^{[ 12 ]} ) น่าจะเป็นเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับการอยู่รอด การแพร่กระจายอย่างกว้างขวาง และการตั้งรกรากในแทบทุกถิ่นที่อยู่ของธรณีภาคและอุทกภาค^{[ 17 ] [ 18 ]}

โมโนเมอร์ของเพปติโดไกลแคนจะถูกสังเคราะห์ในไซโตซอลจากนั้นจะถูกยึดติดกับแบคโทพรีนอลซึ่งเป็นตัวพาเมมเบรน แบคโทพรีนอลจะขนส่งโมโนเมอร์ของเพปติโดไกลแคนข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังตำแหน่งที่โมโนเมอร์เหล่านั้นถูกแทรกเข้าไปในเพปติโดไกลแคนที่มีอยู่^{[ 19 ]}

1. ในขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์เพปติโดไกลแคน กลูตามีนซึ่งเป็นกรดอะมิโนจะมอบหมู่เอมีนให้กับน้ำตาลฟรุกโตส 6-ฟอสเฟต [ ^{20 ] ปฏิกิริยา}นี้ซึ่งเร่งปฏิกิริยาโดยEC 2.6.1.16 (GlmS) จะเปลี่ยนฟรุกโตส 6-ฟอสเฟตให้เป็นกลูโคซามีน-6-ฟอสเฟต^{[ 21 ]}
2. ในขั้นตอนที่สอง หมู่แอเซทิลจะถูกถ่ายโอนจากแอเซทิล CoAไปยังหมู่เอมีนบนกลูโคซามีน-6-ฟอสเฟต ทำให้เกิดN- แอเซทิล-กลูโคซามี น-6-ฟอสเฟต^{[ 20 ]}ปฏิกิริยานี้คือEC 5.4.2.10ซึ่งเร่งปฏิกิริยาโดย GlmM ^{[ 21 ]}
3. ในขั้นตอนที่สามของกระบวนการสังเคราะห์N -acetyl-glucosamine-6-phosphate จะถูกไอโซเมอไรซ์ ซึ่งจะเปลี่ยนN -acetyl-glucosamine-6-phosphate เป็นN ^- acetyl-glucosamine-1-phosphate ^{[ 20} ] นี่คือEC 2.3.1.157ซึ่งถูกเร่งปฏิกิริยาโดย GlmU ^{[ 21 ]}
4. ในขั้นตอนที่ 4 N -acetyl-glucosamine-1-phosphate ซึ่งตอนนี้เป็นโมโนฟอสเฟต จะเข้าโจมตีUTP ยูริดีนไตรฟอสเฟต ซึ่งเป็นนิวคลีโอไทด์ไพริ มิดีน มีความสามารถในการทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน ในปฏิกิริยานี้ หลังจากที่โมโนฟอสเฟตเข้าโจมตี UTP แล้ว ไพโรฟอสเฟตอนินทรีย์จะถูกปล่อยออกมาและถูกแทนที่ด้วยโมโนฟอสเฟต ทำให้เกิด UDP-N-acetylglucosamine (2,4) (เมื่อ ใช้ UDPเป็นแหล่งพลังงาน มันจะปล่อยฟอสเฟตอนินทรีย์ออกมา) ขั้นตอนเริ่มต้นนี้ใช้ในการสร้างสารตั้งต้นสำหรับ NAG ในเพปติโดไกลแคน^{[ 20 ]}ซึ่งก็คือEC 2.7.7.23ซึ่งถูกเร่งปฏิกิริยาโดย GlmU ซึ่งเป็นเอนไซม์แบบสองฟังก์ชัน^{[ 21 ]}
5. ในขั้นตอนที่ 5 UDP-N-acetylglucosamine (UDP-GlcNAc) บางส่วนจะถูกแปลงเป็น UDP-MurNAc (UDP-N-acetylmuramic acid) โดยการเติมกลุ่มแลคติลลงในกลูโคซามีน นอกจากนี้ ในปฏิกิริยานี้ กลุ่มไฮดรอกซิล C3 จะกำจัดฟอสเฟตออกจากคาร์บอนอัลฟาของฟอสโฟอีโนลไพรู เวต ซึ่งจะสร้างสิ่งที่เรียกว่าอนุพันธ์อีโนล^{[ 20 ]} EC 2.5.1.7เร่งปฏิกิริยาโดย MurA ^{[ 21 ]}
6. ในขั้นตอนที่ 6 เอนอลจะถูกรีดิวซ์เป็น "ส่วนประกอบแลคติล" โดยNADPHในขั้นตอนที่หก^{[ 20 ]} EC 1.3.1.98เร่งปฏิกิริยาโดย MurB ^{[ 21 ]}
7. ในขั้นตอนที่ 7 UDP–MurNAc จะถูกแปลงเป็น UDP-MurNAc เพนตาเปปไทด์โดยการเติมกรดอะมิโน 5 ตัว ซึ่งโดยปกติจะรวมถึงไดเปปไทด์D -alanyl- D -alanine ^{[ 20 ]}นี่คือลำดับของปฏิกิริยา 3 ครั้ง ได้แก่EC 6.3.2.8โดย MurC, EC 6.3.2.9โดย MurD และEC 6.3.2.13โดย MurE ^{[ 21 ]}

ปฏิกิริยาเหล่านี้แต่ละ ครั้งต้องการแหล่งพลังงานATP ^{[ 20 ]} ทั้งหมดนี้เรียกว่าขั้นตอนที่หนึ่ง

ขั้นตอนที่สองเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มไซโตพลาสซึม ในเยื่อหุ้มเซลล์นี้ ตัวนำไขมันที่เรียกว่าแบคโทพรีนอลจะลำเลียงสารตั้งต้นของเปปติโดไกลแคนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

1. อันเดคาเพรนิลฟอสเฟตจะโจมตีเพนตา UDP-MurNAc ทำให้เกิดเพนตา PP-MurNac ซึ่งตอนนี้เป็นลิปิด ( ลิปิด I ) ^{[ 20 ]} EC 2.7.8.13โดย MraY ^{[ 21 ]}
2. จากนั้น UDP-GlcNAc จะถูกขนส่งไปยัง MurNAc ทำให้เกิด Lipid-PP-MurNAc penta-GlcNAc ( ลิปิด II ) ซึ่งเป็นไดแซ็กคาไรด์ และยังเป็นสารตั้งต้นของเปปติโดไกลแคนอีกด้วย^{[ 20 ]} EC 2.4.1.227โดย MurG ^{[ 21 ]}
3. ลิปิด II ถูกขนส่งข้ามเยื่อหุ้มเซลล์โดยฟลิปเพส (MurJ) ซึ่งเป็นการค้นพบในปี 2014 หลังจากการค้นหามานานหลายทศวรรษ^{[ 22 ]}เมื่อไปถึงที่นั่นแล้ว จะถูกเพิ่มเข้าไปในสายโซ่ไกลแคนที่กำลังเติบโตโดยเอนไซม์เปปติโดไกลแคนไกลโคซิลทรานสเฟอเรส (GTase, EC 2.4.1.129) ปฏิกิริยานี้เรียกว่าทรานส์ไกลโคซิเลชัน ในปฏิกิริยานี้ หมู่ไฮดรอกซิลของ GlcNAc จะยึดติดกับ MurNAc ในไกลแคน ซึ่งจะทำให้ลิปิด-PP หลุดออกจากสายโซ่ไกลแคน^{[ 20 ]}
4. ในขั้นตอนสุดท้ายDD -transpeptidase (TPase, EC 3.4.16.4) จะเชื่อมโยงสายโซ่ไกลแคนแต่ละสายเข้าด้วยกัน โปรตีนนี้ยังเป็นที่รู้จักในชื่อโปรตีนที่จับกับเพนิซิลลินบางเวอร์ชันของเอนไซม์นี้ยังทำหน้าที่ไกลโคซิลทรานสเฟอเรสด้วย ในขณะที่บางเวอร์ชันจะปล่อยให้เอนไซม์อื่นทำหน้าที่นี้แทน^{[ 21 ]}

ในอาร์เคีย บางชนิด เช่น สมาชิกของMethanobacterialesและในสกุลMethanopyrusพบว่ามี pseudopeptidoglycan (pseudomurein) อยู่[ 14 ^{]ในpseudopeptidoglycan}นั้น หมู่ของน้ำตาลจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ β-(1,3) ระหว่างN -acetylglucosamine และN -acetyltalosaminuronic acidซึ่งทำให้ผนังเซลล์ของอาร์เคียเหล่านี้ไม่ไวต่อไลโซไซม์ [ ^{23 ] มี}การอธิบายถึงกระบวนการสังเคราะห์ pseudopeptidoglycan แล้ว^{[ 24 ]}

การจดจำเพปติโดไกลแคนเป็นกระบวนการที่ได้รับการอนุรักษ์ทางวิวัฒนาการ^{[ 25 ]}โครงสร้างโดยรวมมีความคล้ายคลึงกันระหว่างสายพันธุ์แบคทีเรีย แต่การดัดแปลงต่างๆ สามารถเพิ่มความหลากหลายได้ ซึ่งรวมถึงการดัดแปลงความยาวของพอลิเมอร์น้ำตาล การดัดแปลงโครงสร้างน้ำตาล การเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมโยงข้าม หรือการแทนที่กรดอะมิโน (ส่วนใหญ่อยู่ที่ตำแหน่งที่สาม) ^{[ 25 ] [ 26 ]}จุดมุ่งหมายของการดัดแปลงเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของผนังเซลล์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการก่อโรค^{[ 25 ]}

เพปติโดไกลแคนสามารถถูกย่อยสลายได้ด้วยเอนไซม์หลายชนิด ( ไลโซไซม์กลูโคซามินิเดส เอนโดเปปติเดส ... ^{[ 25 ]} ) ทำให้เกิดชิ้นส่วนกระตุ้นภูมิคุ้มกัน (บางครั้งเรียกว่ามูโรเปปไทด์^{[ 27 ]} ) ซึ่งมีความสำคัญต่อการเป็นตัวกลางในการโต้ตอบระหว่างโฮสต์และเชื้อโรค [ ^{26 ]}ซึ่งรวมถึงมูรามิลไดเปปไทด์⁽ MDP) เอ็น- อะเซทิลกลูโคซามีน (NAG) หรือแกมมา-ดี-กลูตามิล-เมโซ-ไดอะมิโนพิเมลิกแอซิด (iE-DAP) ^{[ 25 ] [ 27 ]}

เพปติโดไกลแคนจากแบคทีเรียในลำไส้ (ทั้งเชื้อก่อโรคและแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ ) สามารถผ่านสิ่งกีดขวางในลำไส้ได้แม้ในสภาวะทางสรีรวิทยา^{[ 27 ]}กลไกที่เพปติโดไกลแคนหรือชิ้นส่วนของมันเข้าสู่เซลล์โฮสต์อาจเป็นแบบตรง (ไม่ขึ้นกับตัวพา) หรือแบบอ้อม (ขึ้นกับตัวพา) และอาจเป็นแบบที่แบคทีเรียเป็นตัวกลาง (ระบบการหลั่ง, ถุงเมมเบรน ) หรือแบบที่เซลล์โฮสต์เป็นตัวกลาง (ตัวรับเป็นตัวกลาง, ตัวขนส่งเปปไทด์) ^{[ 27 ]}ระบบการหลั่งของแบคทีเรียเป็นโปรตีนเชิงซ้อนที่ใช้สำหรับการส่งปัจจัยก่อโรคผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบคทีเรียไปยังสิ่งแวดล้อมภายนอก^{[ 28 ]}เชื้อแบคทีเรียก่อโรคภายในเซลล์จะบุกรุกเซลล์ยูคาริโอติก (ซึ่งอาจนำไปสู่การสร้างฟาโกไลโซโซมและ/หรือ การกระตุ้น ออโตฟาจี ) หรือแบคทีเรียอาจถูกกลืนกินโดยฟาโกไซต์ ( แมคโครฟาจ , โมโนไซต์ , นิวโทรฟิล ...) จากนั้น ฟาโกโซมที่มีแบคทีเรียอาจรวมเข้ากับเอนโดโซมและไลโซโซมทำให้เกิดการย่อยสลายแบคทีเรียและสร้างชิ้นส่วนเปปติโดไกลแคนพอลิเมอร์และมูโรเปปไทด์^{[ 27 ]}

ระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดจะตรวจจับเพปติโดไกลแคนที่สมบูรณ์และชิ้นส่วนเพปติโดไกลแคนโดยใช้ PRR ( ตัวรับรู้รูปแบบ ) จำนวนมากที่ถูกหลั่งออกมา แสดงออกภายในเซลล์ หรือแสดงออกบนพื้นผิวเซลล์^{[ 25 ]}

PGLYRPsมีการอนุรักษ์ไว้ตั้งแต่แมลงจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม [ ^{27 ] สัตว์}เลี้ยงลูกด้วยนมผลิตโปรตีนรับรู้เพปติโดไกลแคนแบบละลายน้ำได้ 4 ชนิด ( PGLYRP-1 , PGLYRP-2 , PGLYRP-3และPGLYRP-4 ) ที่รับรู้ถึงมูรามิลเพนตาเปปไทด์หรือเตตระเปปไทด์^{[ 25 ]}นอกจากนี้ยังสามารถจับกับLPSและโมเลกุลอื่นๆ ได้โดยใช้ไซต์การจับที่อยู่นอกร่องการจับเพปติโดไกลแคน^{[ 28 ]}หลังจากรับรู้เพปติโดไกลแคนแล้ว PGLYRPs จะกระตุ้นโมเลกุลโพลีฟีนอลออกซิเดส (PPO), Toll หรือเส้นทางการส่งสัญญาณภูมิคุ้มกันบกพร่อง (IMD) ซึ่งนำไปสู่การผลิตเปปไทด์ต้านจุลชีพ (AMPs) ^{[ 28 ]}

PGLYRP ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแต่ละชนิดแสดงรูปแบบการแสดงออกในเนื้อเยื่อที่ไม่ซ้ำกัน PGLYRP-1 ส่วนใหญ่แสดงออกในเม็ดของนิวโทรฟิลและอีโอซิโนฟิล [ ^{25 ] PGLYRP} -3 และ 4 แสดงออกในเนื้อเยื่อหลายชนิด เช่น ผิวหนัง ต่อมเหงื่อ ดวงตา หรือทางเดินอาหาร^{[ 27 ]} PGLYRP-1, 3 และ 4 สร้างโฮโมไดเมอร์และเฮเทอโรไดเมอร์ ที่เชื่อมด้วยพันธะไดซัลไฟด์ ซึ่งจำเป็นต่อกิจกรรมการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย^{[ 27 ]}การจับกับเพปติโดไกลแคนของผนังเซลล์แบคทีเรียสามารถชักนำให้เซลล์แบคทีเรียตายได้โดยการโต้ตอบกับโปรตีนควบคุมการถอดรหัสของแบคทีเรียหลายชนิด^{[ 25 ]} PGLYRP น่าจะช่วยในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียโดยการทำงานร่วมกับ PRR อื่นๆ เพื่อเพิ่มการรับรู้แบคทีเรียโดยฟาโกไซต์^{[ 25 ]}

PGLYRP-2 ถูกแสดงออกโดยตับ เป็นหลัก และหลั่งเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต^{[ 25 ]}นอกจากนี้ การแสดงออกของมันยังสามารถถูกกระตุ้นได้ในเซลล์เคราติโน ไซต์ของผิวหนัง เซลล์ เยื่อบุผิวในช่องปากและลำไส้^{[ 27 ]}ในทางตรงกันข้ามกับ PGLYRP อื่นๆ PGLYRP-2 ไม่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียโดยตรง มันมีฤทธิ์เป็นเอนไซม์อะมิเดสของเปปติโดไกลแคน โดยมันจะไฮโดรไลซ์พันธะแลคทิลอะไมด์ระหว่างMurNAc และกรดอะมิโนตัวแรกของเปปไทด์หลักของเปปติโดไกลแคน[ ^{25 ] [ 27 ] มี}การเสนอว่าหน้าที่ของ PGLYRP-2 คือการป้องกันการกระตุ้นมากเกินไปของระบบภูมิคุ้มกันและ ความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดจาก การอักเสบ อันเนื่อง มาจากการตอบสนองต่อ ลิแกนด์ NOD2 (ดูด้านล่าง) เนื่องจากมูโรเปปไทด์เหล่านี้จะไม่สามารถถูกจดจำโดย NOD2 ได้อีกต่อไปเมื่อส่วนประกอบของเปปไทด์แยกออกจาก MurNAc ^{[ 27 ]}หลักฐานที่เพิ่มขึ้นบ่งชี้ว่าสมาชิกในกลุ่มโปรตีนที่รับรู้เปปติโดไกลแคนมีบทบาทสำคัญในการสร้างความทนทานของเซลล์เยื่อบุลำไส้ต่อจุลินทรีย์ประจำถิ่น^{[ 28 ] [ 29 ]}มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าการแสดงออกของ PGLYRP-2 และ 4 สามารถส่งผลต่อองค์ประกอบของจุลินทรีย์ ในลำไส้ ได้^{[ 28 ]}

เมื่อไม่นานมานี้ มีการค้นพบว่า PGLYRPs (รวมถึงตัวรับ NOD-like และตัวขนส่งเปปติโดไกลแคน) มีการแสดงออกสูงในสมองของ หนูที่กำลังพัฒนา ^{[ 30 ]} PGLYRP-2 มีการแสดงออกสูงในเซลล์ประสาทของสมองหลายบริเวณ รวมถึงคอร์เทกซ์ส่วนหน้าฮิปโปแคมปัสและซีรีเบลลัมซึ่งบ่งชี้ถึงผลกระทบโดยตรงที่อาจเกิดขึ้นของเปปติโดไกลแคนต่อเซลล์ประสาท PGLYRP-2 ยังมีการแสดงออกสูงในคอร์เทกซ์สมองของเด็กเล็ก แต่ไม่พบในเนื้อเยื่อคอร์เทกซ์ของผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ PGLYRP-1 ก็มีการแสดงออกในสมองและยังคงมีการแสดงออกต่อไปจนถึงวัยผู้ใหญ่^{[ 30 ]}

ตัวรับเพปติโดไกลแคนที่รู้จักกันดีที่สุดน่าจะเป็นตัวรับแบบ NOD (NLRs) ซึ่งส่วนใหญ่คือNOD1และNOD2ตัวรับ NOD1 จะถูกกระตุ้นหลังจากจับกับ iE-DAP (γ-d-glutamyl-meso-diaminopimelic acid) ในขณะที่ NOD2 จดจำ MDP (muramyl dipeptide) โดยโดเมน LRRของ พวกมัน ^{[ 28 ]}การกระตุ้นนำไปสู่การเกิดโอลิโกเมอไรเซชันด้วยตนเอง ส่งผลให้เกิดการกระตุ้นของสองกระบวนการส่งสัญญาณ กระบวนการหนึ่งกระตุ้นการทำงานของNF-κB (ผ่าน RIP2, TAK1และIKK ^{[ 31 ]} ) และอีกกระบวนการหนึ่งนำไปสู่ กระบวนการส่งสัญญาณ MAPK การกระตุ้นเส้นทางเหล่านี้ทำให้เกิดการผลิต ไซโตไคน์และเคโมไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ^{[ 25 ]}

NOD1 ถูกแสดงออกโดยเซลล์หลายประเภท รวมถึงเซลล์ฟาโกไซต์ชนิดไมอีลอยด์ เซลล์เยื่อบุผิว^{[ 25 ]}และเซลล์ประสาท^{[ 30 ]} NOD2 ถูกแสดงออกในโมโนไซต์และแมโครฟาจ เซลล์เยื่อบุผิวลำไส้เซลล์พาเนธ เซลล์เดนไดรต์ เซลล์สร้างกระดูก เซลล์เคราติโนไซต์ และเซลล์เยื่อบุผิวประเภทอื่นๆ^{[ 27 ]}ในฐานะ เซนเซอร์ ในไซโตพลาสซึม NOD1 และ NOD2 ต้องตรวจจับแบคทีเรียที่เข้าสู่ไซโตพลาสซึม หรือเพปติโดไกลแคนต้องถูกย่อยสลายเพื่อสร้างชิ้นส่วนที่ต้องถูกขนส่งเข้าไปในไซโตพลาสซึมเพื่อให้เซนเซอร์เหล่านี้ทำงานได้^{[ 25 ]}

เมื่อเร็วๆ นี้ มีการแสดงให้เห็นว่าNLRP3ถูกกระตุ้นโดยเพปติโดไกลแคน ผ่านกลไกที่ไม่ขึ้นอยู่กับ NOD1 และ NOD2 ^{[ 27 ]} ในแมโครฟาจ พบว่า N-acetylglucosamine ที่สร้างขึ้นจากการย่อยสลาย เพปติโดไกลแคนสามารถยับยั้งกิจกรรมของเฮกโซไคเนสและกระตุ้นให้เฮกโซไคเนสหลุดออกจากเยื่อหุ้มไมโทคอนเดรียได้ นอกจากนี้ยังส่งเสริมการกระตุ้น NLRP3 อินฟลามาโซมผ่านกลไกที่ถูกกระตุ้นโดยการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มไมโทคอนเดรีย^{[ 27 ]}

NLRP1ยังถือเป็นเซนเซอร์ไซโตพลาสมิกของเปปติโดไกลแคน มันสามารถตรวจจับ MDP และส่งเสริม การหลั่ง IL-1ผ่านการจับกับ NOD2 ^{[ 28 ] [ 26 ]}

เลคตินชนิด Cเป็นซูเปอร์แฟมิลีที่หลากหลายของโปรตีนที่ขึ้นอยู่กับ Ca ^{2+ เป็นหลัก ซึ่งจับกับ} คาร์โบไฮเดรตหลายชนิด(รวมถึงโครงสร้างไกลแคนของเปปติโดไกลแคน) และทำหน้าที่เป็นตัวรับภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด^{[ 27 ]}โปรตีน CLR ที่จับกับเปปติโดไกลแคน ได้แก่เลคตินที่จับกับแมนโน ส (MBL), ฟิโคลิน , Reg3A (โปรตีนตระกูลยีนการสร้างใหม่ 3A) และ PTCLec1 ^{[ 28 ]}ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พวกมันเริ่มต้นเส้นทางเลคตินของ แคสเคดคอม พลีเมนต์^{[ 27 ]}

บทบาทของตัวรับแบบ Toll-like (TLRs) ในการรับรู้เพปติโดไกลแคนโดยตรงยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่^{[ 25 ]}ในบางการศึกษา มีรายงานว่าเพปติโดไกลแคนถูกตรวจจับโดยTLR2 [ ^{32 ] แต่}กิจกรรมที่กระตุ้น TLR2 นี้อาจเกิดจากไลโปโปรตีน ของผนังเซลล์ และกรดไลโปเทโคอิกที่มักจะบริสุทธิ์ร่วมกับเพปติโดไกลแคน นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเพปติโดไกลแคนในแบคทีเรียแต่ละสายพันธุ์อาจมีส่วนทำให้ผลลัพธ์ในหัวข้อนี้แตกต่างกัน^{[ 25 ] [ 27 ]}

เพปติโดไกลแคนมีฤทธิ์ทางภูมิคุ้มกัน ซึ่งสามารถกระตุ้นเซลล์ภูมิคุ้มกันให้เพิ่มการแสดงออกของไซโตไคน์และเสริมสร้างการตอบสนองเฉพาะที่ขึ้นอยู่กับแอนติบอดีเมื่อใช้ร่วมกับวัคซีนหรือใช้เป็นสารเสริมฤทธิ์เพียงอย่างเดียว^{[ 28 ]} MDP ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของเพปติโดไกลแคน ถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ของสารเสริมฤทธิ์ของ Freundใน ตอนแรก ^{[ 28 ]}เพปติโดไกลแคนจากStaphylococcus aureusถูกนำมาใช้เป็นวัคซีนเพื่อป้องกันหนู โดยแสดงให้เห็นว่าหลังจากฉีดวัคซีนเป็นเวลา 40 สัปดาห์ หนูสามารถรอดชีวิตจาก การติดเชื้อ S. aureusในปริมาณที่ทำให้ถึงแก่ชีวิตได้^{[ 33 ]}

ยาต้านแบคทีเรียบางชนิดเช่นเพนิซิลลินรบกวนการสร้างเพปติโดไกลแคนโดยการจับกับเอนไซม์ของแบคทีเรียที่เรียกว่าโปรตีนที่จับกับเพนิซิลลินหรือDD-ทรานส์เปปติเดส^{[ 6 ]}โปรตีนที่จับกับเพนิซิลลินจะสร้างพันธะระหว่างโอลิโกเปปไทด์ครอสลิงก์ในเพปติโดไกลแคน เพื่อให้เซลล์แบคทีเรียสืบพันธุ์ผ่านการแบ่งตัวแบบไบนารีจะต้องมีหน่วยย่อยเพปติโดไกลแคน (NAM-NAG+โอลิโกเปปไทด์) มากกว่าหนึ่งล้านหน่วยติดอยู่กับหน่วยย่อยที่มีอยู่^{[ 34 ]}การกลายพันธุ์ในยีน ที่เข้ารหัสทรานส์เปปติเดสซึ่งนำไปสู่ การลดปฏิสัมพันธ์กับยาปฏิชีวนะเป็นแหล่งสำคัญของความต้านทานยาปฏิชีวนะ ที่เกิดขึ้นใหม่ ^{[ 35 ]}เนื่องจากเพปติโดไกลแคนยังขาดอยู่ในแบคทีเรียรูปแบบ L และในไมโคพลาสมา ทั้งสองชนิดจึงต้านทานต่อเพนิซิลลิน

ขั้นตอนอื่นๆ ของการสังเคราะห์เพปติโดไกลแคนก็สามารถกำหนดเป้าหมายได้เช่นกัน ยาปฏิชีวนะเฉพาะที่บาซิเทรซินกำหนดเป้าหมายการใช้C55-ไอโซพรีนิลไพโรฟอสเฟต แลนติไบโอติกส์ซึ่งรวมถึงสารกันบูดในอาหารนิซินโจมตีลิปิด II ^{[ 36 ]}

ไลโซไซม์ ซึ่งพบในน้ำตาและเป็นส่วนหนึ่งของ ระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดของร่างกายออกฤทธิ์ต้านแบคทีเรียโดยการทำลายพันธะ β-(1,4)-ไกลโคไซด์ในเพปติโดไกลแคน (ดูด้านบน) ไลโซไซม์มีประสิทธิภาพในการออกฤทธิ์ต่อต้านแบคทีเรียแกรมบวกมากกว่าแบคทีเรียแกรมลบเนื่องจากผนังเซลล์เพปติโดไกลแคนของแบคทีเรีย แกรมบวกนั้นเปิดออก ในขณะที่แบคทีเรียแกรม ลบมีชั้นLPSปกคลุมชั้นเพปติโดไกลแคน อยู่ ^{[ 31 ]}การดัดแปลงเพปติโดไกลแคนของแบคทีเรียหลายอย่างสามารถทำให้เกิดความต้านทานต่อการย่อยสลายโดยไลโซไซม์ได้ ความไวของแบคทีเรียต่อการย่อยสลายยังได้รับผลกระทบอย่างมากจากการสัมผัสกับ ยาปฏิชีวนะ แบคทีเรียที่สัมผัสกับ ยาปฏิชีวนะจะสังเคราะห์เพปติโดไกลแคนที่มีสายโซ่น้ำตาลสั้นกว่าและมีการเชื่อมโยงกันไม่ดี ทำให้เพปติโดไกลแคนนี้ถูกย่อยสลายได้ง่ายขึ้นโดยไลโซไซม์^{[ 28 ]}

การศึกษาในปี 2025 รายงานว่าชิ้นส่วนของเพปติโดไกลแคนที่ปล่อยออกมาจากเซลล์แบคทีเรียที่แตกตัวสามารถทำหน้าที่เป็นสัญญาณอันตรายทั่วไปในหมู่แบคทีเรียหลากหลายชนิด^{[ 37 ]}การสัมผัสกับเพปติโดไกลแคนจากภายนอกแสดงให้เห็นว่าสามารถกระตุ้นการก่อตัวของไบโอฟิล์ม สามมิติ ในVibrio cholerae , Pseudomonas aeruginosa , Staphylococcus aureus , Acinetobacter baumanniiและEnterococcus faecalis ได้อย่างรวดเร็ว แม้แต่การสัมผัสเพียงช่วงสั้นๆ ก็เพียงพอที่จะกระตุ้นการตอบสนองที่ควบคุมได้ ซึ่งนำไปสู่การผลิตส่วนประกอบของเมทริกซ์ไบโอฟิล์มที่เพิ่มขึ้น ในV. choleraeการสัมผัสกับเพปติโดไกลแคนทำให้ยีนหลายตัวที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์เมทริกซ์มีการแสดงออกเพิ่มขึ้น รวมถึง กลุ่มยีน vps -I และvps -II ที่มีส่วนช่วยในโครงสร้างของไบโอฟิล์ม กลไกที่แบคทีเรียรับรู้ชิ้นส่วนของเพปติโดไกลแคนนอกเซลล์ยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 37 ]}

• อันเดคาเพรนิล-ไดฟอสฟาเทส

• ภาพแสดงโครงสร้างของเพปติโดไกลแคน
• โครงสร้างของเอนไซม์ MurNAc 6-Phosphate Hydrolase (MurQ) จากเชื้อ Haemophilus influenzae ที่มีสารยับยั้งจับอยู่