O diferenta majora intre celulele mamiferelor si cele bacteriene este prezenta la bacterii a unui perete rigid exterior membranei celulare. Peretele protejeaza celula bacteriana de ruptura osmotica care s-ar produce datorita faptului ca celula este in mod obisnuit cu mult mai hiperosmolara (pana la 20 atm) fata de mediul gazdei. Structura ce confera rigiditate peretelui celular si rezistenta fata de liza osmotica, atat la
bacteriile gram-pozitive cat si la cele gram-negative, este un peptidoglican de mari dimensiuni legat covalent, ce inconjoara bacteria ca un sac. La bacteriile gram-pozitive, peptidoglicanul este singurul strat extern al membranei celulare si este gros (20-80 nm); la bacteriile gram-negative, mai exista o membrana externa, in afara stratului -foarte subtire (1 nm) - de peptidoglican.
Agentii chimioterapici, care se adreseaza oricarui stadiu de sinteza, export, asamblare sau legare incrucisata a peptido-glicanilor, duc la inhibarea cresterii bacteriene si, in majoritatea cazurilor, la moartea celulara. Peptidoglicanul este compus din urmatoarele structuri: (1) coloana formata din doua zaharide alternante, N-acetil-glucozamina si acid N-acetil-muramic; (2) un lant de patru aminoacizi care se intind in jos fata de coloana (peptide stem) si (3) o punte peptidica ce leaga incrucisat lanturile peptidice. Peptidoglicanul este format prin adaugarea de subunitati (un zaharid cu cei cinci aminoacizi ai sai atasati) ce sunt asamblate in citoplasma si transportate prin membrana citoplasmatica la suprafata celulara. Legarea incrucisata ulterioara este efectuata prin clivarea aminoacidului terminal al peptidelor stem. Agentii antibacterieni inhiba sinteza peretelui celular bacterian in cateva moduri, descrise mai jos.
Bacitracina, un antibiotic peptidic ciclic, inhiba conversia in forma sa activa a transportorului lipidic care transfera subunitatile hidro solubile citoplasmatice ale peptidoglicanului prin membrana celulara catre exteriorul celulei. Subunitatile peretelui celular se acumuleaza in citoplasma si nu pot fi atasate la lantul pe cale de formare al peptidoglicanului.
Glicopeptidele (vancomicina si teicoina) sunt antibiotice cu greutate moleculara mare ce se leaga de componenta terminala D-alanina-D-alanina a peptidului
stern cand subunitatile se afla spre exteriorul membranei celulare, dar sunt inca legate de transportorul lipidic. Aceasta legatura inhiba steric atasarea subunitatilor de coloana de peptidoglican.
Antibioticele $-lactamice (peniciline, cefalosporine, carba-peneme si monobactami; elul 140-2) caracterizate printr-un inel P-lactamic format din patru atomi, impiedica reactia de legare incrucisata numita transpeptidare. Energia necesara pentru atasarea puntilor peptidice incrucisate intre peptidul stern al unei subunitati de peptidoglican si cel ale altei subunitati este provenita din desprinderea unui radical terminal de D-alanina de pe subunitatea peptidica stem. Puntea amino-acidica incrucisata este atasata atunci la penultima D-alanina de catre enzimele numite transpeptidaze. Inelul de P-lactam al antibioticului formeaza o legatura covalenta ireversibila de tip acil cu enzimele transpeptidazice (probabil datorita similaritatii spatiale a antibioticului cu tinta D-alanina-D-alanina a enzimei), impiedicand reactia de legare incrucisata. Trans-peptidazele si enzimele similare implicate in legarea incrucisata sunt numite proteine de legare ale penicilinei (PBP - penicillin - binding - proteins) deoarece toate au situsuri active ce leaga
antibioticele P -lactamice.
Teoretic, toate antibioticele ce inhiba sinteza peretelui celular sunt bactericide. Iata de ce, in cele din urma ele duc la moartea celulei datorita lizei osmotice. Totusi, o mare parte din pierderea integritatii peretelui celular ca urmare a tratamentului cu agenti activi asupra peretelui celular se datoreaza enzimelor proprii bacteriene cu rol de remodelare a peretelui celular bacterian (autolizine), ce desfac legaturile peptidoglicanului in procesul normal al cresterii celulare. in prezenta agentilor antibacterieni ce inhiba cresterea peretelui celular, autoliza elueaza fara o reparare normala a peretelui celular; apare deteriorarea sau chiar liza celulara.
