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 Kohlenhydraten, genauer aus Oligosacchariden, die kovalent an die Membranproteine und -lipide gebunden sind. Sind sie an Membranproteine gebunden, heißt der Membranbaustein Glycoprotein, sind sie an die Membranlipide gebunden, heißt der gesamte Membranbaustein Glycolipid.

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Allgemeines

Ihre Dicke kann je nach Stamm variieren und sie kann bei allen Grampositiven wie Gramnegativen (Gramfärbung) vorkommen. Man kann daher bei dünneren Schichten von einer Schleimhülle und bei dickeren Schichten von einer Kapsel sprechen. Oft sind diese mächtiger als das Bakterium selbst. Jedoch bleiben unter der Kapselschicht alle anderen Zellwandschichten erhalten, im Gegensatz zu Mycobakterien. Sie werden durch Negativfärbung im Mikroskop dargestellt.

Bei Biomembranen hängt dieser verzweigte Zucker zu 90 % an Membranproteinen und zu 10 % an Glykolipiden (Cerebroside und Ganglioside)  

Bedeutung

Diese Kapseln schützen Bakterien vor:

• Austrocknung
• Phagocytose
• Ablösung von der Oberfläche

Zusammensetzung

Die Glycocalyx setzt sich aus Zuckern zusammen die an UDP gebunden sind, je nach Bakterienart unterscheidet man

Laevan-Bildner 

Hier setzt sich die Hülle aus einer Fructose-Einheit zusammen an diese Starteinheit wird Glucose angehängt. Beispiele: Bacillus, Pseudomonas

Dextran-Bildner 

Hier setzt sich die Hülle aus einer Glucose-Einheit zusammen, an diese wird nun Fructose angehängt. Beispiele: Streptococcus, Leuconostoc

Biosynthese

Zuerst wird UDP an die benötigten Zucker angehängt (Saccharose). Mit Hilfe von Undecaprenylphosphat wird es dann durch die Membran transportiert. Ein Teil des Zuckers wird nun durch Veresterung an die Membran gebunden und ist somit dort fest verankert. Nun werden durch Enzyme außerhalb die Zucker zu Fructose und Glucose umgebaut, dabei entsteht Energie, die zum Verknüpfen der soeben erzeugten Zucker (Fructose, Glucose) in einer Kette benutzt wird. Dadurch läuft dieser Prozess ohne weitere Energiezufuhr ab. Daher kann ein Bakterium Kapseln sehr schnell und effizient herstellen.

Siehe auch: Biomembran