结构生物化学/碳水化合物/肽聚糖生物合成
肽聚糖生物合成途径是参与产生肽聚糖层的途径，肽聚糖层构成细菌细胞的细胞壁。肽聚糖层由糖链组成，这些糖链是交联的肽取代基。作为产生该层的主要途径，该途径的破坏会导致细胞壁减弱，甚至可能导致细菌裂解。最近的研究提高了我们对肽聚糖生物合成的理解，这可能导致肽聚糖基治疗方法的开发。[1]
肽聚糖合成的第一步发生在细胞质中，由 murA 催化的磷酸烯醇丙酮酸 (PEP) 到尿苷二磷酸-N-乙酰葡糖胺 (UDP-GlcNAc) 的烯醇丙酮酸部分转移。这种转移过程由 murA 催化，革兰氏阴性菌只有一个该基因的拷贝；因此，其缺失通常是致命的。另一方面，革兰氏阳性菌有两个 murA 基因。从包括大肠杆菌在内的几种细菌物种中已经确定了 murA 在辅酶形式以及与配体复合形式的晶体结构。这些结构包含由四个β-折叠和两个平行螺旋组成的两个球状结构域，在这两个结构域之间是活性位点，当底物附着时，活性位点会重新排列并更靠近在一起。磷霉素是一种天然存在的抗生素，通过模拟 PEP 并修饰活性位点来使 murA 失活。[1]
下一步涉及 MurB 催化细胞质中烯醇丙酮酸 UDP-GlcNAc 到 UDP-MurNAc 的 NADPH 依赖性转化。在生产之后，一系列 ATP 依赖性氨基酸连接酶催化将五肽侧链添加到该 UDP-MurNAc 复合物上。还有另外四个 Mur 连接酶 (Mur C、D、E 和 F)，并且已经确定了这些酶的结构。它们都包含三个结构域，这些结构域参与依赖于 ATP 水解的肽键形成。这些结构域包括一个用于结合底物的 N 端结构域、一个中心 ATP 酶结构域和一个用于结合氨基酸的 C 端结构域。
MurC 催化 L-丙氨酸的首次添加到 UDP-MurNAc 上，MurD 将 D-谷氨酰胺添加到该位置。在 L-丙氨酸的添加中，UDP-MurNAc 底物的 C 端通过需要 ATP 的磷酸化而被激活，由此产生的中间体被进入的 L-丙氨酸的氨基攻击。中间体是一种酰基磷酸，MurE 在添加中间二氨基庚二酸时也使用这种酰基磷酸机制。然后 MurF 将 D-Ala-D-Ala 添加到 UDP-MurNAc-L-Ala-D-Glu-mesoA2pm 上，它是 MurE 的产物。
在第一个与膜相关的步骤中，一种名为 MraY 的整合膜蛋白将 MurNAc 五肽从细胞质转移到磷酸载体。这会产生一种称为脂质 I 的产物。MraY 是一种异戊烯基糖基转移酶。通过使用薄层色谱法，能够分析脂质 I 产物的生成。已经发现 MurG，该途径的最后一个细胞质组分，与 MraY 相互作用，通过糖基转移将脂质 I 转换为脂质 II。高分辨率 X 射线被用来显示 MurG 及其结构域的结构。