結構生物化學/碳水化合物/肽聚糖生物合成
肽聚糖生物合成途徑是參與產生肽聚糖層的途徑，肽聚糖層構成細菌細胞的細胞壁。肽聚糖層由糖鏈組成，這些糖鏈是交聯的肽取代基。作為產生該層的主要途徑，該途徑的破壞會導致細胞壁減弱，甚至可能導致細菌裂解。最近的研究提高了我們對肽聚糖生物合成的理解，這可能導致肽聚糖基治療方法的開發。[1]
肽聚糖合成的第一步發生在細胞質中，由 murA 催化的磷酸烯醇丙酮酸 (PEP) 到尿苷二磷酸-N-乙醯葡糖胺 (UDP-GlcNAc) 的烯醇丙酮酸部分轉移。這種轉移過程由 murA 催化，革蘭氏陰性菌只有一個該基因的複製；因此，其缺失通常是致命的。另一方面，革蘭氏陽性菌有兩個 murA 基因。從包括大腸桿菌在內的幾種細菌物種中已經確定了 murA 在輔酶形式以及與配體複合形式的晶體結構。這些結構包含由四個β-摺疊和兩個平行螺旋組成的兩個球狀結構域，在這兩個結構域之間是活性位點，當底物附著時，活性位點會重新排列並更靠近在一起。磷黴素是一種天然存在的抗生素，透過模擬 PEP 並修飾活性位點來使 murA 失活。[1]
下一步涉及 MurB 催化細胞質中烯醇丙酮酸 UDP-GlcNAc 到 UDP-MurNAc 的 NADPH 依賴性轉化。在生產之後，一系列 ATP 依賴性氨基酸連線酶催化將五肽側鏈新增到該 UDP-MurNAc 複合物上。還有另外四個 Mur 連線酶 (Mur C、D、E 和 F)，並且已經確定了這些酶的結構。它們都包含三個結構域，這些結構域參與依賴於 ATP 水解的肽鍵形成。這些結構域包括一個用於結合底物的 N 端結構域、一箇中心 ATP 酶結構域和一個用於結合氨基酸的 C 端結構域。
MurC 催化 L-丙氨酸的首次新增到 UDP-MurNAc 上，MurD 將 D-谷氨醯胺新增到該位置。在 L-丙氨酸的新增中，UDP-MurNAc 底物的 C 端透過需要 ATP 的磷酸化而被啟用，由此產生的中間體被進入的 L-丙氨酸的氨基攻擊。中間體是一種醯基磷酸，MurE 在新增中間二氨基庚二酸時也使用這種醯基磷酸機制。然後 MurF 將 D-Ala-D-Ala 新增到 UDP-MurNAc-L-Ala-D-Glu-mesoA2pm 上，它是 MurE 的產物。
在第一個與膜相關的步驟中，一種名為 MraY 的整合膜蛋白將 MurNAc 五肽從細胞質轉移到磷酸載體。這會產生一種稱為脂質 I 的產物。MraY 是一種異戊烯基糖基轉移酶。透過使用薄層色譜法，能夠分析脂質 I 產物的生成。已經發現 MurG，該途徑的最後一個細胞質組分，與 MraY 相互作用，透過糖基轉移將脂質 I 轉換為脂質 II。高解析度 X 射線被用來顯示 MurG 及其結構域的結構。