4.4B: Gramnegative Außenmembran

Die gramnegative Zellwand besteht aus einer äußeren Membran, einer Peptidoglyganschicht und einem Periplasma.

Bei den gramnegativen Bakterien besteht die Zellwand aus einer einzigen Peptidoglykanschicht, die von einer membranartigen Struktur, der äußeren Membran, umgeben ist. Die gramnegativen Bakterien halten kein Kristallviolett zurück, sind aber in der Lage, eine Gegenfärbung, in der Regel Safranin, zurückzuhalten, die nach dem Kristallviolett hinzugefügt wird. Das Safranin ist für die rote oder rosa Farbe verantwortlich, die man bei gramnegativen Bakterien sieht. Die Zellwand von gramnegativen Bakterien ist dünner (10 Nanometer dick) und weniger kompakt als die von grampositiven Bakterien, bleibt aber stark, zäh und elastisch, um ihnen Form zu geben und sie vor extremen Umweltbedingungen zu schützen. Die äußere Membran von gramnegativen Bakterien enthält neben Proteinen und Phospholipiden immer einen einzigartigen Bestandteil, das Lipopolysaccharid (LPS). Das LPS-Molekül ist giftig und wird als Endotoxin eingestuft, das eine starke Immunreaktion auslöst, wenn die Bakterien Tiere infizieren.

Bei gramnegativen Bakterien wird die äußere Membran gewöhnlich als Teil des äußeren Blättchens der Membranstruktur betrachtet und ist relativ durchlässig. Sie enthält Strukturen, die den Bakterien helfen, an tierischen Zellen zu haften und Krankheiten zu verursachen. Die Peptidoglykanschicht ist über ihren hydrophoben Kopf nicht kovalent an Lipoproteinmoleküle, die so genannten Braunschen Lipoproteine, verankert. Zwischen der äußeren Membran und der Plasmamembran befindet sich eine konzentrierte gelartige Matrix (das Periplasma) im periplasmatischen Raum. Es ist ein integraler Bestandteil der gramnegativen Zellwand und enthält Bindungsproteine für Aminosäuren, Zucker, Vitamine, Eisen und Enzyme, die für die bakterielle Ernährung wichtig sind. Der Periplasmaraum kann als Reservoir für Virulenzfaktoren und einen dynamischen Fluss von Makromolekülen dienen, die den Stoffwechselzustand der Zelle und ihre Reaktion auf Umweltfaktoren darstellen. Zusammen bilden die Plasmamembran und die Zellwand (äußere Membran, Peptidoglykanschicht und Periplasma) die gramnegative Hülle.