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Il peptidoglicano, noto anche come mureina, è un polimero costituito da zuccheri e amminoacidi che forma uno strato simile a una rete al di fuori della membrana plasmatica della maggior parte dei batteri, formando la parete cellulare. La componente zuccherina consiste in residui alternati di N-acetilglucosamina (NAG) e acido N-acetilmuramico (NAM). Attaccata all'acido N-acetilmuramico è una catena peptidica da tre a cinque amminoacidi. La catena del peptide può essere reticolata alla catena del peptide di un altro filamento che forma lo strato tridimensionale della rete.
Il peptidoglicano svolge un ruolo strutturale nella parete cellulare batterica, conferendo forza strutturale, oltre a contrastare la pressione osmotica del citoplasma.
Un malinteso comune è che il peptidoglicano conferisca alla cellula la sua forma; tuttavia, mentre il peptidoglicano aiuta a mantenere la resistenza strutturale della cellula, è in realtà la proteina MreB che facilita la forma cellulare.
Il peptidoglicano è anche coinvolto nella scissione binaria durante la riproduzione delle cellule batteriche.
Lo strato di peptidoglicano è sostanzialmente più spesso nei batteri Gram-positivi (da 20 a 80 nanometri) rispetto ai batteri Gram-negativi (da 7 a 8 nanometri), con l'attacco dello strato S. Il peptidoglicano costituisce circa il 90% del peso secco dei batteri Gram-positivi e solo il 10% dei ceppi Gram-negativi. Pertanto, la presenza di alti livelli di peptidoglicano è il determinante principale della caratterizzazione dei batteri come Gram-positivi. Nei ceppi Gram-positivi, è importante in ruoli di attaccamento e scopi di sierotipizzazione. Per i batteri Gram-positivi e Gram-negativi, particelle di circa 2 nm possono passare attraverso il peptidoglicano.