Peptidoglycan eller murein er en polymer, der består af sukkerstoffer og aminosyrer, der danner et ensartet lag uden om de ægte bakteriers plasmamembran. Visse af arkæerne har et tilsvarende lag, opbygget af pseudopeptidoglycan. Peptidoglycan giver bakteriernes cellevæg form og styrke, og stoffet modvirker også det osmotiske tryk fra celleindholdet. Endelig medvirker stoffet også ved celledelingen i forbindelse med bakteriernes formering.[1]
Peptidoglycanlaget er væsentligt tykkere hos de Gram-positive end hos de Gram-negative bakterier (20 til 80 nm mod 7 til 8 nm). Peptidoglycan udgør ca. 90 % af de Gram-positive bakteriers tørvægt, men kun 10 % af de Gram-negatives tørvægt.[2]