В тейхоевых кислотах являются полианионными glucopolímeros , которые являются частью клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Составляющими мономерами этих кислот являются полиалхоловый глицерин и рибитол, которые связаны фосфодиэфирными связями.
Они были разделены на тейхоевые кислоты и липолитейхоевые кислоты в зависимости от их состава и расположения в бактериальной клетке. Первые взаимодействуют с пептидогликаном, присутствующим в клеточной стенке, а вторые прикрепляются к липидному бислою благодаря его ассоциации с липидами.
Химическая структура тейхоевой кислоты. Автор Cvf-ps, из Wikimedia Commons.
Этим полимерам приписывается множество функций, в том числе обеспечение жесткости стенок и обеспечение высокой плотности отрицательного заряда. Последний может помочь ускорить многие физиологические процессы, такие как повышенная мобилизация двухвалентных ионов, таких как магний.
Структура
Тейхоевые кислоты представляют собой полимеры полиола, который вполне может быть глицерином или рубитом.
Эти типы полимеров называются полианионными гликополимерами из-за их богатства отрицательно заряженными группами. В них мономеры полиола связаны через фосфодиэфирные связи и связаны с аланиновыми эфирами и гликозильными группами.
распределение
Клеточная стенка грамположительных бактерий. Автор Franciscosp2, из Wikimedia Commons.
Эти кислоты были описаны как важные составляющие клеточной стенки грамположительных бактерий, характеризующиеся наличием толстого слоя пептидогликана.
Пептидогликан - это полимер, состоящий из молекул N-ацетилмурамовой кислоты и N-ацетилглюкозамина. Тейхоевые кислоты ковалентно связаны с каждым остатком N-ацетилмурамовой кислоты, обеспечивая стенку высокой плотностью отрицательного заряда.
Кроме того, было обнаружено, что некоторые тейхоевые кислоты могут связываться с некоторыми липидами, присутствующими в плазматических мембранах бактерий. Продукт этого союза был назван липотейхоевой кислотой.
Здесь важно упомянуть, что разные роды и существующие виды крупных положительных бактерий различаются по типу тейхоевых кислот, связанных с их стенками и мембранами.
Таким образом, последние были использованы в качестве полезных маркеров для серологической классификации и идентификации родов и видов грамположительных бактерий.
история
Исследования функции полиспиртов цитидиндифосфат-глицерин и цитидиндифосфаторибитола (составляющих тейхоевых кислот) позволили впервые обнаружить эти кислоты в мембране грамположительных бактерий в 1958 году.
Фактически, выделение этих многоатомных спиртов позволило показать, что как рибитолфосфат, так и глицеринфосфат образуют полимеры. Они были названы тейхоевой кислотой от греческого «teichos», что означает стенка.
Это общее обозначение тейхоевых кислот претерпело модификации, поскольку были обнаружены структурные изменения в этих полимерах и различные субклеточные местоположения.
В первом случае термины полирибитолфосфаттейхоевые кислоты и полиглицеринфосфаттейхоевые кислоты использовались для обозначения типа спирта, из которого состоит полимер.
Однако, поскольку было обнаружено, что полимеры полиглицеролфосфата связаны с мембранами бактерий без клеточных стенок, они были названы мембранными тейхоевыми кислотами.
Несколько лет спустя, когда были обнаружены амфифильные комплексы тейхоевых кислот, ковалентно связанные с мембранными гликолипидами, возникло название липотейхоевые кислоты.
В настоящее время сохраняются два последних названия: тейхоевые кислоты и липотейхоевые кислоты. Первый относится к тем, которые взаимодействуют с пептидогликаном, присутствующим в бактериальных стенках, а второй относится к тем, которые прикрепляются к плазматической мембране посредством гидрофобных взаимодействий.
Характеристики
Тейхоевые кислоты, которые были описаны как важные составляющие клеточной стенки грамположительных бактерий, выполняют многочисленные функции на этом уровне.
Помимо большей структурной поддержки стены, они обеспечивают ей высокую плотность отрицательного заряда. Эта последняя особенность дает этим бактериям способность:
- Повышение способности прилипать к основанию. Это происходит благодаря установлению электростатических взаимодействий между отрицательно заряженными группами полиалколей и положительно заряженными остатками, присутствующими во внеклеточных молекулах.
- Облегчить и контролировать мобилизацию двухвалентных катионов, таких как магний, которые из-за своего положительного заряда сильнее притягиваются к стене.
Еще одна функция, приписываемая тейхоевой кислоте, - обеспечение устойчивости к тепловому и осмотическому стрессу. Это связано с тем, что было замечено, что бактерии, лишенные тейхоевой кислоты, не могут выдерживать высокие температуры или расти в очень засоленных средах.
Кроме того, оказывается, что тейхоевые кислоты по отдельности или в комбинации с пептидогликаном действуют как активаторы иммунного ответа. То есть они действуют как иммуногены.
Стеновые тейковые кислоты в
Золотистый стафилококк - это грамположительная бактерия, распространенная во всем мире и вызывающая широкий спектр заболеваний кожи, дыхательных путей и крови.
Тейхоевые кислоты, связанные со стенкой этой бактерии, придают ей свойства, позволяющие повысить ее патогенность.
Некоторые из этих свойств:
- Высокая адгезионная способность к эпителиальным и слизистым клеткам организма, который они заражают, что обеспечивает быстрое и эффективное вторжение.
- Устойчивость к действию β-лактамных антибиотиков, таких как пенициллин.
- Увеличение приобретения генов устойчивости путем горизонтального переноса.
С другой стороны, важно отметить, что так же, как они усиливают патогенность, они обладают высокой иммуногенностью. То есть они способны быстро активировать иммунный ответ инфицированного хозяина.
В этом смысле:
- Они стимулируют быстрое производство антител.
- Они активируют комплемент и способствуют быстрой миграции клеток иммунной системы к источнику инфекции.
Наконец, уместно упомянуть, что гликозилирование этих тейхоевых кислот также представляет собой определяющий фактор взаимодействий патоген-хозяин.
Ссылки
- Армстронг Дж. Дж., Баддили Дж., Бьюкенен Дж. Г., Карсс Б. Нуклеотиды и стенка бактериальной клетки. Природа. 1958; 2: 1692-1693.
- Браун С., Санта-Мария Дж. П., Уокер С. Уолл Тейхоевые кислоты грамположительных бактерий. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Кричли П., Арчибальд А. Р., Баддили. Внутриклеточная тейхоевая кислота из Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Нокс К.В., Викен А.Дж. Серологические исследования тейхоевых кислот Lactobacillus plantarum. Заражение иммунной. 1972; 6: 43-49.
- Роде М. Стенка грамположительных бактерий. Microbiol Spectr. 2019; 7 (3). DOI: 10.1128 / microbiolspec.GPP3-0044-2018.
- ван Дален Р., Де ла Круз Диас Дж. С., Румпрет М., Фуксбергер Ф. Ф., ван Тейлинген Н.Х., Ханске Дж., Радемахер С., Гейтенбек Т. Б. Х., ван Страйп Я. А. Г., Вайденмайер С., Пешель А., Каплан Д. Д., ван Зорге Н. М.. Клетки Лангерганса воспринимают тейхоевую кислоту Staphylococcus aureus Wall через лангерин, чтобы вызвать воспалительные реакции. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Химическая структура тейхоевой кислоты. Автор Cvf-ps, из Wikimedia Commons.