На тейхоинова киселини са полианионни glucopolímeros които са част от клетъчната стена на грам-отрицателни бактерии. Съставни мономери на тези киселини са полиалхолите глицерол и рибитол, които са свързани чрез фосфодиестерни връзки.
Те са класифицирани в теихоеви киселини и липолитихоеви киселини въз основа на техния състав и местоположение в бактериалната клетка. Първите взаимодействат с пептидогликана, присъстващ в клетъчната стена, докато вторият се закрепва към липидния двуслоен благодарение на връзката му с липидите.
Химична структура на теихоевата киселина. От Cvf-ps, от Wikimedia Commons.
Много функции са тези, които са приписани на тези полимери, сред които са тези, които осигуряват твърдост на стената и осигуряват висока плътност на отрицателния заряд. Последното може да помогне за ускоряване на много физиологични процеси като повишена мобилизация на двувалентни йони като магнезий.
структура
Тейхоевите киселини са полимери на полиол, който може да бъде глицерол или рубитол.
Тези видове полимери се наричат полианионни гликополимери поради тяхното богатство в отрицателно заредени групи. В тях мономерите на полиола се свързват чрез фосфодиестерни връзки и се свързват с аланинови естери и гликозилни групи.
разпределение
Клетъчна стена на Грам положителни бактерии. От Franciscosp2, от Wikimedia Commons.
Тези киселини са описани като важни съставки на клетъчната стена на грамположителните бактерии, характеризиращи се с това, че имат дебел слой пептидогликан.
Пептидогликанът е полимер, съставен от N-ацетилморамова киселина и N-ацетилглюкозамин молекули. Теихоевите киселини са ковалентно свързани към всеки остатък от N-ацетил мурамична киселина, като придават на стената висока плътност на отрицателния заряд.
Освен това е установено, че определени техихоеви киселини могат да се свързват с някои липиди, присъстващи в плазмените мембрани в бактериите. Продуктът от този съюз е наречен липотейхоева киселина.
В този момент е важно да се спомене, че различните родове и съществуващи видове от големи положителни бактерии се различават по вида на теихоевите киселини, които са свързани с техните стени и мембрани.
Следователно последните са използвани като полезни маркери за серологичната класификация и идентифициране на родове и видове грамположителни бактерии.
история
Проучванията върху функцията на полиалкохолите цитидин дифосфат-глицерол и цитидин дифосфаторибитол (съставки на теихоеви киселини) позволиха да се открият тези киселини за първи път в мембраната на Грам положителните бактерии през 1958 г.
Всъщност изолирането на тези полиалкохоли даде възможност да се покаже, че както рибитол фосфатът, така и глицерол-фосфатът образуват полимери. Те бяха наречени тейхоеви киселини от гръцки "teichos", което означава стена.
Това общо наименование на теихоевите киселини е претърпяло модификации, тъй като са открити структурни изменения в тези полимери и са открити отделни субклетъчни места.
В първия случай термините полирибитолфосфатни теихоеви киселини и полиглицеролфосфатни теихоеви киселини са използвани за обозначаване на типа алкохол, съставен от полимера.
Въпреки това, тъй като полиглицеролфосфатните полимери са свързани с мембрани на бактерии без клетъчна стена, те се наричат мембранни тейхоеви киселини.
Няколко години по-късно, когато са открити амфифилни комплекси от теихоеви киселини, ковалентно свързани с мембранните гликолипиди, възниква името липотейхоеви киселини.
В момента съществуват две крайни имена: теихоеви киселини и липотейхоеви киселини. Първият се отнася до тези, които взаимодействат с пептидогликана, присъстващ в бактериалните стени, а вторият се отнася до тези, които се закрепват към плазмената мембрана чрез хидрофобни взаимодействия.
Характеристика
Тейхоевите киселини, които са описани като важни съставки на клетъчната стена на Грам положителните бактерии, изпълняват множество функции на това ниво.
Освен че придават на стената по-голяма структурна опора, те й осигуряват висока отрицателна плътност на заряда. Последната функция дава на тези бактерии способността да:
- Увеличете способността за залепване на субстрати. Това се дължи на установяването на електростатични взаимодействия между отрицателно заредените групи полиалколи и положително заредените остатъци, присъстващи в извънклетъчните молекули.
- Улесняване и контрол на мобилизирането на двувалентни катиони като магнезий, които поради своя положителен заряд се привличат по-силно към стената.
Друга функция, която се приписва на тейхоевите киселини, е да осигуряват поносимост към топлинен стрес и осмотичен стрес. Това се дължи на факта, че е видяно, че бактериите, лишени от техихоеви киселини, не могат да издържат на високи температури или да растат в много солена среда.
Освен това се оказва, че теихоевите киселини самостоятелно или в комбинация с пептидогликан функционират като активатори на имунния отговор. Тоест, те действат като имуногени.
Стеноидни киселини в
Staphylococcus aureus е грам-положителна бактерия, разпространена по целия свят, отговорна за причиняване на голямо разнообразие от кожни, респираторни и кръвни заболявания.
Тейхоевите киселини, свързани със стената на тази бактерия, й придават свойства, които й позволяват да повиши своята патогенност.
Някои от тези свойства са:
- Високата способност на адхезия към епителните и лигавичните клетки на организма, които те заразяват, което позволява бърза и ефективна инвазия.
- Резистентност към действието на β-лактамните антибиотици като пеницилин.
- Увеличаване на придобиването на резистентни гени чрез хоризонтално прехвърляне.
От друга страна, важно е да се отбележи, че по същия начин, който засилва патогенността, те са силно имуногенни. Тоест, те са в състояние бързо да активират имунния отговор на гостоприемника, който заразяват.
В този смисъл:
- Те стимулират бързото производство на антитела.
- Активират комплемента и благоприятстват бързата миграция на клетките на имунната система към източника на инфекция.
Накрая, уместно е да се спомене, че гликозилирането на тези теихоеви киселини също представлява определящ фактор за взаимодействието патоген-гостоприемник.
Препратки
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nucleotides и бактериалната клетъчна стена. Nature. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Wall Teichoic Acid of Gram -позитивни бактерии. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Вътреклетъчната техихоева киселина от Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Серологични изследвания върху теихоевите киселини на Lactobacillus plantarum. Infect Immun. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. Грам-положителната бактериална клетъчна стена. Микробиолен спектър. 2019; 7 (3). doi: 10.1128 / microbiolspec.GPP3-0044-2018.
- van Dalen R, De La Cruz Diaz JS, Rumpret M, Fuchsberger FF, van Teijlingen NH, Hanske J, Rademacher C, Geijtenbeek TBH, van Strijp JAG, Weidenmaier C, Peschel A, Kaplan DH, van Sorge NM. Лангерханови клетки с чувство Staphylococcus aureus стена Техихоева киселина чрез Лангерин за предизвикване на възпалителни реакции. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Химична структура на теихоевата киселина. От Cvf-ps, от Wikimedia Commons.