V teichoic kisline so polyanionic glucopolímeros, ki so del celične stene Gram negativnih bakterij. Sestavni monomeri teh kislin so polialkole glicerol in ribitol, ki sta povezana preko fosfodiesterskih vezi.
Glede na sestavo in lokacijo v bakterijski celici smo jih razvrstili v teikojske kisline in lipoliteihojske kisline. Prvi medsebojno delujejo s peptidoglikanom, ki je prisoten v celični steni, medtem ko se drugi zasidrajo na lipidni dvoplast zaradi svoje povezanosti z lipidi.
Kemična zgradba teihojske kisline. Avtor Cvf-ps, iz Wikimedia Commons.
Številne funkcije so pripisane tem polimerom, med njimi so tiste, ki zagotavljajo togost steni in zagotavljajo visoko gostoto negativnega naboja. Slednje lahko pomaga pospešiti številne fiziološke procese, kot je povečana mobilizacija dvovalentnih ionov, kot je magnezij.
Struktura
Teihojske kisline so polimeri poliola, ki je lahko glicerol ali rubitol.
Te vrste polimerov imenujemo polianijski glikopolimeri zaradi bogastva z negativno nabitimi skupinami. V njih so monomeri poliola povezani preko fosfodiesterskih vezi in povezani z alaninimi estri in glikozilnimi skupinami.
Distribucija
Celična stena gram pozitivnih bakterij. Avtor Franciscosp2, iz Wikimedia Commons.
Te kisline so bile opisane kot pomembne sestavine celične stene gram pozitivnih bakterij, za katere je značilna debela plast peptidoglikana.
Peptidoglikan je polimer, sestavljen iz N-acetil muramne kisline in molekul N-acetilglukozamina. Teihojske kisline se kovalentno vežejo na vsak ostanek N-acetil muramne kisline in obdarijo steno z visoko negativno gostoto naboja.
Poleg tega je bilo ugotovljeno, da se nekatere teihojske kisline lahko vežejo na nekatere lipide, ki so prisotni v plazemskih membranah pri bakterijah. Produkt te zveze se imenuje lipoteihojska kislina.
Na tem mestu je pomembno omeniti, da se različni rodovi in obstoječe vrste velikih pozitivnih bakterij razlikujejo v tipu teikojskih kislin, ki so povezane z njihovimi stenami in membranami.
Zato so slednji uporabljeni kot uporabni markerji za serološko razvrščanje in identifikacijo rodov in vrst gram-pozitivnih bakterij.
Zgodovina
Študije o funkciji polialkoholov citidin difosfat-glicerola in citidina difosfatoribitola (sestavine teihojske kisline) so leta 1958 lahko prvič odkrile te kisline v membrani gram-pozitivnih bakterij.
Dejansko je izolacija teh polialkoholov omogočila dokaz, da tako ribitol fosfat kot glicerol-fosfat tvorita polimere. Temu so rekli teikojska kislina iz grškega "teichos", kar pomeni stena.
Ta splošna oznaka teikojske kisline je bila spremenjena, saj so bile odkrite strukturne variacije teh polimerov in odkrite različne podcelične lokacije.
Najprej sta izraza poliribitholfosfat teihojske kisline in poliglicerolfosfatne tehojske kisline uporabljena za označevanje vrste alkohola, ki sestavlja polimer.
Ker pa je bilo ugotovljeno, da so polimerirolfosfatni polimeri povezani z membranami bakterij brez celične stene, so jih poimenovali membranske teihojske kisline.
Nekaj let pozneje, ko so bili odkriti amfifilni kompleksi teihojske kisline kovalentno vezani na membranske glikolipide, se je pojavilo ime lipoteihojske kisline.
Zdaj obstajata dve končni imeni: teihojske kisline in lipoteihojske kisline. Prvi se nanaša na tiste, ki sodelujejo s peptidoglikanom, ki je prisoten v bakterijskih stenah, drugi pa se nanaša na tiste, ki se s hidrofobnimi interakcijami zasidrajo na plazemsko membrano.
Lastnosti
Teihojske kisline, ki so bile opisane kot pomembne sestavine celične stene gram pozitivnih bakterij, na tej ravni opravljajo številne funkcije.
Poleg tega, da steni nudijo večjo konstrukcijsko podporo, ji zagotavljajo visoko negativno gostoto naboja. Zadnja lastnost teh bakterij omogoča:
- Povečajte sposobnost lepljenja podlage. To je zahvaljujoč vzpostavitvi elektrostatičnih interakcij med negativno nabitimi skupinami polialkolov in pozitivno nabitimi ostanki v zunajceličnih molekulah.
- Olajšati in nadzorovati mobilizacijo dvovalentnih kationov, kot je magnezij, ki se zaradi svojega pozitivnega naboja močneje privlačijo proti steni.
Druga funkcija, ki jo pripisujemo teikojskim kislinam, je zagotavljanje tolerance na toplotni stres in osmotski stres. To je posledica dejstva, da je bilo ugotovljeno, da bakterije, ki jim primanjkuje tehijske kisline, ne prenesejo visokih temperatur ali rastejo v zelo slanih okoljih.
Poleg tega se zdi, da teikojske kisline same ali v kombinaciji s peptidoglikanom delujejo kot aktivatorji imunskega odziva. Se pravi, delujejo kot imunogenovi.
Stenske teikojske kisline v
Staphylococcus aureus je Gram pozitivna bakterija, razširjena po vsem svetu, ki je odgovorna za povzročitev številnih kožnih, dihalnih in krvnih bolezni.
Teikojske kisline, povezane s steno te bakterije, ji dajejo lastnosti, ki ji omogočajo, da poveča svojo patogenost.
Nekatere od teh lastnosti so:
- Visoka sposobnost adhezije na epitelijske in sluznične celice organizma, ki jih okužijo, kar omogoča hitro in učinkovito invazijo.
- odpornost na delovanje β-laktamskih antibiotikov, kot je penicilin.
- povečanje pridobivanja genov za odpornost z vodoravnim prenosom.
Po drugi strani je pomembno opozoriti, da so na enak način, kot povečajo patogenost, zelo imunogeni. Se pravi, da so sposobni hitro aktivirati imunski odziv gostitelja, ki ga okužijo.
V tem smislu:
- Spodbujajo hitro proizvodnjo protiteles.
- Aktivirajo komplement in spodbujajo hitro migracijo celic imunskega sistema na vir okužbe.
Na koncu je treba omeniti, da glikozilacija teh tehoičnih kislin predstavlja tudi odločilni dejavnik interakcij patogen-gostitelj.
Reference
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nucleotides in bakterijska celična stena. Narava. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Stenske tehične kisline iz grampozitivnih bakterij. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Medcelična teihojska kislina iz bakterije Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Serološke študije na teikojske kisline Lactobacillus plantarum. Infect Immun. 1972; 6: 43–49.
- Rohde M. Gram-pozitivna bakterijska celična stena. Mikrobiol spektr. 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. Langerhansove celice čutiti stefikokok aureus stenske tehične kisline skozi Langerin, da sproži vnetne odzive. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Kemična zgradba teihojske kisline. Avtor Cvf-ps, iz Wikimedia Commons.