Struktura teichoových kyselin, distribuce, historie, funkce

3804
Sherman Hoover
Struktura teichoových kyselin, distribuce, historie, funkce

The teichoové kyseliny Jsou to polyaniontové glykopolymery, které jsou součástí buněčné stěny gramnegativních bakterií. Základními monomery těchto kyselin jsou polyalcholy glycerol a ribitol, které jsou spojeny fosfodiesterovými vazbami..

Byly rozděleny na teichoové kyseliny a lipolyteichoové kyseliny na základě jejich složení a umístění v bakteriální buňce. První interagují s peptidoglykanem přítomným v buněčné stěně, zatímco druhý kotví na lipidové dvojvrstvě díky své asociaci s lipidy..

Chemická struktura kyseliny teichoové. Autor: Cvf-ps [public domain (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] z Wikimedia Commons.

Mnoho funkcí jsou ty, které byly přisuzovány těmto polymerům, mezi které patří zajištění tuhosti stěny a zajištění vysoké hustoty záporného náboje. Ten druhý může pomoci urychlit mnoho fyziologických procesů, jako je zvýšená mobilizace dvojmocných iontů, jako je hořčík..

Rejstřík článků

  • 1 Struktura
  • 2 Distribuce
  • 3 Historie
  • 4 funkce
  • 5 Kyseliny stěnové teichoové ve Staphylococcus aureus
  • 6 Reference

Struktura

Teichoové kyseliny jsou polymery polyolu, kterým může být glycerol nebo rubitol.

Tyto typy polymerů se nazývají polyaniontové glykopolymery, protože jsou bohaté na záporně nabité skupiny. V nich jsou monomery polyolu spojeny fosfodiesterovými vazbami a spojeny s estery alaninu a glykosylovými skupinami..

Rozdělení

Buněčná stěna grampozitivních bakterií. Autor: Franciscosp2 [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], z Wikimedia Commons.

Tyto kyseliny byly popsány jako důležité složky buněčné stěny grampozitivních bakterií, které se vyznačují silnou vrstvou peptidoglykanu.

Peptidoglykan je polymer vyrobený z molekul kyseliny N-acetylmuramové a N-acetylglukosaminu. Kyseliny teichoové se kovalentně váží na každý zbytek kyseliny N-acetylmuramové, což vede k vysoké hustotě záporného náboje..

Dále bylo zjištěno, že určité kyseliny teichoové se mohou vázat na některé lipidy přítomné v plazmatických membránách bakterií. Produkt této unie se nazývá kyselina lipoteichoová.

V tomto bodě je důležité zmínit, že různé rody a existující druhy vysoce pozitivních bakterií se liší typem teichoových kyselin, které jsou spojeny s jejich stěnami a membránami..

Proto se tyto látky používají jako užitečné markery pro sérologickou klasifikaci a identifikaci rodů a druhů grampozitivních bakterií..

Příběh

Studie funkce polyalkoholů, cytidindifosfát-glycerolu a cytidindifosfatoribitolu (složek teichoových kyselin), umožnily poprvé tyto kyseliny detekovat v membráně grampozitivních bakterií v roce 1958..

Izolace těchto polyalkoholů ve skutečnosti umožnila ukázat, že jak ribitol fosfát, tak glycerol-fosfát tvoří polymery. Řeka „teichos“, což znamená zeď, jim říkala kyselina teichoová.

Toto obecné označení teichoových kyselin prošlo úpravami, protože byly objeveny strukturální variace v těchto polymerech a různých subcelulárních umístěních..

V prvním případě byly termíny polyribitholfosfát-teichoové kyseliny a polyglycerolfosfát-teichoové kyseliny použity k označení typu alkoholu, který vytvořil polymer..

Protože však bylo zjištěno, že polyglycerolfosfátové polymery jsou spojeny s membránami bakterií bez buněčných stěn, byly nazývány membránové teichoové kyseliny..

O několik let později, když byly detekovány amfifilní komplexy teichoových kyselin kovalentně vázané na membránové glykolipidy, vznikl název lipoteichoové kyseliny..

Nyní v současnosti přetrvávají dvě konečná jména: kyseliny teichoové a kyseliny lipoteichoové. První odkazuje na ty, které interagují s peptidoglykanem přítomným v bakteriálních stěnách a druhý odkazuje na ty, které kotví k plazmatické membráně prostřednictvím hydrofobních interakcí..

Funkce

Teichoové kyseliny, které byly popsány jako důležité složky buněčné stěny grampozitivních bakterií, plní na této úrovni řadu funkcí..

Kromě toho, že poskytují zdi větší strukturální podporu, poskytují jí vysokou hustotu záporného náboje. Tato poslední vlastnost dává těmto bakteriím schopnost:

- Zvyšte schopnost přilnout k podkladům. To díky zavedení elektrostatických interakcí mezi záporně nabitými skupinami polyalkolů a kladně nabitými zbytky přítomnými v extracelulárních molekulách..

- Usnadněte a ovládejte mobilizaci dvojmocných kationtů, jako je hořčík, které jsou díky svému kladnému náboji silněji přitahovány ke zdi.

Další funkcí připisovanou teichoovým kyselinám je zajištění tolerance vůči tepelnému stresu a osmotickému stresu. To je způsobeno skutečností, že bylo vidět, že bakterie postrádající teichoové kyseliny nemohou odolat vysokým teplotám nebo růst ve velmi solném prostředí..

Dále se ukazuje, že teichoové kyseliny samotné nebo v kombinaci s peptidoglykanem fungují jako aktivátory imunitní odpovědi. To znamená, že fungují jako imunogeny.

Stěnové kyseliny teikoové v Zlatý stafylokok

Zlatý stafylokok je grampozitivní bakterie distribuovaná po celém světě, zodpovědná za způsobení široké škály kožních, respiračních a krevních onemocnění.

Teichoové kyseliny spojené se stěnou této bakterie jí dodávají vlastnosti, které jí umožňují zvýšit její patogenitu..

Některé z těchto vlastností jsou:

- Vysoká schopnost adheze k buňkám epitelu a sliznice organismu, který infikují, což umožňuje rychlou a účinnou invazi.

- Odolnost proti působení β-laktamových antibiotik, jako je penicilin.

- Zvýšení získávání genů rezistence horizontálním přenosem.

Na druhou stranu je důležité si uvědomit, že stejně jako zvyšují patogenitu, jsou vysoce imunogenní. To znamená, že jsou schopny rychle aktivovat imunitní odpověď hostitele, kterého infikují.

V tomto smyslu:

- Stimulují rychlou produkci protilátek.

- Aktivují komplement a upřednostňují rychlou migraci buněk imunitního systému do místa infekce.

Nakonec je důležité zmínit, že glykosylace těchto teichoových kyselin také představuje určující faktor interakcí patogen-hostitel..

Reference

  1. Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nukleotidy a bakteriální buněčná stěna. Příroda. 1958; 2: 1692-1693.
  2. Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Wall Teichoic Acids of Gram-Positive Bacteria. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
  3. Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Intracelulární kyselina teichoová z Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
  4. Knox KW, Wicken AJ. Sérologické studie o teichoových kyselinách Lactobacillus plantarum. Infect Immun. 1972; 6: 43-49.
  5. Rohde M. Grampozitivní bakteriální buněčná stěna. Microbiol Spectr. 2019; 7 odst. 3. doi: 10,1128 / microbiolspec.GPP3-0044-2018.
  6. 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. Langerhansovy buňky vnímají Staphylococcus aureus Wall Kyselina teichoová prostřednictvím Langerinu k vyvolání zánětlivých reakcí. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
  7. Chemická struktura kyseliny teichoové. Autor: Cvf-ps [public domain (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] z Wikimedia Commons.

Zatím žádné komentáře