Teikoesyrer struktur, distribusjon, historie, funksjoner

1397
Abraham McLaughlin
Teikoesyrer struktur, distribusjon, historie, funksjoner

De teikoesyrer De er polyanioniske glykopolymerer som er en del av celleveggen til gramnegative bakterier. De sammensatte monomerene av disse syrene er polyalkolene glyserol og ribitol, som er bundet gjennom fosfodiesterbindinger..

De har blitt klassifisert i teichoic syrer og lipolyteichoic syrer basert på deres sammensetning og plassering i bakteriecellen. Førstnevnte samhandler med peptidoglykanen som er tilstede i celleveggen, mens sistnevnte forankrer til lipid-dobbeltlaget takket være dets tilknytning til lipider..

Kjemisk struktur av teikoesyre. Av Cvf-ps [Offentlig domene (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], fra Wikimedia Commons.

Mange funksjoner er de som er tilskrevet disse polymerene, blant annet de som gir stivhet til veggen og gir en høy tetthet av negativ ladning. Sistnevnte kan bidra til å fremskynde mange fysiologiske prosesser som økt mobilisering av toverdige ioner som magnesium..

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Distribusjon
  • 3 Historie
  • 4 funksjoner
  • 5 Teichoinsyrer i veggen i Staphylococcus aureus
  • 6 Referanser

Struktur

Teikoesyrer er polymerer av en polyol, som godt kan være glyserol eller rubitol.

Disse typer polymerer kalles polyanioniske glykopolymerer på grunn av deres rikdom i negativt ladede grupper. I dem er monomerene av polyolen bundet gjennom fosfodiesterbindinger og assosiert med alaninestere og glykosylgrupper..

Fordeling

Cellevegg av Gram-positive bakterier. Av Franciscosp2 [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], fra Wikimedia Commons.

Disse syrene er blitt beskrevet som viktige bestanddeler av celleveggen til gram-positive bakterier, karakterisert ved å ha et tykt lag av peptidoglykan.

Peptidoglycan er en polymer som består av N-acetyl muraminsyre og N-acetylglukosamin molekyler. Teikoesyrer binder kovalent til hver rest av N-acetyl-muraminsyre, noe som gir veggen en høy tetthet med negativ ladning..

I tillegg har det blitt funnet at visse teikoesyrer kan binde seg til noen lipider som er tilstede i plasmamembranene i bakterier. Produktet av denne foreningen har blitt kalt lipoteichoesyre.

På dette punktet er det viktig å nevne at de forskjellige slekter og eksisterende arter av store positive bakterier er forskjellige i typen teikoesyrer som er forbundet med vegger og membraner..

Derfor har sistnevnte blitt brukt som nyttige markører for serologisk klassifisering og identifisering av slekter og arter av Gram-positive bakterier..

Historie

Studier av funksjonen til polyalkoholene cytidindifosfat-glyserol og cytidindifosfatoribitol (bestanddeler av teikoesyrer) gjorde det mulig å oppdage disse syrene for første gang i membranen til Gram-positive bakterier i 1958..

Faktisk gjorde isoleringen av disse polyalkoholene det mulig å vise at både ribitolfosfat og glyserolfosfat danner polymerer. Disse ble kalt teichoic syrer av det greske "teichos" som betyr vegg.

Denne generelle betegnelsen av teikoesyrer har gjennomgått modifikasjoner ettersom strukturelle variasjoner er blitt oppdaget i disse polymerene og forskjellige subcellulære steder..

I første omgang ble begrepene polyribitolphosphate teichoic syrer og polyglycerolphosphate teichoic syrer brukt til å referere til typen alkohol som dannet polymeren..

Ettersom polyglyserolfosfatpolymerer ble funnet assosiert med membraner av bakterier uten cellevegger, ble de imidlertid kalt membran teichoic syrer..

Flere år senere, da amfifile komplekser av teikoesyrer ble oppdaget kovalent bundet til membranglykolipider, oppsto navnet på lipoteichoinsyrer..

For øyeblikket vedvarer to endelige navn: teikoesyrer og lipotichoesyrer. Den første refererer til de som samhandler med peptidoglykanen som er tilstede i bakterieveggene, og den andre refererer til de som forankrer til plasmamembranen gjennom hydrofobe interaksjoner..

Funksjoner

Teikoesyrer som har blitt beskrevet som viktige bestanddeler av celleveggen til Gram-positive bakterier utfører mange funksjoner på dette nivået..

I tillegg til å gi veggen større strukturell støtte, gir de den en høy negativ ladetetthet. Denne siste funksjonen gir disse bakteriene muligheten til å:

- Øk evnen til å feste seg til underlag. Dette takket være etableringen av elektrostatiske interaksjoner mellom de negativt ladede gruppene av polyalkoler og de positivt ladede restene som er tilstede i ekstracellulære molekyler..

- Fasilitere og kontrollere mobilisering av toverdige kationer som magnesium, som på grunn av deres positive ladning tiltrekkes sterkere mot veggen.

En annen funksjon som tilskrives teikoesyrer er å gi toleranse for varmespenning og osmotisk stress. Dette er på grunn av det faktum at det er sett at bakterier som mangler teikoesyrer, ikke tåler høye temperaturer eller vokser i veldig saltoppløsende miljøer..

Videre ser det ut til at teikoesyrer alene eller i kombinasjon med peptidoglykan fungerer som aktivatorer av immunresponsen. Det vil si at de fungerer som immunogener.

Vegg teikosyrer i Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus er en gram-positiv bakterie distribuert over hele verden, ansvarlig for å forårsake et bredt utvalg av hud-, luftveis- og blodsykdommer.

Teikoesyrene assosiert med veggen til denne bakterien gir den egenskaper som gjør at den kan øke patogenisiteten..

Noen av disse egenskapene er:

- Den høye adhesjonskapasiteten til epitel- og slimhinnecellene i organismen de smitter, noe som muliggjør en rask og effektiv invasjon.

- Motstand mot virkningen av β-laktam-antibiotika som penicillin.

- Økning i anskaffelse av resistensgener ved horisontal overføring.

På den annen side er det viktig å merke seg at på samme måte som de forbedrer patogenisitet, er de svært immunogene. Det vil si at de er i stand til raskt å aktivere immunresponsen til verten som de smitter på.

I denne forstand:

- De stimulerer rask produksjon av antistoffer.

- De aktiverer komplementet og favoriserer rask migrering av cellene i immunsystemet til infeksjonsstedet.

Til slutt er det relevant å nevne at glykosyleringen av disse teikosyrene også utgjør en avgjørende faktor for patogen-vert-interaksjoner..

Referanser

  1. Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nucleotides og den bakterielle celleveggen. Natur. 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. Den intracellulære teikoesyren fra Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
  4. Knox KW, Wicken AJ. Serologiske studier på teikoesyrene av Lactobacillus plantarum. Infiser immun. 1972; 6: 43-49.
  5. Rohde M. Den gram-positive bakteriecelleveggen. Microbiol Spectr. 2019; 7 (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. Langerhans Cells Sense Staphylococcus aureus Wall Teichoic Acid through Langerin To Induce Inflammatory Responses. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
  7. Kjemisk struktur av teikoesyre. Av Cvf-ps [Offentlig domene (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], fra Wikimedia Commons.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.