De teichoic syror är polyanjoniska glucopolímeros som är en del av cellväggen hos gramnegativa bakterier. Beståndsdelande monomerer av dessa syror är polyalcholer glycerol och ribitol, som är kopplade genom fosfodiesterbindningar.
De har klassificerats i teikosyror och lipolyteikosyror baserat på deras sammansättning och placering i bakteriecellen. De förstnämnda interagerar med det peptidoglykan som finns i cellväggen, medan det senare ankrar till lipiddubbelskiktet tack vare dess associering med lipider.
Kemisk struktur av teikosyra. Av Cvf-ps, från Wikimedia Commons.
Många funktioner är de som har tillskrivits dessa polymerer, bland vilka de är att tillhandahålla styvhet till väggen och tillhandahålla en hög täthet av negativ laddning. Det senare kan hjälpa till att påskynda många fysiologiska processer såsom ökad mobilisering av tvåvärda joner såsom magnesium.
Strukturera
Teikosyror är polymerer av en polyol, som mycket väl kan vara glycerol eller rubitol.
Dessa typer av polymerer kallas polyanjoniska glykopolymerer på grund av deras rikedom i negativt laddade grupper. I dem är monomererna av polyolen kopplade genom fosfodiesterbindningar och associerade med alaninestrar och glykosylgrupper.
Distribution
Cellvägg av Gram-positiva bakterier. Av Franciscosp2, från Wikimedia Commons.
Dessa syror har beskrivits som viktiga beståndsdelar i cellväggen hos grampositiva bakterier, kännetecknade av att de har ett tjockt lager peptidoglykan.
Peptidoglycan är en polymer som består av N-acetylmuraminsyra och N-acetylglukosaminmolekyler. Teikosyror är kovalent bundna till varje N-acetylmuraminsyrarest, vilket ger väggen en hög negativ laddningsdensitet.
Dessutom har det visat sig att vissa teikosyror kan binda till vissa lipider som finns i plasmamembranen i bakterier. Produkten från denna union har kallats lipoteichoic acid.
Vid denna tidpunkt är det viktigt att nämna att de olika släkten och befintliga arter av stora positiva bakterier skiljer sig åt i typen av teikosyror som är förknippade med deras väggar och membran.
De senare har därför använts som användbara markörer för serologisk klassificering och identifiering av släkter och arter av Gram-positiva bakterier.
Historia
Studier av funktionen av polyalkoholerna cytidindifosfatglycerol och cytidindifosfatoribitol (beståndsdelar av teikosyror) gjorde det möjligt för första gången att upptäcka dessa syror i membranet med Gram-positiva bakterier 1958.
I själva verket gjorde isoleringen av dessa polyalkoholer det möjligt att visa att både ribitolfosfat och glycerolfosfat bildar polymerer. Dessa kallades teikosyror från de grekiska "teichos" som betyder vägg.
Denna allmänna beteckning av teikosyror har genomgått modifikationer då strukturella variationer i dessa polymerer och distinkta subcellulära platser har upptäckts.
I första hand användes termerna polyribitolfosfatteikosyror och teykoinsyror av polyglycerolfosfat för att hänvisa till typen av alkohol som utgör polymeren.
Eftersom polyglycerolfosfatpolymerer visade sig vara förknippade med membran av bakterier utan cellväggar, kallades de membranteikosyror.
Flera år senare, när amfifiliska komplex av teikosyror upptäcktes kovalent bundna till membranglykolipider, framkom namnet lipoteikoinsyror.
För närvarande kvarstår två slutliga namn: teikosyror och lipoteikosyror. Den första hänvisar till de som interagerar med den peptidoglykan som finns i bakterieväggarna och den andra hänvisar till de som förankrar plasmamembranet genom hydrofoba interaktioner.
Funktioner
Teikosyror som har beskrivits som viktiga beståndsdelar i cellväggen hos Gram-positiva bakterier utför många funktioner på denna nivå.
Förutom att ge väggen större strukturellt stöd ger de den en hög negativ laddningstäthet. Den sista funktionen ger dessa bakterier förmågan att:
- Öka förmågan att fästa vid underlag. Detta är tack vare upprättandet av elektrostatiska interaktioner mellan de negativt laddade grupperna av polyalcoler och de positivt laddade resterna som finns i extracellulära molekyler.
- Underlätta och kontrollera mobiliseringen av tvåvärda katjoner, t.ex. magnesium, som på grund av deras positiva laddning dras starkare mot väggen.
En annan funktion som tillskrivs teikosyror är att tillhandahålla tolerans mot värmestress och osmotisk stress. Detta beror på det faktum att man har sett att bakterier som saknar teikosyror inte kan motstå höga temperaturer eller växa i mycket saltmiljöer.
Vidare verkar det som om teikosyror ensamma eller i kombination med peptidoglykan fungerar som aktivatorer av immunsvaret. Det vill säga de fungerar som immunogener.
Väggteikosyror i vägg
Staphylococcus aureus är en Gram-positiv bakterie som distribueras över hela världen och ansvarar för att orsaka en mängd olika hud-, luftvägs- och blodsjukdomar.
Teikosyror som är förknippade med väggarna i denna bakterie ger den egenskaper som gör att den kan öka sin patogenicitet.
Några av dessa egenskaper är:
- Den höga vidhäftningsförmågan till epitel- och slemceller i organismen som de infekterar, vilket möjliggör en snabb och effektiv invasion.
- Resistens mot verkan av ß-laktamantibiotika såsom penicillin.
- Ökning av förvärvet av resistensgener genom horisontell överföring.
Å andra sidan är det viktigt att notera att de på samma sätt som de ökar patogeniciteten är mycket immunogena. Det vill säga de kan snabbt aktivera immunresponsen hos den värd de infekterar.
I det här sammanhanget:
- De stimulerar snabb produktion av antikroppar.
- De aktiverar komplementet och gynnar snabb migrering av cellerna i immunsystemet till infektionskällan.
Slutligen är det relevant att nämna att glykosyleringen av dessa teikosyror också utgör en avgörande faktor för interaktioner mellan patogen-värd.
referenser
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nucleotides och bakteriecellväggen. Natur. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Wall Teichoic Acids of Gram-Positive Bacteria. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Den intracellulära teikosyran från Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Serologiska studier på teikosyror i Lactobacillus plantarum. Infektera Immun. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. Den Gram-positiva bakteriecellväggen. Microbiol Spectr. 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. Langerhans-celler känner av Staphylococcus aureus vägg Teikosyra genom Langerin för att framkalla inflammatoriska svar. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Kemisk struktur av teikosyra. Av Cvf-ps, från Wikimedia Commons.