У теихоинске киселине су полианионске глуцополимерос које су део ћелијског зида Грам негативних бактерија. Саставни мономери ових киселина су полиалколи глицерол и рибитол који су повезани фосфодиестерским везама.
Класификоване су у теихоичне киселине и липолитејске киселине на основу њиховог састава и локације у бактеријској ћелији. Први комуницирају с пептидогликаном који је присутан у станичној стијенци, док се други усидре у липидном двослоју захваљујући повезаности с липидима.
Хемијска структура теихоичне киселине. Аутор Цвф-пс, из Викимедиа Цоммонс.
Многе су функције приписане овим полимерима, међу којима су оне које пружају крутост зиду и пружају високу густину негативног набоја. Ово последње може помоћи у убрзавању многих физиолошких процеса као што је повећана мобилизација двовалентних јона као што је магнезијум.
Структура
Теихоичне киселине су полимери полиола, који добро могу бити глицерол или рубитол.
Ове врсте полимера називају се полианијски гликополимери због њиховог богатства у негативно наелектрисаним групама. У њима су мономери полиола повезани фосфодиестерским везама и повезани са аланин естрима и гликозилним групама.
Дистрибуција
Ћелијска стијенка грам позитивних бактерија. Аутор: Францисцосп2, из Викимедиа Цоммонс.
Ове киселине су описане као важни састојци ћелијске стијенке грам позитивних бактерија, које карактеришу дебели слој пептидогликана.
Пептидогликан је полимер састављен од Н-ацетил мурамне киселине и молекула Н-ацетилглукозамина. Теикоичне киселине су ковалентно везане за сваки остатак Н-ацетил-мраморне киселине, обрушавајући зид високом негативном густином наелектрисања.
Поред тога, откривено је да се одређене техоичне киселине могу везати за неке липиде у бактеријама плазме. Производ овог савеза назван је липотеихоична киселина.
У овом је тренутку важно споменути да се различити родови и постојеће врсте великих позитивних бактерија разликују у типу теикоичних киселина које су повезане са њиховим зидовима и мембранама.
Због тога су ове последње коришћене као корисни маркери за серолошку класификацију и идентификацију родова и врста грам-позитивних бактерија.
Историја
Студије о функцији полиалкохола цитидин дифосфат-глицерола и цитидин дифосфаторибитола (састојака теикоичне киселине) омогућиле су да се ове киселине први пут открију у мембрани грам-позитивних бактерија 1958.
У ствари, изолација ових полиалкохола омогућила је показивање да и рибитол фосфат и глицерол-фосфат формирају полимере. Назване су теикоичне киселине из грчког „теицхос“ што значи зид.
Ова општа ознака теикоичне киселине претрпела је модификације као структурне варијације у тим полимерима и откривене су различите субћелијске локације.
У првом реду, термини полирибитхолфосфат-теихоичне киселине и полиглицеролфосфат-теихоичне киселине коришћени су за означавање врсте алкохола који чине полимер.
Међутим, како је пронађено да су полимериролфосфатни полимери повезани са мембранама бактерија без ћелијских зидова, названи су мембранским теикоичним киселинама.
Неколико година касније, када су откривени амфифилни комплекси теикоичне киселине ковалентно везани за мембранске гликолипиде, настало је име липотеихоичне киселине.
Тренутно постоје два коначна имена: теихоичне киселине и липотеихоичне киселине. Први се односи на оне који ступају у интеракцију са пептидогликанима који су присутни у бактеријским зидовима, а други се односи на оне који се усидре у плазма мембрани хидрофобним интеракцијама.
Карактеристике
Теикоичне киселине које су описане као важни састојци ћелијске стијенке Грам позитивних бактерија на овом нивоу обављају бројне функције.
Поред тога што зиду дају већу конструкцијску подршку, пружају му и велику негативну густину набоја. Ова последња карактеристика даје овим бактеријама способност да:
- Повећати способност лепљења подлога. То је захваљујући успостављању електростатичких интеракција између негативно набијених група поликалколеуса и позитивно набијених остатака присутних у ванћелијским молекулима.
- Олакшати и контролирати мобилизацију двовалентних катиона попут магнезијума, који се због свог позитивног набоја јаче привлаче према зиду.
Друга функција која се приписује теикоичним киселинама је обезбеђивање толеранције на топлотни стрес и осмотски стрес. То је због чињенице да је виђено да бактерије којима недостаје техоична киселина не могу да издрже високе температуре или да расту у веома сланом окружењу.
Даље, чини се да теихоичне киселине саме или у комбинацији са пептидогликаном делују као активатори имуног одговора. Односно, делују као имуногени.
Зидне теиконске киселине у
Стафилокок ауреус је Грам позитивна бактерија која се дистрибуира широм света, одговорна је за изазивање широког спектра кожних, респираторних и крвних болести.
Теикоичне киселине повезане са зидом ове бактерије дају јој својства која му омогућавају да повећава своју патогеност.
Нека од ових својстава су:
- Висока способност адхезије на епителне и слузокозне ћелије организма које заразе, што омогућава брзу и ефикасну инвазију.
- Отпорност на деловање β-лактамских антибиотика као што је пеницилин.
- Повећање стицања гена отпорности хоризонталним преносом.
С друге стране, важно је напоменути да су на исти начин на који повећавају патогеност, високо имуногени. Односно, способни су да брзо активирају имуни одговор домаћина кога заразе.
У том смислу:
- Подстичу брзу производњу антитела.
- Активирају комплемент и фаворизују брзу миграцију ћелија имунолошког система до извора инфекције.
Коначно, важно је напоменути да гликозилација ових теикоичних киселина такође представља одлучујући фактор интеракције патоген и домаћин.
Референце
- Армстронг ЈЈ, Баддилеи Ј, Буцханан ЈГ, Царсс Б. Нуцлеотидес и бактеријска ћелијска стијенка. Природа. 1958; 2: 1692-1693.
- Бровн С, Санта Мариа ЈП, Валкер С. Зидне техоичне киселине грам-позитивних бактерија. Анну Рев Мицробиол. 2013; 67: 1-28.
- Цритцхелеи П, Арцхибалд АР, Баддилеи. Интрацелуларна техијска киселина из бактерије Лацтобациллус арабиносус. Биоцхем Ј. 1962; 85: 420-431.
- Кнок КВ, Вицкен АЈ. Серолошке студије о теикоичним киселинама Лацтобациллус плантарум. Инфецт Иммун. 1972; 6: 43-49.
- Рохде М. Грам-позитивни зид бактеријских ћелија. Мицробиол Спецтр. 2019; 7 (3). дои: 10.1128 / мицробиолспец.ГПП3-0044-2018.
- ван Дален Р, Де Ла Цруз Диаз ЈС, Румпрет М, Фуцхсбергер ФФ, ван Теијлинген НХ, Ханске Ј, Радемацхер Ц, Геијтенбеек ТБХ, ван Стријп ЈАГ, Веиденмаиер Ц, Песцхел А, Каплан ДХ, ван Сорге НМ. Лангерхансове ћелије Осетљиви стефикококут ауреус зидне киселине кроз Лангерин да изазове упалне реакције. мБио. 2019; 10 (3): 1-14.
- Хемијска структура теихоичне киселине. Аутор Цвф-пс, из Викимедиа Цоммонс.