Par teichoic skābes ir polyanionic glucopolímeros, kas ir daļa no šūnapvalka gramnegatīvām baktērijām. Šo skābju veidojošie monomēri ir polialkoļu glicerīns un ribitols, kas ir savienoti caur fosfodiestera saitēm.
Balstoties uz to sastāvu un atrašanās vietu baktēriju šūnā, tās ir iedalītas teikobīnskābēs un lipolietiologskābēs. Pirmie mijiedarbojas ar peptidoglikānu, kas atrodas šūnas sienā, bet otrais noenkurojas ar lipīdu divslāņu slāni, pateicoties tā saistībai ar lipīdiem.
Teicoic skābes ķīmiskā struktūra. Autors: Cvf-ps, no Wikimedia Commons.
Šiem polimēriem tiek piešķirtas daudzas funkcijas, starp tām ir sienas stingrības nodrošināšana un augsta negatīvā lādiņa blīvuma nodrošināšana. Pēdējais var palīdzēt paātrināt daudzus fizioloģiskos procesus, piemēram, pastiprinātu divvērtīgo jonu, piemēram, magnija, mobilizāciju.
Uzbūve
Teichoic skābes ir poliolu polimēri, kas var būt glicerīns vai rubitols.
Šos polimēru veidus sauc par polianjoniskajiem glikopolimēriem, jo tiem ir bagātība negatīvi lādētās grupās. Tajos poliola monomēri ir saistīti caur fosfodiestera saitēm un ir saistīti ar alanīna esteriem un glikozilgrupām.
Izplatīšana
Grampozitīvu baktēriju šūnu siena. Autors Franciscosp2, no Wikimedia Commons.
Šīs skābes ir aprakstītas kā grampozitīvu baktēriju šūnu sienas svarīgas sastāvdaļas, kurām raksturīgs biezs peptidoglikāna slānis.
Peptidoglikāns ir polimērs, kas sastāv no N-acetilmurāzskābes un N-acetilglikozamīna molekulām. Teikoskābes ir kovalenti saistītas ar katru N-acetilmurāzes skābes atlikumu, piešķirot sienai lielu negatīvā lādiņa blīvumu.
Turklāt ir atklāts, ka noteiktas teikobīnskābes var saistīties ar dažiem lipīdiem, kas atrodas baktēriju plazmas membrānās. Šīs savienības produkts ir saukts par lipoteichoic acid.
Šajā brīdī ir svarīgi pieminēt, ka dažādās lielo pozitīvo baktēriju ģintēs un esošajās sugās ir atšķirīgas sulu skābes, kas saistītas ar to sienām un membrānām.
Tāpēc pēdējie ir izmantoti kā noderīgi marķieri grampozitīvo baktēriju ģinšu un sugu seroloģiskai klasificēšanai un identificēšanai.
Vēsture
Polialkoholu, citidīna difosfāta-glicerīna un citidīna difosfatoribitola (teichoic skābju sastāvdaļas) funkcijas pētījumi ļāva šīs skābes pirmo reizi noteikt grampozitīvu baktēriju membrānā 1958. gadā.
Faktiski šo polialkoholu izolēšana ļāva parādīt, ka gan ribitola fosfāts, gan glicerīna fosfāts veido polimērus. Tos no grieķu valodas "teichos" sauca par teikobīnskābēm, kas nozīmē sienu.
Šis vispārīgais teikobīnskābju apzīmējums ir ticis modificēts, jo ir atklātas šo polimēru struktūras variācijas un atšķirīgas subcelulārās vietas.
Pirmkārt, lai apzīmētu spirta veidu, kas veidoja polimēru, tika izmantoti termini poliribitolfosfāts-teikobīnskābes un poliglicerolfosfāta-teikobīnskābes.
Tomēr, tā kā tika konstatēts, ka poliglicerolfosfāta polimēri ir saistīti ar baktēriju membrānām bez šūnu sienām, tās sauca par membrānas teichoic skābēm.
Vairākus gadus vēlāk, kad tika atklāti amfifiilskābju savienojumu savienojumi ar kovalenti saistītiem membrānas glikolipīdiem, parādījās nosaukums lipoteichoic skābes.
Šobrīd joprojām pastāv divi galīgie nosaukumi: teichoic skābes un lipoteichoic skābes. Pirmais attiecas uz tiem, kas mijiedarbojas ar peptidoglikānu, kas atrodas baktēriju sieniņās, un otrais attiecas uz tiem, kas piestiprinās plazmas membrānai hidrofobiskas mijiedarbības rezultātā.
Iespējas
Teikoskābes, kas aprakstītas kā grampozitīvo baktēriju šūnu sienas svarīgas sastāvdaļas, šajā līmenī veic daudzas funkcijas.
Papildus tam, ka siena nodrošina lielāku strukturālo atbalstu, tie tai nodrošina arī lielu negatīvo lādiņu blīvumu. Šī pēdējā īpašība šīm baktērijām dod iespēju:
- Palieliniet spēju pielīmēt pamatnes. Tas notiek pateicoties elektrostatiskās mijiedarbības izveidošanai starp negatīvi lādētām polialkoļu grupām un pozitīvi lādētām atliekām, kas atrodas ārpusšūnu molekulās.
- Atvieglot un kontrolēt divvērtīgu katjonu, piemēram, magnija, mobilizāciju, kas to pozitīvā lādiņa dēļ ir stiprāk pievilkti sienas virzienā.
Vēl viena funkcija, kas tiek piešķirta teikobīnskābēm, ir tolerances nodrošināšana pret karstuma stresu un osmotisko stresu. Tas ir saistīts ar faktu, ka ir redzams, ka baktērijas, kurām trūkst teikobīnskābju, nevar izturēt augstu temperatūru vai augt ļoti sāls vidē.
Turklāt izrādās, ka teikobīnskābes atsevišķi vai kombinācijā ar peptidoglikānu darbojas kā imūnās atbildes aktivatori. Tas ir, tie darbojas kā imūgēni.
Sienas teikobīnskābes
Staphylococcus aureus ir grampozitīva baktērija, kas izplatīta visā pasaulē un ir atbildīga par dažādu ādas, elpošanas ceļu un asins slimību izraisītāju.
Teichoic skābes, kas saistītas ar šīs baktērijas sienu, piešķir tai īpašības, kas ļauj tai palielināt patogenitāti.
Daži no šiem īpašumiem ir:
- Augsta adhēzijas spēja ar organisma epitēlija un gļotām šūnām, kuras tās inficē, ļaujot ātri un efektīvi iebrukt.
- Izturība pret β-laktāma antibiotikām, piemēram, penicilīnu.
- Pretestības gēnu iegūšanas palielināšanās, veicot horizontālu pārnešanu.
No otras puses, ir svarīgi atzīmēt, ka tāpat kā tie palielina patogenitāti, tie ir ļoti imunogeniski. Tas ir, viņi spēj ātri aktivizēt inficētās saimnieka imūno reakciju.
Šajā ziņā:
- Tie stimulē ātru antivielu veidošanos.
- Tie aktivizē komplementu un veicina imūnsistēmas šūnu ātru migrāciju uz infekcijas avotu.
Visbeidzot, ir svarīgi pieminēt, ka šo teikobīnskābju glikozilēšana ir arī patogēna un saimnieka mijiedarbības noteicošais faktors.
Atsauces
- Ārmstrongs JJ, Baddilejs J, Buchanan JG, Carss B. Nukleotīdi un baktēriju šūnu siena. Daba. 1958. gads; 2: 1692-1693.
- Brūns S, Santa Maria JP, Walker S. Grampozitīvu baktēriju sienas teiko-skābes. Annu Rev Mikrobiols. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Starpšūnu teichoic skābe no Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Seroloģiski pētījumi par Lactobacillus plantarum sālsskābēm. Inficēt imunitāti. 1972. gads; 6: 43-49.
- Rohde M. Gram-pozitīvo baktēriju šūnu siena. Mikrobiolu spektr. 2019. gads; 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 šūnas izjūt Staphylococcus aureus sienas Teichoic skābi caur Langerin, lai izraisītu iekaisuma reakcijas. mBio. 2019. gads; 10 (3): 1–14.
- Teicoic skābes ķīmiskā struktūra. Autors: Cvf-ps, no Wikimedia Commons.