De Acizii teicoic sunt glucopolímeros polianionice care fac parte din peretele celular al bacteriilor Gram negative. Monomerii constitutivi ai acestor acizi sunt polialcholii glicerol și ribitolul, care sunt legați prin legături fosfodiester.
Aceștia au fost clasificați în acizi teichoici și acizi lipoliticoici pe baza compoziției și a locației lor în celula bacteriană. Primele interacționează cu peptidoglicanul prezent în peretele celular, în timp ce cele din urmă se ancorează la stratul lipidic datorită asocierii sale cu lipidele.
Structura chimică a acidului teicoic. De Cvf-ps, de la Wikimedia Commons.
Multe funcții sunt cele care au fost atribuite acestor polimeri, printre care sunt cele de a asigura rigiditatea peretelui și de a oferi o densitate ridicată de încărcare negativă. Acesta din urmă poate ajuta la accelerarea multor procese fiziologice, cum ar fi mobilizarea crescută a ionilor divalenți, cum ar fi magneziul.
Structura
Acizii teichoici sunt polimeri ai unui poliol, care poate fi bine glicerol sau rubitol.
Aceste tipuri de polimeri sunt numiți glicopolimeri polianionici datorită bogăției lor în grupurile încărcate negativ. În ele, monomerii poliolului sunt legați prin legături fosfodiester și asociați cu esteri alaninici și grupări glicozil.
distribuire
Peretele celular al bacteriilor Gram pozitive. De Franciscosp2, de la Wikimedia Commons.
Acești acizi au fost descriși ca constituenți importanți ai peretelui celular al bacteriilor gram pozitive, caracterizați prin faptul că au un strat gros de peptidoglican.
Peptidoglicanul este un polimer format din acid N-acetil muramic și molecule de N-acetilglucozamină. Acizii teichoici sunt legați covalent la fiecare rest de acid M-acetil muramic, dotând peretele cu o densitate de încărcare negativă ridicată.
În plus, s-a descoperit că anumiți acizi teichici se pot lega de unele lipide prezente în membranele plasmatice din bacterii. Produsul acestei uniuni a fost numit acid lipoteichoic.
În acest moment, este important de menționat că diferitele genuri și specii existente de mari bacterii pozitive diferă în funcție de tipul de acizi teichoici care sunt asociați cu pereții și membranele lor.
Prin urmare, acestea din urmă au fost utilizate ca markeri utili pentru clasificarea și identificarea serologică a genurilor și speciilor de bacterii Gram pozitive.
Istorie
Studiile privind funcția polialcohols citidinei difosfat-glicerol și a cititosinei difosfatoribitol (constituenți ai acizilor teichoici) au făcut posibilă detectarea acestor acizi pentru prima dată în membrana bacteriilor Gram pozitive în 1958.
De fapt, izolarea acestor polialcooli a făcut posibilă demonstrarea că atât fosfatul de ribitol, cât și glicerol-fosfat formează polimeri. Aceștia au fost numiți acizi teichoici din grecescul „teichos” care înseamnă perete.
Această denumire generală a acizilor teichoici a suferit modificări, deoarece au fost descoperite variații structurale ale acestor polimeri și locații subcelulare distincte.
Într-o primă fază, termenii de acizi teichoici poliribitolfosfat și acizi teichoici poliglicerolfosfat au fost folosiți pentru a se referi la tipul de alcool care a format polimerul.
Cu toate acestea, întrucât polimerii poliglicerolfosfat s-au găsit asociați cu membrane de bacterii fără pereți celulari, au fost numiți acizi teichoici cu membrană.
Câțiva ani mai târziu, când complexele amfifile de acizi teichoici au fost detectate covalent legate de glicolipide de membrană, a apărut numele de acizi lipoteichoici.
Acum, în prezent, două nume finale persistă: acizii teichoici și acizii lipoteichoici. Prima se referă la cele care interacționează cu peptidoglicanul prezent în pereții bacterieni și al doilea se referă la cele care se ancorează la membrana plasmatică prin interacțiuni hidrofobe.
Caracteristici
Acizii teichoici care au fost descriși ca constituenți importanți ai peretelui celular al bacteriilor Gram pozitive îndeplinesc numeroase funcții la acest nivel.
Pe lângă faptul că oferă peretelui un suport structural mai mare, acestea oferă o densitate de încărcare negativă ridicată. Această ultimă caracteristică oferă acestor bacterii capacitatea de:
- Creșteți capacitatea de a adera la substraturi. Acest lucru se datorează stabilirii interacțiunilor electrostatice între grupurile de polialcole încărcate negativ și reziduurile încărcate pozitiv, prezente în moleculele extracelulare.
- Facilitarea și controlul mobilizării cationilor divalenți, cum ar fi magneziul, care datorită încărcării lor pozitive sunt atrase mai puternic spre perete.
O altă funcție atribuită acizilor teichoici este aceea de a oferi toleranță la stresul termic și la stresul osmotic. Acest lucru se datorează faptului că s-a văzut că bacteriile lipsite de acizi teichoici nu pot rezista la temperaturi ridicate sau cresc în medii foarte saline.
Mai mult, se pare că acizii teichoici singuri sau în combinație cu peptidoglicanul funcționează ca activatori ai răspunsului imun. Adică acționează ca imunogeni.
Acizi teicoici de perete în
Staphylococcus aureus este o bacterie gram pozitivă distribuită în întreaga lume, responsabilă de provocarea unei mari varietăți de boli ale pielii, ale căilor respiratorii și ale sângelui.
Acizii teichoici asociați cu peretele acestei bacterii îi conferă proprietăți care îi permit să-și crească patogenitatea.
Unele dintre aceste proprietăți sunt:
- Capacitatea ridicată de aderență la celulele epiteliale și mucoase ale organismului pe care le infectează, permițând o invazie rapidă și eficientă.
- Rezistența la acțiunea antibioticelor β-lactamice precum penicilina.
- Creșterea dobândirii genelor de rezistență prin transfer orizontal.
Pe de altă parte, este important de menționat că, în același mod în care sporesc patogenitatea, sunt foarte imunogene. Adică sunt capabili să activeze rapid răspunsul imun al gazdei pe care o infectează.
In acest sens:
- Stimulează producerea rapidă de anticorpi.
- Activează complementul și favorizează migrarea rapidă a celulelor sistemului imunitar la sursa de infecție.
În cele din urmă, este relevant să menționăm că glicozilarea acestor acizi teichoici constituie, de asemenea, un factor determinant al interacțiunilor patogen-gazdă.
Referințe
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nucleotide și peretele celular bacterian. Natură. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Acide teichoice de perete ale bacteriilor gram-pozitive. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Acidul teichoic intracelular din Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Studii serologice asupra acizilor teichoici din Lactobacillus plantarum. Infect imun. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. Peretele celulelor bacteriene gram-pozitive. Spectru microbiol. 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 Cells Sense Staphylococcus aureus Peretele Acid teichoic prin Langerin pentru a induce răspunsuri inflamatorii. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Structura chimică a acidului teicoic. De Cvf-ps, de la Wikimedia Commons.