Teikkohapoksi hapot ovat polyanionisia glucopolímeros, jotka ovat osa solun seinämän gram-negatiivisia bakteereja. Näiden happojen muodostavat monomeerit ovat polyalcholes-glyseroli ja ribitoli, jotka on kytketty fosfodiesterisidosten kautta.
Ne on luokiteltu teohappohapoiksi ja lipolytehoehapoiksi koostumuksensa ja sijaintinsä perusteella bakteerisolussa. Ensin mainitut ovat vuorovaikutuksessa soluseinämässä läsnä olevan peptidoglykaanin kanssa, kun taas jälkimmäinen kiinnittyy lipidien kaksoiskerrokseen assosioitumisensa kanssa lipidien kanssa.
Teicicic hapon kemiallinen rakenne. Tekijä Cvf-ps, Wikimedia Commonsista.
Monet toiminnot ovat sellaisia, jotka on annettu näille polymeereille. Näitä ovat mm. Seinämän jäykkyyden aikaansaaminen ja negatiivisen varauksen suuri tiheys. Viimeksi mainittu voi auttaa nopeuttamaan monia fysiologisia prosesseja, kuten divalenttisten ionien, kuten magnesiumin, lisääntynyttä mobilisoitumista.
Rakenne
Teichoic hapot ovat polyolin polymeerejä, jotka voivat hyvinkin olla glyseroli tai rubitoli.
Tämän tyyppisiä polymeerejä kutsutaan polyanionisiksi glykopolymeereiksi niiden rikkaiden vuoksi negatiivisesti varautuneissa ryhmissä. Niissä polyolin monomeerit on kytketty fosfodiesterisidosten kautta ja liitetty alaniiniestereihin ja glykosyyliryhmiin.
jakelu
Gram-positiivisten bakteerien soluseinä. Kirjoittaja: Franciscosp2, kirjoittanut: Wikimedia Commons.
Nämä hapot on kuvattu gram-positiivisten bakteerien soluseinämän tärkeinä aineosina, joille on tunnusomaista, että niissä on paksu peptidoglykaanikerros.
Peptidoglykaani on polymeeri, joka koostuu N-asetyylimuraamihappo- ja N-asetyyliglukosamiinimolekyyleistä. Teichoic hapot sitoutuvat kovalenttisesti jokaiseen N-asetyylimuraamihappotähteeseen, mikä antaa seinälle suuren negatiivisen varaustiheyden.
Lisäksi on havaittu, että tietyt teohoiinihapot voivat sitoutua joihinkin bakteerien plasmamembraanien lipideihin. Tämän liitoksen tuotetta on kutsuttu lipoteehoihapoksi.
Tässä vaiheessa on tärkeätä mainita, että suurten positiivisten bakteerien eri suku- ja olemassa olevat lajit eroavat toistensa teohappojen tyypistä, jotka liittyvät niiden seinämiin ja kalvoihin.
Siksi jälkimmäisiä on käytetty hyödyllisinä markkereina grampositiivisten bakteerien sukujen ja lajien serologiseen luokitukseen ja tunnistamiseen.
Historia
Tutkimukset polyalkoholien sytidiinidifosfaatti-glyserolin ja sytidiinidifosfatooribitolin (teicohappojen ainesosat) toiminnasta tekivät mahdolliseksi havaita nämä hapot ensimmäistä kertaa gram-positiivisten bakteerien kalvossa vuonna 1958.
Itse asiassa näiden polyalkoholien eristäminen antoi mahdolliseksi osoittaa, että sekä ribitolifosfaatti että glyserolifosfaatti muodostavat polymeerejä. Näitä kutsuttiin teikohapoiksi kreikkalaisesta "teichosta", joka tarkoittaa seinää.
Tämä teikohappojen yleinen nimitys on muuttunut, koska näiden polymeerien rakennevaihtelut ja erilliset solun ulkopuoliset sijainnit on löydetty.
Ensinnäkin termejä polyribitholphosphate teichoic hapot ja polyglycerolphosphate teichoic hapot käytettiin viittaamaan alkoholityyppiin, joka muodosti polymeerin.
Koska polyglyserolifosfaattipolymeerien havaittiin kuitenkin liittyvän bakteerien kalvoihin, joissa ei ole soluseinää, niitä kutsuttiin membraaniteohoehapoiksi.
Useita vuosia myöhemmin, kun havaittiin teofihappojen amfifiilisiä komplekseja sitoutuneena kovalenttisesti membraaniglykolipideihin, syntyi nimi lipoteehoihapot.
Nyt tällä hetkellä on olemassa kaksi lopullista nimeä: teohoiinihapot ja lipoteehoehapot. Ensimmäinen viittaa niihin, jotka ovat vuorovaikutuksessa bakteeriseinämissä läsnä olevan peptidoglykaanin kanssa, ja toinen viittaa niihin, jotka ankkuroituvat plasmamembraaniin hydrofobisten vuorovaikutusten kautta.
ominaisuudet
Teicoichapot, joita on kuvattu gram-positiivisten bakteerien soluseinämän tärkeiksi aineosiksi, suorittavat tällä tasolla lukuisia toimintoja.
Sen lisäksi, että seinälle annetaan suurempi rakenteellinen tuki, ne tarjoavat myös korkean negatiivisen varaustiheyden. Tämä viimeinen ominaisuus antaa näille bakteereille kyvyn:
- Lisää kykyä kiinnittyä alustaan. Tämä johtuu sähköstaattisten vuorovaikutusten muodostumisesta polyalkoleiden negatiivisesti varautuneiden ryhmien ja solunulkoisissa molekyyleissä olevien positiivisesti varautuneiden tähteiden välillä.
- Helposti helpottaa ja hallita kahdenarvoisten kationien, kuten magnesiumin, mobilisaatiota, jotka positiivisen varauksensa ansiosta vetoavat voimakkaammin seinää kohti.
Toinen teikohappoille osoitettavista toiminnoista on aikaansaada sietokyky lämpörasituksille ja osmoottisille stressille. Tämä johtuu tosiasiasta, että on nähty, että bakteerit, joissa ei ole teohappohappoja, eivät voi kestää korkeita lämpötiloja tai kasvaa erittäin suolaisissa ympäristöissä.
Lisäksi näyttää siltä, että teikohapot yksinään tai yhdessä peptidoglykaanin kanssa toimivat immuunivasteen aktivaattoreina. Toisin sanoen ne toimivat immunogeeneinä.
Seinän teikohapot
Staphylococcus aureus on gram-positiivinen bakteeri, joka on levinnyt ympäri maailmaa ja joka aiheuttaa monenlaisia iho-, hengitys- ja verisairauksia.
Tämän bakteerin seinämään liittyvät teikohapot antavat sille ominaisuuksia, jotka antavat sille mahdollisuuden lisätä sen patogeenisyyttä.
Jotkut näistä ominaisuuksista ovat:
- Korkea tarttuvuuskyky organismin epiteelisoluihin ja limakalvoihin, jonka ne tartuttavat, mikä mahdollistaa nopean ja tehokkaan hyökkäyksen.
- Resistenssi β-laktaamiantibioottien, kuten penisilliinin, vaikutukselle.
- Resistenssigeenien lisääntyminen horisontaalisella siirrolla.
Toisaalta, on tärkeää huomata, että samalla tavalla kuin ne lisäävät patogeenisyyttä, ne ovat erittäin immunogeenisiä. Toisin sanoen ne kykenevät aktivoimaan nopeasti tartuttamansa isännän immuunivasteen.
Tässä mielessä:
- Ne stimuloivat vasta-aineiden nopeaa tuotantoa.
- Ne aktivoivat komplementin ja edistävät immuunijärjestelmän solujen nopeaa siirtymistä tartunnan lähteeseen.
Lopuksi on aiheellista mainita, että näiden teikohappojen glykosylaatio on myös ratkaiseva tekijä patogeeni-isäntä-vuorovaikutuksissa.
Viitteet
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nukleotidit ja bakteerisoluseinämä. Nature. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Gram-positiivisten bakteerien Wall Teichoic Acids. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Lactobacillus arabinosuksesta peräisin oleva solunsisäinen teikohappo. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Serologiset tutkimukset Lactobacillus plantarumin teikohapoilla. Tartutta immuuni. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. Gram-positiivisten bakteerisolujen seinämä. 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 Cells Sense Staphylococcus aureus Wall Teichoic acid Langerinin kautta indusoimaan tulehduksellisia reaktioita. mBio. 2019; 10 (3): 1 - 14.
- Teicicic hapon kemiallinen rakenne. Tekijä Cvf-ps, Wikimedia Commonsista.