Các axit teichoic là glucopolímeros polyanionic là một phần của vách tế bào vi khuẩn Gram âm. Các monome cấu thành của các axit này là các polyalcholes glycerol và ribitol, được liên kết thông qua các liên kết phosphodiester.
Chúng đã được phân loại thành axit teichoic và axit lipolyteichoic dựa trên thành phần và vị trí của chúng trong tế bào vi khuẩn. Chất trước tương tác với peptidoglycan có trong thành tế bào, trong khi chất sau bám vào lớp kép lipid nhờ liên kết với lipid.
Cấu trúc hóa học của axit teichoic. Bởi Cvf-ps, từ Wikimedia Commons.
Nhiều chức năng là những chức năng đã được quy cho các polyme này, trong số đó là những chức năng cung cấp độ cứng cho tường và cung cấp mật độ điện tích âm cao. Chất thứ hai có thể giúp tăng tốc nhiều quá trình sinh lý như tăng cường huy động các ion hóa trị hai như magiê.
Kết cấu
Axit teichoic là các polyme của polyol, cũng có thể là glixerol hoặc rubitol.
Những loại polyme này được gọi là polyanionic glycopolyme vì chúng giàu các nhóm tích điện âm. Trong chúng, các monome của polyol được liên kết thông qua liên kết phosphodiester và liên kết với các este alanin và nhóm glycosyl.
Phân phối
Thành tế bào của vi khuẩn Gram dương. Bởi Franciscosp2, từ Wikimedia Commons.
Các axit này được mô tả là thành phần quan trọng của thành tế bào vi khuẩn gram dương, có đặc điểm là có một lớp peptidoglycan dày.
Peptidoglycan là một polyme được tạo thành từ axit N-acetyl muramic và các phân tử N-acetylglucosamine. Axit teichoic được liên kết cộng hóa trị với từng gốc axit N-acetyl muramic, tạo cho thành có mật độ điện tích âm cao.
Ngoài ra, người ta nhận thấy rằng một số axit teichoic có thể liên kết với một số lipid có trong màng sinh chất ở vi khuẩn. Sản phẩm của sự kết hợp này được gọi là axit lipoteichoic.
Tại thời điểm này, điều quan trọng cần đề cập là các chi khác nhau và các loài vi khuẩn cực đại dương tính hiện có khác nhau về loại axit teichoic liên kết với thành và màng của chúng.
Vì vậy, sau này đã được sử dụng như những dấu hiệu hữu ích để phân loại huyết thanh học và xác định các chi và loài vi khuẩn Gram dương.
Lịch sử
Các nghiên cứu về chức năng của polyalcohols cytidine diphosphate-glycerol và cytidine diphosphatoribitol (thành phần của axit teichoic) đã cho thấy lần đầu tiên người ta có thể phát hiện ra các axit này trong màng vi khuẩn Gram dương vào năm 1958.
Trên thực tế, việc phân lập các polyalcohols này có thể cho thấy rằng cả ribitol phosphate và glycerol-phosphate đều đang tạo thành polyme. Chúng được gọi là axit teichoic từ tiếng Hy Lạp "teichos" có nghĩa là bức tường.
Tên gọi chung này của axit teichoic đã trải qua các sửa đổi khi các biến thể cấu trúc trong các polyme này và các vị trí dưới tế bào riêng biệt đã được phát hiện.
Trong trường hợp đầu tiên, thuật ngữ axit teichoic polyribitholphosphat và axit teichoic polyglycerolphosphat được sử dụng để chỉ loại rượu tạo nên polyme.
Tuy nhiên, vì các polyme polyglycerolphosphat được tìm thấy có liên kết với màng của vi khuẩn không có thành tế bào, chúng được gọi là axit teichoic màng.
Vài năm sau, khi phức hợp amphiphilic của axit teichoic được phát hiện liên kết cộng hóa trị với glycolipid màng, tên gọi axit lipoteichoic xuất hiện.
Tuy nhiên, hiện nay hai tên cuối cùng vẫn tồn tại: axit teichoic và axit lipoteichoic. Loại thứ nhất đề cập đến những chất tương tác với peptidoglycan có trong thành vi khuẩn và loại thứ hai đề cập đến những chất bám vào màng sinh chất thông qua các tương tác kỵ nước.
Đặc trưng
Axit teichoic đã được mô tả là thành phần quan trọng của thành tế bào vi khuẩn Gram dương thực hiện nhiều chức năng ở cấp độ này.
Ngoài việc cung cấp cho bức tường sự hỗ trợ cấu trúc lớn hơn, chúng cung cấp cho nó một mật độ điện tích âm cao. Tính năng cuối cùng này mang lại cho những vi khuẩn này khả năng:
- Tăng khả năng bám dính cho lớp nền. Điều này là nhờ sự thiết lập các tương tác tĩnh điện giữa các nhóm polyalcoles mang điện tích âm và các gốc tích điện dương có trong các phân tử ngoại bào.
- Tạo điều kiện và kiểm soát sự huy động của các cation hóa trị hai như magiê, do điện tích dương của chúng bị hút mạnh hơn về phía bức tường.
Một chức năng khác được quy cho axit teichoic là cung cấp khả năng chịu ứng suất nhiệt và căng thẳng thẩm thấu. Điều này là do thực tế đã thấy rằng vi khuẩn thiếu axit teichoic không thể chịu được nhiệt độ cao hoặc phát triển trong môi trường rất mặn.
Hơn nữa, dường như các axit teichoic đơn lẻ hoặc kết hợp với peptidoglycan có chức năng như chất kích hoạt phản ứng miễn dịch. Đó là, chúng hoạt động như chất tạo miễn dịch.
Axit teicoic tường trong
Staphylococcus aureus là một loại vi khuẩn Gram dương phân bố trên khắp thế giới, chịu trách nhiệm gây ra nhiều loại bệnh về da, hô hấp và máu.
Các axit teichoic liên kết với thành của vi khuẩn này tạo cho nó các đặc tính cho phép nó tăng khả năng gây bệnh.
Một số thuộc tính này là:
- Khả năng kết dính cao với các tế bào biểu mô và niêm mạc của tổ chức mà chúng lây nhiễm, cho phép xâm lấn nhanh chóng và hiệu quả.
- Đề kháng với tác dụng của kháng sinh nhóm β-lactam như penicillin.
- Tăng khả năng thu nhận gen kháng bằng cách chuyển ngang.
Mặt khác, điều quan trọng cần lưu ý là cùng một cách mà chúng tăng cường khả năng gây bệnh, chúng có khả năng sinh miễn dịch cao. Tức là chúng có khả năng kích hoạt nhanh phản ứng miễn dịch của vật chủ mà chúng lây nhiễm.
Trong trường hợp này:
- Chúng kích thích sản xuất nhanh chóng các kháng thể.
- Chúng kích hoạt bổ thể và tạo điều kiện cho sự di chuyển nhanh chóng của các tế bào của hệ thống miễn dịch đến nguồn lây nhiễm.
Cuối cùng, cần đề cập rằng quá trình glycosyl hóa của các axit teichoic này cũng là yếu tố quyết định tương tác giữa mầm bệnh và vật chủ.
Người giới thiệu
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nucleotides và thành tế bào vi khuẩn. Thiên nhiên. Năm 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Wall Axit teichoic của vi khuẩn Gram dương. Annu Rev Microbiol. Năm 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Axit teichoic nội bào từ Lactobacillus arabinosus. Sinh hóa J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Nghiên cứu huyết thanh học về các axit teichoic của Lactobacillus plantarum. Lây nhiễm Immun. Năm 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. Tường tế bào vi khuẩn Gram dương. Microbiol Spectr. Năm 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. Tế bào Langerhans Cảm nhận Staphylococcus aureus Tường Acid Teichoic thông qua Langerin để gây ra các phản ứng viêm. mBio. Năm 2019; 10 (3): 1-14.
- Cấu trúc hóa học của axit teichoic. Bởi Cvf-ps, từ Wikimedia Commons.