חומצות teichoic הם glucopolímeros polyanionic כי הם חלק של דופן התא של חיידקים גראם שליליים. המונומרים המרכיבים את החומצות הללו הם הפוליתרכולים גליצרול והריביטול, המקושרים דרך קשרי פוספודיאסטר.
הם סווגו לחומצות טיכואיות וחומצות ליפוליטיכוכיות על בסיס הרכבן ומיקומן בתא החיידק. הראשונים מקיימים אינטראקציה עם הפפטידוגליקן הקיים בדופן התא, ואילו האחרון עוגן לדו-השמע השומני בזכות הקשר שלו לליפידים.
מבנה כימי של חומצה טיכואית. מאת Cvf-ps, מ- Wikimedia Commons.
פונקציות רבות הן אלו שיוחסו לפולימרים אלה, ביניהם פונקציות של מתן קשיחות לקיר ומתן צפיפות גבוהה של מטען שלילי. זה האחרון יכול לעזור להאיץ תהליכים פיזיולוגיים רבים כמו גיוס מוגבר של יונים דו-ערכיים כמו מגנזיום.
מִבְנֶה
חומצות טיכואיות הן פולימרים של פוליול, שעשוי בהחלט להיות גליצרול או רוביטול.
סוגים אלה של פולימרים נקראים פולי-גלוקולימרים פוליאנוניים בגלל עושרם בקבוצות טעונות באופן שלילי. בתוכם, המונומרים של הפוליול קשורים דרך קשרי פוספודיאסטר וקשורים לאסטרני אלנין וקבוצות גליקוזיל.
הפצה
דופן התא של חיידקים גראם חיוביים. מאת Franciscosp2, מ- Wikimedia Commons.
חומצות אלה תוארו כמרכיבים חשובים בדופן התא של חיידקים גראם חיוביים, המאופיינים על ידי שכבה עבה של פפטידוגליקן.
פפטידוגליקאן הוא פולימר המורכב מחומצות מוראמי N-אצטיל ומולקולות N-אצטיל גלוקוזאמין. חומצות טיכואיות קשורות בצורה קוולנטית לכל שארית חומצה מורמטית N- אצטיל, ומאפשרות לקיר צפיפות מטען שלילית גבוהה.
בנוסף, נמצא כי חומצות טיכואיות מסוימות יכולות להיקשר לכמה שומנים שנמצאים בקרומי הפלזמה בחיידקים. התוצר של האיחוד הזה נקרא חומצה ליפוטיכואית.
בנקודה זו, חשוב להזכיר כי הז'אנרים השונים והמינים הקיימים של חיידקים חיוביים גדולים נבדלים זה מזה בסוג החומצות הטיכואיות שקשורות לדפנותיהן ולקרבנותיהם.
לכן האחרונים שימשו כסמנים מועילים לסיווג וסרולוגיה סרולוגית של ז'אנרים ומינים של חיידקים גראם חיוביים.
הִיסטוֹרִיָה
מחקרים שנעשו על תפקודם של הפולי-אלכוהולים ציטידין דיפוספט-גליצרול והציטידין דיפוספאטוריביטול (מרכיבים של חומצות טיכואיות) אפשרו לאתר לראשונה חומצות אלה בממברנה של חיידקים גראם חיוביים בשנת 1958.
למעשה, בידודם של הפולי-אלכוהולים הללו אפשר להראות כי הן ריביטול פוספט והן גליצרול-פוספט יוצרים פולימרים. אלה נקראו חומצות טיכואיות מ"טיכוס "היוונית שפירושה קיר.
ייעוד כללי זה של חומצות טיכואיות עבר שינויים שכן התגלו וריאציות מבניות בפולימרים אלה ובמיקומים תת-תאיים מובחנים.
מלכתחילה, משתמשים במושגים חומצות טיכואיות פוליבריתולפוספט וחומצות טיכואיק פוליגליצרולפוספטות כדי להתייחס לסוג האלכוהול שהרכיב את הפולימר.
עם זאת, מכיוון שנמצאו פולימרים פוליגליצריפוספטים קשורים לממברנות של חיידקים ללא קירות תאים, הם נקראו חומצות טיכואיות ממברנה.
מספר שנים לאחר מכן, כאשר התגלו קומפלקסים אמפיפיליים של חומצות טיכואיות כשהם קשורים בצורה קוולנטית לגליקוליפידים ממברניים, נוצר השם חומצות ליפוטיכואיות.
כעת, כרגע, נמשכים שני שמות אחרונים: חומצות טיכואיות וחומצות ליפוטיכואיות. הראשון מתייחס לאלו הקיימים אינטראקציה עם הפפטידוגליקן הקיים בקירות חיידקים והשני מתייחס לאלו העוגנים לקרום הפלזמה באמצעות אינטראקציות הידרופוביות.
מאפיינים
חומצות טיכואיות שתוארו כמרכיבים חשובים בדופן התא של חיידקי Gram חיוביים מבצעות פונקציות רבות ברמה זו.
בנוסף למתן הקיר תמיכה מבנית גדולה יותר, הם מספקים לו צפיפות מטען שלילית גבוהה. תכונה אחרונה זו מעניקה לחיידקים האלה את היכולת:
- הגדל את היכולת להיצמד למצעים. זה הודות להקמת אינטראקציות אלקטרוסטטיות בין הקבוצות הטעונות לרעה של הפולי-אלקולות לבין המשקעים הטעונים באופן חיובי שנמצאים במולקולות חוץ תאיות.
- הקלה ובקרה על גיוס קטיונים דו-ערכיים כמו מגנזיום, אשר בשל המטען החיובי שלהם נמשכים ביתר שאת אל הקיר.
פונקציה נוספת המיוחסת לחומצות טיכואיות היא לספק סובלנות ללחץ חום ולחץ אוסמוטי. זה נובע מהעובדה כי נראה כי חיידקים חסרי חומצות טיכואיות אינם יכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות או לצמוח בסביבות מלחות מאוד.
יתרה מזאת, נראה כי חומצות טיכואיות בלבד או בשילוב עם פפטידוגליקן מתפקדות כמפעילים את התגובה החיסונית. כלומר, הם פועלים כאימוניוגנים.
חומצות טיקואיות קיר ב
Staphylococcus aureus הוא חיידק חיובי Gram המופץ ברחבי העולם, האחראי לגרימת מגוון רחב של מחלות עור, נשימה ודם.
החומצות הטיכואיות הקשורות לדופן של חיידק זה מקנות לו תכונות המאפשרות לו להגביר את הפתוגניות שלו.
חלק מהתכונות הללו הן:
- יכולת ההדבקה הגבוהה לתאי האפיתל והריר של האורגניזם שהם מדביקים, ומאפשרת פלישה מהירה ויעילה.
- עמידות לפעולה של אנטיביוטיקה ß-lactam כמו פניצילין.
- עלייה ברכישת גני התנגדות באמצעות העברה אופקית.
מצד שני, חשוב לציין שבאותה דרך בה הם משפרים את הפתוגניות, הם מאוד אימוגניים. כלומר, הם מסוגלים להפעיל במהירות את התגובה החיסונית של המארח בו הם מדביקים.
במובן זה:
הם ממריצים ייצור מהיר של נוגדנים.
- הם מפעילים את המשלים ומעדיפים את נדידתם המהירה של תאי מערכת החיסון למקור הזיהום.
לבסוף, רלוונטי להזכיר כי הגליקוזילציה של חומצות טיכואיות אלה מהווה גם גורם מכריע לאינטראקציות פתוגן-מארח.
הפניות
- ארמסטרונג ג'יי ג'יי, בדדיילי ג'יי, ביוקנן ג'יי.ג'יי, קארס ב. נוקלאוטידים ודופן התא של החיידק. טֶבַע. 1958; 2: 1692-1693.
- בראון ס, סנטה מריה ג'יי.פי, ווקר ס. חומצות טיכואיות וול של חיידקים גראם-חיוביים. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- קריטצ'לי P, ארצ'יבלד אר, בדדיילי. החומצה הטיכואית התוך תאית של לקטובצילוס אראבינוס. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- נוקס KW, Wicken AJ. מחקרים סרולוגיים על חומצות הטיכואיות של לקטובצילוס פלנטארום. הדביק חיסון. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. קיר התא החיידקי גראם-חיובי. מיקרוביול ספקטר. 2019; 7 (3). doi: 10.1128 / microbiolspec.GPP3-0044-2018.
- ואן דאלן R, דה לה קרוז דיאז JS, Rumpret M, Fuchsberger FF, ואן טייגלינגן NH, Hanske J, Rademacher C, Geijtenbeek TBH, van Strijp JAG, Weidenmaier C, Peschel A, Kaplan DH, Van Sorge NM. תאים בלנגרנס חושים Staphylococcus aureus קיר חומצה טיכואית דרך לנגרין כדי לגרום לתגובות דלקתיות. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- מבנה כימי של חומצה טיכואית. מאת Cvf-ps, מ- Wikimedia Commons.