The asam teikoik yang glucopolímeros polyanionic yang merupakan bagian dari dinding sel bakteri gram negatif. Monomer penyusun asam ini adalah polialkol gliserol dan ribitol, yang dihubungkan melalui ikatan fosfodiester.
Mereka telah diklasifikasikan menjadi asam teichoic dan asam lipolyteichoic berdasarkan komposisi dan lokasinya di sel bakteri. Yang pertama berinteraksi dengan peptidoglikan yang ada di dinding sel, sedangkan yang terakhir menempel pada lapisan ganda lipid berkat hubungannya dengan lipid.
Struktur kimia asam teichoic. Oleh Cvf-ps, dari Wikimedia Commons.
Banyak fungsi yang telah dikaitkan dengan polimer ini, di antaranya adalah memberikan kekakuan pada dinding dan memberikan kepadatan muatan negatif yang tinggi. Yang terakhir dapat membantu mempercepat banyak proses fisiologis seperti peningkatan mobilisasi ion divalen seperti magnesium.
Struktur
Asam teikoat adalah polimer dari poliol, yang bisa berupa gliserol atau rubitol.
Jenis polimer ini disebut glikopolimer polianionik karena kekayaannya dalam gugus bermuatan negatif. Di dalamnya, monomer poliol dihubungkan melalui ikatan fosfodiester dan dikaitkan dengan ester alanin dan gugus glikosil.
Distribusi
Dinding sel bakteri Gram positif. Oleh Franciscosp2, dari Wikimedia Commons.
Asam-asam ini telah digambarkan sebagai penyusun penting dari dinding sel bakteri gram positif, ditandai dengan memiliki lapisan peptidoglikan yang tebal.
Peptidoglikan adalah polimer yang terdiri dari asam muramat N-asetil dan molekul N-asetilglukosamin. Asam teikoat terikat secara kovalen ke setiap residu asam muramat asetil N, memberi dinding kepadatan muatan negatif yang tinggi.
Selain itu, telah ditemukan bahwa asam teichoic tertentu dapat mengikat beberapa lipid yang ada di membran plasma pada bakteri. Produk penyatuan ini disebut asam lipoteichoic.
Pada titik ini, penting untuk menyebutkan bahwa genera yang berbeda dan spesies bakteri positif besar yang ada berbeda dalam jenis asam teichoic yang terkait dengan dinding dan membrannya.
Oleh karena itu, yang terakhir telah digunakan sebagai penanda yang berguna untuk klasifikasi serologis dan identifikasi genera dan spesies bakteri Gram positif.
Sejarah
Studi tentang fungsi polialkohol cytidine diphosphate-glycerol dan cytidine diphosphatoribitol (konstituen dari asam teichoic) memungkinkan untuk mendeteksi asam-asam ini untuk pertama kalinya di dalam membran bakteri Gram positif pada tahun 1958.
Faktanya, isolasi polialkohol ini memungkinkan untuk menunjukkan bahwa ribitol fosfat dan gliserol-fosfat keduanya membentuk polimer. Ini disebut asam teichoic dari bahasa Yunani "teichos" yang berarti dinding.
Penunjukan umum asam teikoat ini telah mengalami modifikasi karena variasi struktural dalam polimer ini dan lokasi subseluler yang berbeda telah ditemukan.
Dalam contoh pertama, istilah asam polibitolfosfat teikoat dan asam teikoat poligliserolfosfat digunakan untuk merujuk pada jenis alkohol yang menyusun polimer.
Namun, karena polimer poligliserolfosfat ditemukan terkait dengan membran bakteri tanpa dinding sel, mereka disebut asam teikoat membran.
Beberapa tahun kemudian, ketika kompleks amphiphilic dari asam teichoic terdeteksi terikat secara kovalen pada membran glikolipid, muncullah nama asam lipoteichoic.
Sekarang, saat ini, masih ada dua nama terakhir: asam teikoat dan asam lipoteikoat. Yang pertama mengacu pada mereka yang berinteraksi dengan peptidoglikan yang ada di dinding bakteri dan yang kedua mengacu pada mereka yang berlabuh ke membran plasma melalui interaksi hidrofobik.
fitur
Asam teikoat yang telah dideskripsikan sebagai unsur penting dari dinding sel bakteri Gram positif melakukan banyak fungsi pada tingkat ini.
Selain memberikan dukungan struktural yang lebih besar pada dinding, mereka menyediakannya dengan kepadatan muatan negatif yang tinggi. Fitur terakhir ini memberi bakteri ini kemampuan untuk:
- Meningkatkan kemampuan untuk melekat pada substrat. Ini berkat pembentukan interaksi elektrostatik antara kelompok polialkol bermuatan negatif dan residu bermuatan positif yang ada dalam molekul ekstraseluler.
- Memfasilitasi dan mengontrol mobilisasi kation divalen seperti magnesium, yang karena muatan positifnya tertarik lebih kuat ke arah dinding.
Fungsi lain yang dikaitkan dengan asam teichoic adalah memberikan toleransi terhadap stres panas dan stres osmotik. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa bakteri yang kekurangan asam teichoic tidak dapat bertahan pada suhu tinggi atau tumbuh di lingkungan yang sangat asin.
Lebih lanjut, tampak bahwa asam teichoic sendiri atau dalam kombinasi dengan peptidoglikan berfungsi sebagai penggerak respon imun. Artinya, mereka bertindak sebagai imunogen.
Asam teikoat dinding dalam
Staphylococcus aureus adalah bakteri Gram positif yang tersebar di seluruh dunia, bertanggung jawab untuk menyebabkan berbagai macam penyakit kulit, pernapasan, dan darah.
Asam teichoic yang terkait dengan dinding bakteri ini memberikan sifat yang memungkinkannya meningkatkan patogenisitasnya.
Beberapa dari properti ini adalah:
- Kapasitas adhesi yang tinggi ke sel epitel dan mukosa organisme yang diinfeksi, memungkinkan invasi yang cepat dan efektif.
- Resistensi terhadap aksi antibiotik β-laktam seperti penisilin.
- Peningkatan perolehan gen resistensi dengan transfer horizontal.
Di sisi lain, penting untuk dicatat bahwa dalam cara yang sama mereka meningkatkan patogenisitas, mereka sangat imunogenik. Artinya, mereka mampu dengan cepat mengaktifkan respons imun dari inang yang mereka infeksi.
Dalam arti ini:
- Mereka merangsang produksi antibodi dengan cepat.
- Mereka mengaktifkan komplemen dan mendukung migrasi cepat sel-sel sistem kekebalan ke sumber infeksi.
Akhirnya, relevan untuk menyebutkan bahwa glikosilasi asam teikoat ini juga merupakan faktor penentu interaksi inang patogen.
Referensi
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B.Nukleotida dan dinding sel bakteri. Alam. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Asam Teichoic Walker S. Wall dari Bakteri Gram-Positif. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Asam teichoic intraseluler dari Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Studi serologis tentang asam teichoic dari Lactobacillus plantarum. Infeksi Imun. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. Dinding sel bakteri Gram-positif. 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 melalui Langerin Untuk Menginduksi Respon Inflamasi. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Struktur kimia asam teichoic. Oleh Cvf-ps, dari Wikimedia Commons.