Teikoik asit Gram negatif bakteri hücre duvarının bir parçası olan polianyonik glucopolímeros bulunmaktadır. Bu asitlerin oluşturucu monomerleri, fosfodiester bağları ile bağlanan polialkol gliserol ve ribitoldür.
Bakteri hücresindeki bileşimlerine ve konumlarına göre teikoik asitler ve lipoliteikoik asitler olarak sınıflandırılmışlardır. İlki, hücre duvarında bulunan peptidoglikan ile etkileşime girerken, ikincisi, lipidlerle olan ilişkisi sayesinde lipit çift tabakasına tutunur.
Teikoik asidin kimyasal yapısı. Wikimedia Commons'tan Cvf-ps tarafından.
Pek çok işlev, bu polimerlere atfedilen işlevlerdir, bunlar arasında duvara sertlik sağlama ve yüksek yoğunlukta negatif yük sağlama işlevleri vardır. İkincisi, magnezyum gibi iki değerlikli iyonların artan mobilizasyonu gibi birçok fizyolojik süreci hızlandırmaya yardımcı olabilir.
yapı
Teikoik asitler, gliserol veya rubitol de olabilen bir poliolün polimerleridir.
Bu tip polimerlere, negatif yüklü gruplar içerisindeki zenginliklerinden dolayı polianyonik glikopolimerler denir. Bunlarda, poliolün monomerleri fosfodiester bağları ile bağlanır ve alanin esterler ve glikosil grupları ile ilişkilendirilir.
dağıtım
Gram pozitif bakterilerin hücre duvarı. Franciscosp2, Wikimedia Commons'tan.
Bu asitler, kalın bir peptidoglikan tabakasına sahip olmaları ile karakterize edilen gram pozitif bakterilerin hücre duvarının önemli bileşenleri olarak tanımlanmıştır.
Peptidoglikan, N-asetil muramik asit ve N-asetilglukozamin moleküllerinden oluşan bir polimerdir. Teikoik asitler, her N-asetil muramik asit kalıntısına kovalent olarak bağlanarak duvara yüksek bir negatif yük yoğunluğu kazandırır.
Ek olarak, bazı teikoik asitlerin bakterilerdeki plazma zarlarında bulunan bazı lipidlere bağlanabildiği bulunmuştur. Bu birleşmenin ürününe lipoteikoik asit denir.
Bu noktada, büyük pozitif bakterilerin farklı cinslerinin ve mevcut türlerinin, duvarları ve zarları ile ilişkili teikoik asitlerin türü açısından farklılık gösterdiğini belirtmek önemlidir.
Bu nedenle, ikincisi, Gram pozitif bakteri cinslerinin ve türlerinin serolojik sınıflandırması ve tanımlanması için yararlı belirteçler olarak kullanılmıştır.
Tarih
Polialkollerin sitidin difosfat-gliserol ve sitidin difosfatoribitol (teikoik asitlerin bileşenleri) işlevi üzerine yapılan çalışmalar, 1958'de Gram pozitif bakterilerin zarında bu asitleri ilk kez tespit etmeyi mümkün kılmıştır.
Aslında, bu polialkollerin izolasyonu, hem ribitol fosfatın hem de gliserol-fosfatın polimer oluşturduğunu göstermeyi mümkün kılmıştır. Bunlar, duvar anlamına gelen Yunanca "teichos" dan teikoik asitler olarak adlandırılıyordu.
Teikoik asitlerin bu genel tanımı, bu polimerlerde yapısal varyasyonlar olarak modifikasyonlara uğramıştır ve farklı hücre altı konumları keşfedilmiştir.
İlk örnekte, polimeri oluşturan alkol tipini belirtmek için poliribitolfosfat teikoik asitler ve poligliserolfosfat teikoik asitler terimleri kullanıldı.
Bununla birlikte, poligliserolfosfat polimerlerinin hücre duvarı olmayan bakteri zarlarıyla ilişkili olduğu bulunduğundan, bunlara zar teikoik asitleri adı verildi.
Birkaç yıl sonra, teikoik asitlerin amfifilik komplekslerinin kovalent olarak membran glikolipidlerine bağlandığı tespit edildiğinde, lipoteikoik asitler adı ortaya çıktı.
Şimdi, şu anda iki son isim var: teikoik asitler ve lipoteikoik asitler. Birincisi, bakteri duvarlarında bulunan peptidoglikan ile etkileşime girenlere, ikincisi ise hidrofobik etkileşimler yoluyla plazma zarına bağlananlara atıfta bulunmaktadır.
Özellikleri
Gram pozitif bakterilerin hücre duvarının önemli bileşenleri olarak tanımlanan teikoik asitler, bu seviyede çok sayıda işlevi yerine getirir.
Duvara daha fazla yapısal destek sağlamanın yanı sıra, duvara yüksek bir negatif yük yoğunluğu sağlarlar. Bu son özellik, bu bakterilere şunları yapma yeteneği verir:
- Alt tabakalara yapışma kabiliyetini arttırın. Bu, negatif yüklü polialkol grupları ile hücre dışı moleküllerde bulunan pozitif yüklü kalıntılar arasında elektrostatik etkileşimlerin kurulması sayesinde olur.
- Pozitif yükleri nedeniyle duvara daha güçlü çekilen magnezyum gibi iki değerlikli katyonların mobilizasyonunu kolaylaştırın ve kontrol edin.
Teikoik asitlere atfedilen diğer bir işlev, ısı stresi ve ozmotik strese tolerans sağlamaktır. Bunun nedeni, teikoik asit içermeyen bakterilerin yüksek sıcaklıklara dayanamayacağı veya çok tuzlu ortamlarda büyüyemeyeceği görülmüş olmasıdır.
Dahası, teikoik asitlerin tek başına veya peptidoglikan ile kombinasyon halinde bağışıklık tepkisinin aktivatörleri olarak işlev gördüğü görülmektedir. Yani, immünojen olarak hareket ederler.
Duvar teikoik asitleri
Staphylococcus aureus, dünya çapında dağılmış, çok çeşitli cilt, solunum ve kan hastalıklarına neden olan Gram pozitif bir bakteridir.
Bu bakterinin duvarı ile ilişkili teikoik asitler, ona patojenitesini artırmasına izin veren özellikler verir.
Bu özelliklerden bazıları şunlardır:
- Bulaştıkları organizmanın epitel ve mukoza hücrelerine yüksek yapışma kapasitesi, hızlı ve etkili bir istila sağlar.
- Penisilin gibi β-laktam antibiyotiklerin etkisine direnç.
- Yatay transfer ile direnç genlerinin kazanılmasında artış.
Öte yandan, patojeniteyi artırdıkları gibi, oldukça immünojenik olduklarına dikkat etmek önemlidir. Yani, enfekte ettikleri konağın immün tepkisini hızla aktive edebilirler.
Bu manada:
- Hızlı antikor üretimini uyarırlar.
- Komplemanı aktive ederler ve bağışıklık sistemi hücrelerinin enfeksiyon kaynağına hızlı göçünü desteklerler.
Son olarak, bu teikoik asitlerin glikosilasyonunun ayrıca patojen-konakçı etkileşimlerinin belirleyici bir faktörünü oluşturduğundan bahsetmek önemlidir.
Referanslar
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. Nükleotidler ve bakteri hücre duvarı. Doğa. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Gram-Pozitif Bakterilerin Duvar Teikoik Asitleri. Annu Rev Microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. Lactobacillus arabinosus kaynaklı hücre içi teikoik asit. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox KW, Wicken AJ. Lactobacillus plantarum'un teikoik asitleri üzerine serolojik çalışmalar. Infect Immun. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. Gram-pozitif bakteri hücresi Duvarı. 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 Hücreleri, Staphylococcus aureus Duvarı Teikoik Asiti Langerin Aracılığıyla İnflamatuar Yanıtları İndüklemek İçin Algılar. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Teikoik asidin kimyasal yapısı. Wikimedia Commons'tan Cvf-ps tarafından.