Els àcids teicoicos són glucopolímeros polianiónicos que formen part de la paret cel·lular de bacteris Gram negatives. Els monòmers constituents d'aquests àcids són els polialcoles glicerol i ribitol, els quals es troben units a través d'enllaços fosfodiester.
S'han classificat en àcids teicoicos i àcids lipoliteicoicos en funció de la seva composició i localització en la cèl·lula bacteriana. Els primers interactuen amb el peptidoglicà present a la paret cel·lular, mentre que els últims ancoren a la bicapa lipídica gràcies a la seva associació amb lípids.
Estructura química de l'àcid teicoico. By CVF-ps, from Wikimedia Commons.
Moltes funcions són les que se li han atribuït a aquests polímers, entre les que destaquen les de brindar rigidesa a la paret i proveir una alta densitat de càrrega negativa. Aquesta última pot ajudar a agilitzar molts processos fisiològics com ara l'increment de la mobilització d'ions divalents com el magnesi.
estructura
Els àcids teicoicos són polímers d'un polialcohol, que bé pot ser glicerol o rubitol.
Aquest tipus de polímers són cridats glucopolímeros polianiónicos per la seva riquesa en grups carregats negativament. En ells, els monòmers de l'polialcohol es troben units a través d'enllaços fosfodiester i associats a èsters d'alanina ia grups glicosil.
distribució
Paret cel·lular de bacteris Gram positives. By Franciscosp2, from Wikimedia Commons.
Aquests àcids s'han descrit com a constituents importants de la paret cel·lular de bacteris gram positives, caracteritzada per posseir una capa gruixuda de peptidoglicà.
El peptidoglicà és un polímer format per molècules d'àcid N-acetil murámico i N-acetilglucosamina. A cada residu d'àcid N-acetil murámico s'enllacen covalentment els àcids teicoicos, dotant a la paret d'una alta densitat de càrrega negativa.
Addicionalment, s'ha trobat que certs àcids teicoicos poden unir-se a alguns lípids presents en les membranes plasmàtiques en bacteris. A el producte d'aquesta unió se li ha denominat àcid lipoteicoico.
En aquest punt, resulta important esmentar que els diferents gèneres i espècies existents de bacteris gran positives difereixen en el tipus d'àcids teicoicos que s'associen a les seves parets i membranes.
Per tant, aquests últims han estat emprats com a marcadors útils per a la classificació serològica i identificació de gèneres i espècies de bacteris Gram positives.
història
Estudis sobre la funció dels polialcohols citidina difosfat-glicerol i citidina difosfatoribitol (constituents d'àcids teicoicos) van permetre detectar per primera vegada aquests àcids en la membrana de bacteris Gram positives en 1958.
De fet, l'aïllament d'aquests polialcohols va permetre posar en evidència que tant el ribitol fosfat com el glicerol-fosfat es troben formant polímers. A aquests se'ls va denominar àcids teicoicos pel griepo «teichos» que significa paret.
Aquesta denominació general d'àcids teicoicos ha sofert modificacions a mesura que s'han descobert variacions estructurals en aquests polímers i localitzacions subcel·lulars diferents.
En primera instància, es van utilitzar els termes d'àcids teicoicos de poli-ribitolfosfato i àcids teicoicos de poli-glicerolfosfato per fer referència a el tipus d'alcohol que formava el polímer.
No obstant això, com els polímers de poli-glicerolfosfato es van trobar associats a membranes de bacteris sense paret cel·lular, es van denominar àcids teicoicos de membrana.
Diversos anys després, a l'detectar complexos anfifílicos d'àcids teicoicos units covalentment a glicolípids de membrana, va sorgir la denominació d'àcids lipoteicoicos.
Ara bé, en l'actualitat persisteixen dues denominacions finals: àcids teicoicos i àcids lipoteicoicos. La primera fa referència a aquells que interactuen amb el peptidoglicà present en les parets bacterianes i la segona a aquells que s'ancoren a la membrana plasmàtica mitjançant interaccions hidrofòbiques.
funcions
Els àcids teicoicos que han estat descrits com a constituents importants de la paret cel·lular de bacteris Gram positives exerceixen nombroses funcions a aquest nivell.
A més de conferir-li major suport estructural a la paret, li aporten una alta densitat de càrrega negativa. Aquesta última particularitat li brinda a aquests bacteris la capacitat de:
- Incrementar la capacitat d'adherència als substrats. Això gràcies a l'establiment d'interaccions electrostàtiques entre els grups carregats negativament dels polialcoles i els residus amb càrrega positiva presents en molècules extracel·lulars.
- Facilitar i controlar la mobilització de cations divalents com el magnesi, que per presentar càrrega positiva són atrets amb més força en direcció a la paret.
Una altra de les funcions que se li atribueixen als àcids teicoicos és la de brindar tolerància a l'estrès tèrmic i a l'estrès osmòtic. Això és degut al fet que s'ha vist que bacteris mancats d'àcids teicoicos no poden suportar altes temperatures ni créixer en mitjans molt salins.
A més, sembla ser que els àcids teicoicos per si sols o combinats amb peptidoglicà funcionen com activadors de la resposta immune. És a dir, actuen com immunògens.
Àcids teicoicos de paret a
Staphylococcus aureus és un bacteri Gram positiva distribuïda per tot el món, responsable de causar una àmplia varietat de patologies cutànies, respiratòries i sanguínies.
Els àcids teicoicos associats a la paret d'aquest bacteri li confereixen propietats que li permeten incrementar la seva patogenicitat.
Algunes d'aquestes propietats són:
- L'alta capacitat d'adherència a cèl·lules epitelials i de mucoses de l'organisme a què infecten permetent realitzar una ràpida i efectiva invasió.
- Resistència a l'acció d'antibiòtics β-lactàmics com la penicil·lina.
- Increment en l'adquisició de gens de resistència per transferència horitzontal.
D'altra banda, resulta important destacar que de la mateixa manera que potencien la patogenicitat, són altament immunògens. És a dir, són capaços d'activar ràpidament la resposta immune de l'hoste a el qual infecten.
En aquest sentit:
- Estimulen la ràpida producció d'anticossos.
- Activen el complement i afavoreixen la ràpida migració de les cèl·lules de el sistema immune fins al focus d'infecció.
Finalment, és rellevant esmentar que la glicosilació d'aquests àcids teicoicos també constitueix un factor determinant de les interaccions patogen-hoste.
referències
- Armstrong JJ, Baddiley J, Buchanan JG, Carss B. nucleòtids and the bacterial cell wall. Nature. 1958; 2: 1692-1693.
- Brown S, Santa Maria JP, Walker S. Wall Teichoic Acids of Gram-Positive Bacteri. Annu Rev microbiol. 2013; 67: 1-28.
- Critcheley P, Archibald AR, Baddiley. The intracellular teichoic acid from Lactobacillus arabinosus. Biochem J. 1962; 85: 420-431.
- Knox kW, Wicken AJ. Serological studies on the teichoic àcids of Lactobacillus plantarum. Infect Immun. 1972; 6: 43-49.
- Rohde M. The Gram-positive bacterial cell Wall. 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 through Langerin To Indueix Inflammatory Responses. mBio. 2019; 10 (3): 1-14.
- Estructura química de l'àcid teicoico. By CVF-ps, from Wikimedia Commons.