Тейхоевая кислота
Сополимеры, обнаруженные в некоторых бактериях
Структура повторяющейся единицы тейхоевой кислоты из Micrococcaceae
Структура полимера липотейхоевой кислоты

Тейхоевые кислоты ( ср. греч. τεῖχος, teīkhos , «стена», точнее, крепостная стена, в отличие от τοῖχος, toīkhos , обычная стена) [1] представляют собой бактериальные сополимеры [2] глицеролфосфата или рибитолфосфата и углеводов, связанных фосфодиэфирными связями .

Тейхоевые кислоты обнаружены в клеточной стенке большинства грамположительных бактерий, таких как виды родов Staphylococcus , Streptococcus , Bacillus , Clostridium , Corynebacterium и Listeria , и, по-видимому, распространяются на поверхность пептидогликанового слоя. Они могут быть ковалентно связаны с N -ацетилмурамовой кислотой или терминальным D - аланином в тетрапептидной сшивке между единицами N -ацетилмурамовой кислоты пептидогликанового слоя, или они могут быть закреплены в цитоплазматической мембране с помощью липидного якоря. Химический сигнал тейхоевой кислоты — CH17P4O29NOH.

Тейхоевые кислоты, которые закреплены на липидной мембране, называются липотейхоевыми кислотами (ЛТК), тогда как тейхоевые кислоты, ковалентно связанные с пептидогликаном, называются тейхоевыми кислотами стенки (ТКС). [3]

Структура

Наиболее распространенной структурой тейхоевых кислот Уолла является дисахарид ManNAc(β1→4)GlcNAc с одним-тремя фосфатами глицерина, присоединенными к гидроксилу C4 остатка ManNAc, за которым следует длинная цепь повторов фосфата глицерина или рибита. [3] Различия возникают в длинном хвосте цепи, который обычно включает в себя сахарные субъединицы, присоединенные к сторонам или телу повторов. По состоянию на 2013 год было названо четыре типа повторов WTA. [4]

Липотейхоевые кислоты следуют аналогичной схеме размещения большинства вариаций в повторах, хотя набор используемых ферментов отличается, по крайней мере, в случае LTA типа I. Повторы закреплены на мембране с помощью якоря (ди)глюкозил-диацилглицерина (Glc (2) DAG). LTA типа IV из Streptococcus pneumoniae представляет собой особый случай, в котором пересекаются оба типа: после того, как хвост синтезируется с промежуточной «головкой» ундекапренилфосфата (C 55 -P), различные ферменты семейства TagU/LCP (LytR-CpsA-Psr) либо прикрепляют его к стенке, образуя WTA, либо к якорю GlcDAG. [5]

Функция

Основная функция тейхоевых кислот заключается в обеспечении гибкости клеточной стенки путем привлечения катионов, таких как кальций и калий. Тейхоевые кислоты могут быть заменены остатками эфира D -аланина [6] или D - глюкозамином [7] , что придает молекуле цвиттерионные свойства. [8] Эти цвиттерионные тейхоевые кислоты являются предполагаемыми лигандами для толл-подобных рецепторов 2 и 4. Тейхоевые кислоты также помогают в регуляции роста клеток, ограничивая способность аутолизинов разрывать связь β(1-4) между N -ацетилглюкозамином и N -ацетилмурамовой кислотой.

Липотейхоевые кислоты также могут действовать как рецепторные молекулы для некоторых грамположительных бактериофагов; однако это пока не получило окончательного подтверждения. [9] Это кислый полимер, который придает клеточной стенке отрицательный заряд.

Биосинтез

WTA и LTA типа IV

Ферменты, участвующие в биосинтезе WTA, получили названия: TarO, TarA, TarB, TarF, TarK и TarL. Их роли: [3]

  • TarO ( O34753 , EC 2.7.8.33 ) запускает процесс, соединяя GlcNAc с бифосфоундекапренилом (бактопренилом) во внутренней мембране.
  • TarA ( P27620 , EC 2.4.1.187 ) соединяет ManNAc с UDP-GlcNac, образованным TarO, через связь β-(1,4).
  • TarB ( P27621 , EC 2.7.8.44) связывает один глицерол-3-фосфат с гидроксилом C4 ManNAc.
  • TarF ( P13485 , EC 2.7.8.12 ) присоединяет больше единиц глицерол-3-фосфата к глицериновому хвосту. У бактерий, продуцирующих метки, это последний шаг (длинный глицериновый хвост). В противном случае он добавляет только одну единицу.
  • TarK ( Q8RKJ1 , EC 2.7.8.46) связывает начальную единицу рибитол-5-фосфата. Он необходим в Bacillus subtilis W23 для производства Tar, но S. aureus имеет обе функции в одном и том же ферменте TarL/K.
  • TarL ( Q8RKJ2 , EC 2.7.8.47) конструирует длинный рибитол-5-фосфатный хвост.

После синтеза АТФ-связывающие кассетные транспортеры ( АТФаза, транспортирующая тейхоевую кислоту ) TarGH ( P42953 , P42954 ) переворачивают цитоплазматический комплекс на внешнюю поверхность внутренней мембраны. Избыточные ферменты TagTUV связывают этот продукт с клеточной стенкой. [4] Ферменты TarI ( Q8RKI9 ) и TarJ ( Q8RKJ0 ) отвечают за производство субстратов, которые ведут к полимерному хвосту. Многие из этих белков расположены в консервативном генном кластере. [3]

Позже (2013) исследования выявили еще несколько ферментов, которые присоединяют уникальные сахара к повторяющимся единицам WTA. Был обнаружен набор ферментов и транспортеров, названных DltABCE, которые добавляют аланины как к стенке, так и к липотейхоевым кислотам. [4]

Обратите внимание, что набор генов назван «Tag» (тейхоевая кислота глицерин) вместо «Tar» (тейхоевая кислота рибит) в B. subtilis 168, в котором отсутствуют ферменты TarK/TarL. TarB/F/L/K все имеют некоторое сходство друг с другом и принадлежат к одному семейству ( InterPro :  IPR007554 ). [3] Из-за роли B. subtilis как основного модельного штамма некоторые связанные записи UniProt на самом деле являются ортологом «Tag», поскольку они лучше аннотированы. «Поиск по сходству» может быть использован для доступа к генам в продуцирующем Tar B. substilis W23 (BACPZ).

Какантибиотикцель наркотиков

Это было предложено в 2004 году. [3] Дальнейший обзор 2013 года дал более конкретные части путей ингибирования с учетом новых знаний. [4]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ τεῖχος. Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте «Персей»
  2. ^ Тейхоевые+кислоты в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
  3. ^ abcdef Swoboda JG, Campbell J, Meredith TC, Walker S (январь 2010 г.). «Функция тейхоевой кислоты стены, биосинтез и ингибирование». ChemBioChem . 11 (1): 35– 45. doi :10.1002/cbic.200900557. PMC  2798926 . PMID  19899094.
  4. ^ abcd Brown S, Santa Maria JP, Walker S (8 сентября 2013 г.). "Тейхоевые кислоты стенки грамположительных бактерий". Annual Review of Microbiology . 67 (1): 313–36 . doi :10.1146/annurev-micro-092412-155620. PMC 3883102. PMID  24024634 . 
  5. ^ Percy MG, Gründling A (8 сентября 2014 г.). «Синтез и функция липотейхоевой кислоты у грамположительных бактерий». Annual Review of Microbiology . 68 (1): 81– 100. doi : 10.1146/annurev-micro-091213-112949 . PMID  24819367. S2CID  8732547.
  6. ^ Knox KW, Wicken AJ (июнь 1973). « Иммунологические свойства тейхоевых кислот». Bacteriological Reviews . 37 (2): 215–57 . doi :10.1128/br.37.2.215-257.1973. PMC 413812. PMID  4578758. 
  7. ^ Cot M, Ray A, Gilleron M, Vercellone A, Larrouy-Maumus G, Armau E и др. (октябрь 2011 г.). «Липотейхоевая кислота в Streptomyces hygroscopicus: структурная модель и иммуномодулирующая активность». PLOS ONE . ​​6 (10): e26316. Bibcode :2011PLoSO...626316C. doi : 10.1371/journal.pone.0026316 . PMC 3196553 . PMID  22028855. 
  8. ^ Garimella R, Halye JL, Harrison W, Klebba PE, Rice CV (октябрь 2009 г.). «Конформация цвиттериона фосфата D-аланина в бактериальной тейхоевой кислоте по данным спектроскопии ядерного магнитного резонанса». Биохимия . 48 (39): 9242– 9. doi :10.1021/bi900503k. PMC 4196936. PMID 19746945  . 
  9. ^ Räisänen L, Draing C, Pfitzenmaier M, Schubert K, Jaakonsaari T, von Aulock S, Hartung T, Alatossava T (июнь 2007 г.). «Молекулярное взаимодействие между липотейхоевыми кислотами и фагами Lactobacillus delbrueckii зависит от замены D-аланила и альфа-глюкозы в поли(глицерофосфатных) остовах». Journal of Bacteriology . 189 (11): 4135– 40. doi :10.1128/JB.00078-07. PMC 1913418 . PMID  17416656. 
  • Биоинформатические картирования (см. также записи EC):
    • UniProt: WTA KW-0777, путь: 547.789 (поли(глюкопиранозил N-ацетилгалактозамин 1-фосфат) биосинтез тейхоевой кислоты), путь: 547.827 (поли(глицеролфосфат) биосинтез тейхоевой кислоты), путь: 547.790 (поли(рибитолфосфат) биосинтез тейхоевой кислоты)
    • UniProt: путь LTA:547.556 (биосинтез липотейхоевой кислоты)
    • онтология гена : GO:0019350
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Teichoic_acid&oldid=1260128037"